母压电元件及层叠型压电元件以及层叠型压电元件的制造方法与流程

本发明涉及用于获得层叠型压电元件的母压电元件、该层叠型压电元件及其制造方法。

背景技术：

现有技术中，提出各种利用了层叠型压电陶瓷的压电元件。例如，下述的专利文献1所述的压电元件具有长方体状的压电体。该压电体内，隔着压电体层而层叠有多个第1内部电极和多个第2内部电极。第1内部电极与第2内部电极之间的压电体层在层叠方向上极化。

该压电元件中，第1内部电极的一对侧缘及第2内部电极的一对侧缘与压电体的侧面隔开间隙地配置。由于第1及第2内部电极未露出于压电体的侧面，故能够抑制绝缘电阻的下降。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开2010-186902号公报

技术实现要素：

-发明所要解决的技术问题-

在上述压电元件的制造之际，需要将压电体极化。层叠型电子部件中，为了提高生产率，在准备了母元件后，广泛应用进行单片化的方法。专利文献1所述的压电元件中，第1及第2内部电极未露出于压电体的侧面。因而，在母元件的阶段无法进行极化处理。进行了单片化后，需要按每个压电体进行极化处理。因此，制造工序繁杂。

本发明的目的在于，提供一种能够在母压电体阶段进行极化处理且能提高层叠型压电元件的生产率的母压电元件。

本发明的其他目的在于，提供一种通过在母压电体阶段进行极化处理而能获得、因此制造容易的层叠型压电元件及该层叠型压电元件的制造方法。

-用于解决技术问题的手段-

本发明涉及的母压电元件是在具有层叠型压电体的层叠型压电元件的制造中所采用的母压电元件，在该层叠型压电体中，第1内部电极与第2内部电极隔着压电体层而对置，其中，所述母压电元件具备：母压电体，具有在所述压电体层的层叠方向上彼此对置的第1主面及第2主面、和将所述第1主面及所述第2主面连结的第1～第4侧面；多个第1内部电极，在所述母压电体内，被设置在与所述第1主面平行的至少1个第1面；多个第2内部电极，在所述母压电体内，被设置在与所述第1主面平行的至少1个第2面；第1连接电极，被设置在所述母压电体的所述第1～第4侧面之中的至少1个侧面；和第2连接电极，被设置在所述母压电体的所述第1～第4侧面之中的至少1个侧面，各所述第1内部电极具有被引出至所述第1～第4侧面之中的至少1个侧面的第1引出部，以便与所述第1连接电极电连接，各所述第2内部电极具有被引出至所述第1～第4侧面之中的至少1个侧面的第2引出部，以便与所述第2连接电极电连接，在所述第1面中，多个所述第1内部电极被电连接。

本发明涉及的母压电元件的某一特定的方面中，在所述第2面中，多个所述第2内部电极被电连接。该情况下，在母压电元件阶段能够更加容易地进行极化处理。

本发明涉及的母压电元件的其他特定的方面中，在所述第1面中，设置有将多个所述第1内部电极彼此电连接的第1电连接部，在所述第2面中，设置有将多个所述第2内部电极彼此电连接的第2电连接部，所述第1电连接部和所述第2电连接部被设置于所述层叠方向上不重叠的位置处。

本发明涉及的母压电元件的另一特定的方面中，所述第1内部电极及所述第2内部电极的至少一方，在所述第1面或所述第2面中，在所述第1引出部、所述第2引出部、所述第1电连接部、或所述第2电连接部以外，抵达比所述第1内部电极与所述第2内部电极对置的对置区域更靠外侧的区域。该情况下，也能够利用对置区域外侧的区域中的压电效应。

本发明涉及的母压电元件的另一特定的方面中，在所述第2面中独立地设置多个所述第2内部电极。该情况下，将多个第1内部电极用作为公共端子、并将端子连接于各内部电极，由此在母压电元件中能够测定各个压电元件的特性。

本发明涉及的母压电元件的其他特定的方面中，所述第1内部电极和所述第2内部电极之间的所述压电体层被极化。

本发明涉及的母压电元件的其他特定的方面中，还具备多个主面电极，设置在所述第1主面及所述第2主面的至少一方，且在所述层叠方向上与多个所述第1内部电极或多个所述第2内部电极分别对置。

本发明涉及的层叠型压电元件通过对本发明涉及的母压电元件进行单片化而得到。因此，能够实现制造工序的简化。

根据本发明涉及的层叠型压电元件的另一广泛的方面，提供一种层叠型压电元件，其中，具备压电体，多个压电体层被层叠而成，且具有在层叠方向上彼此对置的第1主面及第2主面、和连结所述第1及第2主面的第1～第4侧面；多个第1内部电极，与所述压电体的所述第1主面平行地延伸、且被设置在所述压电体内；多个第2内部电极，与所述压电体的所述第1主面平行地延伸、且被设置在所述压电体内；第1连接电极，被设置在所述压电体的所述第1～第4侧面之中的至少1个侧面，且将多个所述第1内部电极彼此电连接；和第2连接电极，被设置在所述压电体的所述第1～第4侧面之中的至少1个侧面，且将多个所述第2内部电极电连接，所述第1及第2内部电极分别具有被引出至所述压电体的所述第1～第4侧面之中的至少1个侧面的第1及第2引出部，所述第1引出部电连接至所述第1连接电极，所述第2引出部电连接至所述第2连接电极，所述第1引出部和所述第2引出部被设置于层叠方向上不重叠的位置处。

本发明涉及的层叠型压电元件的制造方法具备：准备依据于本发明而构成的母压电元件的工序；向所述第1连接电极与所述第2连接电极之间施加直流电压而对所述母压电体进行极化的工序；和将所述母压电元件单片化而获得所述层叠型压电元件的工序。

-发明效果-

本发明涉及的母压电元件中，在第1面中多个第1内部电极彼此被电连接，因此能够在母压电元件阶段中容易地进行极化处理。由此，通过在极化后进行单片化，从而能够容易地制造层叠型压电元件。

根据本发明涉及的母层叠型压电元件及其制造方法，因为能够在母压电元件阶段进行极化，所以制造容易且能够有效地提高生产率。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式中形成第1及第2连接电极前的母压电元件的立体图。

图2(a)及图2(b)是表示母压电元件内的第1面及第2面上的电极构造的各示意性立体图。

图3是表示本发明的第1实施方式涉及的母压电元件的立体图。

图4是表示通过本发明的第1实施方式而得到的层叠型压电元件的立体图。

图5(a)及图5(b)是用于说明第1实施方式中的第1内部电极及第2内部电极的各示意性立体图。

图6是本发明的第2实施方式涉及的层叠型压电元件的立体图。

图7(a)及图7(b)是用于说明第2实施方式中的第1内部电极及第2内部电极的形状的各示意性立体图。

图8是表示本发明的第3实施方式涉及的层叠型压电元件的立体图。

图9是表示本发明的第4实施方式中形成第1及第2连接电极前的母压电元件的立体图。

图10(a)及图10(b)是第4实施方式中表示母压电体内的第1面及第2面上的电极构造的各示意性立体图。

图11是表示第4实施方式涉及的母压电元件的立体图。

图12是表示通过第4实施方式而得到的层叠型压电元件的立体图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的具体实施方式进行说明，由此使本发明清楚明了。

其中，本说明书所述的各实施方式是例示性的内容，指出在不同的实施方式间能够实现构成的局部的置换或组合。

参照图1～图5来说明本发明的第1实施方式涉及的层叠型压电元件的制造方法。

首先，准备图1所示的母压电元件。其中，在图1中尚未形成后述的第1及第2连接电极。

如图1所示，母压电元件1具有母压电体2。母压电体2利用压电陶瓷而构成。作为压电陶瓷，能够利用锆钛酸铅系陶瓷等适宜的压电陶瓷。母压电体2沿着图1所示的切断线x、y1及y2而最终被分割，并被单片化。切断线x及切断线y1、y2是表示该分割部分的线，实际的母压电体2中并未描绘这种线。

母压电体2具有第1主面2a、及在压电体层的层叠方向上与第1主面2a对置的第2主面2b。第1～第4侧面2c～2f连结第1主面2a和第2主面2b。

第1侧面2c与第2侧面2d对置，第3侧面2e与第4侧面2f对置。第1侧面2c及第2侧面2d在母压电体2的长边方向上延伸，第3及第4侧面2e、2f在宽度方向上延伸。另外，母压电体2也可以不具有长边方向而是立方体状。

在母压电体2内，形成有多个第1内部电极3和多个第2内部电极4。在母压电体2内，如图2(a)所示，在与第1主面2a平行的至少1个第1面2g上设置有多个第1内部电极3。同样地，如图2(b)所示，在母压电体2内的与第1主面2a平行的至少1个第2面2h上设置有多个第2内部电极4。第1内部电极3与第2内部电极4隔着压电体层而对置。将该对置的区域设为对置区域。该对置区域为矩形的区域。

如图2(a)所示，第1内部电极3具有从对置区域被引出至母压电体2的第1侧面2c或第2侧面2d的第1引出部3a。第2内部电极4也具有被引出至第1侧面2c或第2侧面2d的第2引出部4a。如图1所示，第1引出部3a和第2引出部4a被设置于前述的层叠方向上不重叠的位置处。换言之，多个第1引出部3a和多个第2引出部4a在母压电体2的第1侧面2c或第2侧面2d上，在母压电体2的长边方向上被隔开。

多个第1引出部3a彼此设置于层叠方向上重合的位置处。多个第2引出部4a彼此也设置于层叠方向上重合的位置处。

如图2(a)所示，相邻的第1内部电极3彼此通过第1电连接部3b1、3b2而被电连接。即，宽度方向上相邻的第1内部电极3彼此通过第1电连接部3b1而被电连接。再有，位于上述第2侧面2d侧的多个第1内部电极3中，在母压电体2的长边方向上相邻的第1内部电极3彼此通过第1电连接部3b2而被电连接。因此，图2(a)所示的所有第1内部电极3相互电连接。

同样地，如图2(b)所示，上述宽度方向上相邻的第2内部电极4彼此通过第2电连接部4b1而被电连接。再有，位于切断线x与第1侧面2c之间的多个第2内部电极4中，在长边方向上相邻的第2内部电极4彼此通过第2电连接部4b2而被电连接。由此，如图2(b)所示，第2面2h上的所有第2内部电极4相互电连接。

根据图2(a)及图2(b)可知，多个第1电连接部3b1和多个第2电连接部4b1在上述长度方向上被隔开。换言之，层叠方向上，第1电连接部3b1和第2电连接部4b1被设置成不重叠。

第1电连接部3b2与穿通宽度方向中心并在长度方向延伸的切断线x相比更位于第2侧面2d侧。另一方面，第2电连接部4b2与切断线x相比更位于第1侧面2c侧。因此，第1电连接部3b2和第2电连接部4b2在上述宽度方向上被隔开，在层叠方向上第1电连接部3b2和第2电连接部4b2并未重合。

母压电体2内，多个第1电连接部3b1彼此在层叠方向上重合。多个第1电连接部3b2彼此也在层叠方向上重合。同样地，在第2内部电极4侧，多个第2电连接部4b1彼此也在层叠方向上重合。还有，多个第2电连接部4b2彼此也在层叠方向上重合。

返回图1，在母压电体2的第1主面2a上，设置有多个主面电极5。该主面电极5位于通过单片化而得到的各层叠型压电元件的上表面。

各主面电极5隔着压电体层而与下方的第1内部电极3对置。因此，第1内部电极3与主面电极5之间的压电体层也被有效地利用。另外，主面电极5被引出至母压电体2的第1主面2a与第1侧面2c所成的端缘。该被引出的部分为引出部5a。该引出部5a在层叠方向上与第2内部电极4的第2引出部4a重合。

再有，主面电极5具有朝着第1侧面2c侧开设的凹部5b。该凹部5b内，设置有端子电极6。端子电极6被设置成与主面电极5未接触、即未导通。端子电极6被引出至第1主面2a和第1侧面2c所成的端缘。该被引出的引出部6a在层叠方向上和第1内部电极3的引出部3a重合。

此外，本实施方式中，在第1主面2a上设置了主面电极5，但第2主面2b上也可以设置主面电极。再有，也可以不是在第1主面2a上而仅在第2主面2b侧设置有主面电极。进而，也可以不设置主面电极5。

具有上述第1内部电极3、第2内部电极4、主面电极5及端子电极6的母压电体2能够利用陶瓷一体烧成法而得到。

更具体的是，在包括压电陶瓷的第1压电体生片上印刷多个第1内部电极3等，在第2压电体生片上印刷多个第2内部电极4等。印刷后，交替地层叠第1母压电体生片和第2母压电体生片，由此获得层叠体。进而，在第3母压电体生片上印刷主面电极5及端子电极6。将印刷后的第3母压电体生片层叠于上述层叠体的最上表面。对如此得到的母层叠体进行烧成。由此，能够获得图1所示的母压电体2。

接着，如图3所示，在第1侧面2c形成第2连接电极8，；以使得与引出部5a电连接。再有，形成第1连接电极7，以使得与引出部6a连接。第1连接电极7及第2连接电极8例如能够通过溅射或蒸镀等来形成。不过，该形成方法并未特别地加以限定。

第1连接电极7在第1侧面2c上被设置成从层叠方向即第1主面2a侧抵达第2主面2b侧。通过第1连接电极7而电连接多个第1引出部3a和引出部6a。因此，在第1连接电极7上电连接母压电体2内的所有第1内部电极3和端子电极6。另一方面，第2连接电极8在第1侧面2c上被设置成从第1主面2a侧抵达第2主面2b侧。第2连接电极8将引出部5a和第2内部电极4的第2引出部4a电连接。由此，在第2连接电极8上电连接位于母压电体2内的所有第2内部电极4。

如果在第1连接电极7与第2连接电极8之间施加直流电压，那么在母压电体2内，能够对被第1内部电极3与第2内部电极4夹持的压电体层进行极化。即，在被单片化为多个层叠型压电元件前的母压电元件1的阶段，能够进行极化。因此，没有必要单片化后进行繁杂的极化处理。由此，能够有效地提高生产率。

另外，虽然并非一定是必需的，但在第2侧面2d侧，上述第1连接电极7与第2连接电极8也同样地设置有第1及第2连接电极。

为了进行极化处理，在母压电体2中，只要在构成至少1个层叠型压电元件的部分中设置上述第1连接电极7与上述第2连接电极8即可。不过，单片化后为了在各个层叠型压电元件中将多个第1内部电极3彼此及多个第2内部电极4彼此连接，优选预先设置第1及第2连接电极7、8。

此外，前述的第1内部电极3、第2内部电极4、主面电极5、端子电极6能够通过导电膏的印刷及陶瓷的烧成之际的烧附来形成。作为这种导电膏，例如能够利用包括ag、ag-pd、al、ni等金属粉末及有机载体、和粘合剂树脂的适宜组成的材料。再有，未限于导电膏的印刷及烧附，也可以通过蒸镀、镀覆或溅射等来形成这些电极。

还有，对于第1及第2连接电极7、8来说，能够利用适宜的金属来形成。

接着，沿着前述的切断线x、y1、y2将图3示出的母压电元件1切断，由此进行单片化。如此一来，能获得图4所示的层叠型压电元件11。

另外，图5(a)及图5(b)是用于说明第1实施方式的层叠型压电元件11中的第1内部电极3及第2内部电极4的形状的各示意性立体图。

层叠型压电元件11具有层叠型压电体2a。该层叠型压电体2a内，交替地层叠有多个第1内部电极3和多个第2内部电极4。再有，第1连接电极7与端子电极6电连接。另一方面，第2连接电极8与主面电极5电连接。因此，例如通过向主面电极5与端子电极6之间施加电压，从而作为压电促动器能够使层叠型压电元件11动作。此外，未限于压电促动器，能够将本发明应用于层叠型压电谐振器等各种层叠型压电元件。

如图4所示，在层叠型压电体2a的1个侧面2i，前述的第1电连接部3b2的切断部分露出。

图6是本发明的第2实施方式涉及的层叠型压电元件的立体图，图7(a)及图7(b)是用于说明第2实施方式中的第1内部电极及第2内部电极的形状的各示意性立体图。

第2实施方式的层叠型压电元件21具有压电体22。压电体22除了第1内部电极3与第2内部电极4的俯视形状不同以外，与第1实施方式的层叠型压电元件11同样。因此，针对同一部分赋予同一参照号码，由此省略其说明。不过，关于压电体22的各部分赋予第1主面22a、第2主面22b、第1～第4侧面22c～22f的参照号码。

如图7(a)及图7(b)所示，第1内部电极3和第2内部电极4在层叠方向、即在层叠方向隔着压电体层而对置。该对置的区域即对置区域与第1实施方式同样地具有矩形的俯视形状。本实施方式与第1实施方式不同之处在于，第1内部电极3及第2内部电极4从对置区域起在更多的部分被引出至压电体22的第1～第4侧面22c～22f。

第1内部电极3还具有引出部3c1～3c6。

引出部3c1、3c2通过设置朝着第2侧面22d开设的切口23a而形成，位于切口23a的两侧。同样地，引出部3c3、3c4位于朝着第3侧面22e开设的切口23b的两侧。进而，引出部3c5、3c6设置于朝着第4侧面22f开设的切口23c的两侧。因此，第1内部电极3在对置区域外侧的更多区域中被引出至压电体22的第1～第4侧面22c～22f。

第2内部电极4还具有第2电连接部被分断而形成的引出部4c1～4c3。

第2内部电极4除了第2引出部4a以外还具有被引出到第2侧面22d、第3侧面22e及第4侧面22f的引出部4c1～4c3。引出部4c1～4c3均是将前述的第2电连接部通过单片化被切断而形成。再有，引出部4c1～4c3在层叠方向观察时，分别位于前述的切口23a、切口23b、切口23c内。由此，第1内部电极3的引出部3c1～3c6和前述的引出部4c1～4c3在层叠方向上并未重合。

第2实施方式的层叠型压电元件21中，第2内部电极4在对置区域的外侧，与第1实施方式相比，在更宽广的区域被引出。因此，变成在对置区域外也施加电场。因而，能够扩大实质上的有效区域，能够获得更大的位移量。由此，无论第1内部电极3是否与压电体22的第1～第4侧面22c～22f隔开间隙地设置，都能够获得大的位移量。再有，通过该间隙，能有效地防止第1内部电极3与第2内部电极4的短路。

图8是第3实施方式的层叠型压电元件的立体图。第3实施方式的层叠型压电元件31中，除了第2连接电极8设置于第4侧面2fa、引出部5a被引出至第4侧面2fa与第1主面2a所成的端缘以外，与第1实施方式同样。

这样，将第1内部电极及第2内部电极内的一方电连接的第1连接电极及第2连接电极也可以设置于压电体的不同侧面。

图9是表示本发明的第4实施方式中形成第1及第2连接电极前的母压电元件的立体图，图11是表示第4实施方式涉及的母压电元件的立体图。第4实施方式的母压电元件41具有母压电体2b。图10(a)及图10(b)是表示母压电体2b内的形成在第1面及第2面的电极构造的示意性立体图。

如图10(a)所示，在第1面2g上设置有多个第1内部电极3。不过，相邻的第1内部电极3彼此，互相对置的边接触并被一体化。超过与第2内部电极4对置的区域，第1内部电极3被设置为抵达外侧的边。因此，对置区域外侧的第1内部电极部分兼作前述的第1电连接部3b1或第1电连接部3b2。由此，在第1面2g上，电连接着多个第1内部电极3。再有，第1内部电极3具有被引出至第1侧面2c或第2侧面2d的一对第1引出部3a1、3a2。

在一对第1引出部3a1、3a2间设置有切口42。

如图10(b)所示，在第2面2h上独立地设置有多个第2内部电极4。即，在多个第2内部电极4并未电连接于第2面2h上这一点中，本实施方式和第1实施方式不同。

各第2内部电极4具有被引出至第1侧面2c或第2侧面2d的第2引出部4a。在层叠方向上进行观察时，在母压电体2中，第2引出部4a被设置于与前述的切口42重叠的位置处。因此，如图9所示，在第1侧面2c中，多个第2引出部4a位于一对第1引出部3a1、3a2间。

如图9所示，在母压电体2b的第1主面2a上形成有主面电极5及端子电极6。主面电极5具有一对引出部5a1、5a2。在一对引出部5a1、5a2间的凹部内配置有上述端子电极6。

如图11所示，母压电元件41中，设置有第1、第2连接电极7、8。第1连接电极7被设置成从母压电体2b的第1侧面2c或虽然未图示但从第2侧面2d上抵达所述主面电极5的引出部5a1或5a2。由此，主面电极5电连接多个第1内部电极3。再有，本实施方式中，在第1面2g电连接着多个第1内部电极3。因此，1个主面电极5电连接着母压电体2b内的所有第1内部电极3。

另一方面，第2连接电极8经由第1侧面2c而与上述端子电极6电连接。

第2面2h上的多个第2内部电极4独立地设置。因此，本实施方式中，在极化之际，只要向任一个主面电极5和各个层叠型压电元件的端子电极6之间施加电压即可。由此，本实施方式中也能够在母压电元件41的阶段进行极化处理。

再有，母压电元件41中，在第2面2h中，多个第2内部电极4间并未被电连接。因此，在母压电元件41的阶段，将多个第1内部电极3作为公共端子、即将主面电极5作为公共端子，将端子连接于各层叠型压电元件的第2连接电极8，由此能够测定各个层叠型压电元件的特性。由此，在单片化之前能够进行各个层叠型压电元件的筛选。

通过对母压电元件41进行单片化，从而能够获得图12所示的层叠型压电元件43。

第4实施方式在其他方面和第1实施方式是同样的，因此针对同一部分赋予同一参照编号，从而省略其说明。

-符号说明-

1、41...母压电元件

2、2b...母压电体

2a...层叠型压电体

2a...第1主面

2b...第2主面

2c～2f...第1～第4侧面

2fa...第4侧面

2g、2h...第1、第2面

2i...侧面

3...第1内部电极

3a1、3a2...第1引出部

3a...第1引出部

3b1、3b2...第1电连接部

3c1～3c6、4c1～4c3...引出部

4...第2内部电极

4a...第2引出部

4b1、4b2...第2电连接部

5、5a1、5a2...主面电极

5a...引出部

5b...凹部

6...端子电极

6a...引出部

7、8...第1、第2连接电极

11、21、31、43...层叠型压电元件

22...压电体

22a...第1主面

22b...第2主面

22c～22f...第1～第4侧面

23a、23b、23c、42...切口

43...层叠型压电元件

x、y1、y2...切断线