压电元件单元以及驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及例如作为驱动被驱动构件的驱动装置的一部分而被优选使用的压电元件单元以及具备该压电元件单元的驱动装置。
【背景技术】
[0002]压电元件是利用压电效应以及逆压电效应来对机械位移和电气位移进行相互转换的元件。这样的压电元件例如通过在成形?烧成压电陶瓷并获得元件主体之后将电极形成于该元件主体并进一步实施极化处理来制造。
[0003]因为由压电元件获得的机械位移是比较微小的，所以压电元件例如作为要求精密而且正确的控制的驱动装置而被优选使用。更加具体来说，可以列举透镜驱动用、HDD的头部驱动用、喷墨打印机的头部驱动用、燃料喷射阀驱动用等的用途。
[0004]例如，作为使用了压电元件的驱动装置，公开了具有将驱动杆和支撑台分别粘结于压电元件的两端部的构造的驱动装置(参照专利文献I等)。
[0005]然而，在现有的层叠型压电元件中，在用于要求特别严格的耐久性的用途的情况下，会有由于驱动时等的大的负荷或任意的外力而弯折的担忧。
[0006]专利文献1:日本特开2002-119074号
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种能够以简单的构造使机械强度提高的压电元件单元和具有该压电元件的驱动装置。
[0008]本发明人们进行了悉心研宄，其结果发现了在层叠型压电元件的元件主体中最脆弱的部分为活性部与非活性部的界面，直至完成了本发明。
[0009]S卩，本发明所涉及的压电元件单元具备:元件主体，具有压电体层与内部电极交替地层叠的活性部和在所述活性部的层叠方向的两端进行层叠的非活性部；第I树脂部，粘结在所述元件主体的所述层叠方向上的一个端面和以与该一个端面相对的方式被配置的连结构件的安装面；所述第I树脂部从所述安装面覆盖到对应于所述活性部与非活性部的界面的所述元件主体的外侧面，在对应于所述活性部与非活性部的界面的位置上第2树脂部覆盖覆盖所述元件主体的外侧面的所述第I树脂部的外表面，所述第2树脂部也一体地覆盖对应于所述活性部的所述元件主体的外侧面。
[0010]在本发明的压电元件单元中，在对应于活性部与非活性部的界面的位置上元件主体的外侧面被第I树脂部和第2树脂部双重覆盖。即，在本发明的压电元件单元中，元件主体中的最脆弱的部分被第I树脂部和第2树脂部双重覆盖。因此，本发明中，以简单的构造而能够使元件主体的机械强度(例如抗弯强度)提高，从而不易折断并且耐久性提高。
[0011]另外，第I树脂部因为兼备连结元件主体和连结构件的功能，所以本发明所涉及的压电元件单元具有简单的构造，从而制造容易并且具有优异的可靠性。
[0012]再有，第2树脂部因为也一体地覆盖对应于活性部的元件主体的外的侧面，所以通过第I树脂部的端缘和元件主体的外侧面的边界被第2树脂部覆盖，从而能够防止第I树脂部的端缘从元件主体的外侧面剥落。另外，第2树脂部因为也一体地覆盖对应于活性部的元件主体的外侧面，所以耐湿性也提高。
[0013]也可以使第I树脂部的弹性模量大于第2树脂部的弹性模量。构成第I树脂部的合成树脂和构成第2树脂部的合成树脂其主成分可以相同也可以不同，但是通过使弹性模量变化从而会有以下所表示的作用效果。
[0014]S卩，在元件主体的活性部，由被施加于内部电极的电压而在元件主体上产生移动，但是在非活性部不产生移动。因此，通过较低地设定第2树脂部的弹性模量，从而第2树脂部容易追随于活性部的移动，第2树脂部的耐久性提高。另外，位于非活性部的第I树脂部因为兼备连结元件主体和连结构件的功能，所以与第2树脂部相比较硬的一方能够牢固地连结元件主体和连结构件。另外，因为非活性部自身不会动，所以第I树脂部即使硬也没有冋题。
[0015]在所述元件主体的相对的2个侧面上分别形成有外部电极，所述第2树脂部也可以也覆盖所述外部电极的外表面。通过这样进行构成从而能够有效地保护外部电极，并且能够防止外部电极的气体腐蚀等。
[0016]在所述安装面的附近配线用引线部经由电连接部而固定于所述外部电极的外表面，所述电连接部也可以被所述第I树脂部以及所述第2树脂部双重覆盖。通过这样进行构成从而在电连接部上的元件主体的强度也会提高。
[0017]另外，在对应于所述活性部的所述外部电极的外表面上配线用引线部经由电连接部而进行固定，所述电连接部也可以被所述第2树脂部覆盖。通过这样进行构成从而也能够提高在电连接部上的元件主体的强度。
[0018]所述电连接部也可以是焊料以及导电性粘结剂中的任意一者。另外，所述连结构件也可以是锤以及驱动轴中的任意一者。
[0019]本发明所涉及的驱动装置具有以上所述的压电元件单元。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的一个实施方式所涉及的压电元件单元的部分截面的概略图。
[0021]图2是图1所表示的压电元件单元的主要部分的放大截面图。
[0022]图3是图1以及图2所表示的压电元件单元的元件主体的立体图。
[0023]图4是表示图1以及图2所表示的压电元件单元的制造过程的立体图。
[0024]图5是表示继图4之后的工序的部分立体图。
[0025]图6A是表示本发明的其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分的放大截面图。
[0026]图6B是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0027]图6C是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0028]图6D是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0029]图6E是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0030]图6F是沿着图6E所表示的VIF-VIF的主要部分截面图。
[0031]图7A是表示关于本发明的实施例所涉及的压电元件单元的抗弯强度的测定方法的概念图，图7B是表示关于本发明的参考例所涉及的压电元件单元的抗弯强度的测定方法的概念图。
[0032]图8是表示关于本发明的实施例以及参考例所涉及的压电元件单元的抗弯强度的测定结果的图表。
【具体实施方式】
[0033]以下，基于附图来说明本发明的实施方式。
[0034]第I实施方式
[0035]图1是表示使用了本发明的一个实施方式所涉及的压电元件单元10的透镜驱动装置60的概念图。透镜驱动装置60除了压电元件单元10之外还具备相对于轴(shaft)44移动自如地被卡合的移动构件56、将电压施加于元件主体20的驱动电路58。移动构件56保持透镜，移动构件56以及被保持于该构件的透镜沿着轴44的轴心(Z轴)能够相对于轴44进行相对移动。
[0036]压电元件单元10具备由层叠型压电元件构成的元件主体20、锤42、轴44。另外，压电元件单元10进一步具备电连接元件主体20和驱动电路58的配线部32、将配线部32连接于第I以及第2外部电极28a，28b的电连接部30。电连接部30例如由焊料或者导电性粘结剂等所构成。
[0037]元件主体20由驱动电路58而被施加电压从而发生变形。伴随于此，被连接于元件素体20的轴44在Z轴方向上进行往复运动(振动)。驱动电路58所输出的电压波形并没有特别的限定，但是驱动电路58例如通过输出锯齿波形的电压波形，从而能够使移动构件56产生超过压电元件单元10的变形量以及伴随于此的轴44的位移量的移动量。
[0038]还有，在本实施方式中，列举将压电元件单元10应用于透镜驱动装置60的方式为例来进行说明，但是作为应用压电元件单元10的装置并不限定于此，压电元件单元10也能够应用于其他驱动装置等。
[0039]如图1以及图3所示，压电元件单元10的元件主体20具有大致棱柱状(在本实施方式中为四棱柱)的外观形状，并且具有压电体层26、第I以及第2内部电极27a，27b、第I以及第2外部电极28a，28b。还有，元件主体20的外观形状并不限定于棱柱状，圆柱状、椭圆柱状等其他形状也是可以的。
[0040]在元件主体20的内部，第I内部电极27a以及第2内部电极27b夹着压电体层26而被交替地层叠。第I外部电极28a和第2外部电极28b被形成于元件主体20的面中沿着层叠方向(Z轴方向)进行延伸的侧面。如图3所示，第I外部电极28a被形成于沿着层叠方向进行延伸的第I侧面25a，第2外部电极28b被形成于朝着在X轴方向上与第I侧面25a相反方向的第2侧面25b。
[0041]第I内部电极27a被电连接于第I外部电极28a，第2内部电极27b被电连接于第2外部电极28b。另外，在元件主体20的侧面中，在第I以及第2外部电极28a，28b没有被形成的第3侧面25c以及第4侧面25d(在Y轴方向上相对)上也可以预先形成用于防止迀移(migrat1n)的树脂层。但是，在本实施方式中，由后面所述的第2树脂部53构成的树脂层由于能够兼作迀移防止层而可以省略。
[0042]还有，在附图中，X轴、Y轴以及Z轴互相垂直，Z轴与元件主体20的层叠方向以及轴的轴向相一致，X轴与第I外部电极28a与第2外部电极28b的相对方向相一致。
[0043]作为构成第I内部电极27a以及第2内部电极27b的导电材料，例如可以列举Ag、Pd、Au、Pt等的贵金属以及它们的合金(Ag-Pd等)、或者Cu、Ni等的贱金属以及它们的合金等，但是并没有特别的限定。构成第I外部电极28a以及第2外部电极28b的导电材料也没有特别的限定，能够使用与构成内部电极的导电材料相同的材料。还有，在第I外部电极2