(57)【要約】 【課題】  高精度な半田付け条件の設定が不要であり、リード線と外部電極の接続強度を容易に確保することができる低コスト化可能な積層型圧電アクチュエータ素子を提供すること。【解決手段】  圧電セラミクス層５と内部電極層４とを交互に積層した積層体を備え、その側面に露出する内部電極層４を一層おきにガラス３の絶縁体で覆い、積層体の側面に露出した内部電極層４とそれぞれ一層おきに導通するように積層体の側面にガラス３を覆って形成された外部電極２とからなり、外部電極２の一部から半田付けにより電極を取り出す構造を有し、その電極取り出し部分７には金のスパッタ膜が形成されている。電極取り出し部分７においてリード線６と半田１により接続されている。外部電極２の電極取り出し部分７以外の部分は、銀を含むペーストを印刷により付着させ、それを焼付けて形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電セラミクス層と内部電極層とを交互に積層した積層体を備え、かつ該積層体の側面に露出する前記内部電極層を一層おきに絶縁体で覆い、前記積層体の側面に露出した前記内部電極層とそれぞれ一層おきに導通するように前記積層体の側面に前記絶縁体を覆って形成された外部電極とからなり、該外部電極の一部から半田付けにより電極を取り出す構造の積層型圧電アクチュエータ素子において、前記外部電極の半田付け部分には金を含む金属膜がスパッタまたは蒸着により形成されていることを特徴とする積層型圧電アクチュエータ素子。
【請求項２】
前記外部電極の前記半田付け部分以外の部分は、金属材料を含むペーストを塗布または印刷により付着させ、焼付けまたは硬化させて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層型圧電アクチュエータ素子。
【請求項３】
前記金を含む金属膜の少なくとも一部は前記圧電セラミック層の表面に直接接していることを特徴とする請求項１または２に記載の積層型圧電アクチュエータ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型圧電アクチュエータ素子に関し、特にその外部電極から半田によりリード線等を取り出す部分の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子技術の大きな進歩により、電子機器の小型化、軽量化、低コスト化が進んでいる。積層型圧電アクチュエータ素子においても携帯機器への採用が進み、小型軽量かつ低コスト化の要求がますます強まってきている。
【０００３】
積層型圧電アクチュエータ素子は下記特許文献１および２などに示されており、図３は、その従来の積層型圧電アクチュエータ素子の一例を示す斜視図である。また、図４は、従来の積層型圧電アクチュエータ素子の側面図である。図３、図４に示すように、圧電セラミクス層１１５と内部電極層１１４とを交互に積層した積層体を備え、かつ、その積層体の側面に露出する内部電極層１１４を一層おきに絶縁体であるガラス１１３で覆い、積層体の側面に露出した内部電極層１１４とそれぞれ一層おきに導通するように積層体の側面にガラス１１３を覆って形成された外部電極１１２とから構成されている。
【０００４】
また、図３に示されるように、積層型圧電アクチュエータ素子の多くは、外部電極１１２の一部にリード線１１６などによる電気的接続のための電極取り出し部１２０を有し、一般的に半田付けにより電極を取り出している。
【０００５】
外部電極１１２の材料としては、特許文献２のように金、白金、またはパラジウムのペーストをスクリーン印刷して焼き付ける方法も提案されているが、この方法では積層体の側面全面に高価格の外部電極材が焼き付けられるため、部材費用が増大するという問題があるので、一般的には銀を焼付けた電極が用いられている。積層型圧電アクチュエータ素子は、このような従来構造においても十分な信頼性を有しているが、低コスト化の観点からさらなる改善が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特公平２−５６８３０号公報
【特許文献２】特開２００２−５０８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の積層型圧電アクチュエータ素子では、電極取り出し部１２０において外部電極１１２とリード線１１６の接続に半田１１１を用いており、リード線１１６の接続強度を確保するには、半田１１１の溶融時に外部電極１１２の銀が半田１１１とよくなじむことが必要である。このためには半田の溶融温度を一定温度以上にする必要があるが、一方、半田の溶融温度が高すぎると半田付け部分の銀電極の食われが生じ、外部電極が薄い場合は逆に接続部の信頼性が低下してしまう。そこで、従来はリード線の接続強度を確保するには、外部電極１１２の厚みの確保と半田溶融温度および時間を精度良く管理する必要があった。このため、外部電極の厚みの確保のための部材費用および製造歩留まりの確保や工程の管理コストのため低コスト化が困難であった。
【０００８】
本発明は、上記問題を考慮してなされたものであって、その課題は、高精度な半田付け条件の設定が不要であり、リード線と外部電極の接続強度を容易に確保することができる低コスト化可能な積層型圧電アクチュエータ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の積層型圧電アクチュエータ素子は、圧電セラミクス層と内部電極層とを交互に積層した積層体を備え、かつ該積層体の側面に露出する前記内部電極層を一層おきに絶縁体で覆い、前記積層体の側面に露出した前記内部電極層とそれぞれ一層おきに導通するように前記積層体の側面に前記絶縁体を覆って形成された外部電極とからなり、該外部電極の一部から半田付けにより電極を取り出す構造の積層型圧電アクチュエータ素子において、前記外部電極の半田付け部分には金を含む金属膜がスパッタまたは蒸着により形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記外部電極の前記半田付け部分以外の部分は、金属材料を含むペーストを塗布または印刷により付着させ、焼付けまたは硬化させて形成されていてもよい。
【００１１】
また、前記金を含む金属膜の少なくとも一部は前記圧電セラミック層の表面に直接接していてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、上記構成により、外部電極の半田付け部分には金を含む金属膜がスパッタまたは蒸着により形成されていることにより半田付けが容易となり、外部電極の他の部分ではその厚さは半田付けに関係なく通常の信頼性を確保できる厚さがあればよい。
【００１３】
よって本発明により、高精度な半田付け条件の設定が不要であり、リード線と外部電極の接続強度を容易に確保することができる低コスト化可能な積層型圧電アクチュエータ素子が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による積層型圧電アクチュエータ素子の一実施の形態を示す斜視図である。また、図２は、本実施の形態の積層型圧電アクチュエータ素子の側面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の積層型圧電アクチュエータ素子は、圧電セラミクス層５と内部電極層４とを交互に積層した積層体を備え、かつ積層体の側面に露出する内部電極層４を一層おきにガラス３の絶縁体で覆い、積層体の側面に露出した内部電極層４とそれぞれ一層おきに導通するように積層体の側面にガラス３を覆って形成された外部電極２とからなり、外部電極２の一部から半田付けにより電極を取り出す構造の積層型圧電アクチュエータ素子において、外部電極２の電極取り出し部分７には金のスパッタ膜が形成されている。電極取り出し部分７においてリード線６と半田１により接続されている。
【００１７】
また、外部電極２の電極取り出し部分７以外の部分は、従来と同様に銀を含むペーストを印刷により付着させ、それを焼付けて形成されている。また、本実施の形態においては、金のスパッタ膜は半田付け部分では圧電セラミック層の表面に直接コーティングされ、外部電極２の他の部分との導通を確保するため他の部分の上にもはみ出してコーティングされている。
【００１８】
金のスパッタ膜や蒸着膜は一般的に半田のなじみが良く、また半田食われも少ないので半田付けが容易であり、溶融温度や時間を精密に管理しなくてもリード線と外部電極の接続強度を容易に確保することができる。また他の外部電極部分の銀の厚さは、半田付けに対応できるように厚くする必要はない。
【００１９】
以上のように、本発明では高精度な半田付け条件の設定が不要であるため、リード線と外部電極の接続強度を容易に確保することができるとともに低コスト化が可能である。
【００２０】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではないことは言うまでもなく、使用目的、用途に応じて設計変更が可能である。例えば、外部電極の電極取り出し部分以外の部分は銀以外の他の金属を有する膜であってもよく、また導電性樹脂を硬化させて形成しても良い。また、金のスパッタ膜は銀の焼付け膜の上にコーティングされてもよく、また金の膜の下地にクロム、ニクロム、チタンなどのスパッタ膜や蒸着膜が形成されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の積層型圧電アクチュエータ素子は、小型、低コストで製造できるため、携帯用電子機器への応用のみならず、小型精密ロボット等の産業用アクチュエータとしての応用にも展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による積層型圧電アクチュエータ素子の一実施の形態を示す斜視図。
【図２】本実施の形態の積層型圧電アクチュエータ素子の側面図。
【図３】従来の積層型圧電アクチュエータ素子の一例を示す斜視図。
【図４】従来の積層型圧電アクチュエータ素子の側面図。
【符号の説明】
【００２３】
１、１１１    半田  
２、１１２    外部電極  
３、１１３    ガラス  
４、１１４    内部電極層    
５、１１５    圧電セラミクス層
６、１１６    リード線  
７、１２０    電極取り出し部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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