CN109524537B - 层叠型压电元件及振动设备 - Google Patents

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Abstract

层叠型压电元件具备：压电素体、第一及第二内部电极、多个第一及第二连接导体、以及外部部件。压电素体由多个压电体层层叠而成，具有第一主面、第二主面和侧面。第一及第二主面在层叠方向相对。侧面沿层叠方向延伸以连接第一和第二主面。第一及第二内部电极具有不同极性。第一及第二内部电极在层叠方向相对并配置于压电素体内。多个第一连接导体沿层叠方向延伸，具有在第一主面露出的第一端部。多个第一连接导体与第一内部电极连接。多个第二连接导体沿层叠方向延伸，具有在第二主面露出的第二端部。多个第二连接导体与第二内部电极连接。外部部件有导电性，与第一主面接合以覆盖多个第一连接导体的第一端部。外部部件与多个第一连接导体电连接。

Description

层叠型压电元件及振动设备
技术领域
本发明的一个实施方式涉及层叠型压电元件及振动设备。
背景技术
例如，特开2005-354298号公报记载有具有压电素体、内部电极、表面电极和通路电极的层叠型压电元件。该层叠型压电元件是由保持部保持一个端部的悬臂梁型的元件，与表面电极连接的通路电极分别配置于一个端部及另一端部。因此，在因冲击而在层叠型压电元件上产生了裂纹，且表面电极与一端部侧及另一端部侧分离的情况下，也能够通过内部电极及通路电极而分别向表面电极的一个端部侧及另一端部侧进行供电。因此，能够抑制压电特性变差。
发明内容
在上述层叠型压电元件中，在裂纹的发生不仅波及到表面电极，而且还波及到内部电极的情况下，不能抑制压电特性变差。
本发明的一个实施方式的目的在于，提供一种层叠型压电元件及振动设备，其能够进一步抑制由裂纹引起的压电特性变差。
本发明的一个实施方式的层叠型压电元件具备：压电素体、第一内部电极及第二内部电极、多个第一连接导体、多个第二连接导体和外部部件。压电素体由多个压电体层层叠而成。压电素体具有第一主面及第二主面和侧面。第一主面及第二主面在多个压电体层的层叠方向上相互相对。侧面以将第一主面和第二主面连接的方式沿层叠方向延伸。第一内部电极及第二内部电极具有各不相同的极性。第一内部电极及第二内部电极在层叠方向上相互相对，并配置于压电素体内。多个第一连接导体沿层叠方向延伸，具有在第一主面露出的第一端部。多个第一连接导体与第一内部电极连接。多个第二连接导体沿层叠方向延伸，具有在第二主面露出的第二端部。多个第二连接导体与第二内部电极连接。外部部件具有导电性，以覆盖多个第一连接导体的第一端部的方式与第一主面接合。外部部件与多个第一连接导体电连接。
在本发明的一个实施方式的层叠型压电元件中，在压电素体内配置有第一内部电极及第二内部电极。多个第一连接导体具有在第一主面露出的第一端部，并且与第一内部电极连接。多个第二连接导体具有在第二主面露出的第二端部，并且与第二内部电极连接。外部部件具有导电性，以覆盖第一连接导体的第一端部的方式与第一主面接合，与多个第一连接导体电连接。因此，假使在压电素体上产生了裂纹而分离了第一内部电极的情况下，也能够通过例如将外部部件设为难以产生由裂纹引起的损坏的结构，而通过外部部件及多个第一连接导体向分离了第一内部电极后的各部分进行供电。因此，能够抑制压电特性变差。
在本发明的一个实施方式的层叠型压电元件中，第二主面也可以为安装于具有导电性的振动板的安装面。多个第二连接导体的第二端部彼此也可以经由振动板而相互电连接。在这种情况下，假使在压电素体上产生了裂纹且分离了第二内部电极的情况下，也能够通过振动板及多个第二连接导体向分离了第二内部电极后的各部分进行供电。因此，能够进一步抑制压电特性变差。
本发明的一个实施方式的层叠型压电元件也可以还具备配置于第一主面上且与多个第一连接导体的第一端部连接的第一外部电极。外部部件也可以经由第一外部电极与第一主面接合。外部部件也可以经由第一外部电极与多个第一连接导体电连接。在这种情况下，与将第一连接导体和外部部件直接连接的情况相比，能够抑制连接不良。
本发明的一个实施方式的层叠型压电元件也可以还具备配置于第二主面上且与多个第二连接导体的第二端部连接的第二外部电极。在这种情况下，能够通过第二外部电极将多个第二连接导体彼此相互电连接。
在本发明的一个实施方式的层叠型压电元件中，从层叠方向观察，第二外部电极也可以具有圆角。在这种情况下，例如，在第二外部电极和第一内部电极之间形成有活性区域且第二外部电极的外缘成为活性区域和非活性区域的边界时，也能够抑制在第二外部电极的角部分产生伴随驱动时的位移而产生的应力集中。由此，能够抑制压电体层的裂纹。
在本发明的一个实施方式的层叠型压电元件中，多个第一连接导体的各个或多个第二连接导体的各个也可以具有将压电体层贯通的通路导体。在这种情况下，第一连接导体或第二连接导体例如与具有设置于压电素体的侧面的侧面电极的情况相比，短路的隐患较少。
在本发明的一个实施方式的层叠型压电元件中，多个第一连接导体的各个或多个第二连接导体的各个也可以具有包含将压电体层贯通的多个通路导体的通路导体组。在这种情况下，与设置一个通路导体的情况相比，能够使各通路导体小径化。由此，由烧成引起的通路导体的收缩量变小，因此能够抑制通路导体的断线。
在本发明的一个实施方式的层叠型压电元件中，从层叠方向观察，多个通路导体也可以配置为矩阵状。在这种情况下，例如，与多个通路导体配置为一列的情况相比，可抑制沿着多个通路导体的并排方向的裂纹的延伸。
在本发明的一个实施方式的层叠型压电元件中，压电素体也可以呈长方体形状。从层叠方向观察，在压电素体的各角部也可以配置有第一连接导体及第二连接导体。在这种情况下，能够分散配置多个第一连接导体，并且能够分散配置多个第二连接导体。因此，从层叠方向观察，多个第一连接导体及多个第二连接导体例如与集中配置于压电素体的中央部的情况相比，即使因裂纹而导致第一内部电极及第二内部电极被分离，分离后的各部分与任一个第一连接导体及第二连接导体连接的可能性都高。由此，能够有效地抑制压电特性变差。
本发明的一个实施方式的振动设备具备上述层叠型压电元件和安装有层叠型压电元件的振动板，第二主面与振动板相互相对。
本发明的一个实施方式的振动设备具备上述层叠型压电元件，因此能够进一步抑制由裂纹引起的压电特性变差。
本发明的一个实施方式的振动设备也可以还具备覆盖侧面的树脂层。在这种情况下，能够抑制裂纹的发生。
附图说明
图1是表示实施方式的压电元件的立体图；
图2是表示图1的压电元件的分解立体图；
图3是图1的III-III线截面图；
图4是表示图1的压电元件的俯视图；
图5是表示实施方式的振动设备的截面图；
图6A、图6B、图6C及图6D是表示压电素体的裂纹的例子的俯视图；
图7是表示变形例的压电元件的截面图；
图8是放大表示图7的压电元件的一部分的俯视图；
图9是表示变形例的振动设备的截面图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。下面的本实施方式是用于说明本发明的例示，本发明不局限于以下内容。在说明中，同一要素或具有同一功能的要素使用同一符号，省略重复的说明。
图1是表示实施方式的压电元件的立体图。图2是表示图1的压电元件的分解立体图。图3是图1的III-III线截面图。图4是表示图1的压电元件的俯视图。如图1～图4所示，压电元件1具备：压电素体2、外部部件3、多个外部电极4、外部电极5、内部电极6、内部电极7、多个连接电极8、多个连接电极9、多个连接导体11以及多个连接导体12。压电元件1是所谓的层叠型压电元件。此外，在图4中，用虚线表示内部电极6、7、多个连接电极8、9、及多个连接导体11、12。
压电素体2呈长方体形状。压电素体2具有相互相对的一对主面2a、2b、相互相对的一对侧面2c、以及相互相对的一对侧面2d。一对主面2a、2b、一对侧面2c和一对侧面2d分别呈矩形状。一对侧面2c以连接主面2a和主面2b的方式沿一对主面2a、2b的相对方向延伸。一对侧面2d以连接主面2a和主面2b的方式沿一对主面2a、2b的相对方向延伸。一对主面2a、2b的相对方向、一对侧面2c的相对方向、及一对侧面2d的相对方向相互正交。在将压电元件1用于振动设备10的情况下，主面2b是例如安装于振动板50(参照图5)的安装面(在将压电元件1安装于振动板50时，与振动板50相对且粘贴于振动板50的面)。此外，压电素体2也可以为角部及棱部被倒角的形状、以及角部及棱部被弄圆的形状。
压电素体2的厚度(一对主面2a、2b的相对方向上的长度)例如比0.1mm厚，为0.2mm。压电素体2的长度(一对侧面2c的相对方向上的长度)例如为20mm。压电素体2的宽度(一对侧面2d的相对方向上的长度)例如为10mm。从一对主面2a、2b的相对方向观察，压电素体2具有四个角部A。从层叠方向D观察，角部A是距一对侧面2c的相对方向的中央有压电素体2的长度的20％以上，并且距一对侧面2d的相对方向的中央有压电素体2的宽度的20％以上的区域。
压电素体2由压电陶瓷材料(压电材料)构成。作为压电陶瓷材料，可列举：PZT[Pb(Zr、Ti)O3]、PT(PbTiO3)、PLZT[(Pb,La)(Zr、Ti)O3]、钛酸钡(BaTiO3)、或BNT(钛酸铋钠)、KNN(铌酸钾钠)等。
压电素体2由多个(本实施方式中，为5个)压电体层20沿一对主面2a、2b的相对方向层叠而成。即，一对主面2a、2b的相对方向与多个压电体层20的层叠方向D一致。一对主面2a、2b在层叠方向D上相互相对。压电体层20呈矩形状，并且在层叠方向D上具有相互相对的一对主面20a、20b。
压电素体2的主面2a由多个压电体层20中的配置于层叠方向D的一端的压电体层20(以下，也称为“一端的压电体层20”)的主面20a构成。压电素体2的主面2b由多个压电体层20中的配置于层叠方向D的另一端的压电体层20(以下，也称为“另一端的压电体层20”)的主面20b构成。压电体层20例如由含有上述的压电陶瓷材料的陶瓷生片的烧结体构成。在实际的压电素体2中，多个压电体层20一体化为不能识别压电体层20之间的边界的程度。
外部部件3例如呈矩形板状。从层叠方向D观察，外部部件3比主面2a小。因此，压电素体2的位移难以通过外部部件3来约束。另外，从层叠方向D观察，外部部件3离开主面2a的外缘。因此，外部部件3难以从主面2a剥离。从层叠方向D观察，外部部件3比内部电极6及内部电极7小。因此，例如，在压电体层20薄且透过压电体层20能看到内部电极6及内部电极7的情况下，能够容易进行将外部部件3设置于主面2a时的对准。另外，从层叠方向D观察，外部部件3离开内部电极6及内部电极7的外缘。外部部件3在各角部A具有圆角。所谓圆角，不是两条直线相交而成的角的意思，而是两条直线的端部彼此由曲线连接起来的弯曲的角的意思。从层叠方向D观察，外部部件3的圆角是外部部件3的外缘中的沿着主面2a的外缘的两条直线的端部彼此由曲线连接起来的弯曲的角。
外部部件3以覆盖多个连接导体11的端部11a及多个外部电极4的方式通过粘接等而与主面2a接合。在本实施方式中，压电元件1例如具备由环氧树脂或丙烯酸树脂构成，且将压电素体2的主面2a和外部部件3接合的接合部件31，外部部件3通过粘接而与主面2a接合。外部部件3经由多个外部电极4而与主面2a接合。外部部件3具有导电性，经由多个外部电极4而与多个连接导体11电连接。
外部部件3比压电素体2更易塑性变形，例如由不锈钢(SUS)、因瓦合金材料(Ni-Mn-Fe)、FeNi合金、黄铜、Al、Cu、或印刷基板构成。外部部件3也可以由膨胀率低的材料构成。在外部部件3为印刷基板的情况下，印刷基板只要通过包含将多个连接导体11彼此相互电连接的导体部分而具有导电性即可。外部部件3的厚度(层叠方向D的长度)比压电素体2的厚度(层叠方向D的长度)薄，例如为0.1mm以下。因此，外部部件3难以抑制压电素体2的位移。外部部件3的厚度例如为0.03mm以上。因此，在外部部件3中，难以产生由裂纹引起的破损。
多个(本实施方式中为4个)外部电极4以覆盖多个(本实施方式中为4个)连接导体11的端部11a的方式配置于主面2a上。多个外部电极4与端部11a连接。外部电极4配置于主面2a和外部部件3之间。从层叠方向D观察，多个外部电极4例如彼此呈同一形状。从层叠方向D观察，外部电极4例如呈圆形状。外部电极4配置于各角部A。
外部电极5以覆盖多个连接导体12的端部12b的方式配置于主面2b上。外部电极5与端部12b连接。在压电元件1安装于振动板50(参照图5)的情况下，外部电极5配置于主面2b和振动板50之间。从层叠方向D观察，外部电极5例如呈矩形状。从层叠方向D观察，外部电极5比主面2b小，离开主面2b的外缘。由此，例如在使用导电性膏将压电元件1安装于振动板50的情况下，主面2b的未设有外部电极5的区域和振动板50之间的间隙作为收纳多余的导电性膏的树脂积存处发挥功能。因此，可抑制导电性膏绕到侧面2c及侧面2d，其结果是，能够抑制短路的发生。从层叠方向D观察，外部电极5的外缘沿着主面2b的外缘而设置。从层叠方向D观察，外部电极5比内部电极6及内部电极7小，离开内部电极6及内部电极7的外缘。外部电极5在各角部A具有圆角。
外部电极4、5由导电性材料构成。作为导电性材料，例如可列举：AgPd合金、Ag、Pd、Cu、Au或Pt。导电性材料可根据压电素体2的形成材料而适宜选择。外部电极4、5作为含有上述导电性材料的导电性膏的烧结体而构成。外部电极4、5的厚度(层叠方向D的长度)例如为1μm以上且5μm以下。
内部电极6及内部电极7在层叠方向D上相互相对，配置于压电素体2内。内部电极6及内部电极7在一端的压电体层20和另一端的压电体层20之间经由另一压电体层20而层叠。在本实施方式中，压电元件1具备一对内部电极6及一对内部电极7，内部电极6及内部电极7从一端的压电体层20侧起依次交替地重复层叠了两次。内部电极6及内部电极7彼此具有不同的极性。此外，压电元件1只要具备至少一个内部电极6和一个内部电极7即可。
从层叠方向D观察，内部电极6及内部电极7例如呈矩形状。从层叠方向D观察，内部电极6及内部电极7远离侧面2c及侧面2d，并且沿着侧面2c及侧面2d而设置。内部电极6及内部电极7距离侧面2c及侧面2d有例如20μm以上。内部电极6及内部电极7在各角部A具有圆角。在内部电极6上设有多个(本实施方式中为4个)贯通孔6a。贯通孔6a在各角部A各设有一个。从层叠方向D观察，多个贯通孔6a例如彼此呈同一形状。在内部电极7上设有多个(本实施方式中为4个)贯通孔7a。贯通孔7a在各角部A各设有一个。从层叠方向D观察，多个贯通孔7a例如彼此呈同一形状。从层叠方向D观察，贯通孔6a及贯通孔7a例如呈圆形状。
在压电素体2内，多个(本实施方式中为4个)连接电极8与内部电极6配置于同一层内。连接电极8配置于贯通孔6a内。从层叠方向D观察，多个连接电极8例如彼此呈同一形状。从层叠方向D观察，连接电极8例如呈圆形状。从层叠方向D观察，连接电极8呈与贯通孔6a同心且比贯通孔6a小径的圆形状。由此，从层叠方向D观察，配置于同一层内的内部电极6和多个连接电极8相互离开，并且相互电绝缘。从层叠方向D观察，连接电极8例如与外部电极4呈同一形状。
在压电素体2内，多个(本实施方式中为4个)连接电极9与内部电极7配置于同一层内。连接电极9配置于贯通孔7a内。从层叠方向D观察，多个连接电极9例如彼此呈同一形状。从层叠方向D观察，连接电极9例如呈圆形状。从层叠方向D观察，连接电极9呈与贯通孔7a同心且比贯通孔7a小径的圆形状。由此，从层叠方向D观察，配置于同一层内的内部电极7和多个连接电极9相互离开，并且相互电绝缘。
从层叠方向D观察，特别是如图4所示，各角部A的贯通孔6a及贯通孔7a以一部分相互重叠的方式设置。从层叠方向D观察，各角部A的贯通孔6a和连接电极9及连接导体12以相互不重叠的方式设置。从层叠方向D观察，各角部A的贯通孔7a和连接电极8及连接导体11以相互不重叠的方式设置。从层叠方向D观察，各角部A的连接电极8及连接导体11和外部电极4以相互不重叠的方式设置。
内部电极6、内部电极7、多个连接电极8、及多个连接电极9由导电性材料构成。作为导电性材料，例如可列举：AgPd合金、Ag、Pd、Cu、Au或Pt。导电性材料可根据压电素体2的形成材料来适宜选择。内部电极6、内部电极7、多个连接电极8、及多个连接电极9作为含有上述导电性材料的导电性膏的烧结体而构成。内部电极6、内部电极7、多个连接电极8、及多个连接电极9的厚度(层叠方向D的长度)例如为1μm以上且5μm以下。
多个(本实施方式中为4个)连接导体11沿层叠方向D延伸，从内部电极7向主面2a引出。连接导体11配置于各角部A。连接导体11具有主面2a侧的端部11a和主面2b侧的端部11b。端部11a在主面2a露出。端部11a可以与主面2a设置于同一面内，也可以从主面2a突出，还可以从主面2a凹下去。端部11a与外部电极4连接。由此，端部11a彼此在主面2a上相互电连接。端部11b与和另一端的压电体层20相邻的内部电极7连接。连接导体11具有沿层叠方向D并排的多个(本实施方式中为4个)通路导体13。从层叠方向D观察，多个通路导体13相互重叠。通路导体13将压电体层20贯通。具体而言，通路导体13将另一端的压电体层20以外的压电体层20贯通。
多个通路导体13中的配置于最靠主面2a侧的通路导体13(即，将一端的压电体层20贯通的通路导体13)的主面2a侧的端部构成连接导体11的端部11a。多个通路导体13中的配置于最靠主面2b侧的通路导体13的主面2b侧的端部构成连接导体11的端部11b。沿层叠方向D相邻的一对通路导体13通过连接电极8而相互电连接。从层叠方向D观察，通路导体13呈与连接电极8同心且同径或比连接电极8小径的圆形状。
多个(本实施方式中为4个)连接导体12沿层叠方向D延伸，从内部电极6向主面2b引出。连接导体12配置于各角部A。连接导体12具有主面2a侧的端部12a和主面2b侧的端部12b。端部12a与和一端的压电体层20相邻的内部电极6连接。端部12b在主面2b露出。端部12b可以与主面2b设置于同一面内，也可以从主面2b突出，还可以从主面2b凹下去。端部12b与外部电极5连接。由此，端部12b彼此在主面2b上相互电连接。连接导体12具有沿层叠方向D并排的多个(本实施方式中为4个)通路导体14。从层叠方向D观察，多个通路导体14相互重叠。通路导体14将压电体层20贯通。具体而言，通路导体14将一端的压电体层20以外的压电体层20贯通。
多个通路导体14中的配置于最靠主面2a侧的通路导体14的主面2a侧的端部构成连接导体12的端部12a。多个通路导体14中的配置于最靠主面2b侧的通路导体14(即，将另一端的压电体层20贯通的通路导体14)的主面2b侧的端部构成连接导体12的端部12b。沿层叠方向D相邻的一对通路导体14通过连接电极9而相互电连接。从层叠方向D观察，通路导体14呈与连接电极9同心且同径或比连接电极9小径的圆形状。
从层叠方向D观察，特别是如图4所示，各角部A的连接导体11及连接导体12以在一对侧面2c的相对方向上相互离开的方式配置。在各角部A，连接导体11及侧面2c的离开距离比连接导体12及侧面2c的离开距离长。即，在一对侧面2c的相对方向上相互相邻的一对连接导体11的离开距离比在一对侧面2c的相对方向上相互相邻的一对连接导体12的离开距离短。在各角部A，连接导体11及侧面2d的离开距离与连接导体12及侧面2d的离开距离同等。
图5是表示实施方式的振动设备的截面图。如图5所示，实施方式的振动设备10具备：压电元件1、振动板50、接合部件32以及树脂层33。从层叠方向D观察，振动板50是例如呈矩形状的板部件。在振动板50的主面50a上安装有压电元件1。主面50a与压电元件1的安装面即主面2b相互相对。在主面50a上粘贴有主面2b的整个面。振动板50由例如玻璃、Ni、不锈钢(SUS)、黄铜、因瓦合金材料(Ni-Mn-Fe)、或树脂构成。作为构成振动板50的树脂，例如可列举：聚酯、聚酰亚胺、PPS(聚苯硫醚)或LCP(液晶聚合物)。本实施方式的振动板50具有导电性。振动板50也可以由例如玻璃板和设置于玻璃板上的由Cu等构成的导电性薄膜构成。振动板50的厚度(层叠方向D的长度)例如为0.1mm以上0.3mm。
接合部件32将压电元件1和振动板50接合。具体而言，接合部件32将压电元件1的主面2b及外部电极5和振动板50的主面50a粘接。接合部件32具有导电性，将外部电极5和振动板50电连接。即，多个连接导体12的端部12b彼此经由外部电极5、接合部件32及振动板50相互电连接。接合部件32由导电性树脂构成。导电性树脂包含树脂(例如，热固性树脂)和导电性材料(例如，金属粉末)。作为金属粉末，例如可使用Ag粉末。作为热固性树脂，例如可使用苯酚树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂、或聚酰亚胺树脂等。
树脂层33覆盖压电元件1的一对侧面2c及一对侧面2d(参照图1)。树脂层33也覆盖主面2a中的从接合部件31及外部部件3露出的部分、和主面2b中的从外部电极5及接合部件32露出的部分。树脂层33构成树脂模具，以外部部件3以外不露出的方式密封压电元件1。树脂层33不含导电性材料，具有电绝缘性。树脂层33例如由环氧树脂等热固性树脂构成。树脂层33的硬度比接合部件31及接合部件32的硬度低。因此，压电元件1的位移难以受树脂层33阻碍。
接下来，对压电元件1及振动设备10的制造方法的一个例子进行说明。首先，将PZT粉末进行涂料化，通过刮涂法，制作成为压电体层20的生片。接下来，使用YAG激光器，在生片上形成通孔。接下来，在生片上形成成为内部电极6、7及连接电极8、9的电极图案，然后将生片层叠。电极图案的形成使用在导电性材料中混合有机粘合剂及有机溶剂等而制作的导电性膏，通过丝网印刷来进行。接下来，在100MPa、70℃左右下，对层叠后的生片实施5分钟的静水压。接下来，进行脱粘合剂处理，然后进行烧成，得到层叠体基板。脱粘合剂处理在450℃下实施12小时左右。烧成在1200℃下实施3小时。接下来，通过丝网印刷，对层叠体基板赋予导电性膏，通过将导电性膏进行烧附，形成外部电极4、5。接下来，进行极化处理，将层叠体基板制成压电素体2。极化处理在100℃、3.5kV/mm下实施10分钟左右。接下来，在压电素体2的主面2a上粘接外部部件3。由此，得到压电元件1。进而，在压电素体2的主面2b上粘接振动板50。接下来，在外部部件3及振动板50上连接FPC或引线，并且形成树脂层33。由此，得到振动设备10。
在压电元件1中，当对例如外部部件3及外部电极5附加极性不同的电压时，就会在与外部部件3电连接的内部电极7和与外部电极5电连接的内部电极6之间产生电场。另外，由于外部部件3作为电极发挥功能，因此在外部部件3和内部电极6之间、及在外部电极5和内部电极7之间也产生电场。由此，一端的压电体层20的由外部部件3和内部电极6夹着的区域、另一端的压电体层20的由外部电极5和内部电极7夹着的区域、及另一压电体层20的由内部电极6和内部电极7夹着的区域成为压电活性的活性区域，在活性区域内会发生位移。如果被施加的电压为交流电压，则压电元件1根据交流电压的频率而重复伸缩。
在振动设备10中，压电元件1和振动板50通过接合部件32而相互接合。由此，振动板50随着压电元件1的伸缩的重复，与压电元件1一体地进行弯曲振动。此外，在振动设备10中，振动板50作为电极发挥功能。
如上所述，在本实施方式的压电元件1中，在压电素体2内配置有内部电极6及内部电极7。多个连接导体11具有在主面2a露出的端部11a，并且与内部电极7连接。多个连接导体12具有在主面2b露出的端部12b，并且与内部电极6连接。外部部件3具有导电性，以覆盖连接导体11的端部11a的方式与主面2a接合，与多个连接导体11电连接。因此，假使在压电素体2上产生了裂纹而分离了内部电极7的情况下，也能够通过例如将外部部件3设为难以产生由裂纹引起的损坏的结构，而通过外部部件3及多个连接导体11向分离了内部电极7后的各部分进行供电。因此，能够抑制压电特性变差。
主面2b是安装于具有导电性的振动板50的安装面，多个连接导体12的端部12b彼此经由振动板50而相互电连接。因此，假使在压电素体2上产生了裂纹且分离了内部电极6的情况下，也能够通过振动板50及多个连接导体12，对分离了内部电极6的各部分进行供电。因此，能够进一步抑制压电特性变差。
压电元件1具备外部电极4，外部部件3经由外部电极4与主面2a接合，并且经由外部电极4与多个连接导体11电连接。因此，与将连接导体11和外部部件3直接连接的情况相比，能够抑制连接不良。特别是在连接导体11的通路导体13在烧成时收缩，且不能将连接导体11和外部部件3直接连接的情况下，也能够通过外部电极4，将连接导体11和外部部件3电连接。
压电元件1具备外部电极5，外部电极5与多个连接导体12的端部12b连接。因此，能够通过外部电极5将多个连接导体12彼此相互电连接。特别是在连接导体12的通路导体14在烧成时收缩，且连接导体12的端部12b从主面2b凹下去的情况下，也能够通过外部电极5将多个连接导体12彼此相互电连接。
从层叠方向D观察，外部电极5具有圆角。因此，即使在外部电极5和内部电极7之间形成有活性区域，且外部电极5的外缘成为活性区域和非活性区域的边界时，也能够抑制在外部电极5的角部分产生伴随驱动时的位移而产生的应力集中。由此，能够抑制压电素体2的裂纹。在压电元件1中，外部部件3作为电极发挥功能，从层叠方向D观察，外部部件3也具有圆角。因此，即使在外部部件3和内部电极6之间形成有活性区域，且外部部件3的外缘成为活性区域和非活性区域的边界时，也能够抑制在外部部件3的角部分产生伴随驱动时的位移而产生的应力集中。由此，能够进一步抑制压电素体2的裂纹。
连接导体11具有贯通压电体层20的通路导体13。因此，与连接导体11具有例如设置于侧面2c或侧面2d的侧面电极的情况相比，短路的隐患较少。连接导体12具有贯通压电体层20的通路导体14。因此，与连接导体12具有例如设置于侧面2c或侧面2d的侧面电极的情况相比，短路的隐患较少。
压电素体2呈长方体形状，从层叠方向D观察，在压电素体2的各角部A配置有连接导体11及连接导体12。因此，能够分散配置多个连接导体11，并且能够分散配置多个连接导体12。因此，从层叠方向D观察，与多个连接导体11及多个连接导体12例如集中配置于压电素体2的中央部的情况相比，即使内部电极6、7因裂纹而分离，分离后的各部分与任一个连接导体11、12连接的可能性也高。当分离后的部分与任一个连接导体11、12都不连接时，活性区域就减少，但在压电元件1中，可抑制这种活性区域的减少。由此，能够有效地抑制压电特性变差。
图6A、图6B、图6C及图6D是表示压电素体的裂纹的例子的俯视图。在图6A、图6B、图6C及图6D中，用虚线表示连接导体11、12。在图6A、图6B、及图6C所示的裂纹中，由于分离后的内部电极6、7(参照图3)的各部分与任一个连接导体11、12都连接，所以能够向内部电极6、7的整个面进行供电。因此，由内部电极6、7的整个面形成活性区域。在图6D所示的裂纹中，不能向角部A(参照图1)的内部电极6、7的一部分进行供电，但能够向其以外的大部分进行供电。因此，由内部电极6、7的大部分形成活性区域。
振动设备10由于具有压电元件1，因此能够进一步抑制由裂纹引起的压电特性变差。振动设备10由于具备覆盖侧面2c及侧面2d(参照图1)的树脂层33，因此能够抑制裂纹的发生。
本发明不必局限于上述的实施方式，可在不脱离其要旨的范围内进行种种变更。
图7是表示变形例的压电元件的截面图。图8是放大表示图7的压电元件的一部分的俯视图。如图7及图8所示，变形例的压电元件1A主要在连接导体11具有包含多个通路导体13a的通路导体组15a和包含多个通路导体13b的通路导体组15b来替代多个通路导体13的方面、连接导体12具有包含多个通路导体14a的通路导体组16a和包含多个通路导体14b通路导体组16b来替代多个通路导体14的方面、以及不具备外部电极5的方面与压电元件1(参照图3)不同。
通路导体组15a设置于多个压电体层20中的、从主面2a侧起配置为第奇数个的压电体层20(第奇数个的压电体层20)，即设置于另一端的压电体层20以外的压电体层20。多个通路导体13a将第奇数个压电体层20贯通，即将另一端的压电体层20以外的压电体层20贯通。从层叠方向D观察，不同的通路导体组15a所含的通路导体13a彼此以相互重叠的方式配置。通路导体组15b设置于多个压电体层20中的从主面2a侧起配置为第偶数个的压电体层20(第偶数个压电体层20)。多个通路导体13b将第偶数个压电体层20贯通。从层叠方向D观察，不同的通路导体组15b所含的通路导体13b彼此以相互重叠的方式配置。
通路导体组16a设置于多个压电体层20中的第偶数个压电体层20。多个通路导体14a将第偶数个压电体层20贯通。从层叠方向D观察，不同的通路导体组16a所含的通路导体14a彼此以相互重叠的方式配置。通路导体组16b设置于多个压电体层20中的第奇数个压电体层20，即设置于一端的压电体层20以外的压电体层20。多个通路导体14b将第奇数个压电体层20贯通，即将一端的压电体层20以外的压电体层20贯通。从层叠方向D观察，不同的通路导体组16b所含的通路导体14b彼此以相互重叠的方式配置。
从层叠方向D观察，多个通路导体13a排列为矩阵状。在本变形例中，9个通路导体13a排列为3×3(即，3行3列)的矩阵状。在图7中，省略了通路导体13a的一部分的图示。从层叠方向D观察，多个通路导体13a例如等间隔地排列。多个通路导体13a例如配置于等间隔地拉开而成的格子(即，正方格子)的交点位置。从层叠方向D观察，多个通路导体13a全都以与外部电极4及连接电极8重叠的方式配置。
从层叠方向D观察，多个通路导体13b排列为矩阵状。在本变形例中，9个通路导体13b排列为3×3(即，3行3列)的矩阵状。在图7中，省略了通路导体13b的一部分图示。从层叠方向D观察，多个通路导体13b例如等间隔地排列着。多个通路导体13b例如配置于等间隔地拉开而成的格子(即，正方格子)的交点位置。从层叠方向D观察，多个通路导体13b全都以与外部电极4及连接电极8重叠的方式配置。
多个通路导体13a的排列间隔与多个通路导体13b的排列间隔相等。如上所述，从层叠方向D观察，多个通路导体13a和多个通路导体13b以相互离开的方式配置。从层叠方向D观察，多个通路导体13a不与多个通路导体13b重叠，而是配置于从多个通路导体13b向行方向及列方向各平行移动了排列间隔的1/2的位置。这样，由于通路导体13a和通路导体13b在层叠方向D上不相邻，因此与通路导体13a和通路导体13b在层叠方向D上相邻的情况相比，即使通路导体13a、13b通过烧成而收缩，也难以产生通路导体13a、13b的断线。
从层叠方向D观察，多个通路导体14a排列为矩阵状。在本变形例中，9个通路导体14a排列为3×3(即，3行3列)的矩阵状。在图7中，省略了通路导体14a的一部分图示。从层叠方向D观察，多个通路导体14a例如等间隔地排列着。多个通路导体14a例如配置于等间隔地拉开而成的格子(即，正方格子)的交点位置。从层叠方向D观察，多个通路导体14a全都以与连接电极9重叠的方式配置。
从层叠方向D观察，多个通路导体14b排列为矩阵状。在本变形例中，9个通路导体14b排列为3×3(即，3行3列)的矩阵状。在图7中，省略了通路导体14b的一部分的图示。从层叠方向D观察，多个通路导体14b例如等间隔地排列着。多个通路导体14b例如配置于等间隔地拉开而成的格子(即，正方格子)的交点位置。从层叠方向D观察，多个通路导体14b全都以与连接电极9重叠的方式配置。
多个通路导体14a的排列间隔与多个通路导体14b的排列间隔相等。如上所述，从层叠方向D观察，多个通路导体14a和多个通路导体14b以相互离开的方式配置。从层叠方向D观察，多个通路导体14a不与多个通路导体14b重叠，而是配置于从多个通路导体14b起向行方向及列方向各平行移动了排列间隔的1/2的位置。在本变形例中，多个通路导体13a的排列间隔、多个通路导体13b的排列间隔、多个通路导体14a的排列间隔、及多个通路导体14b的排列间隔分别相等。这样，由于通路导体14a和通路导体14b在层叠方向D上不相邻，因此与通路导体14a和通路导体14b在层叠方向D上相邻的情况相比，即使通路导体14a、14b通过烧成而收缩，也难以产生通路导体14a、14b的断线。
图9是表示变形例的振动设备的截面图。如图9所示，变形例的振动设备10A主要在具备压电元件1A来替代压电元件1的方面与振动设备10不同，其他方面都一致。
在变形例的压电元件1A及振动设备10A中，与压电元件1及振动设备10A同样，也能够抑制压电特性变差。在压电元件1A中，多个连接导体11的各个具有包含多个通路导体13a的通路导体组15a和包含多个通路导体13b的通路导体组15b。因此，与设有一个通路导体13的情况相比，能够使各通路导体13a、13b小径化。由此，由于由烧成引起的通路导体13a、13b的收缩量变小，因此能够抑制通路导体13a、13b的断线。多个连接导体12的各个具有包含多个通路导体14a的通路导体组16a和包含多个通路导体14b的通路导体组16b。因此，与设有一个通路导体14的情况相比，能够使各通路导体14a、14b小径化。由此，由于由烧成引起的通路导体14a、14b的收缩量变小，因此能够抑制通路导体14a、14b的断线。
在压电元件1A中，从层叠方向D观察，多个通路导体13a、13b、14a、14b配置为矩阵状。因此，与例如多个通路导体13a、13b、14a、14b配置为一列的情况相比，可抑制裂纹沿着多个通路导体13a、13b、14a、14b的排列的延伸。
压电元件1也可以不具备外部电极4，还可以不具备外部电极5。在这些情况下，能够省略形成外部电极4、5的工序，能够使压电元件1的制造工艺容易化。同样，压电元件1A也可以不具备外部电极4。在这种情况下，能够省略形成外部电极4的工序。压电元件1、1A也可以不具备多个外部电极4，而是具备覆盖多个端部11a全部的一个外部电极4。压电元件1也可以具备分别覆盖多个端部12b的多个外部电极5。为了使多个连接导体12彼此可靠地电连接，压电元件1A也可以具备覆盖多个端部12b全部的一个外部电极5，还可以具备分别覆盖多个端部12b的多个外部电极5。
在压电元件1中，连接导体11也可以采用如下结构，即，具有设置于侧面2c或侧面2d的侧面电极，并通过侧面电极向内部电极7进行供电。在这种情况下，由于也可以不设置通路导体13，因此能够扩大内部电极6的面积。由此，能够提高压电特性。连接导体12也可以采用如下结构，即，具有设置于侧面2c或侧面2d的侧面电极，并通过侧面电极向内部电极6进行供电。在这种情况下，由于也可以不设置通路导体14，因此能够扩大内部电极7的面积。由此，能够提高压电特性。
在压电元件1中，为了抑制通路导体13的断线，从层叠方向D观察，设置于在层叠方向D上相邻的压电体层20的通路导体13也可以按照不相互重叠的方式配置。另外，为了抑制通路导体14的断线，从层叠方向D观察，设置于在层叠方向D上相邻的压电体层20的通路导体14也可以按照不相互重叠的方式配置。
在振动设备10、10A中，也可以通过不是将主面2b的整个面而是将例如外周部、中央部、一对侧面2c的相对方向的两端部、或一对侧面2d的相对方向的两端部粘贴于主面50a，来将压电元件1、1A支承于振动板50。

Claims (20)

1.一种层叠型压电元件，其具备：
压电素体，其由多个压电体层层叠而成，具有：在所述多个压电体层的层叠方向上相互相对的第一主面及第二主面、以连接所述第一主面和所述第二主面的方式沿所述层叠方向延伸的侧面；
第一内部电极及第二内部电极，其具有各不相同的极性，并且在所述层叠方向上相互相对，而配置于所述压电素体内；
多个第一连接导体，其沿所述层叠方向延伸，具有在所述第一主面露出的第一端部，并且与所述第一内部电极连接；
多个第二连接导体，其沿所述层叠方向延伸，具有在所述第二主面露出的第二端部，并且与所述第二内部电极连接；
外部部件，其具有导电性，以覆盖所述多个第一连接导体的所述第一端部的方式与所述第一主面接合，并与所述多个第一连接导体电连接，
所述多个第一连接导体仅在所述第一端部从所述压电素体露出，
所述多个第二连接导体仅在所述第二端部从所述压电素体露出。
2.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其中，
所述第二主面是安装于具有导电性的振动板的安装面，
所述多个第二连接导体的所述第二端部彼此经由所述振动板而相互电连接。
3.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其中，
还具备配置于所述第一主面上，且与所述多个第一连接导体的所述第一端部连接的第一外部电极，
所述外部部件经由所述第一外部电极与所述第一主面接合，并且经由所述第一外部电极与所述多个第一连接导体电连接。
4.根据权利要求2所述的层叠型压电元件，其中，
还具备配置于所述第一主面上，且与所述多个第一连接导体的所述第一端部连接的第一外部电极，
所述外部部件经由所述第一外部电极与所述第一主面接合，并且经由所述第一外部电极与所述多个第一连接导体电连接。
5.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其中，
还具备配置于所述第二主面上，且与所述多个第二连接导体的所述第二端部连接的第二外部电极。
6.根据权利要求2所述的层叠型压电元件，其中，
还具备配置于所述第二主面上，且与所述多个第二连接导体的所述第二端部连接的第二外部电极。
7.根据权利要求3所述的层叠型压电元件，其中，
还具备配置于所述第二主面上，且与所述多个第二连接导体的所述第二端部连接的第二外部电极。
8.根据权利要求4所述的层叠型压电元件，其中，
还具备配置于所述第二主面上，且与所述多个第二连接导体的所述第二端部连接的第二外部电极。
9.根据权利要求5所述的层叠型压电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述第二外部电极具有圆角。
10.根据权利要求6所述的层叠型压电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述第二外部电极具有圆角。
11.根据权利要求7所述的层叠型压电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述第二外部电极具有圆角。
12.根据权利要求8所述的层叠型压电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述第二外部电极具有圆角。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的层叠型压电元件，其中，
所述多个第一连接导体的各个或所述多个第二连接导体的各个具有将所述压电体层贯通的通路导体。
14.根据权利要求1～12中任一项所述的层叠型压电元件，其中，
所述多个第一连接导体的各个或所述多个第二连接导体的各个具有包含将所述压电体层贯通的多个通路导体的通路导体组。
15.根据权利要求14所述的层叠型压电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述多个通路导体配置为矩阵状。
16.根据权利要求13所述的层叠型压电元件，其中，
所述压电素体呈长方体形状，
从所述层叠方向观察，在所述压电素体的各角部配置有所述第一连接导体及所述第二连接导体。
17.根据权利要求14所述的层叠型压电元件，其中，
所述压电素体呈长方体形状，
从所述层叠方向观察，在所述压电素体的各角部配置有所述第一连接导体及所述第二连接导体。
18.根据权利要求15所述的层叠型压电元件，其中，
所述压电素体呈长方体形状，
从所述层叠方向观察，在所述压电素体的各角部配置有所述第一连接导体及所述第二连接导体。
19.一种振动设备，其具备：
权利要求1～18中任一项所述的层叠型压电元件；以及
安装有所述层叠型压电元件的振动板，
所述第二主面与所述振动板相互相对。
20.根据权利要求19所述的振动设备，其还具备覆盖所述侧面的树脂层。
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