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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement
und auf ein Verfahren zum Herstellen desselben. Insbesondere bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement,
das zur Herstellung eines piezoelektrischen Betätigungsgliedes verwendet wird,
das eine Mehrzahl separat treibbarer Betätigungseinheiten umfaßt, auf
ein Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes,
und auf ein piezoelektrisches Betätigungsglied, das ein derartiges
piezoelektrisches Mehrschichtbauelement umfaßt.
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Herkömmliche
Druckköpfe
bei Tintenstrahldruckern werden üblicherweise
unter Verwendung eines piezoelektrischen Betätigungsgliedes getrieben. Ein
Beispiel eines derartigen piezoelektrischen Betätigungsgliedes ist in der ungeprüften japanischen
Patentanmeldung
JP
11-320881 A offenbart. Das in dieser Veröffentlichung
beschriebene piezoelektrische Betätigungsglied weist eine äußere Form
auf, die in
13 gezeigt ist, und umfaßt ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement
31.
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Das
piezoelektrische Mehrschichtbauelement 31 umfaßt einen
geschichteten piezoelektrischen Körper 37, der ein rechtwinkliger,
gesinterter Keramikkörper
ist, der einen Treiberabschnitt 34 und einen Verbindungsabschnitt 36 umfaßt. In dem
Treiberabschnitt 34 sind eine Mehrzahl erster interner Treiberelektroden 32 und
eine Mehrzahl zweiter interner Treiberelektroden 33 über eine
piezoelektrische Schicht abwechselnd aufeinander plaziert. In dem
Verbindungsabschnitt 36 ist eine Mehrzahl interner Verbindungselektroden 35 über eine
piezoelektrische Schicht aufeinander platziert. Die piezoelektrische
Schicht des Treiberabschnittes 34 ist ein Bereich, der
sich entlang einer Laminierungsrichtung, eine d33-Richtung genannt,
ansprechend auf das Anlegen einer Wechselspannung an denselben, nachdem
dieser polarisiert wurde, ausdehnt und zusammenzieht.
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Wie
in 13A dargestellt ist, die das piezoelektrische
Mehrschichtbauelement 31 darstellt, wie es von einer Seite
desselben betrachtet wird, liegen Endbereiche der ersten internen
Treiberelektroden 32 von nur einer von gegenüberliegenden
Seitenoberflächen 37a und 37b des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 frei, d.
h. nur von der ersten Seitenoberfläche 37a, wohingegen
Endbereiche der ersten internen Treiberelektroden 32 nicht
von der zweiten Seitenoberfläche 37b freiliegen.
Wie in 13B gezeigt ist, die das piezoelektrische
Mehrschichtbauelement 31 zeigt, wie dasselbe von der anderen
Seite desselben betrachtet wird, liegen Endbereiche der zweiten
internen Treiberelektroden 33 von der zweiten Seitenoberfläche 37b frei,
wohingegen Endbereiche nicht von der ersten Seitenoberfläche 37a freiliegen.
Endbereiche der internen Verbindungselektroden 35 liegen
von sowohl der ersten Seitenoberfläche 37a als auch der
zweiten Seitenoberfläche 37b des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 frei.
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Treiberseitige
externe Elektroden 38 und verbindungsseitige externe Elektroden 39 sind
jeweils parallel an der ersten Seitenoberfläche 37a des geschichteten
piezoelektrischen Körpers 37 durch
einen Zwischenraum 40 mit einer vorbestimmten Breite gebildet.
Die ersten internen Treiberelektroden 32 und die internen
Verbindungselektroden 35 stehen separat in elektrischer
Leitung mit ihren entsprechenden externen Elektroden 38 und 39.
Eine gemeinschaftsseitige externe Elektrode 41 ist an der
zweiten Seitenoberfläche 37b des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 angeordnet.
Die zweiten internen Treiberelektroden 33 und die internen
Verbindungselektroden 35 stehen alle in elektrischer Leitung
mit der gemeinschaftsseitigen externen Elektrode 41.
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Hier
ist die gemeinschaftsseitige externe Elektrode 41 über der
gesamten zweiten Seitenoberfläche 37b gebildet,
während
die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen externen
Elektroden 39 gebildet werden, nachdem ein Zwischenraum 42 mit
einer vorbestimmten Breite in dem unteren Bereich der ersten Seitenoberfläche 37a geschaffen
ist, d. h. nachdem dieselben durch den Zwischenraum 42 von
der unteren Oberfläche des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 getrennt
sind. Deshalb hat, wie in 14 gezeigt
ist, der Treiberabschnitt 34 des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 31 eine
derartige Querschnittstruktur, die in 14 gezeigt
ist.
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Ein
piezoelektrisches Betätigungsglied 45, das
eine externe Form aufweist, die in 15 gezeigt
ist, wird unter Verwendung des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 31 erzeugt.
Insbesondere wird das piezoelektrische Mehrschichtbauelement 31 an
einem Trägersubstrat 46 zum
Beispiel unter Verwendung eines Haftmittels befestigt, wobei eine
Mehrzahl von Schlitzen 47, die sich in einer Laminierungsrichtung
X von der oberen Oberfläche
zu der unteren Oberfläche
des Treiberabschnittes 34 erstrecken, in dem Treiberabschnitt 34 des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes 31 gebildet ist.
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Wie
in 15A gezeigt ist, die das piezoelektrische Betätigungsglied 45 zeigt,
wie es von einer Seite desselben betrachtet wird, ist durch ein
Unterteilen der ersten internen Treiberelektroden 32 und der
zweiten internen Treiberelektroden 33 und der treiberseitigen
externen Elektroden 38 durch die Schlitze 47 der
Treiberabschnitt 34 in eine Mehrzahl von Treiberabschnittbereichen
unterteilt, um eine Mehrzahl separat treibbarer Betätigungseinheiten 48 zu
liefern. Offensichtlich sind die ersten internen Treiberelek troden 32 und
die zweiten internen Treiberelektroden 33, die in dem Treiberabschnitt 34 aufeinander
platziert sind, durch diese Schlitze 47 unterteilt.
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Hier
ist, da die treiberseitigen externen Elektroden 38 ebenfalls
unterteilt sind, eine Mehrzahl externer Einheitselektroden 49,
die den separaten Betätigungseinheiten 48 entsprechen,
gebildet. Die Bereiche zwischen dem Verbindungsabschnitt 36 und dem
Treiberabschnitt 34 des piezoelektrischen Betätigungsgliedes 45 können durch
die Schlitze 47 unterteilt sein. 15B zeigt
das piezoelektrische Betätigungsglied 45,
wie es von der anderen Seite desselben betrachtet wird.
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Obwohl
dies nicht gezeigt ist, ist eine flexible gedruckte Schaltung, die
aus einer Treibersignalquelle herausgezogen ist, die außerhalb
des piezoelektrischen Betätigungsgliedes 45 installiert
ist, mit dem piezoelektrischen Betätigungsglied 45, einschließlich der
Betätigungseinheiten 48,
verbunden. Durch ein Anlegen einer Wechselspannung zwischen jeder
externen Einheitselektrode 49 und der gemeinschaftsseitigen
externen Elektrode 41 oder tatsächlich zwischen jeder externen
Einheitselektrode 49 und jeder verbindungsseitigen externen
Elektrode 39, die durch jede interne Verbindungselektrode 35 mit
der gemeinschaftsseitigen externen Elektrode 41 verbunden
ist, wird jede Betätigungseinheit 48 getrieben.
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Wie
oben beschrieben wurde, sind in dem piezoelektrischen Mehrschichtbauelement 31,
das zur Herstellung des piezoelektrischen Betätigungsgliedes 45 verwendet
wird, die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die
verbindungsseitigen externen Elektroden 39 an der ersten
Seitenoberfläche 37a des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 angeordnet,
wobei die gemeinschaftsseitige externe Elektrode 41 an
der zweiten Seitenoberfläche 37b des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 angeordnet
ist. Wie in 16 gezeigt ist, wird, wenn diese
externen Elektroden 38, 39 und 41 gebildet sind,
eine Ablagerungsmaske 50 zum voll ständigen Bedecken von anderen
Bereichen des geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 als den Seitenoberflächen 37a und 37b geschaffen.
Nach einem Plazieren des geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 innerhalb
der Ablagerungsmaske 50 wird ein Elektrodenbildungsprozeß, d. h.
eine Aufdampfung oder ein Sputtern (Zerstäuben), ausgeführt. Die
Pfeile, die in 16 gezeigt sind, zeigen die
Richtungen der Filmablagerung an.
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Wenn
der geschichtete piezoelektrische Körper 37 jedoch innerhalb
der Ablagerungsmaske 50 platziert ist, wird ein Zwischenraum 51 zwischen
denselben gebildet, wobei die Ablagerungsmaske 50 zu der
Zeit der Filmaufbringung einer thermischen Verformung unterzogen
wird, so daß eine
Filmaufbringungsgenauigkeit in der Größenordnung von nur ±0,1 mm
erzielt werden kann. Wie in 14 gezeigt ist,
müssen
die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen
externen Elektroden 39, die auf der ersten Seitenoberfläche 37a des
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 31 aufgebracht
sind, das eine Höhe
H von 1,0 mm aufweist, von der unteren Oberfläche des geschichteten piezoelektrischen
Körpers 37 durch
den Zwischenraum 42 getrennt sein, der eine Breite W von
0,1 mm aufweist. Deshalb treten Probleme, wie zum Beispiel die unten beschriebenen,
auf.
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Da
keine hohe Filmaufbringungsgenauigkeit erzielt werden kann, wird
die Breite W des Zwischenraums 42 groß oder klein, so daß die Höhen der
Orte, an denen die treiberseitigen externen Elektroden 38 und
die verbindungsseitigen externen Elektroden 39 angeordnet
sind, groß oder
klein werden. Wenn die Höhen
der Bereiche, an denen die treiberseitigen externen Elektroden 38 angeordnet
sind, groß werden, so
daß die
Breite W des Zwischenraums 42 zu groß wird, können die externen Elektroden 38 und
die ersten internen Treiberelektroden 32 nicht in elektrischer Leitung
miteinander stehen, wie in 17 gezeigt
ist, so daß eine
fehlerhafte elektrische Kontinuität das Ergebnis ist.
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Andererseits
sind, wenn die Höhen
der Bereiche, an denen die treiberseitigen externen Elektroden 38 angeordnet
sind, zu klein werden, wie in 18 gezeigt
ist, die treiberseitigen externen Elektroden 38 nicht ausreichend
durch die Schlitze 37 unterteilt, die zum Erzeugen des
piezoelektrischen Betätigungsgliedes 45 verwendet
werden, so daß Kurzschlüsse zwischen
den externen Einheitselektroden 49 auftreten. Um derartige
Probleme, die gelöst
werden müssen,
zu überwinden,
ist es möglich,
es schwierig zu machen, daß eine
fehlerhafte elektrische Kontinuität oder ein Kurzschluß auftritt,
selbst wenn keine gute Filmaufbringungsgenauigkeit in der Höhenrichtung
erzielt wird, indem eine große
Trennungsdistanz (an einem externen unteren Schichtbereich) zwischen
der unteren Oberfläche
des geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes 31 und den untersten der internen
Treiberelektroden 32 und 33 eingestellt wird.
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Wenn
jedoch eine derartige Struktur verwendet wird, wird nicht nur das
piezoelektrische Mehrschichtbauelement 31 als ein Ergebnis
eines Erhöhens
der Dicke des unteren externen Schichtbereichs desselben groß, sondern
auch eine mechanische Verarbeitbarkeit wird stark reduziert, da
es notwendig ist, die Schlitze 47 tief zu schneiden. Zusätzlich neigen
Risse dazu, aus dem dicken unteren, externen Schichtbereich zu entstehen,
so daß das
piezoelektrische Mehrschichtbauelement 31 zu Schäden neigt.
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Ferner
sind in dem piezoelektrischen Mehrschichtbauelement 31 die
treiberseitigen externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen
externen Elektroden 39 bündig mit der Seitenoberfläche 37a des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 gebildet,
so daß,
wie in 19 gezeigt ist, eine Hohlkehle 52 aus
einem Haftmittel, das zum Befestigen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 31 an
dem Trägersubstrat 46 verwendet
wird, aufgrund der Oberflächenspannung
zu der Oberfläche
der treiberseitigen externen Elek troden 38 und der verbindungsseitigen
externen Elektroden 39 durchsickert. Wenn die Hohlkehle 52 aus
dem Haftmittel an den externen Elektroden 38 und 39 kleben
bleibt, wird es schwierig, daß das
Lötmittel
haftet, wenn eine flexible gedruckte Schaltung an die externen Einheitselektroden 49 und
die verbindungsseitigen externen Elektroden 39 gelötet wird.
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Aus
der
JP 07-135349 A ist
ein piezoelektrisches Mehrschichtelement bekannt, das ein solches Profil
aufweist, daß die
langen Kanten beseitigt sind, um ein Stapel mehrerer dieser Elemente
trotz vollflächiger
Elektroden auf Seitenflächen
der Elemente zu ermöglichen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein piezoelektrisches
Mehrschichtbauelement, eine Vorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen
eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes oder ein piezoelektrisches
Betätigungsglied
zu schaffen, die derart aufgebaut sind, daß eine fehlerhafte elektrische
Kontinuität
zwischen einer externen Elektrode und einer internen Treiberelektrode
und ein Kurzschluß an
der externen Elektrode nicht auftreten, so daß eine Hohlkehle aus einem
Haftmittel nicht zu der Oberfläche
der externen Elektrode durchsickert.
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Diese
Aufgabe wird durch ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement gemäß Anspruch
1, die Verwendung eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelements
gemäß Anspruch
6, und Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Mehr schichtbauelementes
gemäß Anspruch
7, 8 oder 9 gelöst.
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Die
treiberseitige externe Elektrode und die verbindungsseitige externe
Elektrode sind an Bereichen einer Seitenoberfläche des geschichteten piezoelektrischen
Körpers
mit Ausnahme des weggeschnittenen Bereichs angeordnet. Insbesondere
sind in dem piezoelektrischen Mehrschichtbauelement die verbindungsseitige
externe Elektrode und die treiberseitige externe Elektrode, die
eine externe Einheitselekt rode des piezoelektrischen Betätigungsgliedes definieren,
angeordnet, um zuverlässig
um ein vorbestimmtes Intervall von der unteren Oberfläche des geschichteten
piezoelektrischen Körpers
durch den weggeschnittenen Bereich getrennt zu sein, d. h. um ein
Intervall, das mit der Tiefe des weggeschnittenen Bereichs übereinstimmt.
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Deshalb
werden die Höhen
der Bereiche, an denen die treiberseitige externe Elektrode und
die verbindungsseitige externe Elektrode angeordnet sind, nicht
erhöht
oder gesenkt, so daß eine
fehlerhafte elektrische Leitung zwischen den externen Elektroden
und den internen Treiberelektroden und ein Kurzschluß zwischen
externen Einheitselektroden nicht auftreten. Wenn ein weggeschnittener
Bereich in einer Seitenoberfläche
des geschichteten piezoelektrischen Körpers gebildet ist, häuft sich
eine Hohlkehle aus einem Haftmittel zum Befestigen des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes an einem Trägersubstrat innerhalb des weggeschnittenen Bereichs
an, wodurch der Vorteil entsteht, daß die Hohlkehle nicht zu der
Oberfläche
der treiberseitigen externen Elektrode und der verbindungsseitigen
externen Elektrode durchsickert.
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Wenn
eines der Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes verwendet
wird, können
die weggeschnittenen Bereiche der geschichteten piezoelektrischen
Körper
des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes des ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiels
ohne weiteres gebildet werden. Zusätzlich können die treiberseitige externe
Elektrode und die verbindungsseitige externe Elektrode, die über der
gesamten einen Seitenoberfläche
jedes geschichteten piezoelektrischen Körpers mit Ausnahme des weggeschnittenen
Bereichs gebildet werden sollen, gleichzeitig auf den geschichteten
piezoelektrischen Körpern
gebildet werden.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1A und 1B perspektivische
Ansichten der äußeren Form
eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
horizontale Schnittansicht der Struktur eines Treiberabschnitts
des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3A und 3B perspektivische
Ansichten der äußeren Form
eines piezoelektrischen Betätigungsgliedes,
das unter Verwendung des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes
gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
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4 eine
horizontale Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem das
piezoelektrische Mehrschichtbauelement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung an einem Trägersubstrat befestigt ist;
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5 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum
Herstellen eines geschichteten piezoelektrischen Körpers des
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum
gleichzeitigen Herstellen einer Mehrzahl geschichteter piezoelektrischer Körper gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine
perspektivische Außenansicht, die
den Hauptbereich eines Muttersubstrates zeigt, wobei die geschichteten
piezoelektrischen Körper kontinuierlich
parallel gebildet sind;
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8 eine
Schnittansicht des Hauptbereichs des Muttersubstrates zum Darstellen
einer Modifizierung des Verfahrens zum Unterteilen des Muttersubstrates;
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9 ein
Verfahren zum Bilden treiberseitiger externer Elektroden und verbindungsseitiger
externer Elektroden in dem piezoelektrischen Mehrschichtbauelement
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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10 ein
weiteres Verfahren zum Bilden der treiberseitigen externen Elektroden
und der verbindungsseitigen externen Elektroden in dem piezoelektrischen
Mehrschichtbauelement gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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11 ein
weiteres Verfahren zum Bilden der treiberseitigen Elektroden und
der verbindungsseitigen externen Elektroden in dem piezoelektrischen
Mehrschichtbauelement gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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12 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines weiteren Verfahrens
zum Herstellen eines geschichteten piezoelektrischen Körpers gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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13A und 13B perspektivische
Ansichten einer äußeren Form
eines herkömmlichen
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes;
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14 eine
horizontale Schnittansicht der Struktur eines Treiberabschnitts
des herkömmlichen piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes;
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15A und 15B perspektivische
Ansichten einer äußeren Form
eines piezoelektrischen Betätigungsgliedes,
das unter Verwendung des herkömmlichen
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes hergestellt ist;
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16 ein
Verfahren zum Bilden externer Elektroden in dem herkömmlichen
piezoelektrischen Mehrschichtbauelement;
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17 ein
Problem des herkömmlichen
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes;
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18 ein
weiteres Problem des herkömmlichen
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes; und
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19 ein
weiteres Problem des herkömmlichen
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes.
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Die 1A und 1B sind
perspektivische Ansichten der äußeren Form
eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine
horizontale Schnittansicht der Struktur eines Treiberabschnittes
des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes des vorliegenden bevorzugten
Ausführungsbeispiels.
Die 3A und 3B sind
perspektivische Ansichten der äußeren Form
eines piezoelektrischen Betätigungsgliedes, das
unter Verwendung des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes der 1A und 1B hergestellt
wird. 4 ist eine horizontale Schnittansicht, die einen
Zustand zeigt, bei dem das piezoelektrische Mehrschichtbau element
des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels an einem Trägersubstrat
befestigt ist. In den 1 bis 4 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement,
wobei das Bezugszeichen 2 ein piezoelektrisches Betätigungsglied
bezeichnet, und wobei das Bezugszeichen 3 einen weggeschnittenen Bereich
bezeichnet.
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Die
Gesamtstrukturen des piezoelektrischen Betätigungsgliedes 2 und
des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 der verschiedenen
bevorzugten Ausführungsbeispiele
unterscheiden sich von denen der oben beschriebenen Beispiele des Standes
der Technik dadurch, daß der
weggeschnittene Bereich 3 vorgesehen ist. In den 1 bis 4 sind Komponententeile,
die die gleichen sind wie die, die in den 13 bis 19 gezeigt
sind, oder denselben entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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Wie
in den 1A und 1B gezeigt
ist, umfaßt
das piezoelektrische Mehrschichtbauelement 1 des vorliegenden
bevorzugten Ausführungsbeispiels
einen geschichteten piezoelektrischen Körper 37, der vorzugsweise
ein im wesentlichen rechteckiger gesinterter Keramikkörper ist,
der einen Treiberabschnitt 34 und einen Verbindungsabschnitt 36 umfaßt. In dem
Treiberabschnitt 34 sind erste interne Treiberelektroden 32 und
zweite interne Treiberelektroden 33 abwechselnd über eine
piezoelektrische Schicht aufeinander platziert. In dem Verbindungsabschnitt 36 ist
eine Mehrzahl von internen Verbindungselektroden 35 über eine
piezoelektrische Schicht aufeinander platziert. Wie in 1A gezeigt ist,
die das piezoelektrische Mehrschichtbauelement 1 darstellt,
wie es von einer Seite desselben betrachtet wird, liegen Endbereiche
der ersten internen Treiberelektroden 32, die in dem Treiberabschnitt 34 aufeinander
platziert sind, von nur einer der gegenüberliegenden Seitenoberflächen 37a und 37b des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 frei, d.
h. von nur der ersten Seitenoberfläche 37a, so daß Endbereiche
der ersten internen Treiberelektroden 32, die in dem Treiberabschnitt 34 aufeinander
platziert sind, nicht von der zweiten Seitenoberfläche 37b freiliegen.
Obwohl der Verbindungsabschnitt 36 an nur einer Seite des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 angeordnet
ist, kann der Verbindungsabschnitt 36 hier an beiden Seiten
des geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 vorgesehen
sein, wobei der Treiberabschnitt 34 zwischen denselben
angeordnet ist.
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Wie
in 1B gezeigt ist, die das piezoelektrische Mehrschichtbauelement 1 zeigt,
wie es von der anderen Seite desselben betrachtet wird, liegen Endbereiche
der zweiten internen Treiberelektroden 33 von nur der zweiten
Seitenoberfläche 37b frei,
so daß Endbereiche
nicht von der ersten Seitenoberfläche 37a freiliegen.
Beide Endbereiche jeder der internen Verbindungselektroden 35 liegen
von der ersten und der zweiten Seitenoberfläche 37a und 37b des geschichteten
piezoelektrischen Körpers 37 frei.
Treiberseitige externe Elektroden 38 und verbindungsseitige
externe Elektroden 39 sind im wesentlichen parallel an
der ersten Seitenoberfläche 37a durch
einen Zwischenraum 40 mit einer vorbestimmten Breite angeordnet.
Die ersten internen Treiberelektroden 32 und die internen
Verbindungselektroden 35 stehen separat in elektrischer
Leitung mit den externen Elektroden 38 und 39.
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Ein
weggeschnittener Bereich 3 ist entlang der unteren Kante
der ersten Seitenoberfläche 37a des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 gebildet,
wo die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen
externen Elektroden 39 angeordnet sind. Der weggeschnittene
Bereich 3 weist eine Breite W auf, die es ermöglicht,
daß sich derselbe
oberhalb der unteren Enden von Schlitzen 47 von der unteren
Oberfläche
des geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 erstreckt,
d. h. um sich von einem Ort oberhalb der oberen Seiten der unteren
Enden der Schlitze 47 zu erstrecken, die gebildet werden,
wenn das piezoelektrische Betätigungsglied 2 unter
Verwendung des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 hergestellt
wird. Die Weite W des weggeschnittenen Bereichs 3 ermöglicht es
jedoch nicht, daß derselbe
die untersten Schichten der internen Treiberelektroden 32 und 33 erreicht,
die in dem Treiberabschnitt 34 aufeinander platziert sind. Der
weggeschnittene Bereich 3 ist im wesentlichen parallel
zu jeder der internen Treiberelektroden 32 und 33 und
der internen Verbindungselektroden 35, die an dem beschichteten
piezoelektrischen Körper 37 aufeinander
platziert sind.
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Insbesondere
sind die verbindungsseitigen externen Elektroden 39 und
die treiberseitigen externen Elektroden 38 an der ersten
Seitenoberfläche 37a angeordnet,
um verlässig
um ein vorbestimmtes Intervall von der unteren Oberfläche des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 durch den
weggeschnittenen Bereich 3 getrennt zu sein, d. h. um ein Intervall,
das mit der Tiefe W des weggeschnittenen Bereichs 3 übereinstimmt.
Deshalb sind die Höhen der
Orte, an denen die treiberseitigen externen Elektroden 38 und
die verbindungsseitigen externen Elektroden 39 gebildet
sind, weder erhöht
noch erniedrigt, so daß keine
fehlerhafte elektrische Kontinuität zwischen den treiberseitigen
externen Elektroden 38 und den ersten internen Treiberelektroden 32 und den
verbindungsseitigen externen Elektroden 39 und den internen
Verbindungselektroden 35 auftritt.
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Eine
gemeinschaftsseitige externe Elektrode 41 ist angeordnet,
um die gesamte zweite Seitenoberfläche 37b des geschichteten
piezoelektrischen Körpers 37,
der hier verwendet wird, zu bedecken. Die zweiten internen Treiberelektroden 33 und
die internen Verbindungselektroden 35 stehen alle in elektrischer
Leitung mit der gemeinschaftsseitigen externen Elektrode 41.
Folglich sind die verbindungsseitigen externen Elektroden 39,
die an der ersten Seitenoberfläche 37a angeordnet
sind, mit der gemeinschaftsseitigen externen Elektrode 41 durch
die internen Verbindungselektroden 35 verbunden, die in dem
Verbindungsabschnitt 36 des geschichteten piezoelektrischen
Körpers 37 aufeinander
platziert sind. Als ein Ergebnis weist der Treiberabschnitt 34 des
piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 des vorliegenden
bevorzugten Ausführungsbeispiels
die Querschnittstruktur auf, die in 2 gezeigt
ist.
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Unter
Verwendung des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 und
den gleichen Verfahren wie denen für das Beispiel des Stands der Technik
folgend wird das piezoelektrische Betätigungsglied 2, das
eine äußere Form
aufweist, die in 3 gezeigt ist, hergestellt.
Insbesondere ist das piezoelektrische Betätigungsglied 2 so
aufgebaut, daß der
Treiberabschnitt 4 des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1,
an einem Trägersubstrat 46 unter
Verwendung eines Haftmittels oder einer anderen geeigneten Verbindungseinrichtung
befestigt, durch Schlitze 47 unterteilt ist, die in einer
Laminierungsrichtung X von der oberen Oberfläche zu der unteren Oberfläche des
Treiberabschnittes 34 gebildet sind. Da die ersten und
die zweiten internen Treiberelektroden 32 und 33,
die in dem Treiberabschnitt 34 aufeinander platziert sind,
durch die Schlitze 47 unterteilt sind, ist eine Mehrzahl
separat treibbarer Betätigungseinheiten 48 in
dem Treiberabschnitt 34 definiert.
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Da
der weggeschnittene Bereich 3 in der ersten Seitenoberfläche 37a des
geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes 1 vorgesehen ist, wie in 4 gezeigt
ist, häuft
sich eine Hohlkehle 52 aus einem Haftmittel, das das piezoelektrische
Mehrschichtbauelement 1 an dem Trägersubstrat 46 befestigt,
in dem weggeschnittenen Bereich 3 an, so daß es nicht
zu der Oberfläche
der treiberseitigen externen Elektroden 38 und der verbindungsseitigen
externen Elektroden 39 durchsickert. Wie in 3A gezeigt
ist, die das piezoelektrische Betätigungsglied 2 darstellt,
wie es von einer Seite desselben betrachtet wird, ist, da die treiberseitigen
externen Elektroden 38 ebenfalls durch die Schlitze 47 unterteilt
sind, eine Mehrzahl externer Einheitselektroden 49, die
den getrennten Betätigungseinheiten 48 entsprechen,
vorgesehen.
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Bereiche
zwischen dem Verbindungsabschnitt 36 und dem Treiberabschnitt 34 des
piezoelektrischen Betätigungsgliedes 2 können durch
die Schlitze 47 unterteilt sein. 3B zeigt
das piezoelektrische Betätigungsglied 2,
wie es von der anderen Seite desselben betrachtet wird.
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Obwohl
dies nicht gezeigt ist, ist eine flexible gedruckte Schaltung, die
aus einer Treibersignalquelle herausgezogen ist, die außerhalb
des piezoelektrischen Betätigungsgliedes 2 installiert
ist, mit dem piezoelektrischen Betätigungsglied 2, das
die der Betätigungseinheiten 48 umfaßt, verbunden. Eine
Wechselspannung wird zwischen jeder externen Einheitselektrode 49 und
der gemeinschaftsseitigen externen Elektrode 41 oder tatsächlich zwischen
jeder externen Einheitselektrode 49 und den verbindungsseitigen
externen Elektroden 39, die mit der gemeinschaftsseitigen
externen Elektrode 41 durch die internen Verbindungselektroden 45 verbunden
sind, angelegt. Als ein Ergebnis wird jede Betätigungseinheit 48 des
piezoelektrischen Betätigungsgliedes 2 separat
wie bei dem Beispiel des Stands der Technik getrieben.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 des
oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels Bezug nehmend
auf die 5 bis 9 beschrieben. 5 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Verfahren
zum Herstellen eines geschichteten piezoelektrischen Körpers selbst
des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes darstellt. 6 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum
gleichzeitigen Herstellen einer Mehrzahl geschichteter piezoelektrischer
Körper
zeigt. 7 ist eine äußere perspektivische
Ansicht, die den Hauptbereich eines Muttersubstrates zeigt, wobei
die geschichteten piezoelektrischen Körper fortlaufend parallel gebildet
werden. 8 ist eine Schnittansicht des
Hauptbereichs des Muttersubstrates zum Darstellen einer Modifi zierung
des Verfahrens zum Unterteilen des Muttersubstrates. 9 stellt
ein Verfahren zum Bilden treiberseitiger externer Elektroden und
verbindungsseitiger externer Elektroden in dem piezoelektrischen
Mehrschichtbauelement dar.
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Beim
Herstellen des geschichteten piezoelektrischen Körpers 37 des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes 1 werden erstens drei Typen von
Grünschichten 5, 6 und 7,
die in 5 gezeigt sind, bereitgestellt. Insbesondere werden
die Grünschicht 5,
an der eine elektrisch leitfähige
Struktur 8 (die die ersten internen Treiberelektroden 32 definiert)
und eine elektrisch leitfähige
Struktur 9 (die die entsprechenden internen Verbindungselektroden 35 definiert)
gebildet sind, die Grünschicht 6,
an der eine elektrisch leitfähige
Struktur 10 (die zu den zweiten internen Treiberelektroden 33 wird)
und eine elektrisch leitfähige
Struktur 9 (die zu den entsprechenden internen Verbindungselektroden 35 wird)
gebildet sind, und die Grünschicht 7 bereitgestellt,
an der keine Strukturen gebildet sind.
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Diese
Grünschichten 5, 6 und 7 sind
vorzugsweise aus piezoelektrischen Materialien, wie zum Beispiel
PZT-Materialien, gebildet, die in in der Draufsicht im wesentlichen
rechteckigen Formen gebildet sind. Die elektrisch leitfähigen Strukturen 8, 9 und 10 sind
vorzugsweise durch ein Siebdrucken einer elektrisch leitfähigen Paste
gebildet, die zum Beispiel Silber (Ag) als eine Hauptkomponente
aufweist. Die elektrisch leitfähige
Struktur 8 weist eine Form auf, bei der ein Endbereich
einer Seite derselben eine lange Seite der Grünschicht 5 erreicht,
wobei der Endbereich der anderen Seite derselben die andere lange
Seite der Grünschicht
nicht erreicht.
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Die
elektrisch leitfähigen
Strukturen 9 weisen Formen auf, bei denen beide Seitenendbereiche
derselben beide langen Seiten der Grünschichten 5 und 6 erreichen.
Die elektrisch leitfähige
Struktur 10 weist eine Form auf, bei der ein Seitenendbereich
derselben eine lange Seite der Grünschicht 6 nicht erreicht, wobei
der andere Seitenendbereich derselben die andere lange Seite der
Grünschicht 6 erreicht.
Die elektrisch leitfähigen
Strukturen 8 und 9 können durch ein leichtes Verschieben
der Positionen von Strukturen, die die gleichen Formen haben, gebildet sein.
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Wenn
eine vorbestimmte Anzahl bereitgestellter Grünschichten 5, 6 und 7 wiederholt
abwechselnd in der Reihenfolge, die in 5 gezeigt
ist, aufeinander platziert wird, und die Grünschichten 5, 6 und 7 alle
entlang der Laminierungsrichtung X durch Druck miteinander verbunden
werden, wird ein ungebackener Schichtkörperblock 11 gebildet.
Endbereiche der elektrisch leitfähigen
Strukturen 8 und 10 liegen von einer gegenüberliegender
Seitenoberflächen
des Schichtkörperblocks 11 frei,
während
Endbereiche der elektrisch leitfähigen
Strukturen 9 und 10 von der anderen Seitenoberfläche des
Schichtkörperblocks 11 freiliegen.
Danach wird, wenn der Schichtkörperblock 11 einem
Backen unterzogen wird, der geschichtete piezoelektrische Körper 37 erzeugt.
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Das
Verfahren zum Herstellen des geschichteten piezoelektrischen Körpers 37,
das Bezug nehmend auf 5 beschrieben ist, wird verwendet, wenn
geschichtete piezoelektrische Körper 37 jeweils
zu einem Zeitpunkt hergestellt werden. Tatsächlich wird eine Mehrzahl geschichteter
piezoelektrischer Körper 37 durch
ein Folgen der unten beschriebenen Verfahren gleichzeitig hergestellt.
Insbesondere werden, wie in 6 gezeigt
ist, zuerst eine großflächige Grünschicht 12,
die eine Mehrzahl von Sätzen
elektrisch leitfähiger
Strukturen 8 und 9 aufweist, die im wesentlichen
parallel auf derselben gebildet sind, und eine großflächige Grünschicht 13 vorgesehen,
die eine Mehrzahl von Sätzen
elektrisch leitfähiger
Strukturen 9 und 10 aufweist, die im wesentlichen
parallel auf derselben gebildet sind. Dann wird, wenn eine vorbestimmte
Anzahl von Grünschichten 12 und 13 abwechselnd
aufeinander platziert wird und dann durch Druck entlang der Laminierungsrichtung
verbunden wird, ein Muttersubstratblock, der in einem ungebackenen
Zustand ist und eine Größe aufweist,
die einer Mehrzahl von Schichtkörperblöcken 11 entspricht,
die im wesentlichen parallel angeordnet sind, hergestellt.
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Danach
wird, wenn der erzeugte Muttersubstratblock einem Backen unterzogen
wird, zum Beispiel ein Muttersubstrat 15, das die geschichteten
piezoelektrischen Körper 37 aufweist,
die durch ein Unterteilungsverfahren getrennt werden und die kontinuierlich
parallel gebildet werden, erzeugt, wie in 7 gezeigt
ist (die nur den Hauptbereich des Muttersubstrates 15 zeigt).
Dann werden, wenn die obere und die untere Oberfläche des
hergestellten Muttersubstrates 15 durch ein Läppen oder
ein Oberflächenschleifen
abgeflacht sind und das Muttersubstrat 15 entlang vorbestimmter
Trennlinien Y und Z unterteilt ist, die jeden Bereich trennen, der
jedem der einzelnen geschichteten piezoelektrischen Körper 37 entspricht,
die einzelnen geschichteten piezoelektrischen Körper 37, die durch
das Unterteilungsverfahren getrennt wurden, erhalten. Der Pfeil
X mit zwei Enden in 7 bezeichnet die Laminierungsrichtung.
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Wenn
die Grünschichten 12 und 13,
die in 6 gezeigt sind, aufeinander platziert sind und
die resultierende geschichtete Struktur nach dem Backprozeß unterteilt
ist, wie in 6 angezeigt ist, sind die Teilungslinien
Y und Z manchmal von ihren Zielorten verschoben. Als ein Ergebnis
sind Elektrodenbereiche (nicht gezeigt), die Teilungsendbereiche 8a und 10a entsprechender
benachbarter elektrisch leitfähiger
Strukturen 8 und 10 umfassen, manchmal an den
Innenbereichen der geschichteten piezoelektrischen Körper 37 gebildet.
Von einem praktischen Standpunkt aus betrachtet jedoch bewirkt die
Bildung derartiger Elektrodenbereiche keinen Nachteil.
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Hier
sind bei dem Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vor dem Unterteilen des Muttersubstrates 15 Einschnittrillen 16 mit vorbestimmten
Tiefen W, die weggeschnittene Bereiche 3 der entsprechenden
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 werden, durch
ein Vereinzeln oder ein anderes Trennverfahren in entsprechenden
Bereichen gebildet, die die geschichteten piezoelektrischen Körper 37 werden.
Nach einem Bilden dieser Einschnittrillen 16 wird das Muttersubstrat 15 zum
Beispiel durch einen Vereinzeler oder eine Drahtsäge oder
eine andere geeignete Vorrichtung unterteilt, um die einzelnen geschichteten
piezoelektrischen Körper 37 zu
erzeugen. Deshalb sind die weggeschnittenen Bereiche 3 entlang
der unteren Kanten der ersten Seitenoberflächen 37a der entsprechenden
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 gebildet.
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Da
das Vereinzeln, das ausgeführt
wird, um die Einschnittrillen 16 zu bilden, eine gute Höhenrichtungsschnittgenauigkeit
von etwa ±10 μm aufweist, ist,
wenn die Rillen 16 durch ein Vereinzeln gebildet werden,
die Genauigkeit, mit der die weggeschnittenen Bereiche 3 in
den geschichteten piezoelektrischen Körpern 37 gebildet
werden, sehr gut. Wenn die Genauigkeit, mit der die weggeschnittenen
Bereiche 3 gebildet werden, gut ist, können die unteren externen Schichtbereiche
der geschichteten piezoelektrischen Körper 37 μm einen Wert von etwa 200 μm dünner als
bei dem Beispiel des Stands der Technik sein. Deshalb kann das piezoelektrische
Mehrschichtbauelement 1 sehr klein hergestellt werden.
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Hier
können,
obwohl die Einschnittrillen 16 vor einem Unterteilen des
Muttersubstrates 15 in den entsprechenden Bereichen gebildet
sind, die die geschichteten piezoelektrischen Körper 37 werden, andere
Verfahren verwendet werden. Ein Verfahren, wie zum Beispiel das,
das in 8 dargestellt ist (die eine Modifizierung des
Verfahrens zum Unterteilen des Muttersubstrates 15 zeigt),
kann ausgeführt
werden. Insbesondere wird bei der Modifizierung, wenn das Muttersubstrat 15 unter
Verwendung einer Vereinzelungsschneide 23 unterteilt ist,
nach einem Bilden der Ein schnittrillen 16 mit den vorbestimmten Tiefen
W, die die weggeschnittenen Bereiche 3 definieren, in den
entsprechenden Bereichen, die die geschichteten piezoelektrischen
Körper 37 werden,
die Vereinzelungsschneide 23 leicht horizontal verschoben,
um das Muttersubstrat 15 durch ein vollständiges Schneiden
zu unterteilen. In 8 bezeichnet das Bezugszeichen 24 ein
Vereinzelungsband, das verwendet wird, um das nicht unterteilte
Muttersubstrat 15 und die unterteilten geschichteten Körper 37 zu tragen.
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Danach
werden, wie in 9 gezeigt ist, nachdem die getrennten
geschichteten piezoelektrischen Körper 37, die um vorbestimmte
Winkel geneigt wurden, getragen werden, wenn Materialien, die geeignet
zum Bilden der externen Elektroden sind, durch Aufdampfung an den
ersten Oberflächen 37a der
geschichteten piezoelektrischen Körper haften, die treiberseitigen
externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen externen
Elektroden 39, die in elektrischer Leitung mit den ersten
internen Treiberelektroden 32 und den internen Verbindungselektroden 35 stehen,
gebildet. Insbesondere werden bei den geschichteten piezoelektrischen
Körpern 37 zu diesem
Zeitpunkt die weggeschnittenen Bereiche 3 weg von einer
Aufdampfungsquelle 21 bewegt, wobei die ersten Seitenoberflächen 37a in
einem geneigten Zustand getragen werden, um der Aufdampfungsquelle 21 zugewandt
zu sein. Obwohl hier die Aufdampfungsquelle 21 die Form
eines Punktes aufweist, ist die Form der Aufdampfungsquelle 21 nicht darauf
beschränkt,
so daß sie
auch eine planare Form aufweisen kann.
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Wenn
die ersten Seitenoberflächen 37a in
einem geneigten Zustand sind, sind die weggeschnittenen Bereiche 3 durch
die ersten Seitenoberflächen 37a der
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 vor der Aufdampfungsquelle 21 verborgen,
so daß Elektroden
nicht an den weggeschnittenen Bereichen 3 gebildet werden.
Nachdem die gemeinschaftsseitige externe Elektrode 41 an
jeder zweiten Seitenoberfläche 37b,
die ihrer entsprechenden ersten Seitenoberfläche 37a gege nüberliegt,
gebildet ist, an der die treiberseitigen externen Elektroden 38 und
die verbindungsseitigen externen Elektroden 39 gebildet
sind, werden, wenn eine Spannung zwischen den treiberseitigen externen
Elektroden 38 und den verbindungsseitigen externen Elektroden 39 angelegt
wird, um die piezoelektrischen Schichten der Treiberabschnitte 34 zu
polarisieren, die piezoelektrischen Mehrschichtbauelemente 1 des
vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels
fertiggestellt. Jede der externen Elektroden 38, 39 und 41 muß nicht
durch eine Aufdampfung gebildet sein, so daß dieselben durch ein Sputtern
oder ein anderes geeignetes Verfahren gebildet sein können.
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Das
Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 ist
nicht auf das beschrieben, das basierend auf die 5 bis 9 beschrieben
ist, so daß ein
weiteres Verfahren, das unten basierend auf den 10 bis 12 beschrieben
wird, verwendet werden kann. 10 zeigt
ein weiteres Verfahren zum Bilden der treiberseitigen externen Elektroden
und der verbindungsseitigen externen Elektroden in dem piezoelektrischen
Mehrschichtbauelement gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 11 stellt
ein weiteres Verfahren zum Bilden der treiberseitigen externen Elektroden und
der verbindungsseitigen externen Elektroden in dem piezoelektrischen
Mehrschichtbauelement dar. 12 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines weiteren
Verfahrens zum Herstellen der geschichteten piezoelektrischen Körper selbst.
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Bei
dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes 1 wird das Muttersubstrat 15 hergestellt,
wobei die geschichteten piezoelektrischen Körper 37, die getrennt
werden sollen, kontinuierlich parallel gebildet werden, und Einschnittrillen 16,
die die weggeschnittenen Bereiche 3 ihrer entsprechenden
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 werden, werden
in den entsprechenden Bereichen gebildet, die die ent sprechenden
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 werden, die
an dem Muttersubstrat 15 gebildet sind. Dann werden nach
einem Tragen der getrennten geschichteten piezoelektrischen Körper in
einem geneigten Zustand die treiberseitigen externen Elektroden 38 und
die verbindungsseitigen externen Elektroden 39 gebildet.
Im Gegensatz dazu werden bei einer ersten Modifizierung des Verfahrens
zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 nach
einem Erzeugen der geschichteten piezoelektrischen Körper 37,
die durch ein Unterteilen des Muttersubstrates 15 getrennt
werden, das durch ein Unterziehen des Muttersubstratblockes unter
ein Backverfahren erzeugt wird, erstens diese geschichteten piezoelektrischen
Körper 37 in
einer Laminierungsrichtung, die in 10 gezeigt
ist, aufeinander platziert.
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Danach
werden die geschichteten piezoelektrischen Körper 37, die aufeinander
platziert wurden, getragen, nachdem bewirkt wird, daß die ersten
Seitenoberflächen 37a der
entsprechenden geschichteten piezoelektrischen Körper 37 der Aufdampfungsquelle 21 zugewandt
sind. Wenn Materialien, die geeignet zum Bilden der externen Elektroden
sind, auf den ersten Seitenoberflächen 37a der entsprechenden
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 aufgedampft
werden, werden die treiberseitigen externen Elektroden 38 und
die verbindungsseitigen externen Elektroden 39, die in
elektrischer Leitung mit den ersten internen Treiberelektroden 32 bzw.
den verbindungsseitigen internen Elektroden 35 stehen, gebildet.
Dann werden, wenn die geschichteten piezoelektrischen Körper 37 aufeinander
platziert sind, wenn die Einschnittrillen 18 mit vorbestimmten
Tiefen in den entsprechenden geschichteten piezoelektrischen Körpern 37 gebildet
sind, die Einschnittrillen 80 zu ihren entsprechenden weggeschnittenen
Bereichen 3, die entlang der unteren Endbereiche ihrer entsprechenden
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 gebildet sind.
Hier werden die Einschnittrillen 18 durch ein Vereinzeln
oder ein anderes geeignetes Rillenbildungsverfahren gebildet.
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Anders
ausgedrückt
werden bei der ersten Modifizierung des Verfahrens zum Herstellen
des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 nach einem
vorherigen Bilden der treiberseitigen externen Elektroden 38 und
der verbindungsseitigen externen Elektroden 39, die die
gesamten ersten Seitenoberflächen 37a der
geschichteten piezoelektrischen Körper 37 bedecken,
Bereiche dieser externen Elektroden 38 und 39 entfernt,
um die weggeschnittenen Bereiche 3 zu bilden. Dann werden
nach einem Bilden der gemeinschaftsseitigen Elektrode 41 an
jeder zweiten Seitenoberfläche 37b,
die ihrer entsprechenden ersten Seitenoberfläche 37a gegenüberliegt,
an der die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die
verbindungsseitigen externen Elektroden 39 gebildet sind,
wenn eine Spannung zwischen den treiberseitigen externen Elektroden 38 und
den verbindungsseitigen externen Elektroden 39 angelegt
wird, um die piezoelektrischen Schichten der Treiberabschnitte 34 zu
polarisieren, die piezoelektrischen Mehrschichtbauelemente 1 fertiggestellt.
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Die
externen Elektroden 38, 39 und 41 müssen nicht
durch eine Aufdampfung gebildet sein, so daß dieselben auch durch ein
Sputtern oder ein Siebdrucken gebildet sein können. Wenn diese Modifizierung
dieses Verfahrens zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1 verwendet wird,
können
die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen
externen Elektroden 39, die über den gesamten Seitenoberflächen 37a der
entsprechenden geschichteten piezoelektrischen Körper 37 ausschließlich der
weggeschnittenen Bereiche 3 gebildet sein sollen, gleichzeitig
auf der Mehrzahl darüberliegender
geschichteter piezoelektrischer Körper 37 gebildet sein.
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Bei
einer zweiten Modifizierung des Verfahrens zum Herstellen des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes 1 werden nach einem Erzeugen der
geschichteten piezoelektrischen Körper 37, die durch
ein Unterteilen des Muttersubstrates 15 getrennt wurden,
das durch ein Unterziehen des Mutter substratblockes unter ein Backverfahren
erzeugt wird, erstens die geschichteten piezoelektrischen Körper 37 in
der Laminierungsrichtung aufeinander platziert. Dann werden durch
ein Vereinzeln oder ein anderes geeignetes Verfahren die Einschnittrillen, die
die entsprechenden weggeschnittenen Bereiche 3 werden,
in den entsprechenden geschichteten piezoelektrischen Körpern 37 gebildet,
die aufeinander platziert sind.
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Danach
werden, wie in 11 gezeigt ist, nachdem die
geschichteten piezoelektrischen Körper 37, die aufeinander
platziert sind und um vorbestimmte Winkel geneigt sind, getragen
werden, wenn Materialien, die geeignet zum Bilden der externen Elektroden
sind, durch Aufdampfung an den ersten Oberflächen 37a der geschichteten
piezoelektrischen Körper 37 kleben,
die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen
externen Elektroden 39, die in elektrischer Leitung mit
den ersten internen Treiberelektroden 32 bzw. den internen Verbindungselektroden 35 sind,
gebildet. Insbesondere werden in den piezoelektrischen Körpern 37 zu diesem
Zeitpunkt die weggeschnittenen Bereiche 3 weg von der Aufdampfungsquelle 21 bewegt,
wobei die ersten Seitenoberflächen 37a in
einem geneigten Zustand getragen werden, um der Aufdampfungsquelle 21 zugewandt
zu sein.
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Dann
werden nach einem Bilden der gemeinschaftsseitigen externen Elektrode 41 an
jeder zweiten Seitenoberfläche 37,
die ihrer entsprechenden ersten Seitenoberfläche 37a gegenüberliegt,
an der die treiberseitigen externen Elektroden 38 und die verbindungsseitigen
externen Elektroden 39 gebildet sind, wenn eine Spannung
zwischen den treiberseitigen externen Elektroden 38 und
den verbindungsseitigen externen Elektroden 39 angelegt
ist, um die piezoelektrischen Schichten der Treiberabschnitte 34 zu
polarisieren, die piezoelektrischen Mehrschichtbauelemente 1 fertiggestellt.
Die externen Elektroden 38, 39 und 41 müssen nicht
durch eine Aufdampfung gebildet sein, so daß dieselben auch durch Sputtern oder
ein anderes geeignetes Verfahren gebildet werden können.
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Obwohl
bei dem Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes 1, das
Bezug nehmend auf 5 beschrieben wurde, die ersten
und die zweiten internen Treiberelektroden 32 und 33 und
die internen Verbindungselektroden 35 in einem getrennten
Zustand gebildet werden, müssen
die Elektroden 32, 33 und 35 nicht in
einem vorher getrennten Zustand gebildet werden, wenn das piezoelektrische
Betätigungsglied
erzeugt wird. Im folgenden wird eine Modifizierung des Verfahrens zum
Bilden der Elektroden beschrieben.
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Die
elektrisch leitfähige
Struktur 28, die die erste interne Treiberelektrode 32 definiert,
und die elektrisch leitfähige
Struktur 9, die die entsprechenden internen Verbindungselektroden 35 definiert, werden
in einem getrennten Zustand auf der Grünschicht 5, die in 5 gezeigt
ist, gebildet. Die elektrisch leitfähige Struktur 10,
die zu den zweiten internen Treiberelektroden 33 wird,
und die elektrisch leitfähige
Struktur 9, die zu den entsprechenden internen Verbindungselektroden 35 wird,
werden in einem getrennten Zustand auf der Grünschicht 6, die in 5 gezeigt
ist, gebildet. Die elektrisch leitfähigen Strukturen 8 und 9 und
die elektrisch leitfähigen Strukturen 9 und 10 müssen jedoch
nicht anfänglich in
einem getrennten Zustand gebildet werden. Wie zum Beispiel in 12 gezeigt
ist, kann eine elektrisch leitfähige
Struktur 19, die eine Form aufweist, die durch ein einstückiges Bilden
der ersten internen Treiberelektroden 32 und der internen
Verbindungselektroden 35 gebildet ist, auf der Grünschicht 5 angeordnet
sein, wobei eine elektrisch leitfähige Struktur 20,
die eine Form aufweist, die durch ein einstückiges Bilden der zweiten internen
Treiberelektroden 33 und der internen Verbindungselektroden 35 gebildet
ist, auf der Grünschicht 6 angeordnet
sein kann.
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Insbesondere
ist beim Herstellen des piezoelektrischen Betätigungsgliedes 2 aus
dem piezoelektrischen Mehrschichtbauelement 1 die Mehrzahl von
Schlitzen 47 entlang der Laminierungsrichtung X von der
oberen Oberfläche
zu der unteren Oberfläche
des Treiberabschnitts 34 des geschichteten piezoelektrischen
Körpers 37 gebildet.
Bereiche zwischen dem Treiberabschnitt 34 und dem Verbindungsabschnitt 36 können zu
der gleichen Zeit unterteilt werden. Wenn Bereiche zwischen dem
Treiberabschnitt 34 und dem Verbindungsabschnitt 36 unterteilt
werden, werden Bereiche zwischen den internen Verbindungselektroden 35 und
den ersten und zweiten internen Treiberelektroden 32 und 33,
die anfänglich
einstückig
gebildet werden, unterteilt. Folglich werden die Elektroden 32, 33 und 35 separate Elektroden,
die die gleichen sind wie die, die in 5 gezeigt
sind.
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Wie
oben beschrieben wurde, werden bei dem piezoelektrischen Mehrschichtbauelement
die verbindungsseitigen externen Elektroden und die treiberseitigen
externen Elektroden, die externe Einheitselektroden des piezoelektrischen
Betätigungsgliedes
definieren, aufgebaut, um zuverlässig
um ein vorbestimmtes Intervall von der unteren Oberfläche des
geschichteten piezoelektrischen Körpers durch den weggeschnittenen
Bereich getrennt zu sein, d. h. um ein Intervall, das mit der Tiefe
des weggeschnittenen Bereichs übereinstimmt.
Deshalb nehmen die Höhen
der Bereiche, an denen die treiberseitigen externen Elektroden und
die verbindungsseitigen externen Elektroden angeordnet sind, nicht
zu oder ab, so daß eine
fehlerhafte elektrische Kontinuität zwischen den externen Elektroden
und den internen Treiberelektroden in dem piezoelektrischen Mehrschichtbauelement
und ein Kurzschluß zwischen
den externen Einheitselektroden in dem piezoelektrischen Betätigungsglied
nicht auftreten.
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Wenn
ein weggeschnittener Bereich in einer Seitenoberfläche des
geschichteten piezoelektrischen Körpers des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes gebildet ist, häuft sich eine Hohlkehle aus
einem Haftmittel zum Befestigen des pie zoelektrischen Mehrschichtbauelementes
an einem Trägersubstrat
innerhalb des weggeschnittenen Bereichs an, wodurch der Vorteil
geschaffen wird, daß die Hohlkehle
nicht zu der Oberfläche
der treiberseitigen externen Elektroden und der verbindungsseitigen
externen Elektroden durchsickert. Deshalb wird es einfach, eine
flexible gedruckte Schaltung an den externen Einheitselektroden
des piezoelektrischen Betätigungsgliedes
anzulöten.
Zusätzlich
kann, wenn ein weggeschnittener Bereich in einer Seitenoberfläche des
geschichteten piezoelektrischen Körpers gebildet wird, der untere
externe Schichtbereich des piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes
dünn sein, wodurch
eine mechanische Verarbeitbarkeit erhöht wird, und wodurch es schwierig
wird, das piezoelektrische Mehrschichtbauelement zu beschädigen.
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Wenn
eines der Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelementes verschiedener
bevorzugten Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ein weggeschnittener
Bereich des geschichteten piezoelektrischen Körpers des piezoelektrischen
Mehrschichtbauelementes ohne weiteres gebildet werden. Zusätzlich können die
treiberseitigen externen Elektroden und die verbindungsseitigen
externen Elektroden, die über
den gesamten Seitenoberflächen
einer Mehrzahl geschichteter piezoelektrischer Körper ausschließlich der
weggeschnittenen Bereiche gebildet sein sollen, gleichzeitig auf
der Mehrzahl geschichteter piezoelektrischer Körper gebildet werden, so daß es möglich ist,
die Produktivität
zu erhöhen.