JP2005150167A

JP2005150167A - Laminated piezoelectric element

Info

Publication number: JP2005150167A
Application number: JP2003381702A
Authority: JP
Inventors: Fumishige Miyata; 文茂宮田; Yasuji Hiramatsu; 靖二平松
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-06-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated piezoelectric element being capable of inhibiting the occurrence of any crack and breaking of the element due to any impact or the like, and having excellent reliability on a connection and having an excellent durability. <P>SOLUTION: The laminated type piezoelectric element is composed of a piezoelectric body and obtained by alternately laminating a plurality of piezoelectric layers in which the thicknesses thereof are changed in response to an applied voltage, and a plurality of internal electrodes for supplying the applied voltage while forming external electrodes for connecting the specified internal electrodes on the side faces of the piezoelectric element. In the piezoelectric element, sections parallel with the internal electrodes are composed of an n-gon shape (where (n) represents an integer of ≥5), and the external electrodes are formed on at least three side faces. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インジェクタやインクジェット・プリンタの動力源等、種々の用途に用いられる積層型圧電素子に関する。 The present invention relates to a multilayer piezoelectric element used in various applications such as an injector and a power source of an ink jet printer.

図５（ａ）は、従来の積層コンデンサタイプの圧電素子を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、一般に、積層コンデンサタイプの圧電素子３０では、印加電圧に応じてその厚さが変化する複数の圧電体からなる圧電層３１と、圧電層３１に印加電圧を供給するための複数の内部電極３２（３２ａ、３２ｂ）とが交互に積層されて積層体を構成し、この積層体の側面に露出した内部電極に接続するための外部電極３３（３３ａ、３３ｂ）が形成されている。 FIG. 5A is a perspective view schematically showing a conventional multilayer capacitor type piezoelectric element, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view thereof.
As shown in FIGS. 5A and 5B, in general, in the multilayer capacitor type piezoelectric element 30, a piezoelectric layer 31 composed of a plurality of piezoelectric bodies whose thickness changes according to an applied voltage, and the piezoelectric layer 31. A plurality of internal electrodes 32 (32a, 32b) for supplying an applied voltage are alternately stacked to form a stacked body, and external electrodes 33 (for connecting to the internal electrodes exposed on the side surfaces of the stacked body) 33a, 33b).

このような圧電素子３０の内部電極３２に外部電極３３を介して電圧を印加すると、圧電素子３０は、高さ方向に伸張し、一方、電圧の印加を止めると、ほぼ元の高さに戻る。すなわち、圧電素子３０は、電気エネルギーの供給、停止により伸縮し、一種のピストンのような機能を有するのである。 When a voltage is applied to the internal electrode 32 of the piezoelectric element 30 via the external electrode 33, the piezoelectric element 30 expands in the height direction. On the other hand, when the voltage application is stopped, the piezoelectric element 30 returns almost to its original height. . That is, the piezoelectric element 30 expands and contracts when electric energy is supplied and stopped, and functions as a kind of piston.

従って、このような圧電素子３０を含む駆動機構がシリンジに納められた場合には、所定量の接着剤、コーティング剤、潤滑剤等を吐出するインジェクタとして機能し、また、このような圧電素子３０がインクジェット・プリンタに用いられた場合には、所定量のインクを連続的に吐出することができ、これにより紙等に印刷を行うことができる。 Therefore, when a drive mechanism including such a piezoelectric element 30 is housed in a syringe, it functions as an injector that discharges a predetermined amount of adhesive, coating agent, lubricant, and the like. Is used in an ink jet printer, a predetermined amount of ink can be continuously ejected, whereby printing on paper or the like can be performed.

上述のように、積層コンデンサタイプの圧電素子３０は、電圧を印加することにより高さ方向に伸張するが、その伸張の仕方を詳しく観察すると、図６に示すように、内部電極３２ａと内部電極３２ｂとが重なり合っている部分のみに電圧が印加されるため、この重なっている部分のみが伸縮し、内部電極３２ａ、３２ｂが重なっていない部分は伸縮しない。 As described above, the multilayer capacitor type piezoelectric element 30 expands in the height direction when a voltage is applied. When the manner of expansion is observed in detail, as shown in FIG. Since the voltage is applied only to the portion where 32b overlaps, only the overlapping portion expands and contracts, and the portion where the internal electrodes 32a and 32b do not overlap does not expand and contract.

従って、電圧が印加されていない部分、すなわち内部電極３２ａ、３２ｂが形成されていない部分（以下、不活性部分ともいう）に引張応力が作用する。この結果、上記不活性部分にクラックが発生し易くなる。このクラックは、不活性部分から外部電極に進展し、外部電極の分断にまで至る場合があった。 Accordingly, tensile stress acts on a portion where no voltage is applied, that is, a portion where the internal electrodes 32a and 32b are not formed (hereinafter also referred to as an inactive portion). As a result, cracks are likely to occur in the inactive portion. In some cases, the crack propagates from the inactive portion to the external electrode and reaches the external electrode.

また、図５に示すように、従来の圧電素子では、２種類の内部電極に対応して２つの側面にそれぞれ一つずつの外部電極が設けられているのみであり、これら外部電極の一つに断線等の不都合が発生した場合には、積層型圧電素子への給電が阻害されるため、素子自体が全く機能しなくなり、信頼性に欠けるという問題があった。 Further, as shown in FIG. 5, in the conventional piezoelectric element, only one external electrode is provided on each of the two side surfaces corresponding to two types of internal electrodes, and one of these external electrodes is provided. When inconvenience such as disconnection occurs, the power supply to the multilayer piezoelectric element is hindered, so that the element itself does not function at all and there is a problem that the reliability is lacking.

一方、上述した不活性部分を無くすために、内部電極と外部電極の接続方法を変えた積層型圧電素子が提案されている（特許文献２参照）。
図７は、上述した別の種類の積層型圧電素子を模式的に示す断面図である。 On the other hand, in order to eliminate the above-described inactive portion, a multilayer piezoelectric element in which the connection method between the internal electrode and the external electrode is changed has been proposed (see Patent Document 2).
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing another type of multilayer piezoelectric element described above.

この積層型圧電素子４０では、圧電層４１の層間に形成される内部電極４２を層間の全面に形成している。しかし、このままでは、内部電極４２は、図中、対向する左右の両側面に形成された外部電極４３と接触してしまうので、１層ごとに、内部電極４２が露出した部分の左側又は右側の側面にガラス等の絶縁体で絶縁被覆層４４ａ、４４ｂを形成し、その上に外部電極４３を形成している。このような構成とすることより、図３に示した積層型圧電素子３０と同様に、内部電極４２が交互に対向する側面に形成された外部電極４３と接続されることとなる。 In this multilayer piezoelectric element 40, internal electrodes 42 formed between the layers of the piezoelectric layer 41 are formed on the entire surface of the layers. However, as it is, the internal electrode 42 comes into contact with the external electrodes 43 formed on the opposite left and right side surfaces in the drawing, so that the left or right side of the portion where the internal electrode 42 is exposed for each layer. Insulating coating layers 44a and 44b are formed of an insulating material such as glass on the side surfaces, and external electrodes 43 are formed thereon. With such a configuration, the internal electrodes 42 are connected to the external electrodes 43 formed on the side surfaces opposed to each other in the same manner as in the multilayer piezoelectric element 30 shown in FIG.

図７に示した積層型圧電素子４０では、不活性部分が存在しないので、不活性部分でのクラック等の発生現象は生じない。
しかしながら、積層体の全体が伸縮するため、伸縮しない外部電極４３との間に応力が発生し、この応力に起因して外部電極４３の剥離等が生じやすく、外部電極４３と内部電極４２との接続信頼性に問題が発生しやすかった。 In the multilayer piezoelectric element 40 shown in FIG. 7, since there is no inactive portion, a phenomenon such as a crack in the inactive portion does not occur.
However, since the entire laminated body expands and contracts, a stress is generated between the external electrode 43 and the non-expanded external electrode 43, and the external electrode 43 is easily peeled off due to the stress. Problems with connection reliability were likely to occur.

特開２００２−２０２０２４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-202024 特開昭６４−７５７５号公報JP-A-64-7575

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、外部電極と内部電極との接続信頼性に優れ、長期間に渡って使用した場合にも、クラック等による断線等の不都合が発生しにくい耐久性に優れた積層型圧電素子を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and is excellent in connection reliability between the external electrode and the internal electrode. Even when used for a long time, the present invention has a disadvantage such as disconnection due to a crack or the like. An object of the present invention is to provide a multi-layer piezoelectric element that is less likely to cause the occurrence of defects and has excellent durability.

即ち、本発明の積層型圧電素子は、圧電体からなり、印加電圧に応じてその厚さが変化する複数の圧電層と、上記印加電圧を供給するための複数の内部電極とが交互に積層されるとともに、所定の内部電極と接続するための外部電極がその側面に形成された積層型圧電素子であって、
上記内部電極に平行な断面は、ｎ角形（ただし、ｎは５以上の整数）からなり、少なくとも３つの側面に上記外部電極が形成されてなることを特徴とする。 That is, the multilayer piezoelectric element of the present invention is composed of a piezoelectric body, and a plurality of piezoelectric layers whose thickness changes according to an applied voltage and a plurality of internal electrodes for supplying the applied voltage are alternately stacked. And a laminated piezoelectric element in which an external electrode for connecting to a predetermined internal electrode is formed on a side surface thereof,
A cross section parallel to the internal electrode is an n-gon (where n is an integer of 5 or more), and the external electrode is formed on at least three side surfaces.

本発明の積層型圧電素子では、上記内部電極に平行な断面は、六角形からなり、少なくとも４つの側面に上記外部電極が形成されている態様の圧電素子か、又は、上記内部電極に平行な断面は、八角形からなり、少なくとも４つの側面に上記外部電極が形成されている態様の圧電素子が望ましい。 In the multilayer piezoelectric element of the present invention, the cross section parallel to the internal electrode is a hexagonal shape, and the external electrode is formed on at least four side surfaces. Alternatively, the multilayer piezoelectric element is parallel to the internal electrode. A piezoelectric element having an aspect in which the cross section is an octagon and the external electrodes are formed on at least four side surfaces is desirable.

本発明の具体的な積層型圧電素子としては、
内部電極は、外部電極と接続される側面には露出して上記外部電極と電気的に接続されており、一方、上記内部電極は、上記外部電極と接続されない側面には露出せず、両者の間の絶縁を確保するために、その端部が上記側面より所定の距離内側となるように形成されている積層型圧電素子（以下、積層コンデンサタイプ圧電素子という）や、
内部電極は、外部電極と接続される端部では、側面に露出して上記外部電極と電気的に接続されており、一方、上記外部電極と接続されない端部では、上記内部電極の端部と上記外部電極との間に、両者の間の絶縁を確保するための絶縁被覆層が介装されている積層型圧電素子（以下、全面電極タイプ圧電素子という）が挙げられる。 As a specific laminated piezoelectric element of the present invention,
The internal electrode is exposed on the side surface connected to the external electrode and is electrically connected to the external electrode, while the internal electrode is not exposed on the side surface not connected to the external electrode, In order to ensure insulation between the laminated piezoelectric element (hereinafter referred to as a multilayer capacitor type piezoelectric element) formed so that the end thereof is a predetermined distance inside from the side surface,
The internal electrode is exposed to the side surface at the end connected to the external electrode and is electrically connected to the external electrode, while the end not connected to the external electrode is connected to the end of the internal electrode. A laminated piezoelectric element (hereinafter referred to as a full-surface electrode type piezoelectric element) in which an insulating coating layer for ensuring insulation between the two is interposed between the external electrodes.

本発明の積層型圧電素子によれば、外部電極が少なくとも３つの側面に形成されているため、接続信頼性に優れ、耐久性に優れた積層型圧電素子を提供することができる。また、側面が交差する角部の角度が９０°を超えて大きく設定されており、衝撃などによる素子の割れや欠けの発生を抑制する効果がある。これは、面取りをした場合と同様の効果であると考えられる。 According to the multilayer piezoelectric element of the present invention, since the external electrodes are formed on at least three side surfaces, it is possible to provide a multilayer piezoelectric element having excellent connection reliability and durability. Further, the angle of the corner portion where the side surfaces intersect is set to be larger than 90 °, and there is an effect of suppressing the occurrence of cracking or chipping of the element due to impact or the like. This is considered to be the same effect as the case of chamfering.

上記積層型圧電素子において、上記内部電極に平行な断面は、六角形からなり、少なくとも４つの側面に上記外部電極が形成されているか、又は、上記内部電極に平行な断面は、八角形からなり、少なくとも４つの側面に上記外部電極が形成されている場合には、ｎ角形の数のｎが余り多くなく、従って、形状が余り複雑でなく、さらに、側面が交差する角部の角度が９０°を超えて大きいため、面取りをしなくとも耐衝撃性に優れた素子を提供することができる。また、外部電極が多数形成されているため、接続信頼性に優れ、耐久性に優れた積層型圧電素子を提供することができる。 In the multilayer piezoelectric element, a cross section parallel to the internal electrode is a hexagon, and the external electrode is formed on at least four side surfaces, or a cross section parallel to the internal electrode is an octagon. In the case where the external electrodes are formed on at least four side surfaces, the number n of n-gons is not so large, and thus the shape is not so complicated, and the angle of the corners where the side surfaces intersect is 90. Since it is larger than °, it is possible to provide an element excellent in impact resistance without chamfering. In addition, since a large number of external electrodes are formed, it is possible to provide a laminated piezoelectric element that is excellent in connection reliability and excellent in durability.

上記積層コンデンサタイプ圧電素子では、上記効果のほか、内部電極と外部電極との間の短絡を防止するための絶縁被覆層を形成する必要がないので、比較的簡単かつ安価に圧電素子を製造することができる。
また、上記全面電極タイプ圧電素子では、不活性部分が存在しないので、圧電層にクラック等が発生しにくく、かつ、外部電極が多数形成されているため、耐久性に優れたものとなる。 In the multilayer capacitor type piezoelectric element, in addition to the above effects, it is not necessary to form an insulating coating layer for preventing a short circuit between the internal electrode and the external electrode, so that the piezoelectric element is manufactured relatively easily and inexpensively. be able to.
In addition, since the above-described full surface electrode type piezoelectric element has no inactive portion, cracks and the like are hardly generated in the piezoelectric layer, and a large number of external electrodes are formed, so that it has excellent durability.

本発明の積層型圧電素子は、圧電体からなり、印加電圧に応じてその厚さが変化する複数の圧電層と、上記印加電圧を供給するための複数の内部電極とが相互に積層されるとともに、露出した上記内部電極と接続された外部電極がその側面に形成された積層型圧電素子であって、
上記内部電極に平行な断面は、ｎ角形（ただし、ｎは５以上の整数）からなり、少なくとも３つの側面に上記外部電極が形成されてなることを特徴とする。 The multilayer piezoelectric element of the present invention is composed of a piezoelectric body, and a plurality of piezoelectric layers whose thickness changes according to an applied voltage and a plurality of internal electrodes for supplying the applied voltage are stacked on each other. A laminated piezoelectric element in which an external electrode connected to the exposed internal electrode is formed on a side surface thereof,
A cross section parallel to the internal electrode is an n-gon (where n is an integer of 5 or more), and the external electrode is formed on at least three side surfaces.

本発明の積層型圧電素子について説明するが、まず、その一例として積層コンデンサタイプ圧電素子について説明する。
図１（ａ）は、積層コンデンサタイプ圧電素子の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した圧電素子のＡ−Ａ線断面図である。 The multilayer piezoelectric element of the present invention will be described. First, a multilayer capacitor type piezoelectric element will be described as an example.
FIG. 1A is a perspective view schematically showing an example of a multilayer capacitor type piezoelectric element, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of the piezoelectric element shown in FIG.

図１に示したように、この積層型圧電素子１０では、印加電圧に応じてその厚さが変化する圧電体からなる複数の圧電層１１と、上記印加電圧を供給するための複数の内部電極１２ａ、１２ｂとが相互に積層されるとともに、露出した内部電極１２ａ、１２ｂと接続された外部電極１３ａ、１３ａ、１３ｂ、１３ｂが４つの側面１５ａ、１５ｂ、１５ｄ、１５ｅに形成されている。また、内部電極１２ａ、１２ｂに平行な断面は、六角形状をなしており、すなわち、上記積層型圧電素子１０は、六角柱形状をなしている。 As shown in FIG. 1, in this multilayer piezoelectric element 10, a plurality of piezoelectric layers 11 made of a piezoelectric material whose thickness changes according to an applied voltage, and a plurality of internal electrodes for supplying the applied voltage. The external electrodes 13a, 13a, 13b, 13b connected to the exposed internal electrodes 12a, 12b are formed on the four side surfaces 15a, 15b, 15d, 15e. The cross section parallel to the internal electrodes 12a, 12b has a hexagonal shape, that is, the multilayer piezoelectric element 10 has a hexagonal column shape.

内部電極１２ａ、１２ｂは、その一端のみが側面に露出しており、他端は、側面まで延びず、側面から所定の距離内側に端部が存在している。すなわち、図１（ｂ）に示す断面で、左側部分の側面に露出した内部電極１２ｂは、内部電極１２ｂと接続されている外部電極１３ｂが形成された側面１５ｄ、１５ｅに完全に露出しているが、他の外部電極１３ａが形成されている側面１５ａ、１５ｂには、全く露出していない。外部電極１３ａ、１３ｂが形成されていない側面１５ｃ、１５ｆには、内部電極１３ａ、１３ｂの両方が露出している。
一方、図１（ｂ）に示す断面で、右側の外部電極１３ａと接続されている内部電極１２ａは、側面１５ａ、１５ｂには完全に露出しており、側面１５ｄ、１５ｅには、全く露出していない。 Only one end of each of the internal electrodes 12a and 12b is exposed on the side surface, the other end does not extend to the side surface, and an end portion exists on the inner side of the predetermined distance from the side surface. That is, in the cross section shown in FIG. 1B, the internal electrode 12b exposed on the side surface of the left portion is completely exposed on the side surfaces 15d and 15e on which the external electrode 13b connected to the internal electrode 12b is formed. However, it is not exposed at all on the side surfaces 15a and 15b on which the other external electrodes 13a are formed. Both the internal electrodes 13a and 13b are exposed on the side surfaces 15c and 15f where the external electrodes 13a and 13b are not formed.
On the other hand, in the cross section shown in FIG. 1B, the internal electrode 12a connected to the right external electrode 13a is completely exposed on the side surfaces 15a and 15b, and not exposed on the side surfaces 15d and 15e. Not.

従って、この積層型圧電素子１０には、内部電極１２ａ、１２ｂが重複して形成されていない不活性部分が存在し、この部分には、内部電極１２ａ、１２ｂに電圧が印加されても伸縮しない。しかしながら、それぞれの側面１５ａ〜１５ｆが交差する角部１４の水平断面は、９０°以上の充分に大きい角度（１２０°）に設定されているため、角部１４に応力が集中しにくく、応力の集中に起因するクラック等も発生しにくい。さらに、側面が交差する角部の角度が９０°を超えて大きいため、面取りをしなくとも耐衝撃性に優れる。 Accordingly, the laminated piezoelectric element 10 has an inactive portion in which the internal electrodes 12a and 12b are not overlapped, and the portion does not expand or contract even when a voltage is applied to the internal electrodes 12a and 12b. . However, since the horizontal cross section of the corner portion 14 where the side surfaces 15a to 15f intersect is set to a sufficiently large angle (120 °) of 90 ° or more, the stress hardly concentrates on the corner portion 14 and the stress is reduced. Cracks and the like due to concentration are less likely to occur. Furthermore, since the angle of the corner where the side surfaces intersect exceeds 90 °, the impact resistance is excellent without chamfering.

また、一種類の内部電極に接続するための外部電極が２つの側面に形成されているため、外部電極１３ａ、１３ｂと内部電極１２ａ、１２ｂとの接続不良が発生しにくく、信頼性、耐久性に優れた積層型圧電素子となっている。 In addition, since the external electrodes for connecting to one type of internal electrode are formed on the two side surfaces, poor connection between the external electrodes 13a, 13b and the internal electrodes 12a, 12b is unlikely to occur, and reliability and durability It is a multilayer piezoelectric element excellent in.

本発明の積層型圧電素子では、内部電極１２ａ、１２ｂに平行な断面は、ｎ角形（ただし、ｎは５以上の整数）からなる。
ｎ角形のｎは５以上であれば特に限定されず、六角形、七角形、八角形、九角形等であってもよいが、ｎは、偶数であることが好ましく、特に六角形、八角形等が好ましい。また、正ｎ角形が好ましい。圧電素子の形状が面対称であり、外部電極も対象な位置に形成することができ、積層型圧電素子の製造が比較的容易であり、機能的にも安定しやすいからである。また、側面が交差する角部の角度も９０°を超えて充分に大きく設定されているため、発生する応力が集中しにくく、クラックが発生しにくい。さらに、側面が交差する角部の角度が９０°を超えて大きいため、面取りをしなくとも耐衝撃性に優れる。 In the multilayer piezoelectric element of the present invention, the cross section parallel to the internal electrodes 12a and 12b is an n-gon (where n is an integer of 5 or more).
The n-shaped n is not particularly limited as long as it is 5 or more, and may be a hexagon, a heptagon, an octagon, a nine-gon, or the like, but n is preferably an even number, particularly a hexagon, an octagon. Etc. are preferred. Moreover, a regular n-gon is preferable. This is because the shape of the piezoelectric element is plane symmetric, the external electrode can also be formed at the target position, and the laminated piezoelectric element is relatively easy to manufacture and functionally stable. In addition, since the angle of the corner portion where the side surfaces intersect is set to be sufficiently larger than 90 °, the generated stress is difficult to concentrate and cracks are not easily generated. Furthermore, since the angle of the corner where the side surfaces intersect exceeds 90 °, the impact resistance is excellent without chamfering.

外部電極１３ａ、１３ｂを形成する面は、側面のうち３面以上であれば特に限定されないが、４つの側面や６つの側面に形成することが望ましい。±の２種類の内部電極１２ａ、１２ｂに対して、それぞれ同じ数の外部電極１３ａ、１３ｂを形成することができるからである。 The surface on which the external electrodes 13a and 13b are formed is not particularly limited as long as it is three or more of the side surfaces. This is because the same number of external electrodes 13a and 13b can be formed with respect to the two types of internal electrodes 12a and 12b.

本発明の積層型圧電素子１０の圧電層１１を構成する圧電体の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系セラミック、ＰＺＴ系セラミックに第三成分として、マグネシウム・ニオブ酸鉛、マグネシウム・タングステン酸鉛、マンガン・バリウム酸鉛等を加えた、いわゆる三成分系セラミック等が挙げられる。 The type of the piezoelectric body constituting the piezoelectric layer 11 of the multilayer piezoelectric element 10 of the present invention is not particularly limited. For example, as a third component in a PZT (lead zirconate titanate) ceramic or PZT ceramic. And so-called ternary ceramics to which magnesium / lead niobate, magnesium / lead tungstate, manganese / lead barate, and the like are added.

内部電極１２ａ、１２ｂの材料は特に限定されるものではないが、酸化雰囲気でも比較的酸化しにくいものが望ましく、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ等やこれらの合金等が挙げられる。これら電極材料を含むペーストは、圧電材料のグリーンシート上に所定のパターンで印刷され、積層された後、焼成することにより形成される。従って、電極材料は、焼成温度等を考慮して、適宜選択される。 The material of the internal electrodes 12a and 12b is not particularly limited, but a material that is relatively difficult to oxidize in an oxidizing atmosphere is desirable, and examples thereof include Pd, Pt, Ag, Cu, and alloys thereof. The paste containing these electrode materials is formed by printing in a predetermined pattern on a green sheet of piezoelectric material, laminating, and firing. Accordingly, the electrode material is appropriately selected in consideration of the firing temperature and the like.

上記外部電極１３ａ、１３ｂの材料は特に限定されるものではないが、例えば、Ａｇ、Ｐｄ等やこれらの合金等が挙げられる。上記材料のほかに、Ｐｔ、Ｃｕ等を用いてもよい。 The material of the external electrodes 13a and 13b is not particularly limited, and examples thereof include Ag and Pd and alloys thereof. In addition to the above materials, Pt, Cu, or the like may be used.

圧電層１１の厚さは特に限定されるものではないが、効率良く積層型圧電素子１０を伸縮させようとすれば、積層数がなるべく多い方が好ましい。しかし、一定の高さのものを製造する際、積層数が多くなりすぎると、一層当たりの厚さが薄くなりすぎ、製造が困難になる。これらを考慮する、一層当たりの厚さは、３０〜３００μｍ程度が好ましく、５０〜１５０μｍ程度がより好ましい。
圧電層１１の積層数は、特に限定されるものではないが、１００〜１０００程度が好ましい。このような積層数とすることにより、積層型圧電素子としての機能を充分に果たすことができる。 The thickness of the piezoelectric layer 11 is not particularly limited, but it is preferable that the number of stacked layers is as large as possible in order to efficiently expand and contract the stacked piezoelectric element 10. However, when manufacturing a product having a certain height, if the number of stacked layers is too large, the thickness per layer becomes too thin, making it difficult to manufacture. In consideration of these, the thickness per layer is preferably about 30 to 300 μm, and more preferably about 50 to 150 μm.
The number of stacked piezoelectric layers 11 is not particularly limited, but is preferably about 100 to 1000. By setting the number of stacked layers, the function as a stacked piezoelectric element can be sufficiently achieved.

また、内部電極１２ａ、１２ｂの厚さは特に限定されるものではないが、１〜１０μｍ程度が好ましく、１〜４μｍ程度がより好ましい。
内部電極１２ａ、１２ｂは、±の外部電極１３ａ、１３ｂのいずれか一方のみに接続され、他の外部電極とは接続されないようにする必要がある。従って、図１に示すように、積層型圧電素子１０が六角柱からなる場合には、±の一方の外部電極１３ａが形成された側面１５ａ、１５ｂには内部電極１２ａが露出し、一方、他方の外部電極１３ｂが形成された側面１５ｄ、１５ｅには、内部電極１２ａが露出しないように形成する必要がある。 The thickness of the internal electrodes 12a and 12b is not particularly limited, but is preferably about 1 to 10 μm, and more preferably about 1 to 4 μm.
The internal electrodes 12a and 12b need to be connected to only one of the ± external electrodes 13a and 13b and not to be connected to other external electrodes. Therefore, as shown in FIG. 1, when the laminated piezoelectric element 10 is formed of a hexagonal column, the internal electrodes 12a are exposed on the side surfaces 15a and 15b on which one of the ± external electrodes 13a is formed, while the other On the side surfaces 15d and 15e on which the external electrode 13b is formed, it is necessary to form the internal electrode 12a so as not to be exposed.

外部電極１３ａ、１３ｂが形成されていない側面が存在する場合、内部電極１２ａ、１２ｂは、露出しても露出しなくても構わないが、不活性部分を無くすためには、内部電極１２ａ、１２ｂが露出している方が好ましい。 When there are side surfaces on which the external electrodes 13a and 13b are not formed, the internal electrodes 12a and 12b may or may not be exposed. However, in order to eliminate the inactive portion, the internal electrodes 12a and 12b may be exposed. It is preferable that is exposed.

外部電極１３ａ、１３ｂと接触しないように内部電極１２ａ、１２ｂを形成する際、内部電極１２ａ、１２ｂと外部電極１３ａ、１３ｂとの距離は、金属のマイグレーション等を考慮すると、０．３ｍｍ以上離れていることが好ましく、０．５ｍｍ以上離れていることがより好ましい。 When forming the internal electrodes 12a and 12b so as not to contact the external electrodes 13a and 13b, the distance between the internal electrodes 12a and 12b and the external electrodes 13a and 13b is 0.3 mm or more in consideration of metal migration and the like. It is preferable that the distance is 0.5 mm or more.

積層型圧電素子１０の高さは、特に限定されるものではないが、２．５〜５０ｍｍ程度が望ましく、内部電極に平行な断面のｎ角形の一辺は、２〜１０ｍｍ程度が望ましい。 The height of the laminated piezoelectric element 10 is not particularly limited, but is preferably about 2.5 to 50 mm, and one side of the n-gonal shape in a cross section parallel to the internal electrode is preferably about 2 to 10 mm.

次に、積層型圧電素子（積層コンデンサタイプ圧電素子）の製造方法について説明する。
図３−１（ａ）〜（ｄ）及び図３−２（ｅ）〜（ｇ）は、積層型圧電素子１０の製造方法を模式的に示す斜視図である。 Next, a manufacturing method of the multilayer piezoelectric element (multilayer capacitor type piezoelectric element) will be described.
FIGS. 3A to 3D and FIGS. 3-2E to 3G are perspective views schematically showing a method for manufacturing the multilayer piezoelectric element 10.

本発明の積層型圧電素子は、従来公知のグリーンシート法を用いて製造することができる。
グリーンシートの原料となる粉末は、以下のようにして得られる。すなわち、まず、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の圧電体を構成する元素の酸化物を所定の組成となるように秤量、混合した後、８００〜９５０℃程度の温度で仮焼する。次に、得られた仮焼体を粉砕し、分級処理等により粒径を整え、この粉末を原料粉末として用いる。酸化物の代わりに、シュウ酸塩等の有機金属化合物や金属アルコキシド等を用い、これらの混合粉の仮焼を行ってもよい。 The multilayer piezoelectric element of the present invention can be manufactured using a conventionally known green sheet method.
The powder used as the raw material for the green sheet is obtained as follows. That is, first, oxides of elements constituting a piezoelectric body such as lead oxide, zirconium oxide, and titanium oxide are weighed and mixed so as to have a predetermined composition, and then calcined at a temperature of about 800 to 950 ° C. Next, the obtained calcined body is pulverized and the particle size is adjusted by classification treatment or the like, and this powder is used as a raw material powder. These mixed powders may be calcined using an organic metal compound such as oxalate or a metal alkoxide instead of the oxide.

（１）グリーンシート作製工程
得られたセラミックの原料粉末をバインダ、溶剤等と混合してスラリーを調製し、これを用いてグリーンシートを作製する。 (1) Green sheet preparation process The obtained ceramic raw material powder is mixed with a binder, a solvent and the like to prepare a slurry, which is used to prepare a green sheet.

上記バインダとしては、アクリル系バインダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール(ＰＶＢ)等から選ばれる少なくとも１種が望ましい。
上記溶媒としては、アルコール系、芳香族系、水等から選ばれる少なくとも１種が望ましい。 The binder is preferably at least one selected from an acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral (PVB), and the like.
The solvent is preferably at least one selected from alcohols, aromatics, water and the like.

これらを混合して得られるスラリーをドクターブレード法等でシート状に成形し、乾燥した後、切り出しを行い、所定の形状からなるグリーンシート１００を作製する。なお、グリーンシート１００の厚さは、３５〜４００μｍが好ましい。 A slurry obtained by mixing these is formed into a sheet shape by a doctor blade method or the like, dried, and then cut out to produce a green sheet 100 having a predetermined shape. Note that the thickness of the green sheet 100 is preferably 35 to 400 μm.

次に、グリーンシート１００を正確に積層するために必要な貫通孔１００ａを形成してもよい。その際、グリーンシート１００の周囲の所定の位置にパンチング等により複数個形成することが好ましい（図３‐１（ａ）参照）。 Next, the through hole 100a necessary for accurately laminating the green sheets 100 may be formed. At that time, it is preferable to form a plurality of pieces at a predetermined position around the green sheet 100 by punching or the like (see FIG. 3A).

（２）金属ペースト印刷工程
貫通孔１００ａを形成したグリーンシート１００上に、金属ペーストを印刷し、所定のパターンからなる金属ペースト層１１０ａ、１１０ｂを形成する（図３‐１（ｂ）参照）。
これらの金属ペースト中には、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ等からなる金属粒子又はこれらの混合物、合金等が含まれている。
印刷する金属ペースト層１１０ａ、１１０ｂは、２種類の外部電極のうちのどちらの外部電極と接続するかにより、位置が少しずれるので、それぞれの種類の内部電極の位置となるように、金属ペースト層１１０ａ、１１０ｂを形成する。 (2) Metal paste printing process A metal paste is printed on the green sheet 100 in which the through-holes 100a are formed, and metal paste layers 110a and 110b having a predetermined pattern are formed (see FIG. 3-1 (b)).
These metal pastes contain metal particles made of Pd, Pt, Ag, Cu or the like, or a mixture or alloy thereof.
The positions of the metal paste layers 110a and 110b to be printed are slightly shifted depending on which one of the two types of external electrodes is connected. Therefore, the metal paste layers 110a and 110b are positioned so as to be the positions of the respective types of internal electrodes. 110a and 110b are formed.

このような金属ペーストとしては、例えば、金属粒子７０〜８７重量部；バインダ１．５〜１０重量部；及び、溶媒１．５〜１０重量部混合した組成物（ペースト）等が挙げられる。
上記バインダーとしては、アクリル系バインダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニルアルコール等から選ばれる少なくとも１種が望ましい。
さらに溶媒としては、α−テルピネオール、グリコール等から選ばれる少なくとも１種が望ましい。 Examples of such a metal paste include 70 to 87 parts by weight of metal particles; 1.5 to 10 parts by weight of a binder; and a composition (paste) mixed with 1.5 to 10 parts by weight of a solvent.
The binder is preferably at least one selected from an acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, polyvinyl alcohol and the like.
Further, the solvent is preferably at least one selected from α-terpineol, glycol and the like.

（３）グリーンシート積層工程
金属ペースト層１１０ａを形成したグリーンシート１００と、金属ペースト層１１０ｂを形成したグリーンシート１００とを交互に積み重ねていく（図３‐１（ｃ）参照）。
最上段及び最下段には、何も印刷していないグリーンシート１００を一枚又は複数枚積層する。 (3) Green sheet laminating step The green sheet 100 on which the metal paste layer 110a is formed and the green sheet 100 on which the metal paste layer 110b is formed are alternately stacked (see FIG. 3-1 (c)).
One or a plurality of green sheets 100 on which nothing is printed are stacked on the uppermost and lowermost stages.

なお、各グリーンシート１００には、全く同じ位置に正確に複数の貫通孔１００ａが形成され、それぞれの貫通孔１００ａに下の載置台に設けられた複数のピン（図示せず）がさし込まれて固定されているため、積層されたグリーンシート１００では、設定した位置に正確に金属ペースト層１１０ａ、１１０ｂが形成されていることになる。
この後、加熱、圧着を行うことにより、グリーンシート積層体１２０を作製する（図３‐１（ｄ）参照）。加熱温度は、８０〜１２０℃が好ましく、圧力は、５〜８０ＭＰａが好ましい。グリーンシート１００の積層数は１００〜１０００枚が好ましい。 Each green sheet 100 has a plurality of through holes 100a formed exactly at the same position, and a plurality of pins (not shown) provided on the lower mounting table are inserted into each through hole 100a. Since it is rarely fixed, in the laminated green sheet 100, the metal paste layers 110a and 110b are accurately formed at the set positions.
Then, the green sheet laminated body 120 is produced by performing heating and pressure bonding (see FIG. 3-1 (d)). The heating temperature is preferably 80 to 120 ° C., and the pressure is preferably 5 to 80 MPa. The number of stacked green sheets 100 is preferably 100 to 1000.

（４）グリーンシート積層体の焼成工程
次に、グリーンシート積層体１２０を電気炉等の炉に入れ、４００〜７００℃の温度で脱脂した後、常圧、１００〜１３００℃で焼成し、焼結体１３０ａを製造する（図３‐２（ｅ）参照）。焼成は、空気中で行うことが望ましい。 (4) Baking process of green sheet laminated body Next, the green sheet laminated body 120 is put in a furnace such as an electric furnace, degreased at a temperature of 400 to 700 ° C., then fired at a normal pressure and 100 to 1300 ° C., and baked. The bonded body 130a is manufactured (see FIG. 3E). The firing is preferably performed in air.

（５）焼結体の加工工程
次に、得られた焼結体１３０ａに切削加工処理を行い、所定の形状、すなわち断面が多角形状の焼結体１３０を作製する（図３‐２（ｆ）参照）。この後、必要により、表面研磨等の後処理を行う。この加工処理により、内部電極１２ａは、側面１５ａ、１５ｂには露出するが、側面１５ｄ、１５ｅには露出しない。他の内部電極１２ｂは、内部電極１２ａと全く逆になり、側面１５ａ、１５ｂには露出しないが、側面１５ｄ、１５ｅには露出する。 (5) Processing Step of Sintered Body Next, the obtained sintered body 130a is subjected to a cutting process to produce a sintered body 130 having a predetermined shape, that is, a polygonal cross section (FIG. 3-2 (f )reference). Thereafter, post-treatment such as surface polishing is performed if necessary. By this processing, the internal electrode 12a is exposed on the side surfaces 15a and 15b, but is not exposed on the side surfaces 15d and 15e. The other internal electrode 12b is completely opposite to the internal electrode 12a and is not exposed on the side surfaces 15a and 15b, but is exposed on the side surfaces 15d and 15e.

なお、上記（３）〜（５）の工程においては、積層体の焼成の後、焼結体に切削加工処理を行うことにより、その断面を多角形状としているが、グリーンシートの積層前に、打ち抜き等で、グリーンシートを予め多角形状に切り出しておき、外形合わせを行うことにより、断面が多角形状の積層体を得た後、その焼成を行ってもよい。 In the above steps (3) to (5), the sintered body is subjected to a cutting process after firing the laminate, so that the cross section is polygonal, but before the green sheets are laminated, The green sheet may be cut out in a polygonal shape by punching or the like in advance, and the laminate may be fired after obtaining a laminated body having a polygonal cross section by matching the outer shape.

（６）外部電極形成、分極処理
加工処理により得られた焼結体１２０の側面に金属ペースト層を形成し、硬化、又は、焼き付けることにより、外部電極１３ａ、１３ｂを形成し、分極処理を行うことにより、積層型圧電素子１０の製造を終了する（図３‐２（ｇ）参照）。
金属ペーストを構成する金属としては、Ａｇ、Ｐｄ、Pｔ、Ｎｉ、Ｃｕ等やこれらの混合物、合金等が挙げられ、バインダ、溶剤に用いる化合物としては、内部電極を形成する際に用いたものと同様のものが挙げられる。金属ペースト層を焼き付ける場合の焼き付け温度は、４００〜８００℃程度が好ましい。また、硬化させる場合の硬化温度は、１５０〜３００℃程度が好ましい。なお、硬化させる場合には、硬化後に樹脂成分が残存するため、外部電極の耐食性が劣ることとなる、よって、焼き付けの方が好ましい。 (6) Forming external electrodes 13a and 13b by forming a metal paste layer on the side surface of the sintered body 120 obtained by external electrode formation and polarization treatment processing, and curing or baking, thereby performing polarization treatment. Thus, the production of the multilayer piezoelectric element 10 is completed (see FIG. 3G).
Examples of the metal constituting the metal paste include Ag, Pd, Pt, Ni, Cu and the like, a mixture thereof, an alloy, and the like. The compound used for the binder and the solvent is the one used when forming the internal electrode. The same thing is mentioned. The baking temperature when baking the metal paste layer is preferably about 400 to 800 ° C. Further, the curing temperature in the case of curing is preferably about 150 to 300 ° C. In the case of curing, since the resin component remains after curing, the corrosion resistance of the external electrode is inferior. Therefore, baking is preferable.

次に、本発明の積層型圧電素子の一例として全面電極タイプ圧電素子について説明する。
図２（ａ）は、全面電極タイプ圧電素子の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した積層型圧電素子のＢ−Ｂ線断面図である。 Next, a full surface electrode type piezoelectric element will be described as an example of the multilayer piezoelectric element of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view schematically showing an example of a full surface electrode type piezoelectric element, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB of the multilayer piezoelectric element shown in FIG.

図２に示したように、この積層型圧電素子２０では、印加電圧に応じてその厚さが変化する圧電体からなる複数の圧電層２１と、上記印加電圧を供給するための複数の内部電極２２ａ、２２ｂとが相互に積層されており、４つの側面２５ａ、２５ｃ、２５ｅ、２５ｇに外部電極２３ａ、２３ａ、２３ｂ、２３ｂが形成されている。また、内部電極２２ａ、２２ｂは、各圧電層２１の上、下、又は、上下の全面に形成されている。 As shown in FIG. 2, in the multilayer piezoelectric element 20, a plurality of piezoelectric layers 21 made of a piezoelectric material whose thickness changes according to an applied voltage, and a plurality of internal electrodes for supplying the applied voltage. 22a and 22b are stacked on each other, and external electrodes 23a, 23a, 23b, and 23b are formed on the four side surfaces 25a, 25c, 25e, and 25g. The internal electrodes 22a and 22b are formed on the upper, lower, or upper and lower entire surfaces of each piezoelectric layer 21.

そして、例えば、図２（ｂ）中、内部電極２２ａの右端は、側面２５ａに形成された外部電極２３ａと接続され、一方、内部電極２２ａの左端には、絶縁被覆層２６が形成されており、この絶縁被覆層２６により、内部電極２２ａと側面２５ｆに形成された外部電極２３ｂとは絶縁された状態にある。 For example, in FIG. 2B, the right end of the internal electrode 22a is connected to the external electrode 23a formed on the side surface 25a, while the insulating coating layer 26 is formed on the left end of the internal electrode 22a. The insulating coating layer 26 insulates the internal electrode 22a from the external electrode 23b formed on the side surface 25f.

内部電極２２ａの上に形成された内部電極２２ｂは、逆に外部電極２３ｂと接続され、外部電極２３ａとは絶縁された状態にある。すなわち、外部電極２３ａ、２３ｂが形成された側面には、内部電極２２ａ、２２ｂが露出する部分に、一層とびに絶縁被覆層２６が形成され、内部電極２２ａ又は内部電極２２ｂと外部電極２３ａ、２３ｂとの導通を防止している。また、この積層型圧電素子２０では、内部電極２２ａ、２２ｂに平行な断面は、八角形状をなしており、すなわち、積層型圧電素子１０は、八角柱形状をなしている。 On the contrary, the internal electrode 22b formed on the internal electrode 22a is connected to the external electrode 23b and is insulated from the external electrode 23a. That is, on the side surface where the external electrodes 23a and 23b are formed, the insulating coating layer 26 is formed on the portions where the internal electrodes 22a and 22b are exposed, and the internal electrode 22a or the internal electrode 22b and the external electrodes 23a and 23b are formed. To prevent continuity. Further, in this multilayer piezoelectric element 20, the cross section parallel to the internal electrodes 22a, 22b has an octagonal shape, that is, the multilayer piezoelectric element 10 has an octagonal prism shape.

この積層型圧電素子２０には、±のうち一種類の内部電極１２ａに接続するための外部電極１３ａが２つの側面に形成されているため、外部電極と内部電極との接続不良が発生しにくく、信頼性、耐久性に優れた積層型圧電素子となっている。
全面電極タイプ圧電素子において、その形状・寸法、外部電極を形成する側面の数、位置、圧電層を構成する圧電体の種類、内部電極や外部電極の材料は、積層コンデンサタイプ圧電素子の場合とほぼ同様であり、これらについては既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。 In this multilayer piezoelectric element 20, the external electrode 13a for connecting to one type of internal electrode 12a out of ± is formed on two side surfaces, so that poor connection between the external electrode and the internal electrode is unlikely to occur. It is a multilayer piezoelectric element with excellent reliability and durability.
In the full-surface electrode type piezoelectric element, the shape and dimensions, the number and position of the side surfaces forming the external electrode, the type of the piezoelectric body constituting the piezoelectric layer, and the material of the internal electrode and external electrode are the same as in the multilayer capacitor type piezoelectric element. Since these are almost the same and have already been described, the description thereof is omitted here.

また、圧電層の厚さ、内部電極の厚さ、圧電層の積層数に関しても、積層コンデンサタイプ圧電素子の場合とほぼ同様であり、これらについても既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。 In addition, the thickness of the piezoelectric layer, the thickness of the internal electrodes, and the number of stacked piezoelectric layers are almost the same as in the case of the multilayer capacitor type piezoelectric element. Since these have already been described, the description thereof is omitted here. To do.

全面電極タイプ圧電素子では、外部電極２３ａ、２３ｂと内部電極２２ａ、２２ｂとの間の絶縁が必要な部分に、絶縁被覆層２６が介装されており、また、圧電層２１の上、下又は上下の全面に内部電極２２ａ、２２ｂが形成されており、不活性部分は発生しない。ただし、外部電極は伸縮しないため、外部電極が長期間に渡って使用された際には、信頼性が完全だとは言えない場合もある。そこで、外部電極２３ａ、２３ｂに断面が波型で伸縮性に富んだ金属板を接合してもよい。金属板は、電極となり得る導電性に富んだものである必要がある。 In the full-surface electrode type piezoelectric element, an insulating coating layer 26 is interposed in a portion where insulation between the external electrodes 23a and 23b and the internal electrodes 22a and 22b is necessary, Internal electrodes 22a and 22b are formed on the upper and lower surfaces, and no inactive portion is generated. However, since the external electrode does not expand and contract, the reliability may not be perfect when the external electrode is used for a long period of time. Therefore, a metal plate having a corrugated cross section and rich in elasticity may be joined to the external electrodes 23a and 23b. The metal plate needs to be rich in conductivity that can serve as an electrode.

絶縁被覆層２６の材料は、絶縁性に優れ、マイグレレーションが起きにくい材料であることが好ましく、例えば、絶縁性を有するガラス、樹脂等が挙げられる。上記ガラスの種類は特に限定されるものではないが、例えば、ＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ−ＰｂＯ−ＳｉＯ_２、ＢａＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２等の化学組成からなるガラスが挙げられる。これらのなかでは、特にＳｉＯ_２が好ましい。 The material of the insulating coating layer 26 is preferably a material that has excellent insulating properties and is unlikely to cause migration, and examples thereof include insulating glass and resin. But are not limited to the type of glass, in particular, for _{_{_{_{example, SiO 2, Na 2 O-}}}} CaO-SiO 2, K 2 O-CaO-SiO 2, Na 2 O-PbO-SiO 2, BaO-SiO 2 _{_{_{_{-B 2 O 3, Na 2 O}}}} -B 2 O 3 glass consisting chemical composition of -SiO ₂ and the like. Of these, SiO ₂ is particularly preferable.

上記樹脂の種類は特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリブタジエン、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂等が挙げられる。これらのなかでは、特にポリイミドが好ましい。 Although the kind of said resin is not specifically limited, For example, an epoxy resin, a polyurethane, a polybutadiene, an acrylic resin, a phenol resin, a polyimide, a melamine resin etc. are mentioned. Among these, polyimide is particularly preferable.

次に、上記全面電極タイプ圧電素子の製造方法について説明する。
上記全面電極タイプ圧電素子の製造方法においては、（１）グリーンシート作製工程、（３）グリーンシート積層工程、（４）グリーンシート積層体の焼成工程、及び、（５）焼結体の加工工程は、積層コンデンサタイプ圧電素子の場合と同様に行えばよい。 Next, a method for manufacturing the full surface electrode type piezoelectric element will be described.
In the manufacturing method of the whole surface electrode type piezoelectric element, (1) a green sheet manufacturing step, (3) a green sheet lamination step, (4) a firing step of the green sheet laminate, and (5) a processing step of the sintered body May be performed in the same manner as in the case of the multilayer capacitor type piezoelectric element.

（２）の金属ペースト印刷工程では、金属ペースト層を形成する際、後工程で所定形状の焼結体となった際に内部電極が全面に形成されているように、グリーンシート上に金属ペースト層を形成するほかは、積層コンデンサタイプ圧電素子の場合と同様に印刷を行う。すなわち、金属ペースト層を形成する際には、焼結体の水平断面の形状よりも大きなパターンの金属ペースト層を形成すればよい。 In the metal paste printing step (2), when forming the metal paste layer, the metal paste is formed on the green sheet so that the internal electrode is formed on the entire surface when the sintered body having a predetermined shape is formed in the subsequent step. Printing is performed in the same manner as in the multilayer capacitor type piezoelectric element except that the layer is formed. That is, when forming the metal paste layer, the metal paste layer having a larger pattern than the shape of the horizontal cross section of the sintered body may be formed.

（５）の焼結体の加工工程を終了すると、得られた角柱形状の焼結体では、外部電極２３ａ、２３ｂを形成する側面の全てに内部電極２２ａ、２２ｂが露出した状態となっている。
そこで、内部電極２２ａ、２２ｂのうち、接続しない内部電極が露出した側面には、絶縁被覆層２６を形成し、内部電極と外部電極との間の絶縁を確保する。
絶縁被覆層２６の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、塗布法、電着法等が挙げられる。 When the processing step of the sintered body of (5) is completed, the internal prisms 22a and 22b are exposed on all of the side surfaces forming the external electrodes 23a and 23b in the obtained prismatic sintered body. .
Therefore, an insulating coating layer 26 is formed on the side surface of the internal electrodes 22a and 22b where the internal electrodes that are not connected are exposed, to ensure insulation between the internal electrodes and the external electrodes.
The method for forming the insulating coating layer 26 is not particularly limited, and examples thereof include a coating method and an electrodeposition method.

図4−１（ａ）〜（ｄ）及び図４−２（ｅ）〜（ｇ）は、絶縁被覆層形成工程及び外部電極形成工程を模式的に示した側面図である。
図4−１（ａ）は、（５）焼結体の加工工程を終了した後の焼結体２０ａを示すが、内部電極２２ａ、２２ｂは側面の全体に露出している。
そこで、フォトレジストの手法を用い、絶縁被覆層２６を形成する部分以外の部分をフォトレジスト２００で被覆する（図4−１（ｂ）参照）。すなわち、塗布法やディッピング法等により少なくとも側面の全体にフォトレジストの層を形成した後、露光・現像処理を施すことにより、絶縁被覆層２６を形成する部分を溶解、除去する。
フォトレジストの材料としては特に限定されず、従来より公知の感光性樹脂等を用いることができる。 FIGS. 4-1 (a) to (d) and FIGS. 4-2 (e) to (g) are side views schematically showing the insulating coating layer forming step and the external electrode forming step.
FIG. 4-1 (a) shows the sintered body 20a after finishing the processing step of (5) the sintered body, and the internal electrodes 22a and 22b are exposed to the entire side surface.
Therefore, a photoresist technique is used to cover a portion other than the portion where the insulating coating layer 26 is formed with the photoresist 200 (see FIG. 4B). That is, after a photoresist layer is formed on at least the entire side surface by a coating method, a dipping method, or the like, a portion where the insulating coating layer 26 is formed is dissolved and removed by performing exposure and development processes.
The material for the photoresist is not particularly limited, and a conventionally known photosensitive resin or the like can be used.

次に、レジストが形成されていない部分に、塗布法又は電着法により、絶縁被覆体２６となる絶縁体前駆層２６０を形成する（図4−１（ｃ）参照）。
塗布法により絶縁体前駆層２６０を形成する場合には、ロールコータ等を用いて、絶縁被覆層２６となる溝部にガラスや樹脂を含むペーストを充填する。 Next, an insulating precursor layer 260 to be the insulating covering 26 is formed on the portion where the resist is not formed by a coating method or an electrodeposition method (see FIG. 4C).
When the insulator precursor layer 260 is formed by a coating method, a groove containing glass or resin is filled in the groove portion to be the insulating coating layer 26 using a roll coater or the like.

電着法により絶縁体前駆層２６０を形成する場合には、焼結体２０ａを製造する際に、内部電極となる電極部分の全てを上下に接続するスルーホールを焼結体中に形成しておき、電着やメッキが終了した後、スルーホールが形成されている部分を機械加工により切削、除去し、最終的な圧電素子の形状となるようにしておけばよい。
この場合には、グリーンシートに金属ペースト層を形成する際、内部電極となる部分以外の部分にスルーホールとなる貫通孔を形成するとともに、該貫通孔に金属ペーストを充填する。勿論、スルーホール部分は、内部電極と導通するように金属ペースト層を形成する。
このようにスルーホールを形成することにより、この焼結体の電着を行う際に、スルーホールを介して内部電極に電圧を印加することができ、内部電極が露出した部分に、ガラス層や樹脂層等からなる絶縁体前駆層２６０を形成することができる。 When the insulator precursor layer 260 is formed by the electrodeposition method, when the sintered body 20a is manufactured, through holes are formed in the sintered body to connect all of the electrode portions that become the internal electrodes vertically. After the electrodeposition and plating are finished, the portion where the through hole is formed may be cut and removed by machining so that the final shape of the piezoelectric element is obtained.
In this case, when the metal paste layer is formed on the green sheet, a through hole serving as a through hole is formed in a portion other than the portion serving as the internal electrode, and the through paste is filled with the metal paste. Of course, a metal paste layer is formed in the through hole portion so as to be electrically connected to the internal electrode.
By forming a through hole in this way, when performing electrodeposition of this sintered body, a voltage can be applied to the internal electrode through the through hole, and a glass layer or An insulator precursor layer 260 made of a resin layer or the like can be formed.

また、電着法により絶縁体前駆層２６０を形成する場合、フォトレジストの手法を用いて絶縁体前駆層２６０を形成しない側面に、選択的に無電解メッキ（必要により、さらに電解メッキ）を施してコモン電極を形成し、このコモン電極に電源を接続して上記方法と同様に絶縁体前駆層２６０を形成してもよい。上記コモン電極を形成する際には、金属ペーストの塗布、焼き付け、スパッタ等の方法を用いてもよい。 In addition, when the insulator precursor layer 260 is formed by electrodeposition, electroless plating (and, if necessary, further electrolytic plating) is selectively performed on the side surface on which the insulator precursor layer 260 is not formed using a photoresist technique. A common electrode may be formed, and a power source may be connected to the common electrode to form the insulator precursor layer 260 in the same manner as described above. When the common electrode is formed, a method such as application of metal paste, baking, or sputtering may be used.

ガラス粉末からなる絶縁体前駆層２６０を形成する際には、例えば、ガラス粉末を含む従来公知のガラス粉末電着用懸濁液に焼結体を浸漬するとともに、対向電極板も浸漬し、両者間に電圧を印加すればよい。ガラス粉末中には、結晶化ガラスの粉末やセラミックの粉末が含まれていてもよい。
また、樹脂からなる絶縁体前駆層２６０を形成する際には、従来公知の電着用樹脂を用いることができる。これらの樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。 When forming the insulator precursor layer 260 made of glass powder, for example, the sintered body is immersed in a conventionally known glass powder electrodeposition suspension containing glass powder, and the counter electrode plate is also immersed between the two. A voltage may be applied to. The glass powder may contain crystallized glass powder or ceramic powder.
Moreover, when forming the insulator precursor layer 260 made of a resin, a conventionally known electrodeposition resin can be used. Examples of these resins include epoxy resins, urethane resins, acrylic resins, and polyimide resins.

電着が終了した後、一旦、フォトレジスト２００を剥離し、ガラス粉末からなる絶縁体前駆層２６０を形成する場合には、焼き付けを、樹脂からなる絶縁体前駆層２６０を形成する場合には、硬化を行うことにより、絶縁被覆層２６を形成する（図4−１（ｄ）参照）。この後、上述したフォトレジストの手法を用い、外部電極２３ａ、２３ｂを形成する部分以外の部分にレジストを形成し（図4−２（ｅ）参照）、レジスト形成部以外の部分に外部電極２３ａ、２３ｂを形成し（図4−２（ｆ）参照）、フォトレジスト２００を剥離することより、積層型圧電素子２０の製造を終了する（図4−２（ｇ）参照）。 After electrodeposition is completed, the photoresist 200 is once peeled off, and when the insulator precursor layer 260 made of glass powder is formed, baking is performed when the insulator precursor layer 260 made of resin is formed. By performing curing, the insulating coating layer 26 is formed (see FIG. 4-1 (d)). Thereafter, using the above-described photoresist technique, a resist is formed in a portion other than the portion for forming the external electrodes 23a and 23b (see FIG. 4B), and the external electrode 23a is formed in a portion other than the resist forming portion. , 23b (see FIG. 4-2 (f)), and the photoresist 200 is peeled off to complete the manufacture of the multilayer piezoelectric element 20 (see FIG. 4-2 (g)).

外部電極２６の形成方法としては、例えば、塗布により金属ペースト層を形成し、フォトレジスト２００を除去した後焼き付ける方法、無電解メッキ法又はスパッタリング法により外部電極形成部分に薄い金属層を形成した後、電解メッキ法により金属膜の厚付けを行い、外部電極２６とした後、フォトレジスト２００を除去する方法等が挙げられる。 As a method for forming the external electrode 26, for example, a metal paste layer is formed by coating, a photoresist 200 is removed and then baked, a thin metal layer is formed on an external electrode forming portion by an electroless plating method or a sputtering method. For example, a method of removing the photoresist 200 after thickening the metal film by an electrolytic plating method to form the external electrode 26 can be used.

塗布により金属ペースト層を形成する場合には、積層コンデンサタイプ圧電素子の形成工程における（６）の外部電極形成方法と同様の方法を用いることができる。
無電解メッキを行う際には、レジスト層を形成した焼結体を、析出させる金属化合物を含む無電解メッキ液に浸漬すればよい。また、スパッタリングは、例えば、日本真空技術株式会社製のＳＶ−４５４０を用いて行うことができる。 When the metal paste layer is formed by coating, the same method as the external electrode forming method (6) in the step of forming the multilayer capacitor type piezoelectric element can be used.
When performing electroless plating, the sintered body on which the resist layer is formed may be immersed in an electroless plating solution containing a metal compound to be deposited. Moreover, sputtering can be performed using, for example, SV-4540 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.

電解メッキは、表面に金属の薄膜が形成された焼結体を、析出させる金属の化合物を含む電解メッキ液に浸漬し、内部電極及び金属薄膜を介して電圧を印加することにより行うことができ、無電解メッキ部分に厚い金属膜を形成することができる。
この後、断面が波型をした導電性の金属板を半田付け等により接合してもよい。 Electrolytic plating can be performed by immersing a sintered body with a metal thin film formed on an electrolytic plating solution containing a metal compound to be deposited and applying a voltage through the internal electrode and the metal thin film. A thick metal film can be formed on the electroless plating portion.
Thereafter, a conductive metal plate having a corrugated cross section may be joined by soldering or the like.

以上、本発明の積層型圧電素子として、積層コンデンサタイプ圧電素子と全面電極タイプ圧電素子とを例にとって説明したが、このようにして得られた積層型圧電素子には、外部の電源と接続するための外部端子が外部電極に接合され、これらが筒状の容器に納められ、積層型圧電素子と容器との間に樹脂等が充填され、硬化された状態で使用されることとなる。
積層型圧電素子は、１０^９回以上の電圧印加に耐えられることが要求されるが、本発明の積層型圧電素子は、耐久性に優れるので、上記要求を充分に満足することができる。 The multilayer capacitor type piezoelectric element and the full surface electrode type piezoelectric element have been described as examples of the multilayer piezoelectric element of the present invention. The multilayer piezoelectric element thus obtained is connected to an external power source. The external terminals are joined to the external electrodes, and these are accommodated in a cylindrical container, and the resin is filled between the stacked piezoelectric element and the container and used in a cured state.
Laminated piezoelectric element is is required to withstand a voltage applied more than 10 ⁹ times, the multi-layer piezoelectric element of the present invention is excellent in durability, it can be sufficiently satisfied the above requirements.

以下に実施例を掲げ、図面を参照して本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

（実施例１）
（１）まず、酸化鉛２０５５ｇ、酸化ジルコニウム６００ｇ及び酸化チタン３４５ｇの粉末を混合した後、空気中、約９００℃で仮焼した。
次に、得られた仮焼体を粉砕し、分級処理等により粒径を０．１〜５μｍに整え、この粉末を原料粉末として用いた。 (Example 1)
(1) First, 2055 g of lead oxide, 600 g of zirconium oxide, and 345 g of titanium oxide were mixed and then calcined at about 900 ° C. in air.
Next, the obtained calcined body was pulverized, and the particle size was adjusted to 0.1 to 5 μm by classification treatment or the like, and this powder was used as a raw material powder.

（２）次に、この原料粉末１００重量部に対して、有機バインダ（ＰＶＢ）５重量部、分散剤１重量部、可塑剤２．５重量部及びトルエンとエタノールとからなる混合溶媒４３重量部を混合してスラリーを調製し、ドクターブレード法による成形を行った後、８０℃で５時間乾燥し、厚さ１００μｍのテープ状のグリーンシート１００を作製した。
次に、このグリーンシート１００を４０ｍｍ×４０ｍｍの寸法に切り出し、その周囲に位置決めのための貫通孔１００ａをパンチングにより形成した（図３‐１（ａ）参照）。 (2) Next, for 100 parts by weight of the raw material powder, 5 parts by weight of an organic binder (PVB), 1 part by weight of a dispersant, 2.5 parts by weight of a plasticizer, and 43 parts by weight of a mixed solvent composed of toluene and ethanol A slurry was prepared by mixing them, and after molding by the doctor blade method, the slurry was dried at 80 ° C. for 5 hours to produce a tape-like green sheet 100 having a thickness of 100 μm.
Next, the green sheet 100 was cut into a size of 40 mm × 40 mm, and a through hole 100a for positioning was formed around the green sheet 100 by punching (see FIG. 3A).

（３）次に、平均粒子径０．５μｍのＰｔ粒子１００重量部、有機バインダ（メチルセルロース）５重量部、α−テルピネオール溶媒７重量部及び分散剤０．５重量部を混合して金属ペーストを調製した。
この金属ペーストをグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、乾燥することによりグリーンシート１００に金属ペースト層１１０ａや金属ペースト層１１０ｂを形成した（図３‐１（ｂ）参照）。印刷パターンは、正六角形のパターンであり、左右にほんの少しずれる２種類の金属ペースト層１１０ａ及び金属ペースト層１１０ｂを形成した。パターンのずれは、焼成、加工後の側面より０．７〜０．８ｍｍ内側に内部電極が形成されるように設定した。 (3) Next, 100 parts by weight of Pt particles having an average particle diameter of 0.5 μm, 5 parts by weight of an organic binder (methyl cellulose), 7 parts by weight of α-terpineol solvent and 0.5 parts by weight of a dispersant are mixed to obtain a metal paste. Prepared.
This metal paste was printed on a green sheet by screen printing and dried to form a metal paste layer 110a and a metal paste layer 110b on the green sheet 100 (see FIG. 3-1 (b)). The printing pattern was a regular hexagonal pattern, and two types of metal paste layers 110a and 110b that were slightly shifted left and right were formed. The shift of the pattern was set so that the internal electrode was formed 0.7 to 0.8 mm inside from the side surface after baking and processing.

（４）次に、金属ペースト層１１０ａを形成したグリーンシート１００上に、同様に金属ペースト層１１０ｂを形成したグリーンシート１００を交互に積み重ねていき、最上段及び最下段には、何も印刷していないグリーンシート１００を一枚又は複数枚積層した（（図３‐１（ｃ）参照））。
この後、加熱、圧着を行うことにより、グリーンシート積層体１２０を作製した（図３‐１（ｄ）参照）。加熱温度は、１００℃であり、圧力は、３０ＭＰａであった。また、グリーンシート１００の積層数は３００枚であった。 (4) Next, the green sheets 100 on which the metal paste layers 110b are formed are alternately stacked on the green sheets 100 on which the metal paste layers 110a are formed, and nothing is printed on the uppermost and lowermost stages. One or a plurality of green sheets 100 that were not used were laminated (see FIG. 3-1 (c)).
Then, the green sheet laminated body 120 was produced by performing a heating and pressure bonding (refer FIG. 3-1 (d)). The heating temperature was 100 ° C. and the pressure was 30 MPa. The number of green sheets 100 stacked was 300.

（４）次に、得られた積層体を空気中、７００℃で２時間脱脂し、常圧下、１２００℃で２時間焼成し、厚さ２５ｍｍのチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ_０．５３Ｔｉ_０．４７）Ｏ_３の焼結体１３０を得た（（図３‐２（ｅ）参照））。
これを１辺が４．３ｍｍの正六角柱状に切り出し（（図３‐２（ｆ）参照））、４つの側面に、塗布法により外部電極を形成するためのＡｇを含む金属ペースト層を形成し、常圧下、７００℃で焼き付けを行った後、分極処理を行うことにより、積層コンデンサタイプ圧電素子の製造を終了した（（図３‐２（ｇ）参照））。金属ペーストの組成は、内部電極を形成する際のペーストと同様とした。 (4) Next, the obtained laminate was degreased in air at 700 ° C. for 2 hours, fired at 1200 ° C. for 2 hours under normal pressure, and 25 mm thick lead zirconate titanate (Pb (Zr _0.53 A sintered body 130 of Ti _0.47 ) O ₃ was obtained (see FIG. 3-2 (e)).
This was cut out into a regular hexagonal prism shape with a side of 4.3 mm (see FIG. 3-2 (f)), and a metal paste layer containing Ag for forming external electrodes was formed on the four side surfaces by a coating method. Then, after baking at 700 ° C. under normal pressure, polarization processing was performed to complete the production of the multilayer capacitor type piezoelectric element (see FIG. 3-2 (g)). The composition of the metal paste was the same as the paste used to form the internal electrodes.

（実施例２〜３）
積層コンデンサタイプ圧電素子を構成する圧電体を、正八角柱（実施例２）、正十二角柱（実施例３）としたほかは、実施例１と同様にして、積層コンデンサタイプ圧電素子を製造した。 (Examples 2-3)
A multilayer capacitor type piezoelectric element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the piezoelectric body constituting the multilayer capacitor type piezoelectric element was a regular octagonal prism (Example 2) and a regular dodecagonal prism (Example 3). .

（実施例４）
（１）実施例１の場合と同様にしてグリーンシート１００を作製し、その周囲に位置決めのための貫通孔をパンチングにより形成した。 Example 4
(1) A green sheet 100 was produced in the same manner as in Example 1, and through holes for positioning were formed around the green sheet 100 by punching.

（２）次に、平均粒子径０．５μｍのPｔ粒子１００重量部、有機バインダ（メチルセルロース）５重量部、α−テルピネオール溶媒７重量部及び分散剤０．５重量部を混合して金属ペーストを調製した。
この金属ペーストをグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、乾燥することにより金属ペースト層を形成した。印刷パターンは、正八角形のパターンであり、実際の内部電極よりかなり大きめのパターンを形成した。また、金属ペースト層を形成する前に、パターンの一端部となる部分にスルーホール用の貫通孔を形成し、この貫通孔の内部に金属ペーストを充填した。最上段及び最下段に積層する金属ペースト層を印刷しないグリーンシートにも、同じ位置にスルーホール用の貫通孔を形成し、金属ペーストを充填した。 (2) Next, 100 parts by weight of Pt particles having an average particle diameter of 0.5 μm, 5 parts by weight of an organic binder (methylcellulose), 7 parts by weight of α-terpineol solvent and 0.5 parts by weight of a dispersant are mixed to prepare a metal paste. Prepared.
This metal paste was printed on a green sheet by screen printing and dried to form a metal paste layer. The printed pattern was a regular octagonal pattern, and a pattern much larger than the actual internal electrode was formed. Further, before forming the metal paste layer, a through hole for a through hole was formed in a portion to be one end of the pattern, and the metal paste was filled in the through hole. Through-holes for through holes were formed at the same positions on the green sheets on which the metal paste layers laminated on the uppermost and lowermost layers were not printed, and filled with the metal paste.

（３）次に、得られた積層体を空気中、７００℃で２時間脱脂し、常圧下、１２００℃で２時間焼成し、厚さ２５ｍｍのチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ_０．５３Ｔｉ_０．４７）Ｏ_３の焼結体を得た。これを１つの辺を除き、１辺が４．３ｍｍの正六角柱状に切り出し、圧電層２１と南部電極２２ａ、２２ｂとが交互に積層された焼結体２０ａを得た（図4−１（ａ）参照）。切り出さなかった部分には、スルーホールが形成されており、電着を行う際に電源を接続する部分となる。 (3) Next, the obtained laminate was degreased in air at 700 ° C. for 2 hours, fired at 1200 ° C. for 2 hours under normal pressure, and 25 mm thick lead zirconate titanate (Pb (Zr _0.53 A sintered body of Ti _0.47 ) O ₃ was obtained, which was cut into a regular hexagonal column shape with one side being 4.3 mm except for one side, and the piezoelectric layers 21 and the southern electrodes 22a and 22b were alternately laminated. (Refer to Fig. 4-1 (a)) A through hole is formed in a portion that is not cut out, and becomes a portion to which a power source is connected when performing electrodeposition.

（４）次に、焼結体の上面と下面とを機械的に支持し、フォトレジスト形成用の溶液に浸漬し、乾燥させることにより、側面の全体にフォトレジスト２００を形成した。そして、次に、露光・現像処理を施すことにより、絶縁被覆層２６を形成する部分を溶解、除去した。すなわち、図２に示した積層型圧電素子の側面２５ａ〜２５ｄに相当する側面では、下から２番目、４番目、６番目・・・の内部電極２２ｂが露出した部分のフォトレジスト２００を溶解除去し、側面２５ｅ〜２５ｈに相当する側面では、露出した内部電極のうち、下から１番目、３番目、５番目・・・の内部電極２２ａが露出した部分のフォトレジスト２００を溶解除去した（図4−１（ｂ）参照）。 (4) Next, the upper surface and the lower surface of the sintered body were mechanically supported, immersed in a photoresist forming solution, and dried to form the photoresist 200 on the entire side surface. Then, by performing exposure / development processing, the portion where the insulating coating layer 26 is formed was dissolved and removed. That is, on the side surface corresponding to the side surfaces 25a to 25d of the multilayer piezoelectric element shown in FIG. 2, the photoresist 200 in the portion where the second, fourth, sixth,... On the side surfaces corresponding to the side surfaces 25e to 25h, of the exposed internal electrodes, the portions of the photoresist 200 where the first, third, fifth,... 4-1 (b)).

（５）次に、フォトレジスト２００が除去された部分に、電着法により、絶縁被覆体２６となる絶縁体前駆層２６０を形成した（図4−１（ｃ）参照）。
すなわち、カチオン電着用樹脂（電着用ポリイミド樹脂）の水分散体を用意し、得られた焼結体のスルーホール露出部分に電源からの配線を接続し、これを上記水分散体中に浸漬した。次に、対向電極板を浸漬し、両者間に１５Ｖの直流電圧を印加することにより、絶縁被覆体２６を形成する部分に絶縁体前駆層２６０を形成し、剥離液に浸漬した後、フォトレジスト２００を剥離した。この後、２００℃で１５分間、加熱して硬化させることにより、ポリイミド樹脂からなる絶縁被覆体２６を形成した（図4−１（ｄ）参照）。 (5) Next, an insulating precursor layer 260 to be the insulating covering 26 was formed by electrodeposition on the portion where the photoresist 200 was removed (see FIG. 4C).
That is, an aqueous dispersion of a cationic electrodeposition resin (electrodeposition polyimide resin) was prepared, and a wiring from a power source was connected to the through-hole exposed portion of the obtained sintered body, which was immersed in the aqueous dispersion. . Next, the counter electrode plate is dipped, and a DC voltage of 15 V is applied between them to form the insulator precursor layer 260 in the portion where the insulating coating 26 is to be formed. 200 was peeled off. Then, the insulation coating body 26 which consists of polyimide resins was formed by heating and hardening at 200 degreeC for 15 minutes (refer FIG. 4-1 (d)).

（６）次に、（４）の工程と同様にして、外部電極を形成する部分以外の部分にフォトレジスト２００を形成した（図4−２（ｅ）参照）。
（７）この後、上記処理を施した焼結体を、ＥＤＴＡ：０．０８ｍｏｌ／ｌ、硫酸銅：０．０３ｍｏｌ／ｌ、ＨＣＨＯ：０．０５ｍｏｌ／ｌ、ＮａＯＨ：０．０５ｍｏｌ／ｌ、α、α’−ビピリジル：８０ｍｇ／ｌ及びＰＥＧ（ポリエチレングリコール）：０．１０ｇ／ｌからなる６５℃の無電解めっき液に２０分浸漬し、絶縁被覆体２６を含む外部電極形成部に厚さ１μｍの無電解銅メッキ膜を形成した。なお、絶縁被覆体２６にも無電解銅メッキを形成するため、無電解銅メッキ膜を行う前に絶縁被覆体２６表面の粗化処理を行っておいた。 (6) Next, in the same manner as in the step (4), a photoresist 200 was formed in a portion other than the portion for forming the external electrode (see FIG. 4-2 (e)).
(7) Thereafter, the sintered body subjected to the above treatment was subjected to EDTA: 0.08 mol / l, copper sulfate: 0.03 mol / l, HCHO: 0.05 mol / l, NaOH: 0.05 mol. / L, α, α′-bipyridyl: 80 mg / l and PEG (polyethylene glycol): 0.10 g / l, immersed in an electroless plating solution at 65 ° C. for 20 minutes, and an external electrode including an insulation coating 26 An electroless copper plating film having a thickness of 1 μm was formed on the formation part. In addition, in order to form electroless copper plating also on the insulation coating body 26, the roughening process of the surface of the insulation coating body 26 was performed before performing an electroless copper plating film | membrane.

（７）次に、無電解銅メッキを施した焼結体を、硫酸：２．２４ｍｏｌ／ｌ、硫酸銅０．２６ｍｏｌ／ｌ、添加剤：１９．５ｍｌ／ｌ（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）の水溶液に浸漬し、電流密度：１Ａ／ｄｍ² 、時間：６５分、室温の条件で電解銅メッキを行ない、厚さ１５μｍの電解銅メッキ膜を形成した（図4−２（ｆ）参照）。 (7) Next, the electroless copper-plated sintered body was prepared by using sulfuric acid: 2.24 mol / l, copper sulfate 0.26 mol / l, additive: 19.5 ml / l (manufactured by Atotech Japan, Kaparaside HL) ), And electrolytic copper plating was performed under conditions of current density: 1 A / dm ² , time: 65 minutes, room temperature to form an electrolytic copper plating film having a thickness of 15 μm (see FIG. 4-2 (f)). ).

（９）この後、剥離液に浸漬したフォトレジストを剥離し、スルーホールが形成された部分を切削除去した後、分極処理を行うことにより、全面電極タイプの積層型圧電素子２０の製造を終了した（図4−２（ｇ）参照）。 (9) After that, the photoresist immersed in the stripping solution is stripped, the portion where the through holes are formed is removed by cutting, and then the polarization process is performed to complete the manufacture of the full surface electrode type multilayer piezoelectric element 20 (See Fig. 4-2 (g)).

（比較例１）
圧電素子の形状を正四角柱とし、外部電極を対向する２つの側面に形成したほかは、実施例１と同様にして、積層コンデンサタイプ圧電素子を製造した。 (Comparative Example 1)
A multilayer capacitor type piezoelectric element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the shape of the piezoelectric element was a regular quadrangular prism and the external electrodes were formed on two opposing side surfaces.

（比較例２）
圧電素子の形状を正四角柱とし、外部電極を対向する２つの側面に形成したほかは、実施例４と同様にして、全面電極タイプ圧電素子を製造した。 (Comparative Example 2)
A full surface electrode type piezoelectric element was manufactured in the same manner as in Example 4 except that the shape of the piezoelectric element was a regular quadrangular prism and the external electrodes were formed on two opposing side surfaces.

（評価１；駆動試験）
実施例１〜４及び比較例１〜２で得られた積層型圧電素子に２００Ｖの直流電圧を印加し、その伸び量を測定した。その結果を表１に示す。 (Evaluation 1: Driving test)
A DC voltage of 200 V was applied to the laminated piezoelectric elements obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, and the amount of elongation was measured. The results are shown in Table 1.

（評価２；温度サイクル試験）
実施例１〜４及び比較例１〜２で得られた積層型圧電素子に−４０℃〜１６０℃の温度サイクルを５０００サイクル施し、温度サイクル試験後のクラックの有無を調べた。
（評価３；ON-OFF駆動試験）
上記温度サイクル試験でクラックが発生しなかった積層型圧電素子に１００Ｈｚの周波数で２００Ｖの電圧を１０^９回印加し、電圧印加後の変位量を測定し、電圧印加による変位量の変化を調べた。その結果を表１に示す。なお、上記温度サイクル試験でクラックが発生したものについては、電極の断線が発生しており、ON-OFF駆動試験を行うことができなかった。 (Evaluation 2: Temperature cycle test)
The laminated piezoelectric elements obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were subjected to a temperature cycle of −40 ° C. to 160 ° C. for 5000 cycles, and the presence or absence of cracks after the temperature cycle test was examined.
(Evaluation 3: ON-OFF drive test)
A voltage of 200V in the multilayer piezoelectric element 100Hz frequency which cracking did not occur in the temperature cycle test was applied 10 ⁹ times, to measure the displacement amount after the voltage application, investigating changes in the displacement amount due to voltage application . The results are shown in Table 1. In the case where cracks occurred in the temperature cycle test, the electrode was disconnected, and the ON-OFF drive test could not be performed.

通常、上記ON-OFF駆動試験及び温度サイクル試験では、試験後の変化量が変位量で、１０％以下であることが要求されるが、表１に示したように、実施例に係る積層型圧電素子は、温度サイクル試験でクラックが発生せず、その後のON-OFF駆動試験前後における変位量の変化も１０％以下であり、いずれも充分に要求特性を満たしている。 Usually, in the ON-OFF drive test and the temperature cycle test, the amount of change after the test is required to be 10% or less in terms of displacement, but as shown in Table 1, the laminated type according to the example The piezoelectric element does not generate cracks in the temperature cycle test, and the change in displacement before and after the subsequent ON-OFF drive test is 10% or less, both of which sufficiently satisfy the required characteristics.

（ａ）は、本発明の積層型圧電素子の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した積層型圧電素子のＡ−Ａ線断面図である。(A) is the perspective view which showed typically an example of the laminated piezoelectric element of this invention, (b) is the sectional view on the AA line of the laminated piezoelectric element shown to (a). （ａ）は、本発明の積層型圧電素子の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した積層型圧電素子のＢ−Ｂ線断面図である。(A) is the perspective view which showed typically an example of the laminated piezoelectric element of this invention, (b) is the BB sectional drawing of the laminated piezoelectric element shown to (a). （ａ）〜（ｄ）は、本発明の積層型圧電素子の製造方法における各工程を模式的に示した斜視図である。(A)-(d) is the perspective view which showed typically each process in the manufacturing method of the lamination type piezoelectric element of this invention. （ｅ）〜（ｇ）は、本発明の積層型圧電素子の製造方法における各工程を模式的に示した斜視図である。(E)-(g) is the perspective view which showed typically each process in the manufacturing method of the lamination type piezoelectric element of this invention. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の別の積層型圧電素子の製造方法における各工程を模式的に示した側面図である。(A)-(d) is the side view which showed typically each process in the manufacturing method of another lamination type piezoelectric element of this invention. （ｅ）〜（ｇ）は、本発明の別の積層型圧電素子の製造方法における各工程を模式的に示した側面図である。(E)-(g) is the side view which showed typically each process in the manufacturing method of another lamination type piezoelectric element of this invention. （ａ）は、本発明の積層型圧電素子の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した積層型圧電素子の断面図である。(A) is the perspective view which showed typically an example of the laminated piezoelectric element of this invention, (b) is sectional drawing of the laminated piezoelectric element shown to (a). 図５に示した積層型圧電素子に電圧を印加した際の圧電体の伸びを模式的に示した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing elongation of a piezoelectric body when a voltage is applied to the multilayer piezoelectric element shown in FIG. 5. 本発明の別の積層型圧電素子の一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of another laminated piezoelectric element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０、２０積層型圧電素子
１１、２１圧電層
１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ内部電極
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ外部電極
１４、２４角部
１５ａ〜１５ｅ、２５ａ〜２５ｈ側面
２６絶縁被覆層 10, 20 Multilayer piezoelectric elements 11, 21 Piezoelectric layers 12a, 12b, 22a, 22b Internal electrodes 13a, 13b, 23a, 23b External electrodes 14, 24 Corners 15a-15e, 25a-25h Side surface 26 Insulating coating layer

Claims

圧電体からなり、印加電圧に応じてその厚さが変化する複数の圧電層と、前記印加電圧を供給するための複数の内部電極とが交互に積層されるとともに、所定の内部電極と接続するための外部電極がその側面に形成された積層型圧電素子であって、
前記内部電極に平行な断面は、ｎ角形（ただし、ｎは５以上の整数）からなり、
少なくとも３つの側面に前記外部電極が形成されてなることを特徴とする積層型圧電素子。 A plurality of piezoelectric layers made of a piezoelectric body, the thickness of which varies according to an applied voltage, and a plurality of internal electrodes for supplying the applied voltage are alternately stacked and connected to a predetermined internal electrode A laminated piezoelectric element having an external electrode formed on a side surface thereof,
The cross section parallel to the internal electrode is an n-gon (where n is an integer of 5 or more),
A multilayer piezoelectric element comprising the external electrodes formed on at least three side surfaces.

前記内部電極に平行な断面は、六角形からなり、
少なくとも４つの側面に前記外部電極が形成されてなる請求項１に記載の積層型圧電素子。 The cross section parallel to the internal electrode is a hexagon,
The multilayer piezoelectric element according to claim 1, wherein the external electrodes are formed on at least four side surfaces.

前記内部電極に平行な断面は、八角形からなり、
少なくとも４つの側面に前記外部電極が形成されてなる請求項１に記載の積層型圧電素子。 The cross section parallel to the internal electrode is an octagon,
The multilayer piezoelectric element according to claim 1, wherein the external electrodes are formed on at least four side surfaces.

内部電極は、外部電極と接続される側面には露出して前記外部電極と電気的に接続されており、
一方、前記内部電極は、前記外部電極と接続されない側面には露出せず、両者の間の絶縁を確保するために、その端部が前記側面より所定の距離内側となるように形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の積層型圧電素子。 The internal electrode is exposed to the side surface connected to the external electrode and electrically connected to the external electrode,
On the other hand, the internal electrode is not exposed to the side surface that is not connected to the external electrode, and is formed so that the end portion is inside a predetermined distance from the side surface in order to ensure insulation between the two. The multilayer piezoelectric element according to claim 1.

内部電極は、外部電極と接続される端部では、側面に露出して前記外部電極と電気的に接続されており、
一方、前記外部電極と接続されない端部では、前記内部電極の端部と前記外部電極との間に、両者の間の絶縁を確保するための絶縁被覆層が介装されている請求項１〜４のいずれかに記載の積層型圧電素子。 The internal electrode is exposed to the side surface at the end connected to the external electrode and electrically connected to the external electrode,
On the other hand, at the end portion not connected to the external electrode, an insulating coating layer is provided between the end portion of the internal electrode and the external electrode to ensure insulation between the two. 5. The laminated piezoelectric element according to any one of 4 above.