JP2006333554A - Piezoelectric apparatus - Google Patents

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誠志 佐々木
Kazushi Tatemoto
一志 立本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric apparatus for maintaining the sureness of an electrical connection between a terminal electrode and an internal electrode, and increasing a displacement in a displacement layer. <P>SOLUTION: In the piezoelectric apparatus 1, a flexible printed board (FPC) 25 and a fluid receiving section 21 are fixed on the displacement layer 3, the terminal electrode 16 is formed on the other end face 3b of the displacement layer 3 and electrically connected to an individual electrode 5, and a lead wire 26 of the FPC 25 is electrically connected to the terminal electrode 16. Similarly, the terminal electrode is formed on the other end face 3b of the displacement layer 3 and electrically connected to common electrodes 7, 9, and the other lead wire of the FPC 25 is electrically connected to the terminal electrode. Even if a thickness of a displacement restraining layer 4 laminated on one end face 3a of the displacement layer 3 is increased so as to increase the displacement in the displacement layer 3, the electrical connection between the terminal electrode 16 and the individual electrode 5 does not become unsure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に流体の制御に用いられる圧電装置に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric device mainly used for fluid control.

従来の圧電素子として、次のようなものが知られている。すなわち、圧電体と、その圧電体を挟んで対向する内部電極とを有する変位層の変位伝達面とは反対側の端面に、変位層の変位を拘束するための変位拘束層が積層され、その変位拘束層の外側端面に、変位層の内部電極と電気的に接続された端子電極が形成されてなる圧電素子である。   The following are known as conventional piezoelectric elements. That is, a displacement constraining layer for constraining the displacement of the displacement layer is laminated on the end surface opposite to the displacement transmitting surface of the displacement layer having the piezoelectric body and the internal electrode facing the piezoelectric body. This is a piezoelectric element in which a terminal electrode electrically connected to the internal electrode of the displacement layer is formed on the outer end face of the displacement constraining layer.

このような圧電素子が流体制御用の圧電装置に用いられる場合には、変位層の変位伝達面に、流体収容室が設けられた流体収容部が取り付けられ、変位拘束層の外側端面に形成された端子電極に、駆動電源と接続するためのリード線が電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３６５６８号公報 When such a piezoelectric element is used in a piezoelectric device for fluid control, a fluid accommodating portion provided with a fluid accommodating chamber is attached to the displacement transmission surface of the displacement layer, and formed on the outer end surface of the displacement constraining layer. A lead wire for connecting to the drive power supply is electrically connected to the terminal electrode (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-36568 A

ところで、上述したような圧電装置においては、変位拘束層を厚くすることで、変位層の変位を大きくすることができる。しかしながら、変位拘束層の外側端面に端子電極が形成されているため、変位拘束層が厚くなると、端子電極と内部電極との距離が長くなり、それらの間の電気的な接続が不確実になるおそれがある。   Incidentally, in the piezoelectric device as described above, the displacement of the displacement layer can be increased by increasing the thickness of the displacement constraining layer. However, since the terminal electrode is formed on the outer end face of the displacement constraining layer, when the displacement constraining layer becomes thick, the distance between the terminal electrode and the internal electrode becomes long, and the electrical connection between them becomes uncertain. There is a fear.

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、端子電極と内部電極との電気的な接続の確実性を維持しつつ、変位層の変位を大きくすることができる圧電装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and a piezoelectric device capable of increasing the displacement of the displacement layer while maintaining the reliability of electrical connection between the terminal electrode and the internal electrode. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明に係る圧電装置は、圧電体と、圧電体を挟んで対向する内部電極とを有する変位層と、内部電極が対向する方向における変位層の一端面に積層された変位拘束層と、内部電極が対向する方向における変位層の他端面に形成され、内部電極と電気的に接続された端子電極と、変位層の他端面側に配置され、流体収容室が設けられた流体収容部と、変位層の他端面と流体収容部との間に配置され、端子電極と電気的に接続されたリード線を有するフレキシブルプリント基板と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a piezoelectric device according to the present invention includes a displacement layer having a piezoelectric body and internal electrodes facing each other with the piezoelectric body interposed therebetween, and is laminated on one end face of the displacement layer in a direction in which the internal electrodes face each other. Formed on the other end surface of the displacement layer in the direction in which the displacement constraining layer and the internal electrode face each other, and is disposed on the other end surface side of the displacement layer, the terminal electrode electrically connected to the internal electrode, and the fluid storage chamber And a flexible printed board having a lead wire disposed between the other end face of the displacement layer and the fluid containing portion and electrically connected to the terminal electrode.

この圧電装置においては、圧電体を挟んで対向する内部電極間にフレキシブルプリント基板のリード線及び端子電極を介して電圧が印加されると、圧電体が変位することにより変位層の他端面が変位伝達面として変位し、流体収容部の流体収容室内に収容された流体に圧力が作用することになる。ここで、この圧電装置では、フレキシブルプリント基板及び流体収容部が配置された変位層の他端面に、変位層の内部電極と電気的に接続された端子電極が形成され、フレキシブルプリント基板のリード線が端子電極と電気的に接続されている。従って、変位層の変位を大きくするために、変位層の一端面に積層された変位拘束層を厚くしても、それが原因となって、端子電極と内部電極との電気的な接続が不確実になることはない。よって、この圧電装置によれば、端子電極と内部電極との電気的な接続の確実性を維持しつつ、変位層の変位を大きくすることが可能になる。   In this piezoelectric device, when a voltage is applied between the internal electrodes facing each other across the piezoelectric body via the lead wire and the terminal electrode of the flexible printed board, the other end surface of the displacement layer is displaced by the displacement of the piezoelectric body. The pressure is applied to the fluid that is displaced as the transmission surface and is accommodated in the fluid accommodation chamber of the fluid accommodation portion. Here, in this piezoelectric device, a terminal electrode electrically connected to the internal electrode of the displacement layer is formed on the other end surface of the displacement layer on which the flexible printed circuit board and the fluid accommodating portion are arranged, and the lead wire of the flexible printed circuit board is formed. Is electrically connected to the terminal electrode. Therefore, even if the displacement constraining layer laminated on one end face of the displacement layer is made thick in order to increase the displacement of the displacement layer, this causes the electrical connection between the terminal electrode and the internal electrode to be lost. There is no certainty. Therefore, according to this piezoelectric device, it is possible to increase the displacement of the displacement layer while maintaining the reliability of the electrical connection between the terminal electrode and the internal electrode.

また、対向する内部電極は個別電極及びコモン電極であり、個別電極は略同一平面上に複数形成されていることが好ましい。これにより、圧電体において各個別電極に対応する部分を活性部（圧電効果により歪みが生じる部分）として選択的に変位させることができる。しかも、端子電極と内部電極との電気的な接続の確実性を維持しつつ、変位拘束層を厚くすることができるので、隣り合う活性部間における変位の干渉を抑制することが可能になる。   The opposing internal electrodes are an individual electrode and a common electrode, and a plurality of individual electrodes are preferably formed on substantially the same plane. Thereby, a portion corresponding to each individual electrode in the piezoelectric body can be selectively displaced as an active portion (a portion in which distortion occurs due to the piezoelectric effect). In addition, since the displacement constraining layer can be made thick while maintaining the reliability of the electrical connection between the terminal electrode and the internal electrode, it is possible to suppress displacement interference between adjacent active portions.

また、流体収容室は、内部電極が対向する方向において個別電極と対向するように複数設けられていることが好ましい。これにより、各流体収容室内に収容された流体に対して別個に圧力を作用させることができ、流体収容室毎に独立した制御を行うことが可能になる。   Moreover, it is preferable that a plurality of fluid storage chambers are provided so as to face the individual electrodes in the direction in which the internal electrodes face each other. Thereby, a pressure can be separately applied to the fluid stored in each fluid storage chamber, and independent control can be performed for each fluid storage chamber.

本発明によれば、端子電極と内部電極との電気的な接続の確実性を維持しつつ、変位層の変位を大きくすることができる。   According to the present invention, it is possible to increase the displacement of the displacement layer while maintaining the reliability of the electrical connection between the terminal electrode and the internal electrode.

以下、本発明に係る圧電装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a piezoelectric device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１に示されるように、圧電装置１には、直方体状の積層型圧電素子２が用いられている。この圧電素子２は、図２に示されるように、圧電効果により積層方向に変位する変位層３と、変位層３の変位を拘束する変位拘束層４とを備えている。変位拘束層４は、積層方向における変位層３の一端面３ａに積層されている。   As shown in FIG. 1, the piezoelectric device 1 uses a rectangular parallelepiped laminated piezoelectric element 2. As shown in FIG. 2, the piezoelectric element 2 includes a displacement layer 3 that is displaced in the stacking direction by a piezoelectric effect, and a displacement restraint layer 4 that restrains the displacement of the displacement layer 3. The displacement constraining layer 4 is laminated on one end surface 3a of the displacement layer 3 in the lamination direction.

変位層３は、個別電極５が一端面に形成された圧電体６と、コモン電極７が一端面に形成された圧電体８とが交互に積層され、更に、コモン電極９が一端面に形成された圧電体１１が変位拘束層４側の最外層に積層されることで構成されている。これにより、変位層３は、圧電体６，８と、各圧電体６，８を挟んで対向する個別電極５及びコモン電極７とを有することになる。また、変位拘束層４は、個別電極５及びコモン電極７が対向する方向における変位層３の一端面３ａに積層されることになる。   The displacement layer 3 is formed by alternately laminating piezoelectric bodies 6 having individual electrodes 5 formed on one end face and piezoelectric bodies 8 having a common electrode 7 formed on one end face, and further forming a common electrode 9 on one end face. The piezoelectric body 11 is laminated on the outermost layer on the displacement constraining layer 4 side. Thereby, the displacement layer 3 has the piezoelectric bodies 6 and 8 and the individual electrode 5 and the common electrode 7 that face each other with the piezoelectric bodies 6 and 8 interposed therebetween. Further, the displacement constraining layer 4 is laminated on one end surface 3a of the displacement layer 3 in the direction in which the individual electrode 5 and the common electrode 7 face each other.

なお、変位拘束層４は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミック材料により厚さ６０μｍ程度に形成されており、圧電体６，８，１１は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミック材料により厚さ３０μｍ程度に形成されている。また、個別電極５及びコモン電極７，９は、例えば、銀及びパラジウムを主成分とする導電性材料により形成されている。   The displacement constraining layer 4 is formed, for example, from a piezoelectric ceramic material mainly composed of lead zirconate titanate to a thickness of about 60 μm, and the piezoelectric bodies 6, 8, and 11 are, for example, lead zirconate titanate. The piezoelectric ceramic material mainly contains a thickness of about 30 μm. Further, the individual electrode 5 and the common electrodes 7 and 9 are made of, for example, a conductive material mainly composed of silver and palladium.

圧電体６の一端面には、図３に示されるように、長方形状の個別電極５が互いに所定の間隔をとって複数形成されており、圧電体６において各個別電極５の端部５ａに対応する部分には、例えば、銀及びパラジウムを主成分とする導電性材料が充填されたスルーホール１２が形成されている。更に、圧電体６の一端面には、中継電極１３が形成されており、圧電体６において中継電極１３に対応する部分には、例えば、銀及びパラジウムを主成分とする導電性材料が充填されたスルーホール１４が形成されている。   As shown in FIG. 3, a plurality of rectangular individual electrodes 5 are formed on one end surface of the piezoelectric body 6 at a predetermined interval. In the corresponding portion, for example, a through hole 12 filled with a conductive material mainly composed of silver and palladium is formed. Furthermore, a relay electrode 13 is formed on one end surface of the piezoelectric body 6, and a portion corresponding to the relay electrode 13 in the piezoelectric body 6 is filled with a conductive material mainly composed of silver and palladium, for example. Through holes 14 are formed.

圧電体８の一端面には、図４に示されるように、積層方向において各個別電極５の端部５ａと対向するように中継電極１５が形成されており、圧電体８において各中継電極１５に対応する部分には、スルーホール１２が形成されている。更に、圧電体８の一端面には、積層方向から見て、個別電極５における端部５ａ以外の部分の全てを含むようにコモン電極７が形成されており、圧電体８において圧電体６の一端面上の中継電極１３と対向する部分には、スルーホール１４が形成されている。   As shown in FIG. 4, a relay electrode 15 is formed on one end surface of the piezoelectric body 8 so as to face the end portion 5 a of each individual electrode 5 in the stacking direction. A through hole 12 is formed in a portion corresponding to. Furthermore, a common electrode 7 is formed on one end surface of the piezoelectric body 8 so as to include all portions of the individual electrode 5 other than the end portion 5a when viewed from the stacking direction. A through hole 14 is formed in a portion facing the relay electrode 13 on one end surface.

圧電体１１の一端面には、図５に示されるように、その略全面を覆うようにコモン電極９が形成されており、圧電体１１において圧電体６の一端面上の中継電極１３と対向する部分には、スルーホール１４が形成されている。   As shown in FIG. 5, a common electrode 9 is formed on one end face of the piezoelectric body 11 so as to cover almost the entire surface thereof, and the piezoelectric body 11 faces the relay electrode 13 on one end face of the piezoelectric body 6. A through hole 14 is formed in the portion to be performed.

そして、図６に示されるように、積層方向における変位層３の他端面３ｂ（すなわち、変位拘束層４側とは反対側の最外層に積層された圧電体８の他端面）には、積層方向において各中継電極１５と対向するように端子電極１６が形成されている。更に、変位層３の他端面３ｂには、積層方向において中継電極１３と対向するように端子電極１７が形成されている。なお、端子電極１６，１７は、例えば、金により形成されている。   As shown in FIG. 6, the other end surface 3b of the displacement layer 3 in the stacking direction (that is, the other end surface of the piezoelectric body 8 stacked on the outermost layer opposite to the displacement constraining layer 4 side) is laminated. Terminal electrodes 16 are formed so as to face each relay electrode 15 in the direction. Further, a terminal electrode 17 is formed on the other end surface 3 b of the displacement layer 3 so as to face the relay electrode 13 in the stacking direction. The terminal electrodes 16 and 17 are made of gold, for example.

以上により、圧電素子２においては、各端子電極１６に対して、複数の個別電極５が中継電極１５を介在させて積層方向に整列し、整列した各電極５，１５，１６がスルーホール１２を介して電気的に接続されることになる。更に、圧電素子２においては、端子電極１７に対して、複数のコモン電極７，９が中継電極１３を介在させて積層方向に整列し、整列した各電極７，９，１３，１７がスルーホール１４を介して電気的に接続されることになる。   As described above, in the piezoelectric element 2, with respect to each terminal electrode 16, the plurality of individual electrodes 5 are aligned in the stacking direction with the relay electrode 15 interposed, and the aligned electrodes 5, 15, 16 have the through holes 12. To be electrically connected. Furthermore, in the piezoelectric element 2, a plurality of common electrodes 7, 9 are aligned with the terminal electrode 17 in the stacking direction with the relay electrode 13 interposed, and the aligned electrodes 7, 9, 13, 17 are through holes. 14 to be electrically connected.

また、図２に示されるように、圧電素子２の変位層３の他端面３ｂには、フレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」という）２５が絶縁性接着剤により固定されており、このＦＰＣ２５の圧電素子２とは反対側の端面には、流体収容部２１が接着剤により固定されている。つまり、変位層３の他端面３ｂと流体収容部２１との間にＦＰＣ２５が配置されている（図１参照）。   As shown in FIG. 2, a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as “FPC”) 25 is fixed to the other end surface 3 b of the displacement layer 3 of the piezoelectric element 2 with an insulating adhesive. On the end surface opposite to the piezoelectric element 2, a fluid containing portion 21 is fixed with an adhesive. That is, the FPC 25 is disposed between the other end surface 3b of the displacement layer 3 and the fluid storage portion 21 (see FIG. 1).

ＦＰＣ２５は、図７及び図８に示されるように、積層方向において各端子電極１６と対向するようにＦＰＣ２５に設置された電極板２８のそれぞれと接続されたリード線２６と、積層方向において端子電極１７と対向するようにＦＰＣ２５に設置された電極板２９と接続されたリード線２７とを有している。各電極板２８は、対向する端子電極１６と導電性接着剤を介して接合されており、電極板２９は、対向する端子電極１７と導電性接着剤を介して接合されている。これにより、リード線２６は、端子電極１６と電気的に接続されることになり、リード線２７は、端子電極１７と電気的に接続されることになる。   As shown in FIGS. 7 and 8, the FPC 25 includes a lead wire 26 connected to each of the electrode plates 28 installed on the FPC 25 so as to face each terminal electrode 16 in the stacking direction, and a terminal electrode in the stacking direction. 17 and an electrode plate 29 installed on the FPC 25 so as to be opposed to the lead wire 27. Each electrode plate 28 is joined to the opposing terminal electrode 16 via a conductive adhesive, and the electrode plate 29 is joined to the opposing terminal electrode 17 via a conductive adhesive. As a result, the lead wire 26 is electrically connected to the terminal electrode 16, and the lead wire 27 is electrically connected to the terminal electrode 17.

流体収容部２１は、積層方向において、個別電極５における端部５ａ以外の部分のそれぞれと対向するように設けられた流体収容室２２と、流体収容室２２内に収容された流体（例えば、液体）を噴射するためのノズル２３と、流体収容室２２に流体を送るための流体流入口及び流体流路（図示せず）とを有している。流体収容室２２は、変位層３の他端面３ｂ側に開口している。なお、流体収容部２１は、例えば、ステンレス合金により形成されている。   The fluid storage unit 21 includes, in the stacking direction, a fluid storage chamber 22 provided so as to face each of the individual electrodes 5 other than the end 5a, and a fluid (for example, liquid) stored in the fluid storage chamber 22 ) And a fluid inlet and a fluid channel (not shown) for sending fluid to the fluid storage chamber 22. The fluid storage chamber 22 opens to the other end surface 3 b side of the displacement layer 3. The fluid storage unit 21 is formed of, for example, a stainless alloy.

以上のように構成された圧電装置１においては、ＦＰＣ２５の所定のリード線２６とリード線２７との間に電圧が印加されると、その所定のリード線２６と電気的に接続された端子電極１６に対して積層方向に整列する個別電極５とコモン電極７，９との間に電圧が印加されることになる。そうすると、圧電体６，８，１１において電圧が印加された個別電極５とコモン電極７，９とで挟まれた部分が活性部として変位することになる。これにより、変位伝達面である変位層３の他端面３ｂ及びＦＰＣ２５を介して、電圧が印加された個別電極５と積層方向において対向する流体収容室２２内に収容された流体に圧力が作用し、その流体収容室２２内の流体がノズル２３から噴射されることになる。   In the piezoelectric device 1 configured as described above, when a voltage is applied between the predetermined lead wire 26 and the lead wire 27 of the FPC 25, the terminal electrode electrically connected to the predetermined lead wire 26. A voltage is applied between the individual electrode 5 and the common electrodes 7 and 9 aligned in the stacking direction with respect to 16. If it does so, the part pinched | interposed with the individual electrode 5 and the common electrodes 7 and 9 to which the voltage was applied in the piezoelectric bodies 6, 8, and 11 will be displaced as an active part. As a result, pressure acts on the fluid stored in the fluid storage chamber 22 facing the individual electrode 5 to which a voltage is applied in the stacking direction via the other end surface 3b of the displacement layer 3 serving as a displacement transmission surface and the FPC 25. The fluid in the fluid storage chamber 22 is ejected from the nozzle 23.

そして、この圧電装置１では、ＦＰＣ２５及び流体収容部２１が固定された変位層３の他端面３ｂに、個別電極５と電気的に接続された端子電極１６が形成され、ＦＰＣ２５のリード線２６が端子電極１６と電気的に接続されている。同様に、ＦＰＣ２５及び流体収容部２１が固定された変位層３の他端面３ｂに、コモン電極７，９と電気的に接続された端子電極１７が形成され、ＦＰＣ２５のリード線２７が端子電極１７と電気的に接続されている。従って、変位層３の変位を大きくするために、変位層３の一端面３ａに積層された変位拘束層４を厚くしても、それが原因となって、端子電極１６と個別電極５との電気的な接続、及び端子電極１７とコモン電極７，９との電気的な接続が不確実になることはない。よって、この圧電装置１によれば、端子電極１６と個別電極５との電気的な接続、及び端子電極１７とコモン電極７，９との電気的な接続の確実性を維持しつつ、変位層３の変位を大きくすることが可能になる。   In the piezoelectric device 1, the terminal electrode 16 electrically connected to the individual electrode 5 is formed on the other end surface 3 b of the displacement layer 3 to which the FPC 25 and the fluid storage portion 21 are fixed. The terminal electrode 16 is electrically connected. Similarly, a terminal electrode 17 electrically connected to the common electrodes 7 and 9 is formed on the other end surface 3b of the displacement layer 3 to which the FPC 25 and the fluid storage portion 21 are fixed, and the lead wire 27 of the FPC 25 is connected to the terminal electrode 17. And are electrically connected. Therefore, in order to increase the displacement of the displacement layer 3, even if the displacement constraining layer 4 laminated on the one end surface 3a of the displacement layer 3 is thickened, this causes the terminal electrode 16 and the individual electrode 5 to The electrical connection and the electrical connection between the terminal electrode 17 and the common electrodes 7 and 9 do not become uncertain. Therefore, according to the piezoelectric device 1, the displacement layer is maintained while maintaining the reliability of the electrical connection between the terminal electrode 16 and the individual electrode 5 and the electrical connection between the terminal electrode 17 and the common electrodes 7 and 9. 3 can be increased.

また、圧電体６の一端面上に個別電極５が複数形成されているため、圧電体６，８，１１において各個別電極５に対応する部分を活性部として選択的に変位させることができる。しかも、端子電極１６と個別電極５との電気的な接続、及び端子電極１７とコモン電極７，９との電気的な接続の確実性を維持しつつ、変位拘束層４を厚くすることができるので、隣り合う活性部間における変位の干渉を抑制することが可能になる。   In addition, since a plurality of individual electrodes 5 are formed on one end face of the piezoelectric body 6, portions corresponding to the individual electrodes 5 in the piezoelectric bodies 6, 8, and 11 can be selectively displaced as active portions. Moreover, the displacement constraining layer 4 can be made thick while maintaining the reliability of the electrical connection between the terminal electrode 16 and the individual electrode 5 and the electrical connection between the terminal electrode 17 and the common electrodes 7 and 9. Therefore, it is possible to suppress displacement interference between adjacent active portions.

また、積層方向において個別電極５と対向するように流体収容室２２が複数設けられているため、各流体収容室２２内に収容された流体に対して別個に圧力を作用させることができ、流体収容室２２毎に独立した制御を行うことが可能になる。   In addition, since a plurality of fluid storage chambers 22 are provided so as to face the individual electrodes 5 in the stacking direction, pressure can be separately applied to the fluid stored in each fluid storage chamber 22. It becomes possible to perform independent control for each storage chamber 22.

更に、流体収容室２２が変位層３の他端面３ｂ側に開口しているものの、変位層３の他端面３ｂと流体収容部２１との間にＦＰＣ２５が配置されていることから、流体収容室２２内に収容された流体が、変位層３の他端面３ｂに直接接触することはない。そのため、流体収容室２２内に収容された流体が変位層３の圧電体８に浸透するのを防止することができる。   Furthermore, although the fluid storage chamber 22 opens to the other end surface 3 b side of the displacement layer 3, the FPC 25 is disposed between the other end surface 3 b of the displacement layer 3 and the fluid storage portion 21. The fluid accommodated in 22 does not directly contact the other end surface 3 b of the displacement layer 3. Therefore, the fluid stored in the fluid storage chamber 22 can be prevented from penetrating into the piezoelectric body 8 of the displacement layer 3.

次に、上述した圧電装置１の作製手順について説明する。まず、チタン酸ジルコン酸鉛等を主成分とする圧電セラミックス材料に有機バインダ・有機溶剤等を混合して基体ペーストを作製し、この基体ペーストを用いて各圧電体６，８，１１となるグリーンシートを成形する。また、所定比率の銀とパラジウムとからなる金属材料に有機バインダ・有機溶剤等を混合して導電ペーストを作製する。   Next, a manufacturing procedure of the above-described piezoelectric device 1 will be described. First, a base paste is prepared by mixing a piezoelectric ceramic material mainly composed of lead zirconate titanate and the like with an organic binder, an organic solvent, and the like, and each of the green bodies 6, 8 and 11 is formed using this base paste. Mold the sheet. Moreover, an organic binder, an organic solvent, etc. are mixed with the metal material which consists of silver and palladium of a predetermined ratio, and an electrically conductive paste is produced.

続いて、各圧電体６，８，１１となるグリーンシートの所定の位置にレーザ光を照射してスルーホール１２，１４を形成する。そして、スルーホール１２，１４内に対して、導電ペーストを用いて充填スクリーン印刷を行う。その後、圧電体６となるグリーンシートに対して、導電ペーストを用いてスクリーン印刷を行い、電極５，１３を形成する。同様に、圧電体８となるグリーンシートに電極７，１５を形成し、圧電体１１となるグリーンシートに電極９を形成する。   Subsequently, the through holes 12 and 14 are formed by irradiating a predetermined position on the green sheet to be the piezoelectric bodies 6, 8 and 11 with laser light. Then, filling screen printing is performed on the through holes 12 and 14 using a conductive paste. Thereafter, screen printing is performed on the green sheet to be the piezoelectric body 6 using a conductive paste to form the electrodes 5 and 13. Similarly, the electrodes 7 and 15 are formed on the green sheet to be the piezoelectric body 8, and the electrode 9 is formed on the green sheet to be the piezoelectric body 11.

続いて、電極が形成されたグリーンシートを上述の順序で積層し、積層方向にプレスを行って積層体グリーンを作製する。この積層体グリーンを脱脂・焼成した後、変位層３の他端面３ｂに相当する面に対して、金によりスパッタリングを行い、端子電極１６，１７を形成する。   Subsequently, the green sheets on which the electrodes are formed are stacked in the above-described order, and pressed in the stacking direction to manufacture a stacked body green. After degreasing and firing this laminate green, the surface corresponding to the other end surface 3 b of the displacement layer 3 is sputtered with gold to form the terminal electrodes 16 and 17.

続いて、変位層３の他端面３ｂに相当する面に対して、流体収容部２１にＦＰＣ２５を接着剤により貼り付けたものを圧着する。具体的には、変位層３の他端面３ｂに相当する面に、絶縁性接着剤によりＦＰＣ２５を固定すると共に、端子電極１６と電極板２８とを導電性接着剤により接合し、端子電極１７と電極板２９とを導電性接着剤により接合する。その後、ＦＰＣ２５のリード線２６，２７を介して分極処理を行って圧電装置１を完成させる。   Subsequently, the surface of the displacement layer 3 corresponding to the other end surface 3b is pressure-bonded with the FPC 25 attached to the fluid containing portion 21 with an adhesive. Specifically, the FPC 25 is fixed to the surface corresponding to the other end surface 3b of the displacement layer 3 with an insulating adhesive, and the terminal electrode 16 and the electrode plate 28 are joined with a conductive adhesive, The electrode plate 29 is joined with a conductive adhesive. Thereafter, polarization processing is performed via the lead wires 26 and 27 of the FPC 25 to complete the piezoelectric device 1.

このように、圧電装置１を作製するに際しては、変位層３の他端面３ｂに相当する面に対して、流体収容部２１にＦＰＣ２５を接着剤により貼り付けたものを１回圧着するだけであるため、例えば、圧電素子の一端面に対してＦＰＣを圧着し、圧電素子の他端面に対して流体収容部を圧着する場合（すなわち、２回圧着する場合）に比べ、圧電装置１の作製において不良の発生を抑制することができる。   As described above, when the piezoelectric device 1 is manufactured, the surface of the displacement layer 3 corresponding to the other end surface 3b is simply pressure-bonded once with the FPC 25 attached to the fluid containing portion 21 with an adhesive. Therefore, for example, compared with the case where the FPC is pressure-bonded to one end surface of the piezoelectric element and the fluid containing portion is pressure-bonded to the other end surface of the piezoelectric element (that is, the case where pressure bonding is performed twice), The occurrence of defects can be suppressed.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、圧電素子が積層型であり、その変位層が複数の圧電体を有していたが、変位層は、１枚の圧電体を有するものであってもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above embodiment, the piezoelectric element is a laminated type, and the displacement layer has a plurality of piezoelectric bodies. However, the displacement layer may have a single piezoelectric body.

また、上記実施形態では、圧電体と同じ材料（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミック材料）で変位拘束層が形成されていたが、変位拘束層は、圧電体と異なる材料で形成されたものであってもよい。このとき、変位拘束層は、圧電体より硬度が高くなることが好ましい。変位層の変位をより大きくすることができるからである。   In the above embodiment, the displacement constraining layer is formed of the same material as the piezoelectric body (for example, a piezoelectric ceramic material mainly composed of lead zirconate titanate). However, the displacement constraining layer is a material different from the piezoelectric body. It may be formed by. At this time, it is preferable that the displacement constraining layer has a higher hardness than the piezoelectric body. This is because the displacement of the displacement layer can be further increased.

また、ＦＰＣのリード線が接続された電極板と端子電極との接合は、導電性接着剤によるものに限定されず、半田付けによるものであってもよい。   Further, the bonding between the electrode plate to which the FPC lead wire is connected and the terminal electrode is not limited to the conductive adhesive, but may be performed by soldering.

本発明に係る圧電装置の一実施形態の斜視図である。1 is a perspective view of an embodiment of a piezoelectric device according to the present invention. 図１に示されたII―II線に沿っての部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG. 個別電極が一端面に形成された圧電体の平面図である。It is a top view of the piezoelectric material in which the individual electrode was formed in the end surface. コモン電極が一端面に形成された圧電体の平面図である。It is a top view of the piezoelectric material in which the common electrode was formed in the end surface. コモン電極が一端面に形成された圧電体の平面図である。It is a top view of the piezoelectric material in which the common electrode was formed in the end surface. 圧電素子の底面図である。It is a bottom view of a piezoelectric element. 流体収容部の平面図である。It is a top view of a fluid storage part. 図１に示されたVIII―VIII線に沿っての部分断面図である。It is a fragmentary sectional view along the VIII-VIII line shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…圧電装置、３…変位層、３ａ…一端面、３ｂ…他端面、４…変位拘束層、５…個別電極、６，８，１１…圧電体、７，９…コモン電極、１６，１７…端子電極、２１…流体収容部、２２…流体収容室、２５…フレキシブルプリント基板、２６，２７…リード線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric device, 3 ... Displacement layer, 3a ... One end surface, 3b ... Other end surface, 4 ... Displacement constraining layer, 5 ... Individual electrode, 6, 8, 11 ... Piezoelectric body, 7, 9 ... Common electrode, 16, 17 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Terminal electrode, 21 ... Fluid accommodating part, 22 ... Fluid accommodating chamber, 25 ... Flexible printed circuit board, 26, 27 ... Lead wire.

Claims (3)

圧電体と、前記圧電体を挟んで対向する内部電極とを有する変位層と、
前記内部電極が対向する方向における前記変位層の一端面に積層された変位拘束層と、
前記内部電極が対向する方向における前記変位層の他端面に形成され、前記内部電極と電気的に接続された端子電極と、
前記変位層の他端面側に配置され、流体収容室が設けられた流体収容部と、
前記変位層の他端面と前記流体収容部との間に配置され、前記端子電極と電気的に接続されたリード線を有するフレキシブルプリント基板と、を備えることを特徴とする圧電装置。 A displacement layer having a piezoelectric body and internal electrodes facing each other across the piezoelectric body;
A displacement constraining layer laminated on one end face of the displacement layer in a direction in which the internal electrodes face each other;
A terminal electrode formed on the other end surface of the displacement layer in a direction in which the internal electrode is opposed, and electrically connected to the internal electrode;
A fluid containing portion disposed on the other end surface side of the displacement layer and provided with a fluid containing chamber;
A piezoelectric device comprising: a flexible printed circuit board having a lead wire disposed between the other end surface of the displacement layer and the fluid accommodating portion and electrically connected to the terminal electrode. 対向する前記内部電極は個別電極及びコモン電極であり、前記個別電極は略同一平面上に複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電装置。   2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the opposed internal electrodes are an individual electrode and a common electrode, and a plurality of the individual electrodes are formed on substantially the same plane. 前記流体収容室は、前記内部電極が対向する方向において前記個別電極と対向するように複数設けられていることを特徴とする請求項２記載の圧電装置。
The piezoelectric device according to claim 2, wherein a plurality of the fluid storage chambers are provided so as to face the individual electrodes in a direction in which the internal electrodes face each other.
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