JPH0568889B2 - - Google Patents
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- JPH0568889B2 JPH0568889B2 JP59256295A JP25629584A JPH0568889B2 JP H0568889 B2 JPH0568889 B2 JP H0568889B2 JP 59256295 A JP59256295 A JP 59256295A JP 25629584 A JP25629584 A JP 25629584A JP H0568889 B2 JPH0568889 B2 JP H0568889B2
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- piezoelectric element
- sintered body
- frequency
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の分野]
この発明は、セラミツクグリーンシートが相互
に厚み方向に重なり合うように内部電極を介して
積層され、一体に焼結されてなる焼結体を用いた
積層型圧電素子の構造の改良に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of the Invention] The present invention relates to a laminated body using a sintered body in which ceramic green sheets are laminated via internal electrodes so as to overlap each other in the thickness direction and are sintered as one body. This invention relates to improvements in the structure of type piezoelectric elements.
[従来の技術]
従来より、径方向振動すなわち拡がり振動を利
用する圧電素子として、第2図および第3図に斜
視図および断面図で示す平板型圧電素子1が用い
られてきている。ここでは、分極処理された圧電
セラミツクス2の上面および下面に電極3,4が
形成されており、電極3,4から電圧を印加する
ことにより所望の拡がり振動が取出され得る。と
ころで、この種の平板型圧電素子1では、共振周
波数の調整は、通常、端面すなわち外周面を研磨
することにより行なうことが可能である。[Prior Art] Conventionally, a flat piezoelectric element 1 shown in perspective and cross-sectional views in FIGS. 2 and 3 has been used as a piezoelectric element that utilizes radial vibration, that is, spreading vibration. Here, electrodes 3 and 4 are formed on the top and bottom surfaces of the polarized piezoelectric ceramic 2, and by applying a voltage from the electrodes 3 and 4, a desired spreading vibration can be extracted. By the way, in this type of flat piezoelectric element 1, the resonance frequency can usually be adjusted by polishing the end face, that is, the outer circumferential face.
しかしながら、たとえばラダーフイルタの第2
共振子用として用いる場合のように、インピーダ
ンスを低くすることが要求される場合には、第2
図および第3図に示した圧電素子1は不十分なも
のであつた。 However, for example, the second part of the ladder filter
When low impedance is required, such as when used for a resonator, the second
The piezoelectric element 1 shown in FIG. 3 and FIG. 3 was insufficient.
そこで、第5図に略図的断面図で示すような積
層型の圧電素子11が近年開発されている。ここ
では、複数のセラミツク層11a…11cが、内
部電極13b,13cを介して積層されて一体に
焼成されている。なお、電極13a,13dは、
内部電極13b,13cと同時に、あるいは焼成
後に形成され得る。電極13a…13dは、外部
電極15,16により、それぞれ、1層おきに電
気的に接続されている。よつて、電極15,16
より電圧を印加し、第5図の矢印で示す方向に各
セラミツク層11a…11cを分極し、しかる後
外部電極15,16より電圧を印加することによ
り重なり合つた各セラミツク層11a…11cを
全体に伸縮させることが可能とされている。 Therefore, a laminated piezoelectric element 11 as shown in a schematic cross-sectional view in FIG. 5 has been developed in recent years. Here, a plurality of ceramic layers 11a...11c are laminated with internal electrodes 13b, 13c interposed therebetween and fired as one body. Note that the electrodes 13a and 13d are
It can be formed simultaneously with the internal electrodes 13b and 13c or after firing. The electrodes 13a...13d are electrically connected to every other layer by external electrodes 15 and 16, respectively. Therefore, the electrodes 15 and 16
A voltage is applied to polarize each ceramic layer 11a...11c in the direction shown by the arrow in FIG. It is said that it is possible to expand and contract.
第4図は、第5図に示したような積層型圧電素
子の具体的構造の一例を示す概略斜視図である。
なお、この具体例をラダー型フイルタの第2共振
子用として用いることは未だ公知ではないもので
あることを指摘しておく。ここでは、電極13a
として、焼結体の端面まで延びる突出部21と、
中央の主領域22とからなるものが用いられてい
る。特に図示はしないが、より下側に配置される
各電極13b,13c,13dについても、同様
の形状の電極が用いられており、したがつて突出
部が、1層おきに第4図の左右方向端面に引出さ
れている。このように1層おきに引出された各電
極13a…13dの突出部は、それぞれ、外部電
極15,16により電気的に接続されている。 FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of a specific structure of the laminated piezoelectric element as shown in FIG.
It should be noted that it is not yet known to use this specific example as a second resonator of a ladder type filter. Here, the electrode 13a
a protrusion 21 extending to the end surface of the sintered body;
A main area 22 in the center is used. Although not particularly shown in the figure, the electrodes 13b, 13c, and 13d disposed on the lower side also have similar shapes, so that the protruding portions are arranged on the left and right sides of FIG. 4 every other layer. It is pulled out to the end face in the direction. The protruding parts of the electrodes 13a to 13d drawn out every other layer in this way are electrically connected by external electrodes 15 and 16, respectively.
[発明が解決しようとする問題点]
上述したような積層型の圧電素子にあつては、
従来の平板型圧電素子1に比べて、同一の大きさ
でインピーダンスを大きく低減することが可能で
ある。しかしながら、所望の共振周波数に振動さ
せるべく周波数調整を行なうに際しては、焼結体
の端面の研磨による方法を採用することはできな
い。すなわち、第4図および第5図に示したよう
な積層型圧電素子11にあつては、外部電極1
5,16が焼結体端面に形成されているため、端
面を研磨すると、該外部電極15,16が除去さ
れてしまい、共振子としての機能を果たし得ない
という欠点があつた。[Problems to be solved by the invention] Regarding the laminated piezoelectric element as described above,
Compared to the conventional flat plate type piezoelectric element 1, it is possible to greatly reduce impedance with the same size. However, when adjusting the frequency to vibrate to a desired resonance frequency, it is not possible to adopt a method of polishing the end face of the sintered body. That is, in the case of the laminated piezoelectric element 11 as shown in FIGS. 4 and 5, the external electrode 1
Since the external electrodes 5 and 16 are formed on the end faces of the sintered body, when the end faces are polished, the external electrodes 15 and 16 are removed, and the resonator cannot function as a resonator.
それゆえに、この発明の目的は、容易にかつ確
実に周波数調整が可能な拡がり振動モードを利用
する積層型圧電素子を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a multilayer piezoelectric element that utilizes a spread vibration mode that allows easy and reliable frequency adjustment.
[問題点を解決するための手段]
この発明は、複数のセラミツクグリーンシート
が相互に厚み方向に重なり合うように内部電極を
介して積層され、一体に焼結されてなる焼結体を
用いた、拡がり振動モードを利用する積層型圧電
素子であつて、積層方向から見たときに、該焼結
体の外周部の少なくとも2以上の箇所に積層方向
に延びる切欠が形成されており、該切欠には接続
されるべき内部電極の端部のみが露出されてお
り、かつ接続されるべき内部電極同士を電気的に
接続するための導電部が形成されていて、焼結体
の外周部を研磨することにより周波数調整が可能
とされた圧電素子である。なお、「内部電極」な
る用語は、本明細書中の以下の記載においては、
セラミツク層に挾まれて形成されている電極のみ
ならず、焼結体の上下面に形成された電極をも含
むものと定義することにする。[Means for Solving the Problems] The present invention uses a sintered body in which a plurality of ceramic green sheets are laminated via internal electrodes so as to overlap each other in the thickness direction, and are sintered integrally. It is a laminated piezoelectric element that utilizes a spreading vibration mode, and when viewed from the lamination direction, notches extending in the lamination direction are formed at at least two or more locations on the outer periphery of the sintered body, and the notches extend in the lamination direction. Only the ends of the internal electrodes to be connected are exposed, and a conductive part is formed to electrically connect the internal electrodes to be connected, and the outer periphery of the sintered body is polished. This is a piezoelectric element that allows frequency adjustment. Note that in the following description of this specification, the term "internal electrode" refers to
The term is defined to include not only electrodes formed between ceramic layers but also electrodes formed on the upper and lower surfaces of the sintered body.
内部電極の切欠に臨む端部は、該切欠の最大幅
とほぼ等しい幅で、該内部電極の中央の主領域か
ら外側に向つて突出形成されており、該内部電極
の中央の主領域は、突出形成された部分を除いて
は、切欠の奥行よりも中央側に寄せられて形成さ
れ得る。 The end portion of the internal electrode facing the notch has a width approximately equal to the maximum width of the notch and is formed to protrude outward from the central main region of the internal electrode, and the central main region of the internal electrode is Except for the protruding portion, the cutout may be formed closer to the center than the depth of the notch.
また、この内部電極は、一層おきに同一の切欠
にその端部が露出されており、それによつて1層
おきに同一の導電部により電気的に相互に接続さ
れ得る。 Further, the ends of the internal electrodes are exposed in the same notch in every other layer, so that every other layer can be electrically connected to each other by the same conductive part.
[作用]
この発明によつては、接続されるべき内部電極
を電気的に接続する導電部が切欠内に形成されて
おり、したがつて該導電部の厚み分だけ該切欠の
形成された側の端面を研磨したとしても、各内部
電極間の電気的接続は確保され得る。[Function] According to the present invention, the conductive part that electrically connects the internal electrodes to be connected is formed in the notch, and therefore the side where the notch is formed is equal to the thickness of the conductive part. Even if the end faces of the internal electrodes are polished, the electrical connection between the internal electrodes can be ensured.
[実施例の説明]
第1図は、この発明の一実施例の概略斜視図で
あり、第6図は第1図に示した実施例を得るのに
用いられる複数のセラミツクグリーンシートを示
す平面図である。[Description of Embodiments] FIG. 1 is a schematic perspective view of an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view showing a plurality of ceramic green sheets used to obtain the embodiment shown in FIG. 1. It is a diagram.
第6図に示すように、第1図に示す実施例を作
成するに際しては、3枚のセラミツクグリーンシ
ート31a,31b,31cを準備する。なお、
各セラミツクグリーンシート31a…13cの一
方面には内部電極となる電極パターン32a…3
2cが、それぞれ、形成されている。また、セラ
ミツクグリーンシート31cの他方面には、セラ
ミツクグリーンシート31cの電極パターン32
c側から見たときに、第6図に示すような形状の
電極パターン32dが形成されている(ここで
は、セラミツクグリーンシート31cの上方から
見た電極パターン32dの形状を示しているもの
であるため、セラミツクグリーンシート31cは
想像線で描かれている。)。 As shown in FIG. 6, when producing the embodiment shown in FIG. 1, three ceramic green sheets 31a, 31b, and 31c are prepared. In addition,
On one side of each ceramic green sheet 31a...13c, there are electrode patterns 32a...3 serving as internal electrodes.
2c are formed respectively. Further, on the other side of the ceramic green sheet 31c, an electrode pattern 32 of the ceramic green sheet 31c is provided.
When viewed from side c, an electrode pattern 32d is formed having a shape as shown in FIG. Therefore, the ceramic green sheet 31c is drawn with imaginary lines.)
ところで、各電極パターン32a…32dは、
それぞれ、セラミツクグリーンシート31a…3
1cの一辺に延びる突出部33a…33dを有
し、該突出部33a…33d以外の主領域部分3
4a…34dは、セラミツクグリーンシート31
a…31cのいずれの辺にも至らないように中央
側に寄せられて形成されている。この寄せられた
距離については、後述する。 By the way, each electrode pattern 32a...32d is
Ceramic green sheets 31a...3, respectively.
The main area portion 3 has protrusions 33a...33d extending on one side of 1c, and has protrusions 33a...33d other than the protrusions 33a...33d.
4a...34d are ceramic green sheets 31
a...31c is formed closer to the center so as not to reach any of the sides of 31c. This distance will be described later.
上述のように準備された各セラミツクグリーン
シート31a…31cを、第6図に示した状態の
まま積層し、同時に焼成することにより、内部電
極32b,32cを介して積層された焼結体を得
ることができる。 The ceramic green sheets 31a...31c prepared as described above are laminated in the state shown in FIG. 6 and fired simultaneously to obtain a sintered body laminated with internal electrodes 32b and 32c interposed therebetween. be able to.
次に、このようにして得られた焼結体の外周部
において積層方向に延びる1対の切欠が形成され
る。この切欠は、第6図に破線で示すように、各
電極パターン32a…32dの突出部33a…3
3dが設けられている位置、ならびに各セラミツ
クグリーンシート31a…31cにおいて該突出
部が設けられている辺と反対側の辺に形成され
る。すなわち、2個の切欠は、焼結体の対向する
側面において、それぞれ、積層方向に延びて形成
されている。 Next, a pair of notches extending in the stacking direction are formed in the outer peripheral portion of the sintered body thus obtained. As shown by the broken line in FIG.
3d and at the opposite side of each ceramic green sheet 31a...31c to the side where the protrusion is provided. That is, the two notches are formed on opposing side surfaces of the sintered body, each extending in the stacking direction.
ところで、この切欠の大きさは、たとえば第6
図のセラミツクグリーンシート31a上に破線A
で示すように、最大幅が電極パターン32aの突
出部33aの幅とほぼ等しくなるように形成され
ている。したがつて、焼結体に切欠が形成された
後には、該切欠に突出部33aの端部が露出する
ことになる。他方、該切欠の奥行長は、第6図の
セラミツクグリーンシート31aに記されている
他の破線Bで示すように、電極パターン32aの
主領域34aが中央側に寄せられた距離X(第6
図参照)よりも短く選ばれている。したがつて、
切欠が形成された後においても、各電極パターン
32a…32dの突出部33a…33d以外の部
分すなわち主領域34a…34dは、いずれも切
欠には位置しないことになる。 By the way, the size of this notch is, for example, 6th
Broken line A on the ceramic green sheet 31a in the figure.
As shown, the maximum width is approximately equal to the width of the protrusion 33a of the electrode pattern 32a. Therefore, after the notch is formed in the sintered body, the end of the protruding portion 33a is exposed in the notch. On the other hand, the depth of the notch is determined by the distance X (sixth
(see figure). Therefore,
Even after the notches are formed, none of the portions of the electrode patterns 32a to 32d other than the protrusions 33a to 33d, that is, the main regions 34a to 34d, are located in the notches.
上述のようにして切欠が形成された後、該切欠
に、第1図に示すように導電部36,37が形成
される。導電部36,37は、たとえば銀ペース
トを焼付けることにより形成され得る。このよう
にして得られた第1図に示す実施例の断面図を、
第7図に示す。第7図から明らかなように、各内
部電極32a…32dは、1層おきに導電部3
6,37に電気的に接続されていることがわか
る。したがつて、導電部36,37より電圧が印
加して分極処理することにより、第7図に矢印で
示す方向に、各セラミツク層31a…31cを分
極処理することができ、また同様に導電部36,
37を通して電圧を印加すれば、第5図に示した
従来の積層型圧電素子と同様に拡がり振動を発生
する。 After the notches are formed as described above, conductive portions 36 and 37 are formed in the notches as shown in FIG. The conductive parts 36 and 37 can be formed, for example, by baking silver paste. The cross-sectional view of the example shown in FIG. 1 obtained in this way is
It is shown in FIG. As is clear from FIG. 7, each internal electrode 32a...32d has a conductive portion 3 at every other layer.
6 and 37 are electrically connected. Therefore, by applying a voltage from the conductive parts 36 and 37 to perform polarization treatment, each ceramic layer 31a...31c can be polarized in the direction shown by the arrow in FIG. 36,
When a voltage is applied through 37, spreading vibration is generated in the same way as the conventional laminated piezoelectric element shown in FIG.
ところで、第1図に示した実施例の圧電素子3
1では、各内部電極32a…32dを接続する機
能を果たす導電部36,37は、切欠内に形成さ
れているので、該導電部36,37を切欠内で厚
く形成しておけはせ、該厚みの分だけ側面を研磨
したとしても、内部電極32aと内部電極32
c、ならびに内部電極32bと内部電極32dと
の電気的接続は確保され得る。すなわち、第7図
において明瞭に図解されているように、外部電極
となる導電部36,37の厚み分だけ端面を研磨
することが可能とされるている。よつて、第4図
および第5図に示した従来の積層型圧電素子と異
なり、端面研磨により容易に周波数の調整を行な
うことが可能であることがわかる。 By the way, the piezoelectric element 3 of the embodiment shown in FIG.
In No. 1, the conductive parts 36 and 37 that function to connect the internal electrodes 32a...32d are formed in the notches, so the conductive parts 36 and 37 are formed thickly in the notches, and the conductive parts 36 and 37 are formed thickly in the notches. Even if the side surfaces are polished by the thickness, the internal electrode 32a and the internal electrode 32
c, and the electrical connection between the internal electrodes 32b and 32d can be ensured. That is, as clearly illustrated in FIG. 7, it is possible to polish the end face by the thickness of the conductive parts 36 and 37 which will become the external electrodes. Therefore, it can be seen that, unlike the conventional laminated piezoelectric element shown in FIGS. 4 and 5, it is possible to easily adjust the frequency by polishing the end face.
なお、上述した実施例では、周波数調整を行な
うため、焼結体の端面(側面)を研磨しても、そ
の研磨は内部電極32a…32dにまで届かな
い。しかしながら、以下に述べる理由により、そ
のこととはほとんど無関係に、周波数調整を行な
うことができる。 In the above embodiment, since frequency adjustment is performed, even if the end face (side surface) of the sintered body is polished, the polishing does not reach the internal electrodes 32a to 32d. However, for reasons discussed below, frequency adjustments can be made almost independently of that.
一般に、圧電体板の共振周波数は、その板を伝
える波の音速(v)と板の形状(辺の長さ)によ
つて決まる。すなわち、
共振周波数r=v/(2×辺の長さ)
となり、共振周波数frは、圧電体板の辺の長さに
反比例する。したがつて、上述したように、焼結
体の端面(側面)を研磨することにより、圧電素
子の共振周波数を調整することができる。 Generally, the resonant frequency of a piezoelectric plate is determined by the sound speed (v) of waves traveling through the plate and the shape (length of the sides) of the plate. That is, the resonance frequency r=v/(2×side length), and the resonance frequency fr is inversely proportional to the side length of the piezoelectric plate. Therefore, as described above, by polishing the end surface (side surface) of the sintered body, the resonance frequency of the piezoelectric element can be adjusted.
なお、補足的に説明すると、焼結体において、
内部電極に挟まれている部分と挟まれていない部
分とでは、波の音速が異なる。すなわち、音速v
は、
v=√1−
ただし、ρは密度、sは弾性定数(コンプライ
アンス)
で表わされる。ここで、内部電極に挟まれている
部分と挟まれていない部分とでは、弾性定数に差
があるが、最大でも10%くらいの差しかない。そ
して、音速は、これの平方根に反比例するため、
せいぜい5%程度の差しか生じない。確かに、音
速は、電極に挟まれた部分と挟まれていない部分
とのそれぞれの弾性定数の寄与によつてもたらさ
れる全体としての平衡弾性定数によつて決まるも
のであるが、第1図に示した圧電素子31に備え
る焼結体は、その大部分が電極に挟まれた構造と
なつている。したがつて、焼結体全体の平均の弾
性定数および音速は、それぞれ、電極に挟まれた
部分の弾性定数および音速に近い値となり、電極
で挟まれていない部分が研磨により削り取られた
としても、焼結体全体の平均弾性定数はほとんど
変わらず、結果として、共振周波数は、焼結体の
寸法にのみほとんど依存することになる。 As a supplementary explanation, in the sintered body,
The sound speed of the wave is different between the part sandwiched by the internal electrodes and the part not sandwiched. That is, the speed of sound v
is v=√1−, where ρ is the density and s is the elastic constant (compliance). Here, there is a difference in elastic constant between the part sandwiched by the internal electrodes and the part not sandwiched, but the difference is only about 10% at most. And since the speed of sound is inversely proportional to the square root of this,
At most, the difference is only about 5%. It is true that the speed of sound is determined by the overall equilibrium elastic constant brought about by the contribution of the elastic constants of the part sandwiched between the electrodes and the part not sandwiched between the electrodes. The sintered body included in the piezoelectric element 31 shown has a structure in which most of the sintered body is sandwiched between electrodes. Therefore, the average elastic constant and sound velocity of the entire sintered body are close to the elastic constant and sound velocity of the part sandwiched between the electrodes, respectively, and even if the part not sandwiched between the electrodes is removed by polishing, , the average elastic constant of the entire sintered body remains almost unchanged, and as a result, the resonant frequency depends almost exclusively on the dimensions of the sintered body.
上述したことは、以下の実施例においても言え
ることである。 What has been described above also applies to the following examples.
第8図は、この発明の第2の実施例を示す概略
斜視図であり、第9図は第8図に示した実施例の
圧電素子を得るのに用いる各電極パターンを示す
ための平面図である。 FIG. 8 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a plan view showing each electrode pattern used to obtain the piezoelectric element of the embodiment shown in FIG. It is.
第8図および第9図から明らかなように、ここ
では各電極パターン42a…42dに、それぞ
れ、2個の突出部が形成されている。たとえば、
電極パターン42aは、セラミツクグリーンシー
ト41aの互いに直交する2辺に、それぞれ、突
出部43a,53aが形成されている。同様に、
他の電極パターン42b…42dにも、2個の突
出部43b,53b…43d,53dが形成され
ている。なお、電極パターン42dについては、
第6図に示した電極パターン32dと同様に、セ
ラミツクグリーンシート42cの上方から見た状
態を示すように描かれており、したがつてセラミ
ツクグリーンシート41cを想像線で示してあ
る。 As is clear from FIGS. 8 and 9, two protrusions are formed in each of the electrode patterns 42a to 42d. for example,
The electrode pattern 42a has protrusions 43a and 53a formed on two mutually orthogonal sides of the ceramic green sheet 41a, respectively. Similarly,
Two protrusions 43b, 53b...43d, 53d are also formed in the other electrode patterns 42b...42d. Regarding the electrode pattern 42d,
Similar to the electrode pattern 32d shown in FIG. 6, it is drawn to show the state seen from above of the ceramic green sheet 42c, and therefore the ceramic green sheet 41c is shown with imaginary lines.
第9図に示した各セラミツクグリーンシート4
1a…41cを、第1図に示した実施例の製作の
場合と同様に同時焼成することにより、焼結体を
得ることができる。ここでは、上記したように各
電極パターン42a…42dに、それぞれ2個の
突出部を設けたことに対応して、切欠が、焼結体
の4辺に形成される。この切欠の形成される位置
を、第9図において破線で示す。この切欠の深さ
および幅は、先に説明した第1図に示した実施例
の場合と同様に形成され得る。 Each ceramic green sheet 4 shown in Figure 9
A sintered body can be obtained by simultaneously firing 1a...41c in the same manner as in the production of the embodiment shown in FIG. Here, notches are formed on the four sides of the sintered body in correspondence with the provision of two protrusions in each of the electrode patterns 42a...42d as described above. The position where this notch is formed is indicated by a broken line in FIG. The depth and width of this notch can be formed in the same manner as in the embodiment shown in FIG. 1 described above.
焼結体の側面に上述のような切欠を形成した
後、導電部46,47,48,49を各切欠内に
形成する。このようにして、第8図に示す圧電素
子41を得ることができる。ここでは、内部電極
42aと内部電極42cとが導電部46,48に
より接続されており、他方内部電極42bと内部
電極42dが導電部47,49により接続されて
いる。したがつて、導電部46,48のいずれか
一方、ならびに導電部47,49のいずれか一方
より、電圧を印加して分極処理を行なうことがで
き、同様に駆動することが可能とされている。 After forming the above-mentioned notches in the side surface of the sintered body, conductive parts 46, 47, 48, and 49 are formed in each of the notches. In this way, the piezoelectric element 41 shown in FIG. 8 can be obtained. Here, internal electrode 42a and internal electrode 42c are connected by conductive parts 46 and 48, and internal electrode 42b and internal electrode 42d are connected by conductive parts 47 and 49, respectively. Therefore, polarization can be performed by applying a voltage from either one of the conductive parts 46, 48 and one of the conductive parts 47, 49, and it is possible to drive in the same way. .
また、周波数調整を行なうに際し、端面を研磨
する場合には、第8図に示した圧電素子41の全
端面を均一に研磨しても、各端面間において質量
の差が生じないため、第1図に示した実施例に比
べてより理想的な拡がり振動を得ることが可能と
なる。 Furthermore, when polishing the end faces when adjusting the frequency, even if all the end faces of the piezoelectric element 41 shown in FIG. It is possible to obtain more ideal spreading vibration than in the embodiment shown in the figure.
第10図は、第8図に示した実施例の断面図を
示し、ここでも導電部46,47の厚み分だけ研
磨したとしても、各内部電極42a42cおよび
42b,42dの電気的接続が確保され得ること
がわかる。なお、導電部48,49を通る面で切
断した場合であつても、同様の断面が現われるこ
とは言うまでもない。 FIG. 10 shows a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 8, and even here, even if the conductive parts 46, 47 are polished by the thickness, the electrical connection between the internal electrodes 42a42c and 42b, 42d is ensured. I know what I'm getting. It goes without saying that even when cutting along a plane passing through the conductive parts 48 and 49, a similar cross section appears.
上述のようにして得られた第1図及び第8図に
示した実施例の圧電素子における端面研磨量と、
共振周波数rとの関係を第11図に示す。第11
図から明らかなように、いずれの実施例において
も、端面研磨量と共振周波数rとの間にはほぼ直
線関係が成立することがわかる。 The amount of end face polishing in the piezoelectric element of the example shown in FIGS. 1 and 8 obtained as described above,
The relationship with the resonance frequency r is shown in FIG. 11th
As is clear from the figure, it can be seen that a substantially linear relationship is established between the end face polishing amount and the resonance frequency r in all the examples.
また、第12図ないし第15図に、それぞれ、
第2図に示した従来の平板型圧電素子、第4図に
示した従来の積層型圧電素子、第1図に示した実
施例ならびに第8図に示した実施例のインピーダ
ンス−周波数特性を示す。第12図ないし第15
図から明らかなように、第12図の従来の平板型
圧電素子1に対して、積層型圧電素子(第4図、
第1図および第8図に示した例)では拡がり振動
のスプリアスとなる高調波を大幅に低減し得るこ
とがわかる。また、この発明の実施例である第1
図および第8図に示した圧電素子31,41によ
れば、3.5ないし4.0×103kHz付近に現われる厚み
振動に基づくスプリアスも大幅に低減し得ること
がわかる。これは、第1図および第8図に示した
実施例の圧電素子31,41では、ノードカツト
により厚み振動に基づくスプリアスが抑圧される
ためと考えられる。 Also, in Figures 12 to 15, respectively,
The impedance-frequency characteristics of the conventional flat piezoelectric element shown in Fig. 2, the conventional multilayer piezoelectric element shown in Fig. 4, the embodiment shown in Fig. 1, and the embodiment shown in Fig. 8 are shown. . Figures 12 to 15
As is clear from the figure, the laminated piezoelectric element (Fig. 4,
It can be seen that in the examples shown in FIGS. 1 and 8), harmonics that become spurious waves of spreading vibration can be significantly reduced. In addition, the first embodiment which is an embodiment of this invention
It can be seen that the piezoelectric elements 31, 41 shown in FIG. 8 and FIG. 8 can also significantly reduce spurious noise based on thickness vibration that appears around 3.5 to 4.0×10 3 kHz. This is considered to be because, in the piezoelectric elements 31 and 41 of the embodiments shown in FIGS. 1 and 8, spurious waves due to thickness vibration are suppressed by the node cuts.
なお、上述した実施例では、いずれもセラミツ
ク層の積層数は3層であつたが、より多くの層数
の圧電素子にもこの発明が適用され得ることは言
うまでもない。また、切欠の形状についても、そ
の平面形状は円弧状に限らず、四角形等の適宜の
形状に構成し得ることは言うまでもない。 In the above-described embodiments, the number of laminated ceramic layers was three, but it goes without saying that the present invention can be applied to piezoelectric elements having a larger number of layers. Furthermore, it goes without saying that the planar shape of the notch is not limited to an arcuate shape, but may be any other suitable shape such as a quadrangular shape.
上記した実施例では、セラミツクグリーンシー
トを積重ねて積層体とし、これを焼成して焼結体
を得、この焼結体の外周部に積層方向に延びる切
欠を形成したが、この他予め切欠を形成したグリ
ーンシートをしの切欠位置を合わせて積重ね、該
積層体を焼成して積層方向に延びる切欠を有する
焼結体を得てもよい。 In the above example, ceramic green sheets were stacked to form a laminate, which was fired to obtain a sintered body, and a notch extending in the stacking direction was formed on the outer periphery of the sintered body. The formed green sheets may be stacked with their notch positions aligned, and the laminate may be fired to obtain a sintered body having notches extending in the stacking direction.
また、大きなセラミツクグリーンシートを用
い、このグリーンシートに予め上記切欠に対応す
る穴を形成し、このグリーンシートを積重ねて焼
成し、単一の圧電素子を得る段階で切断すると
き、上記穴を通る位置で切断し、積層方向に延び
る切欠が形成された状態の単一の圧電素子を複数
個得るようにしてもよい。 In addition, using a large ceramic green sheet, holes corresponding to the above notches are formed in this green sheet in advance, and when the green sheets are stacked and fired and cut to obtain a single piezoelectric element, the holes pass through the holes. A plurality of single piezoelectric elements each having a notch extending in the stacking direction may be obtained by cutting at a certain position.
また、内部電極の形状についても上記実施例に
示したものに限らず、第16図に平面図で示す内
部電極62a,62bのように、セラミツクグリ
ーンシート61a,61bよりわずかに内側に入
り込んだ大きさとしてもよい。すなわち、電極6
2aにおいては、セラミツクグリーンシート61
aの切欠63a,73aに対応して内部電極62
aにも切欠を設けておき、一方の切欠63a側に
該切欠63aまで延びる電極突出部64aを設け
る。同様に、セラミツクグリーンシート61b上
の内部電極62bについても、切欠63b,73
bのうちの一方の切欠73bに延びる突出部64
bを形成する。このように内部電極62a,62
bは、セラミツクグリーンシート61a,61b
の切欠63b…73bの最も奥に位置する部分よ
りも外側にまで延びて形成されているため、先に
説明した実施例に比べて、内部電極62a,62
bの面積が大きくされており、したがつて圧電性
がより高められ得ることがわかる。 Further, the shape of the internal electrodes is not limited to that shown in the above embodiment, but has a shape slightly inward from the ceramic green sheets 61a, 61b, such as internal electrodes 62a, 62b shown in a plan view in FIG. It can also be used as a salad. That is, electrode 6
In 2a, the ceramic green sheet 61
The internal electrodes 62 correspond to the notches 63a and 73a of a.
A notch is also provided in the notch 63a, and an electrode protrusion 64a extending to the notch 63a is provided on one notch 63a side. Similarly, regarding the internal electrode 62b on the ceramic green sheet 61b, the notches 63b, 73
A protrusion 64 extending to one notch 73b of b.
form b. In this way, the internal electrodes 62a, 62
b is ceramic green sheet 61a, 61b
Since the notches 63b...73b are formed to extend outward from the innermost portions, the internal electrodes 62a, 62
It can be seen that the area b is increased, and therefore the piezoelectricity can be further enhanced.
より好ましくは、第17図に示すように、切欠
83a,93a,83b,93b近傍の部分を除
いては、セラミツクグリーンシートの端縁まで延
びる内部電極82a,82bを用いれば、電極面
積はより大きくされ、したがつてさらに一層圧電
性が高められ得る。 More preferably, as shown in FIG. 17, by using internal electrodes 82a and 82b that extend to the edge of the ceramic green sheet except for the portions near the notches 83a, 93a, 83b, and 93b, the electrode area can be increased. Therefore, the piezoelectricity can be further enhanced.
[発明の効果]
以上のように、この発明によれば、積層方向か
ら見たときに焼結体の外周部の少なくとも2以上
の箇所に積層方向に延びる切欠が形成されてお
り、該切欠には接続されるべき内部電極の端部の
みが露出されており、かつ接続されるべき内部電
極同士を電気的に接続するための導電部が形成さ
れているので、側面の研磨により、容易かつ確実
に周波数の調整が可能な圧電素子を得ることがで
きる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, notches extending in the stacking direction are formed at at least two or more locations on the outer circumference of the sintered body when viewed from the stacking direction, and the cutouts extend in the stacking direction. Since only the ends of the internal electrodes to be connected are exposed, and a conductive part is formed to electrically connect the internal electrodes to be connected, polishing the sides allows easy and reliable connection. A piezoelectric element whose frequency can be adjusted can be obtained.
この発明の圧電素子は、たとえばセダー型フイ
ルタの第2共振子に好適であるが、その他発振子
もしくは共振子一般に利用し得るものであること
を指摘しておく。 It should be pointed out that the piezoelectric element of the present invention is suitable for, for example, the second resonator of a Cedar type filter, but can also be used for other oscillators or resonators in general.
第1図は、この発明の一実施例を示す概略斜視
図である。第2図は、従来の圧電素子の一例を示
す概略斜視図である。第3図は、第2図に示した
圧電素子の断面図である。第4図は、従来の圧電
素子の他の例を示す概略斜視図である。第5図
は、第4図に示した圧電素子の断面図である。第
6図は、第1図に示した実施例を作成するのに用
いる電極パターンを説明するための平面図であ
る。第7図は、第1図に示した実施例の断面図で
ある。第8図は、この発明の第2の実施例を示す
概略斜視図である。第9図は、第8図に示した実
施例を作成するのに用いられる電極パターンを説
明するための平面図である。第10図は、第8図
に示した実施例の断面図である。第11図は、こ
の発明の実施例における端面研磨量と共振周波数
との関係を示す図である。第12図は、第1図に
示した従来の圧電素子のインピーダンス−周波数
特性を示す図である。第13図は、第4図に示し
た従来の圧電素子のインピーダンス−周波数特性
を示す図である。第14図は、第1図に示した実
施例のインピーダンス−周波数特性を示す図であ
る。第15図は、第8図に示した実施例のインピ
ーダンス−周波数特性を示す図である。第16図
は内部電極の形状の他の例を示す平面図である。
第17図は内部電極の形状のさらに他の例を示す
平面図である。
図において、31は圧電素子、31a…31c
はセラミツク層、32a…32dは内部電極、3
3a…33dは突出部、34a…34dは主領
域、36,37は導電部、41は圧電素子、41
a…41cはセラミツク層、42a…42dは内
部電極、43a…43d、53a…53dは突出
部、44a…44dは主領域、46,47,4
8,49は導電部、61a,61bはセラミツク
グリーンシート、62a,62bは内部電極、6
3a,63b,73a,73bは切欠、64a,
64bは突出部、82a,82bは内部電極、8
3a,83b,93a,93bは切欠、84a,
84bは突出部を示す。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a conventional piezoelectric element. FIG. 3 is a cross-sectional view of the piezoelectric element shown in FIG. 2. FIG. 4 is a schematic perspective view showing another example of a conventional piezoelectric element. FIG. 5 is a sectional view of the piezoelectric element shown in FIG. 4. FIG. 6 is a plan view for explaining the electrode pattern used to create the embodiment shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view of the embodiment shown in FIG. 1. FIG. 8 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the invention. FIG. 9 is a plan view for explaining the electrode pattern used to create the embodiment shown in FIG. 8. FIG. 10 is a sectional view of the embodiment shown in FIG. 8. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the amount of end face polishing and the resonant frequency in an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a diagram showing the impedance-frequency characteristics of the conventional piezoelectric element shown in FIG. 1. FIG. 13 is a diagram showing the impedance-frequency characteristics of the conventional piezoelectric element shown in FIG. 4. FIG. 14 is a diagram showing the impedance-frequency characteristics of the embodiment shown in FIG. 1. FIG. 15 is a diagram showing the impedance-frequency characteristics of the embodiment shown in FIG. 8. FIG. 16 is a plan view showing another example of the shape of the internal electrodes.
FIG. 17 is a plan view showing still another example of the shape of the internal electrodes. In the figure, 31 is a piezoelectric element, 31a...31c
3 is a ceramic layer, 32a...32d is an internal electrode, and 3
3a...33d are protruding parts, 34a...34d are main regions, 36, 37 are conductive parts, 41 is a piezoelectric element, 41
a...41c is a ceramic layer, 42a...42d are internal electrodes, 43a...43d, 53a...53d are protrusions, 44a...44d are main regions, 46, 47, 4
8, 49 are conductive parts, 61a, 61b are ceramic green sheets, 62a, 62b are internal electrodes, 6
3a, 63b, 73a, 73b are notches, 64a,
64b is a protrusion, 82a and 82b are internal electrodes, 8
3a, 83b, 93a, 93b are notches, 84a,
84b indicates a protrusion.
Claims (1)
み方向に重なり合うように内部電極を介して積層
され、一体に焼結されてなる焼結体を用いた、拡
がり振動モードを利用する積層型圧電素子であつ
て、 積層方向から見たときに、前記焼結体の外周部
の少なくとも2以上の箇所に積層方向に延びる切
欠が形成されており、該切欠には、接続されるべ
き内部電極の端部のみが露出されており、かつ前
記接続されるべき内部電極同士を電気的に接続す
るための導電部が形成されている、前記焼結体の
外周部を研磨することにより周波数調整可能な圧
電素子。 2 前記内部電極の前記切欠に臨む端部は、前記
切欠の最大幅とほぼ等しい幅で中央の主領域から
外側に向つて突出形成されており、前記内部電極
の中央の主領域は、前記突出形成された端部を除
いては、前記切欠の奥行よりも中央側に寄せられ
て形成されている、特許請求の範囲第1項記載の
周波数調整可能な圧電素子。 3 前記内部電極は、前記切欠部分で該切欠に沿
う形状に切欠かれており、かつ接続されるべき内
部電極の該切欠部分には突出部が設けられてお
り、それにより焼結体の切欠に内部電極が露出さ
れている、特許請求の範囲第1項記載の周波数調
整可能な圧電素子。 4 前記内部電極は、焼結体の切欠に沿う形状の
切欠部分を除いては焼結体の端面まで延ばされて
おり、前記電極突出部の露出幅は、焼結体の切欠
の幅よりも狭く形成されている、特許請求の範囲
第3項記載の周波数調整可能な圧電素子。 5 前記内部電極は、1層おきに同一の切欠にそ
の端部が露出されており、それによつて前記導電
部により相互に電気的に接続されている、特許請
求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の
周波数調整可能な圧電素子。[Scope of Claims] 1. Lamination using a spreading vibration mode using a sintered body in which a plurality of ceramic green sheets are laminated via internal electrodes so as to overlap each other in the thickness direction and sintered as one body. type piezoelectric element, when viewed from the stacking direction, cutouts extending in the stacking direction are formed at at least two or more locations on the outer circumferential part of the sintered body, and the cutouts include internal connections to be connected. Frequency adjustment is performed by polishing the outer periphery of the sintered body, in which only the ends of the electrodes are exposed and a conductive part is formed to electrically connect the internal electrodes to be connected. possible piezoelectric element. 2. The end portion of the internal electrode facing the notch is formed to protrude outward from the central main region with a width approximately equal to the maximum width of the notch, and the central main region of the internal electrode is formed to protrude outward from the central main region. 2. The frequency-adjustable piezoelectric element according to claim 1, wherein the piezoelectric element is formed closer to the center than the depth of the notch except for the formed end portion. 3. The internal electrode is notched at the notch portion in a shape that follows the notch, and the notch portion of the internal electrode to be connected is provided with a protrusion, so that the notch of the sintered body is provided with a protrusion. The frequency adjustable piezoelectric element according to claim 1, wherein the internal electrode is exposed. 4. The internal electrode extends to the end face of the sintered body except for a notch portion shaped to follow the notch of the sintered body, and the exposed width of the electrode protrusion is wider than the width of the notch of the sintered body. 4. The frequency-adjustable piezoelectric element according to claim 3, wherein the piezoelectric element is narrow. 5. Claims 1 to 4, wherein the internal electrodes have their ends exposed in the same notch in every other layer, and are thereby electrically connected to each other by the conductive part. The frequency-adjustable piezoelectric element according to any one of paragraphs.
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