壓電元件單元以及驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如作為驅(qū)動被驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動裝置的一部分而被優(yōu)選使用的壓電元件單元以及具備該壓電元件單元的驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電元件是利用壓電效應(yīng)以及逆壓電效應(yīng)來對機(jī)械位移和電氣位移進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的元件。這樣的壓電元件例如通過在成形?燒成壓電陶瓷并獲得元件主體之后將電極形成于該元件主體并進(jìn)一步實施極化處理來制造。
[0003]因為由壓電元件獲得的機(jī)械位移是比較微小的，所以壓電元件例如作為要求精密而且正確的控制的驅(qū)動裝置而被優(yōu)選使用。更加具體來說，可以列舉透鏡驅(qū)動用、HDD的頭部驅(qū)動用、噴墨打印機(jī)的頭部驅(qū)動用、燃料噴射閥驅(qū)動用等的用途。
[0004]例如，作為使用了壓電元件的驅(qū)動裝置，公開了具有將驅(qū)動桿和支撐臺分別粘結(jié)于壓電元件的兩端部的構(gòu)造的驅(qū)動裝置(參照專利文獻(xiàn)I等)。
[0005]在現(xiàn)有的層疊型壓電元件中，為了將配線用引線連接于壓電元件的外部電極，一般使用焊料。然而，由于焊料接合時的熱，會有對由陶瓷構(gòu)成的元件主體產(chǎn)生損傷的擔(dān)憂。另外，在使用壓電元件的時候，在冷熱循環(huán)被施加了的情況下也會有由于元件主體與焊料的收縮率的差異而引起的裂紋成為問題的可能性。
[0006]另外，也提出了替代焊料而使用導(dǎo)電性膏體的嘗試，但是在配線用引線與元件主體的接合強(qiáng)度方面存在問題并且在耐濕性方面也較弱，從而在可靠性方面會有問題。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-119074號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種對元件主體的損傷少而且在耐濕性以及連接可靠性方面表現(xiàn)優(yōu)異并且能夠使機(jī)械強(qiáng)度提高的壓電元件單元、以及具有該壓電元件單元的驅(qū)動
目.ο
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的壓電元件單元，其特性在于，具備:元件主體，具有夾著壓電體層而層疊的內(nèi)部電極、以及相對于所述內(nèi)部電極被電連接的一對外部電極；電連接部，用于將配線部連接于所述外部電極；所述電連接部由導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部所構(gòu)成，所述導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部被樹脂部覆蓋。
[0010]在本發(fā)明的壓電元件單元中，不使用焊料而使用導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部來將配線部連接于元件主體的外部電極。因此，在將配線部連接于外部電極的時候，可以施加使導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部固化的程度的熱，從而不加熱到使焊料熔融的溫度。因此，由于相對于元件主體的熱而引起的損傷基本上沒有并且兀件的性能提尚。
[0011]再有，在使用壓電元件的時候，即使是在冷熱循環(huán)被施加了的情況下，導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部也因為彈性模量低于構(gòu)成元件主體的陶瓷幾個數(shù)量級，所以容易吸收熱收縮差并且在元件主體上不會產(chǎn)生裂紋等。再有，通過導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部被樹脂部覆蓋從而配線部難以從元件主體的外部電極剝離，并且連接部上的機(jī)械強(qiáng)度提高。另外，通過導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部被樹脂部覆蓋從而在連接部上的耐濕性提高，并且連接可靠性也提高。
[0012]粘結(jié)所述元件主體的層疊方向上的一個端面和以與該一個端面相對的方式被配置的連結(jié)構(gòu)件的安裝面的粘結(jié)劑也可以構(gòu)成所述樹脂部，所述樹脂部從所述安裝面一體地覆蓋到所述導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部。樹脂部通過兼?zhèn)溥B結(jié)元件主體和連結(jié)構(gòu)件的功能，從而制造變得容易并且以簡單的結(jié)構(gòu)就能夠提高機(jī)械強(qiáng)度。
[0013]所述導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部也可以由導(dǎo)電性膏體構(gòu)成。通過導(dǎo)電性膏體進(jìn)行構(gòu)成從而能夠防止焊料浸出等。
[0014]所述元件主體也可以在其內(nèi)部具有所述壓電體層與所述內(nèi)部電極被交替地層疊的活性部、以及在所述活性部的層疊方向的兩端形成的非活性部，所述導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部較所述活性部與非活性部的界面更位于所述安裝面?zhèn)取?br>[0015]通過這樣進(jìn)行構(gòu)成，從而樹脂部在對應(yīng)于活性部與非活性部的界面的位置上覆蓋元件主體的外側(cè)面，而且能夠覆蓋導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部的外周?；钚圆颗c非活性部的界面為元件主體中脆弱的部分，通過用樹脂部覆蓋該部分從而能夠提高元件主體的機(jī)械強(qiáng)度(例如抗彎強(qiáng)度)。
[0016]所述樹脂部也可以覆蓋作為所述導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部的表面的從所述外部電極隆起的所述導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部的隆起表面的整體。樹脂部通過覆蓋導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部的隆起表面的整體，從而能夠有效地防止層疊型壓電元件在導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部的周邊發(fā)生折斷的現(xiàn)象。另外，導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部因為成為被埋入到樹脂部內(nèi)部的狀態(tài)，所以導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部起到作為強(qiáng)化樹脂部與元件主體的接合的錨栓的作用，因而壓電元件單元具有較高的接合可靠性。
[0017]另外，例如，樹脂部也可以覆蓋從導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部露出的配線部的至少一部分。
[0018]因為通過樹脂部覆蓋從導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部露出的配線部的一部分從而實現(xiàn)了加強(qiáng)導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部與配線部的接合的作用，所以壓電元件單元具有優(yōu)異的可靠性。另外，通過樹脂部覆蓋接近于導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)部的配線部，從而能夠有效地防止配線部接觸于連接構(gòu)件等而發(fā)生短路的問題。
[0019]本發(fā)明所涉及的驅(qū)動裝置具有以上所述的壓電元件單元。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的壓電元件單元的部分截面的概略圖。
[0021]圖2是圖1所表示的壓電元件單元的主要部分的放大截面圖。
[0022]圖3是圖1以及圖2所表示的壓電元件單元的元件主體的立體圖。
[0023]圖4是表示圖1以及圖2所表示的壓電元件單元的制造過程的立體圖。
[0024]圖5是表示繼圖4之后的工序的部分立體圖。
[0025]圖6A是表示本發(fā)明的其他實施方式所涉及的壓電元件單元的主要部分放大截面圖。
[0026]圖6B是本發(fā)明的又一其他實施方式所涉及的壓電元件單元的主要部分放大截面圖。
[0027]圖7A是表示關(guān)于本發(fā)明的實施例所涉及的壓電元件單元的抗彎強(qiáng)度的測定方法的概念圖，圖7B是表示關(guān)于本發(fā)明的參考例所涉及的壓電元件單元的抗彎強(qiáng)度的測定方法的概念圖。
[0028]圖8是表示關(guān)于本發(fā)明的實施例以及參考例所涉及的壓電元件單元的抗彎強(qiáng)度的測定結(jié)果的圖表。
[0029]圖9是表示關(guān)于本發(fā)明的實施例以及參考例所涉及的壓電元件單元的耐濕試驗前后的引線的拉伸強(qiáng)度的變化的圖表。
【具體實施方式】
[0030]以下，基于附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0031]第I實施方式
[0032]圖1是表示使用了本發(fā)明的一個實施方式所涉及的壓電元件單元10的透鏡驅(qū)動裝置60的概念圖。透鏡驅(qū)動裝置60除了壓電元件單元10之外還具備相對于軸(shaft)44移動自如地被卡合的移動構(gòu)件56、將電壓施加于元件主體20的驅(qū)動電路58。移動構(gòu)件56保持透鏡，移動構(gòu)件56以及被保持于該構(gòu)件的透鏡沿著軸44的軸心(Z軸)能夠相對于軸44進(jìn)行相對移動。
[0033]壓電元件單元10具備由層疊型壓電元件構(gòu)成的元件主體20、錘42、軸44。另外，壓電元件單元10進(jìn)一步具備電連接元件主體20和驅(qū)動電路58的配線部32、將配線部32連接于第I以及第2外部電極28a，28b的電連接部30。電連接部30例如由導(dǎo)電性膏體等導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)劑等所構(gòu)成。
[0034]元件主體20由驅(qū)動電路58而被施加電壓從而發(fā)生變形。伴隨于此，被連接于元件素體20的軸44在Z軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(振動)。驅(qū)動電路58所輸出的電壓波形并沒有特別的限定，但是驅(qū)動電路58例如通過輸出鋸齒波形的電壓波形，從而能夠使移動構(gòu)件56產(chǎn)生超過壓電元件單元10的變形量以及伴隨于此的軸44的位移量的移動量。
[0035]還有，在本實施方式中，列舉將壓電元件單元10應(yīng)用于透鏡驅(qū)動裝置60的方式為例來進(jìn)行說明，但是作為應(yīng)用壓電元件單元10的裝置并不限定于此，壓電元件單元10也能夠應(yīng)用于其他驅(qū)動裝置等。
[0036]如圖1以及圖3所示，壓電元件單元10的元件主體20具有大致棱柱狀(在本實施方式中為四棱柱)的外觀形狀，并且具有壓電體層26、第I以及第2內(nèi)部電極27a，27b、第I以及第2外部電極28a，28b。還有，元件主體20的外觀形狀并不限定于棱柱狀，圓柱狀、橢圓柱狀等其他形狀也是可以的。
[0037]在元件主體20的內(nèi)部，第I內(nèi)部電極27a以及第2內(nèi)部電極27b夾著壓電體層26而被交替地層疊。第I外部電極28a和第2外部電極28b被形成于元件主體20的面中沿著層疊方向(Z軸方向)進(jìn)行延伸的側(cè)面。如圖3所示，第I外部電極28a被形成于沿著層疊方向進(jìn)行延伸的第I側(cè)面25a，第2外部電極28b被形成于朝著在X軸方向上與第I側(cè)面25a相反方向的第2側(cè)面25b。
[0038]第I內(nèi)部電極27a被電連接于第I外部電極28a，第2內(nèi)部電極27b被電連接于第2外部電極28b。另外，在元件主體20的側(cè)面中，在第I以及第2外部電極28a，28b沒有被形成的第3側(cè)面25c以及第4側(cè)面25d(在Y軸方向上進(jìn)行相對)，也可以預(yù)先形成用于防止迀移(migrat1n)的樹脂層。
[0039]還有，在附圖中，X軸、Y軸以及Z