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壓電元件及壓電元件的制造方法與流程

文檔序號(hào):11970760閱讀:348來源:國知局
壓電元件及壓電元件的制造方法與流程
本發(fā)明涉及壓電元件。

背景技術(shù):
壓電元件具有陶瓷基板和形成在該陶瓷基板的表面上的電極。若在壓電元件的陶瓷基板上施加外力,則陶瓷基板形變,在電極上產(chǎn)生電壓(壓電效應(yīng))。另外,若在壓電元件的電極上施加電壓,則電場施加在陶瓷基板上,陶瓷基板形變(逆壓電效應(yīng))。再者,在日本特開2005-72325號(hào)公報(bào)中公開了具有多個(gè)內(nèi)部電極的壓電元件。在想要得到上述壓電效應(yīng)或逆壓電效應(yīng)時(shí),因形成在陶瓷基板的表面上的電極的剛性而阻礙了陶瓷基板的形變。由此,出現(xiàn)陶瓷基板的形變量減少,且壓電元件難以形變的問題。例如,在想要得到壓電效應(yīng)時(shí),如果壓電元件難以形變,則相對(duì)于施加在壓電元件上的力,產(chǎn)生的電壓變小。另外,在想要得到逆壓電效應(yīng)時(shí),如果壓電元件難以形變,則相對(duì)于施加在壓電元件上的電壓,產(chǎn)生的形變量變小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因而,在本說明書中,提供一種具有難以阻礙陶瓷基板的形變的電極的壓電元件。本說明書所公開的壓電元件具有陶瓷基板和電極,所述陶瓷基板在表面上形成有槽,所述電極形成在所述陶瓷基板的所述表面上且跨越所述槽延伸。在所述槽的底面與跨越該槽的部分的所述電極之間,形成有至少一個(gè)間隙。在該壓電元件中,在槽的底面和電極之間形成有間隙。即,電極在槽的底面不與陶瓷基板接觸。該不與陶瓷基板接觸的部分的電極比與陶瓷基板接觸的部分的電極能夠更柔軟地變形。因此,很難因電極阻礙陶瓷基板的形變。因而,該壓電元件容易形變。另外,本說明書提供新的壓電元件的制造方法。該制造方法包括:在形成有槽的陶瓷基板的表面上形成跨越所述槽而延伸的電極的工序;以及通過加熱陶瓷基板,使電極從槽的底面剝離的工序。根據(jù)該制造方法,能夠制造具有跨越槽的部分不與陶瓷基板接觸的電極的壓電元件。附圖說明圖1是實(shí)施例的壓電元件10的縱剖視圖。圖2是電極14和陶瓷基板12的邊界部分的放大剖視圖。圖3是與圖2相對(duì)應(yīng)的剖面的電子顯微鏡照片。圖4是陶瓷基板12的上表面12a的電子顯微鏡照片。圖5是表示壓電元件10的制造方法的流程圖。圖6是比較例的壓電元件的電極14和陶瓷基板12的邊界部分的放大剖視圖。圖7是與圖6相對(duì)應(yīng)的剖面的電子顯微鏡照片。圖8是表示各壓電元件的評(píng)價(jià)結(jié)果的表。圖9是變形例的壓電元件的電極14和陶瓷基板12的邊界部分的剖面的電子顯微鏡照片。具體實(shí)施方式也可以在電極的內(nèi)部形成比槽的底部的至少一個(gè)間隙還小的微細(xì)孔。根據(jù)該結(jié)構(gòu),電極整體能夠更柔軟地變形。因此,能夠得到更易形變的壓電元件。也可以使跨越槽的部分的電極內(nèi)的微細(xì)孔的體積比率高于沒有跨越槽的部分的電極內(nèi)的微細(xì)孔的體積比率。根據(jù)該結(jié)構(gòu),跨越槽的部分的電極能夠更柔軟地變形。因此,能夠得到更易形變的壓電元件。電極的厚度也可以是50nm以上且500nm以下。根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于電極的厚度足夠薄,因此電極能夠更柔軟地變形。因此,能夠得到更易形變的壓電元件。形成間隙的槽也可以是在燒成陶瓷基板時(shí)形成在燒成面上的槽。該槽在燒成陶瓷基板時(shí)自然地形成在陶瓷基板的燒成面上。如果使用該槽,則能夠很容易地形成間隙。槽也可以沿著出現(xiàn)在所述陶瓷基板的上表面上的晶粒的邊界形成。間隙也可以在陶瓷基板的表面上形成多個(gè)。壓電元件也可以用作利用了d31方向的形變的驅(qū)動(dòng)器。也可以在相對(duì)于陶瓷基板的所述表面成為相反側(cè)的表面的背面上形成槽。進(jìn)而還可以具有形成在背面上,且跨越背面的槽延伸的電極。也可以在背面的槽的底面和跨越該槽的部分的電極之間形成至少一個(gè)間隙。根據(jù)該結(jié)構(gòu),陶瓷基板由一對(duì)電極夾住。由于一對(duì)電極的雙方能夠柔軟地變形,因此能夠得到更易形變的壓電元件。也可以在陶瓷基板的背面形成多個(gè)間隙。一對(duì)電極面對(duì)的方向也可以是陶瓷基板的厚度方向。即,一對(duì)電極也可以是產(chǎn)生施加在陶瓷基板上的電場之中最高的電場的電極。例如,利用d33方向的形變的壓電元件有時(shí)具備多個(gè)內(nèi)部電極。在這種壓電元件的端面上形成有用于相互連接內(nèi)部電極的電極(配線)。上述一對(duì)電極與形成在利用d33方向的形變的壓電元件的端面上的電極不同。槽的底面與電極之間的間隙也可以沿著槽延伸。實(shí)施例如圖1所示,實(shí)施例的壓電元件10具備陶瓷基板12、電極14和電極16。電極14形成在陶瓷基板12的上表面12a上。電極16形成在陶瓷基板12的下表面12b上。陶瓷基板12由壓電體構(gòu)成。再者,以下,有時(shí)將陶瓷基板12的厚度方向稱為Z方向,將與Z方向正交的一個(gè)方向(沿著陶瓷基板12的上表面的方向)稱為X方向,將相對(duì)于X方向及Z方向這雙方正交的方向稱為Y方向。再者,對(duì)于壓電元件10,由從電極14朝向電極16的方向的電場實(shí)施了極化處理。若在電極14和電極16之間施加電極14成為高電位的電壓,則相對(duì)于陶瓷基板12沿著Z方向施加電場。于是,陶瓷基板12如箭頭100所示那樣向Z方向膨脹,同時(shí)如箭頭102所示那樣向X方向及Y方向收縮。壓電元件10被用作利用了X方向的形變的驅(qū)動(dòng)器。即,壓電元件10是利用了施加在陶瓷基板12上的電場的方向(即,Z方向)與驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)所采用的形變的方向(即,X方向)大致正交的d31方向的形變的壓電元件。圖2是壓電元件10的縱剖視圖,放大表示陶瓷基板12和電極14的邊界面。另外,圖3表示與圖2相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的壓電元件10的電子顯微鏡照片。如圖2、3所示,在陶瓷基板12的上表面12a上形成有多個(gè)槽20。圖4表示陶瓷基板12的上表面12a的電子顯微鏡照片。在陶瓷基板12中存在多個(gè)晶粒22,如圖4所示,晶粒22出現(xiàn)在陶瓷基板12的上表面12a上。槽20沿著出現(xiàn)在陶瓷基板12的上表面12a上的晶粒22的邊界(晶界)形成。槽20在燒成陶瓷基板12的過程中形成在其燒成面上。在此所說的“燒成面”只要是在上述燒成工序中燒成的陶瓷基板12的面,則沒有特別地限定,在僅指陶瓷基板12的上表面12a的情況和指陶瓷基板12的上表面12a及下表面12b這雙方的情況下,都能夠使用。如圖2、3所示,電極14沿著陶瓷基板12的上表面12a的凹凸形成。只是,電極14不與槽20的底面接觸。再者,在此所說的槽20的底面指的是槽20的最深部的表面。在電極14和槽20的底面之間形成有間隙30。間隙30沿著槽20延伸。各間隙30的寬度(平行于陶瓷基板12的上表面12a的方向的寬度(在圖2中是X方向的尺寸))是260nm~500nm左右,其平均值約為330nm。另外,各間隙30的深度(Z方向的尺寸)約為54nm~110nm左右,其平均值約為80nm。另外,電極14的厚度是100nm~370nm左右。在電極14的內(nèi)部形成有多個(gè)微細(xì)孔40。微細(xì)孔40是直徑約為20nm~80nm左右的間隙。微細(xì)孔40的體積比形成在槽20的底面上的間隙30的體積小得多。再者,微細(xì)孔40的尺寸根據(jù)位置而不同。跨越槽20的部分的電極14(即,間隙30的上部的電極14)的內(nèi)部的微細(xì)孔40的直徑是30~80nm左右,其平均值約為45nm。相對(duì)于此,沒有跨越槽20的部分的電極(與陶瓷基板12接觸的部分的電極14)的內(nèi)部的微細(xì)孔40的直徑是20~60nm左右,其平均值約為35nm。即,微細(xì)孔40的直徑的平均值是跨越槽20的部分的電極14的一方大于沒有跨越槽20的部分的電極14的一方。另外,電極14內(nèi)的微細(xì)孔40的體積比率也是跨越槽20的部分的一方大于沒有跨越槽20的部分??缭讲?0的部分的電極14的內(nèi)部的微細(xì)孔40的體積比率約為8%。相對(duì)于此,沒有跨越槽20的部分的電極14的內(nèi)部的微細(xì)孔40的體積比率約為4%。陶瓷基板12的下表面12b側(cè)的電極16形成為與上表面12a側(cè)的電極14大致相同。即,在陶瓷基板12的下表面12b上也形成有多個(gè)槽20,電極16以跨越下表面12b的槽20的方式形成。在下表面12b的槽20的底面和電極16之間形成有間隙30。另外,在電極16的內(nèi)部形成有微細(xì)孔40。電極16的內(nèi)部的微細(xì)孔40比電極16和槽20的底面之間的間隙30小得多。微細(xì)孔40的尺寸及體積比率都是跨越槽20的部分的電極16一方大于沒有跨越槽20的部分的電極16。接下來,說明壓電元件10的制造方法。圖5是表示壓電元件10的制造方法的流程圖。首先,在步驟S2中,以壓電體為主要原料的生片成型為板狀。在此,將生片的表面形成得大致平坦。在步驟S4中,將生片加熱。由此,生片被脫溶劑及燒成,從而得到陶瓷基板12。在燒成中,陶瓷基板12多結(jié)晶化,并在陶瓷基板12中形成晶粒。由此,在陶瓷基板12的表面上形成槽20。這時(shí)的陶瓷基板12的表面粗糙度以Ra是0.01~0.1um。在步驟S6中,在陶瓷基板12的上表面12a及下表面12b上均勻地涂敷樹脂酸金。在本實(shí)施例中,通過網(wǎng)板印刷或旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷樹脂酸金。通過之后的干燥,有機(jī)溶劑揮發(fā),形成樹脂酸金的干燥膜。再者,樹脂酸金是由溶解在有機(jī)溶劑中的Au(金)的有機(jī)金屬化合物構(gòu)成的糊料。另外,在樹脂酸金中添加有微量的玻璃成分,以使得后述的Au膜相對(duì)于陶瓷基板12很好地粘合。再者,在本實(shí)施例中,雖然說明了使用了樹脂酸金的例子,但作為有機(jī)金屬化合物也可以使用含有Pt(鉑)或Cu(銅)的樹脂鹽酸。在步驟S8中,用帶式燒成爐加熱陶瓷基板12。帶式燒成爐是以陶瓷基板12通過爐內(nèi)的方式構(gòu)成的燒成爐。當(dāng)陶瓷基板12在爐內(nèi)移動(dòng)時(shí),用預(yù)定的溫度曲線加熱陶瓷基板12。帶式燒成爐內(nèi)的最高溫度設(shè)定為約600℃。陶瓷基板12一進(jìn)入帶式燒成爐就被升溫,并在約600℃的溫度時(shí)維持預(yù)定時(shí)間。在升溫過程中,樹脂酸金中的有機(jī)成分被脫溶劑。之后,當(dāng)陶瓷基板12達(dá)到約600℃的最高溫度時(shí),由于玻璃熔融,Au燒結(jié),從而在陶瓷基板12的上表面12a及下表面12b上形成Au膜。該Au膜就是電極14、16。通過使樹脂酸金中的有機(jī)成分脫溶劑,能夠形成厚度薄至100~370nm左右且在內(nèi)部具有多個(gè)微細(xì)孔40的電極14、16。若用帶式燒成爐加熱電極14、16,則認(rèn)為電極14、16以如下的方式變形。即,若加熱電極14、16,則如上所述,電極14、16中的有機(jī)成分被脫溶劑,在電極14、16內(nèi)形成多個(gè)比較大的間隙40。之后,若電極14、16被加熱到約600℃,則由于Au原子在電極14、16的內(nèi)部燒結(jié),因此電極14、16收縮。隨著電極14、16收縮,間隙40變小,同時(shí)間隙40的個(gè)數(shù)減少。另外,隨著電極14、16的收縮進(jìn)行,電極14、16的厚度變薄。這時(shí),由于電極14、16的燒結(jié)向由陶瓷基板12的槽20包圍的高的部分進(jìn)行,因此如圖2的箭頭所示,收縮還向遠(yuǎn)離槽20的方向發(fā)生。其結(jié)果,槽20內(nèi)的電極14、16從槽20的底面剝離,形成間隙30。另外,由于電極14、16如此收縮,因此在跨越槽20的部分的電極14、16內(nèi),暫且變小的微細(xì)孔40擴(kuò)大。因此跨越槽20的部分的電極14、16內(nèi)的微細(xì)孔40的體積比率變高。另外,若持續(xù)提高步驟S8的最高溫度,則微細(xì)孔40彼此相連的比例以及微細(xì)孔40貫通電極14、16而與間隙30及電極14、16的外部連通的比例增加。其結(jié)果,陶瓷基板12的外表面經(jīng)由微細(xì)孔40露出于電極14、16的外部的比例增加。在步驟S10中,切割陶瓷基板12,從而分割成多個(gè)壓電元件10。這樣就制造出了上述壓電元件10。接下來,與比較例1、2的壓電元件比較而說明實(shí)施例的壓電元件的特性。在圖6、7中,表示了比較例1、2的壓電元件的縱剖面(在比較例1和比較例2中,壓電元件的剖面結(jié)構(gòu)大致相同)。比較例1、2的壓電元件是對(duì)于與實(shí)施例的壓電元件相同的陶瓷基板12通過濺射來形成電極14、16的部件。再者,電極14、16由形成在陶瓷基板12上的Ni-Cr膜(鎳和鉻的合金的膜)和形成在Ni-Cr膜上的Au膜構(gòu)成。另外,比較例1的壓電元件是在大致常溫下進(jìn)行濺射而形成電極14、16,比較例2的壓電元件是在將陶瓷基板12加熱到約230℃的同時(shí)進(jìn)行濺射而形成了電極14、16。如圖6、7所示,通過濺射,形成密合在包括槽20內(nèi)的陶瓷基板12的表面整體上的電極14、16。即,在比較例1、2的壓電元件10中,在槽20內(nèi)沒有形成間隙30。另外,通過濺射形成致密的電極14、16。即,在比較例1、2的壓電元件10的電極14、16內(nèi)沒有形成微細(xì)孔40。圖8表示對(duì)于實(shí)施例的壓電元件和比較例1、2的壓電元件評(píng)價(jià)c軸晶疇取向率和形變量的結(jié)果。在此,評(píng)價(jià)了在制造后進(jìn)行250℃的高溫老化試驗(yàn)且之后實(shí)施了極化處理的樣品、和在制造后沒有進(jìn)行高溫老化試驗(yàn)但實(shí)施了極化處理的樣品。再者,圖8的c軸晶疇取向率是通過對(duì)各壓電元件的陶瓷基板12進(jìn)行X射線衍射而分別測定晶體的c軸的衍射強(qiáng)度Ic和晶體的a軸的衍射強(qiáng)度Ia,并由Ic/(Ia+Ic)的公式算出的值。c軸晶疇取向率高表示在陶瓷基板12中存在很多c軸沿著電場的施加方向的晶體。因而,c軸晶疇取向率高意味著陶瓷基板12中的晶體的晶疇旋轉(zhuǎn)難以發(fā)生,并且在施加電場時(shí)陶瓷基板12要形變的量較小。已知如果陶瓷元件中所產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力大,則c軸晶疇取向率變大。再者,c軸晶疇取向率只表示陶瓷基板12的特性。各壓電元件的實(shí)際的形變難易度不只是根據(jù)陶瓷基板12,還根據(jù)電極14、16的結(jié)構(gòu)而變化。另外,圖8的形變量通過在各壓電元件的電極14、16之間施加預(yù)定的電壓,并檢測X方向的形變量(尺寸的變化量)而測定。圖8的形變量是表示壓電元件的形變難易度的值。首先,說明未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的各壓電元件的特性。如圖8所示,未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品的c軸晶疇取向率雖然是實(shí)施例的壓電元件一方遠(yuǎn)高于比較例1的壓電元件,可是未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品的形變量還是實(shí)施例的壓電元件一方高于比較例1的壓電元件。即,在未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品中,雖然陶瓷基板12是實(shí)施例的壓電元件一方要形變的量小于比較例1的壓電元件,可是實(shí)際的形變量還是實(shí)施例的壓電元件一方高于比較例1的壓電元件。認(rèn)為這是由電極結(jié)構(gòu)的不同引起的。即,在比較例1的壓電元件中,電極14、16密合在陶瓷基板12上,同時(shí)電極14、16是致密的。因此,陶瓷基板12的形變被電極14、16阻礙。相對(duì)于此,在實(shí)施例的壓電元件中,由于在電極14、16中形成有間隙30及微細(xì)孔40,因此電極14、16容易配合陶瓷基板12的形變而伸縮。因而,在實(shí)施例的壓電元件中,形變量變大。再者,已實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的比較例2的壓電元件,雖然c軸晶疇取向率稍微高于實(shí)施例的壓電元件,可是形變量比實(shí)施例的壓電元件小得多。認(rèn)為這也是由電極結(jié)構(gòu)的不同引起的(即,比較例2的壓電元件的電極14、16是致密的)。另外,未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品的c軸晶疇取向率是在實(shí)施例的壓電元件和比較例2的壓電元件中高。認(rèn)為這是由于在實(shí)施例和比較例2的壓電元件的制造工序中,在形成電極14、16時(shí),加熱了陶瓷基板12。即,在制造工序中,在形成電極14、16時(shí),若對(duì)陶瓷基板12加熱,則陶瓷基板熱膨脹。電極14、16相對(duì)于熱膨脹的狀態(tài)的陶瓷基板12粘合,并且陶瓷基板12和電極14、16一體化。之后,當(dāng)冷卻到常溫時(shí),電極14、16和陶瓷基板12共同收縮。由于作為金屬材料的電極14、16熱膨脹率比陶瓷基板12大,因此電極14、16的收縮量也大于陶瓷基板12的收縮量。因而,若將壓電元件從電極14、16和陶瓷基板12粘合的溫度冷卻到常溫,則在陶瓷基板12上產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。因此,認(rèn)為實(shí)施例和比較例2的壓電元件在極化處理前的c軸晶疇取向率大。再者,在制造工序中,實(shí)施例的壓電元件的電極14、16被暴露的溫度約為600℃。相對(duì)于此,比較例2的壓電元件的電極14、16被暴露的溫度約為230℃,低于實(shí)施例。但是,c軸晶疇取向率是實(shí)施例的壓電元件一方低于比較例2的壓電元件。認(rèn)為這是由于在實(shí)施例的壓電元件的制造工序中,由于電極14、16從陶瓷基板12的槽20的底面剝離、以及在電極14、16中形成微細(xì)孔40,從而抑制了在陶瓷基板12上產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。另外,未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的比較例1的壓電元件的c軸晶疇取向率極低。認(rèn)為這是由于比較例1的壓電元件的電極14、16在制造工序中沒有加熱陶瓷基板12,因此沒有產(chǎn)生由上述熱膨脹差引起的對(duì)于陶瓷基板12的壓縮應(yīng)力。接下來,說明由高溫老化試驗(yàn)引起的各壓電元件的特性的變化。比較例1的壓電元件的c軸晶疇取向率是已實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品一方比未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品大得多。認(rèn)為這是由于比較例1的壓電元件的電極14、16在制造工序中沒有被暴露到高溫,因此在高溫老化試驗(yàn)中,以電極14、16中的Au原子成為細(xì)密狀態(tài)的方式產(chǎn)生大的原子的再配列,并且電極14、16收縮。即,在高溫老化試驗(yàn)中,由于電極14、16收縮,因此在陶瓷基板12中產(chǎn)生壓縮應(yīng)力,c軸晶疇取向率上升。再者,在比較例1的壓電元件中,由于電極14、16的整體相對(duì)于陶瓷基板12密合,因此如圖6的箭頭所示,電極14、16的整體向其中心收縮。另外,由于在電極14、16中沒有形成微細(xì)孔,因此由電極14、16的收縮產(chǎn)生的力直接傳遞給陶瓷基板12。因此,在陶瓷基板12上施加極高的壓縮應(yīng)力。其結(jié)果,通過高溫老化試驗(yàn),比較例1的壓電元件的c軸晶疇取向率上升得很多。比較例2的壓電元件的c軸晶疇取向率雖然不像比較例1那樣,但已實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品一方也大于未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品。認(rèn)為在制造工序中,接受了230℃的熱處理的比較例2的電極14、16在高溫老化試驗(yàn)中,也以Au原子成為細(xì)密狀態(tài)的方式產(chǎn)生原子的再配列,并進(jìn)行一定程度的收縮。相對(duì)于此,在實(shí)施例的壓電元件中,在未實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品和已實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品之間,c軸晶疇取向率大致相等。認(rèn)為這是由實(shí)施例的電極14、16中的間隙30及微細(xì)孔40的作用引起的。即,在實(shí)施例的壓電元件中,由于形成有間隙30,因此在槽20的底部,電極14、16不與陶瓷基板12接觸。因此,如圖2的箭頭所示,在由槽20包圍的區(qū)域內(nèi),電極14、16收縮,并很難產(chǎn)生跨越槽20的收縮。另外,由于在電極14、16中形成有微細(xì)孔40,因此電極14、16在一定程度上容易變形。進(jìn)而,由于跨越槽20的部分的電極14、1不與陶瓷基板12接觸,并且微細(xì)孔40的體積比率高,因此能夠更柔軟地變形。因此認(rèn)為,即便電極14、16由于Au原子的再配列而收縮,壓縮應(yīng)力也很難作用于陶瓷基板12。進(jìn)而,實(shí)施例的電極14、16在制造工序中被暴露在600℃的溫度。因此,認(rèn)為在高溫老化試驗(yàn)中,由Au原子的再配列引起的電極14、16的收縮量小于比較例1、2。由此,認(rèn)為壓縮應(yīng)力很難作用于陶瓷基板12。正如以上說明,在實(shí)施例的壓電元件中,在高溫老化試驗(yàn)中,c軸晶疇取向率幾乎沒有變化。因此,在已實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品中,實(shí)施例的壓電元件的c軸晶疇取向率最低。如上所述,在比較例1、2的壓電元件中,由于通過高溫老化試驗(yàn),c軸晶疇取向率上升,因此通過高溫老化試驗(yàn),形變量降低。相對(duì)于此,在實(shí)施例的壓電元件中,由于通過高溫老化試驗(yàn),c軸晶疇取向率幾乎沒有變化,因此通過高溫老化試驗(yàn),形變量幾乎沒有變化。如此,實(shí)施例的壓電元件在制造后即便被暴露在高溫,特性幾乎沒有變化。實(shí)施例的壓電元件相對(duì)于溫度極其穩(wěn)定。因此,在已實(shí)施高溫老化試驗(yàn)的樣品中,實(shí)施例的壓電元件的形變量比比較例1、2的壓電元件的形變量明顯高。如以上說明,實(shí)施例的壓電元件由于在槽20的底部和電極14、16之間形成有間隙30,因此間隙30的上部的電極14、16能夠柔軟地變形。另外,由于在電極14、16內(nèi)形成有多個(gè)微細(xì)孔40,因此電極14、16整體能夠柔軟地變形。另外,由于在跨越槽20的部分的電極14、16中微細(xì)孔40的體積比率高,因此該部分的電極14、16尤其能夠柔軟地變形。因而,電極14、16很難阻礙陶瓷基板12的形變。因此該壓電元件形變量高。進(jìn)而,由于電極14、16能夠柔軟地變形,因此即便由于熱而在電極14、16上產(chǎn)生收縮,也很難在陶瓷基板12上產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。因而,實(shí)施例的壓電元件即便被暴露到高溫,形變量也很難降低。進(jìn)而,由于實(shí)施例的壓電元件的電極14、16在制造工序中被暴露到高溫,因此之后即便被暴露到高溫,也很難收縮。由此,實(shí)施例的壓電元件在暴露到高溫時(shí)形變量很難降低。另外,在實(shí)施例的制造方法中,若將電極14、16暴露到高溫,則電極14、16收縮,電極14、16從槽20的底面剝離。因而,在制造工序中,雖然將電極14、16暴露到高溫(即,雖然電極14、16收縮),也沒有在陶瓷基板12上產(chǎn)生高的壓縮應(yīng)力。因而,根據(jù)該制造方法,能夠制造形變量高,且即便暴露到高溫特性也很難變化的壓電元件。再者,間隙30及微細(xì)孔40不一定必須形成在電極14、16的整體上。即便在電極14、16的一部分上形成間隙30及微細(xì)孔40,也能夠在該部分上得到上述效果。另外,在只在電極14、16的任一方上形成間隙30及微細(xì)孔40的情況下,也能夠得到上述效果。另外,在圖5的步驟2中,也可以通過在進(jìn)行了表面粗糙化處理的載帶上進(jìn)行生片成型,將載帶表面狀態(tài)復(fù)印在生片上。之后,通過與實(shí)施例1同樣地實(shí)施各制造工序,如圖9所示,能夠制造具有表面進(jìn)行了粗糙化的陶瓷基板12的壓電元件。再者,圖9的陶瓷基板12的表面粗糙度以Ra為0.1~1.0um左右。在圖9的結(jié)構(gòu)中,也沿著晶界的槽20形成有間隙30。另外,在上述實(shí)施例的制造方法中,在燒成面的槽20(即,沿著晶界延伸的槽20)內(nèi)形成了間隙30。但是,也可以通過加工來形成用于形成間隙30的槽。例如,也可以在圖5的步驟4之后,通過機(jī)械加工(研磨或切削等)在陶瓷基板12的表面上形成微小的槽。之后,如果與實(shí)施例同樣地實(shí)施步驟S6、S8,則在通過機(jī)械加工形成的槽內(nèi)形成間隙30。另外,也可以在圖5的步驟2中,在生片的表面上按壓成型模來形成槽。通過燒成形成了槽的生片,得到在表面上具有槽的陶瓷基板12。之后,如果與實(shí)施例同樣地實(shí)施步驟S6、S8,則在由成型模形成的槽內(nèi)形成間隙30。另外,在上述實(shí)施例中,說明了電極14、16的厚度為100nm~370nm的情況。只要電極14、16是這種程度的厚度,就能夠有效地抑制陶瓷基板12內(nèi)的壓縮應(yīng)力。再者,如果電極14、16的厚度為50nm~500nm,能夠抑制對(duì)陶瓷基板12產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的情況。另外,在上述實(shí)施例的步驟S8中,用約600℃的溫度熱處理陶瓷基板。但是,也可以用其他的溫度進(jìn)行熱處理。只是,如果熱處理溫度超過750℃,則由于電極的收縮,跨越槽的部分的電極有可能斷裂。另外,如果熱處理溫度低于550℃,則電極和陶瓷基板的連接強(qiáng)度有可能變?nèi)?。因而,?yōu)選的是熱處理溫度在550℃以上且750℃以下。以上,詳細(xì)地說明了本發(fā)明的具體例,但這些只不過是例示,并不限定權(quán)利要求書。在權(quán)利要求書所記載的技術(shù)中,包括將以上例示的具體例進(jìn)行各種變形、變更的方案。本說明書和附圖所說明的技術(shù)要素是單獨(dú)或以各種組合來發(fā)揮技術(shù)上的有效性的要素,并不限定于申請(qǐng)時(shí)權(quán)利要求所記載的組合。另外,本說明書和附圖所例示的技術(shù)是同時(shí)達(dá)到多個(gè)目的的技術(shù),達(dá)到其中一個(gè)目的自身就具有技術(shù)上的有效性。
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