压电元件单元以及驱动装置的制造方法

压电元件单元以及驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及例如作为驱动被驱动构件的驱动装置的一部分而被优选使用的压电元件单元以及具备该压电元件单元的驱动装置。
【背景技术】
[0002]压电元件是利用压电效应以及逆压电效应来对机械位移和电气位移进行相互转换的元件。这样的压电元件例如通过在成形?烧成压电陶瓷并获得元件主体之后将电极形成于该元件主体并进一步实施极化处理来制造。
[0003]因为由压电元件获得的机械位移是比较微小的，所以压电元件例如作为要求精密而且正确的控制的驱动装置而被优选使用。更加具体来说，可以列举透镜驱动用、HDD的头部驱动用、喷墨打印机的头部驱动用、燃料喷射阀驱动用等的用途。
[0004]例如，作为使用了压电元件的驱动装置，公开了具有将驱动杆和支撑台分别粘结于压电元件的两端部的构造的驱动装置(参照专利文献I等)。
[0005]然而，在现有的层叠型压电元件中，在用于要求特别严格的耐久性的用途的情况下，会有由于驱动时等的大的负荷或任意的外力而弯折的担忧。
[0006]专利文献1:日本特开2002-119074号

【发明内容】

[0007]本发明的目的在于提供一种能够以简单的构造使机械强度提高的压电元件单元和具有该压电元件的驱动装置。
[0008]本发明人们进行了悉心研宄，其结果发现了在层叠型压电元件的元件主体中最脆弱的部分为活性部与非活性部的界面，直至完成了本发明。
[0009]S卩，本发明所涉及的压电元件单元具备:元件主体，具有压电体层与内部电极交替地层叠的活性部和在所述活性部的层叠方向的两端进行层叠的非活性部；第I树脂部，粘结在所述元件主体的所述层叠方向上的一个端面和以与该一个端面相对的方式被配置的连结构件的安装面；所述第I树脂部从所述安装面覆盖到对应于所述活性部与非活性部的界面的所述元件主体的外侧面，在对应于所述活性部与非活性部的界面的位置上第2树脂部覆盖覆盖所述元件主体的外侧面的所述第I树脂部的外表面，所述第2树脂部也一体地覆盖对应于所述活性部的所述元件主体的外侧面。
[0010]在本发明的压电元件单元中，在对应于活性部与非活性部的界面的位置上元件主体的外侧面被第I树脂部和第2树脂部双重覆盖。即，在本发明的压电元件单元中，元件主体中的最脆弱的部分被第I树脂部和第2树脂部双重覆盖。因此，本发明中，以简单的构造而能够使元件主体的机械强度(例如抗弯强度)提高，从而不易折断并且耐久性提高。
[0011]另外，第I树脂部因为兼备连结元件主体和连结构件的功能，所以本发明所涉及的压电元件单元具有简单的构造，从而制造容易并且具有优异的可靠性。
[0012]再有，第2树脂部因为也一体地覆盖对应于活性部的元件主体的外的侧面，所以通过第I树脂部的端缘和元件主体的外侧面的边界被第2树脂部覆盖，从而能够防止第I树脂部的端缘从元件主体的外侧面剥落。另外，第2树脂部因为也一体地覆盖对应于活性部的元件主体的外侧面，所以耐湿性也提高。
[0013]也可以使第I树脂部的弹性模量大于第2树脂部的弹性模量。构成第I树脂部的合成树脂和构成第2树脂部的合成树脂其主成分可以相同也可以不同，但是通过使弹性模量变化从而会有以下所表示的作用效果。
[0014]S卩，在元件主体的活性部，由被施加于内部电极的电压而在元件主体上产生移动，但是在非活性部不产生移动。因此，通过较低地设定第2树脂部的弹性模量，从而第2树脂部容易追随于活性部的移动，第2树脂部的耐久性提高。另外，位于非活性部的第I树脂部因为兼备连结元件主体和连结构件的功能，所以与第2树脂部相比较硬的一方能够牢固地连结元件主体和连结构件。另外，因为非活性部自身不会动，所以第I树脂部即使硬也没有冋题。
[0015]在所述元件主体的相对的2个侧面上分别形成有外部电极，所述第2树脂部也可以也覆盖所述外部电极的外表面。通过这样进行构成从而能够有效地保护外部电极，并且能够防止外部电极的气体腐蚀等。
[0016]在所述安装面的附近配线用引线部经由电连接部而固定于所述外部电极的外表面，所述电连接部也可以被所述第I树脂部以及所述第2树脂部双重覆盖。通过这样进行构成从而在电连接部上的元件主体的强度也会提高。
[0017]另外，在对应于所述活性部的所述外部电极的外表面上配线用引线部经由电连接部而进行固定，所述电连接部也可以被所述第2树脂部覆盖。通过这样进行构成从而也能够提高在电连接部上的元件主体的强度。
[0018]所述电连接部也可以是焊料以及导电性粘结剂中的任意一者。另外，所述连结构件也可以是锤以及驱动轴中的任意一者。
[0019]本发明所涉及的驱动装置具有以上所述的压电元件单元。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的一个实施方式所涉及的压电元件单元的部分截面的概略图。
[0021]图2是图1所表示的压电元件单元的主要部分的放大截面图。
[0022]图3是图1以及图2所表示的压电元件单元的元件主体的立体图。
[0023]图4是表示图1以及图2所表示的压电元件单元的制造过程的立体图。
[0024]图5是表示继图4之后的工序的部分立体图。
[0025]图6A是表示本发明的其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分的放大截面图。
[0026]图6B是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0027]图6C是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0028]图6D是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0029]图6E是本发明的又一其他实施方式所涉及的压电元件单元的主要部分放大截面图。
[0030]图6F是沿着图6E所表示的VIF-VIF的主要部分截面图。
[0031]图7A是表示关于本发明的实施例所涉及的压电元件单元的抗弯强度的测定方法的概念图，图7B是表示关于本发明的参考例所涉及的压电元件单元的抗弯强度的测定方法的概念图。
[0032]图8是表示关于本发明的实施例以及参考例所涉及的压电元件单元的抗弯强度的测定结果的图表。
【具体实施方式】
[0033]以下，基于附图来说明本发明的实施方式。
[0034]第I实施方式
[0035]图1是表示使用了本发明的一个实施方式所涉及的压电元件单元10的透镜驱动装置60的概念图。透镜驱动装置60除了压电元件单元10之外还具备相对于轴(shaft)44移动自如地被卡合的移动构件56、将电压施加于元件主体20的驱动电路58。移动构件56保持透镜，移动构件56以及被保持于该构件的透镜沿着轴44的轴心(Z轴)能够相对于轴44进行相对移动。
[0036]压电元件单元10具备由层叠型压电元件构成的元件主体20、锤42、轴44。另外，压电元件单元10进一步具备电连接元件主体20和驱动电路58的配线部32、将配线部32连接于第I以及第2外部电极28a，28b的电连接部30。电连接部30例如由焊料或者导电性粘结剂等所构成。
[0037]元件主体20由驱动电路58而被施加电压从而发生变形。伴随于此，被连接于元件素体20的轴44在Z轴方向上进行往复运动(振动)。驱动电路58所输出的电压波形并没有特别的限定，但是驱动电路58例如通过输出锯齿波形的电压波形，从而能够使移动构件56产生超过压电元件单元10的变形量以及伴随于此的轴44的位移量的移动量。
[0038]还有，在本实施方式中，列举将压电元件单元10应用于透镜驱动装置60的方式为例来进行说明，但是作为应用压电元件单元10的装置并不限定于此，压电元件单元10也能够应用于其他驱动装置等。
[0039]如图1以及图3所示，压电元件单元10的元件主体20具有大致棱柱状(在本实施方式中为四棱柱)的外观形状，并且具有压电体层26、第I以及第2内部电极27a，27b、第I以及第2外部电极28a，28b。还有，元件主体20的外观形状并不限定于棱柱状，圆柱状、椭圆柱状等其他形状也是可以的。
[0040]在元件主体20的内部，第I内部电极27a以及第2内部电极27b夹着压电体层26而被交替地层叠。第I外部电极28a和第2外部电极28b被形成于元件主体20的面中沿着层叠方向(Z轴方向)进行延伸的侧面。如图3所示，第I外部电极28a被形成于沿着层叠方向进行延伸的第I侧面25a，第2外部电极28b被形成于朝着在X轴方向上与第I侧面25a相反方向的第2侧面25b。
[0041]第I内部电极27a被电连接于第I外部电极28a，第2内部电极27b被电连接于第2外部电极28b。另外，在元件主体20的侧面中，在第I以及第2外部电极28a，28b没有被形成的第3侧面25c以及第4侧面25d(在Y轴方向上相对)上也可以预先形成用于防止迀移(migrat1n)的树脂层。但是，在本实施方式中，由后面所述的第2树脂部53构成的树脂层由于能够兼作迀移防止层而可以省略。
[0042]还有，在附图中，X轴、Y轴以及Z轴互相垂直，Z轴与元件主体20的层叠方向以及轴的轴向相一致，X轴与第I外部电极28a与第2外部电极28b的相对方向相一致。
[0043]作为构成第I内部电极27a以及第2内部电极27b的导电材料，例如可以列举Ag、Pd、Au、Pt等的贵金属以及它们的合金(Ag-Pd等)、或者Cu、Ni等的贱金属以及它们的合金等，但是并没有特别的限定。构成第I外部电极28a以及第2外部电极28b的导电材料也没有特别的限定，能够使用与构成内部电极的导电材料相同的材料。还有，在第I外部电极2 8a以及第2外部电极28b的最外表面上也可以形成有上述各种金属的镀层或溅射层。
[0044]另外，压电体层26的材质只要是显示压电效应或者逆压电效应的材料的话则没有特别的限定，例如可以列举PbZrxTVxCVBaT13等。另外，也可以含有用于特性提高等的成分，其含量可以对应于所希望的特性而适当决定。
[0045]如图1以及图2所示，在压电元件单元10中，以相对于元件主体20的层叠方向上的一个端面即第I端面22进行相对的方式配置锤42的第I安装面42a。第I端面22和第I安装面42a被第I树脂部52a连结，元件主体20和锤42由第I树脂部52a而被相互固定。
[0046]在第I外部电极28a上经由电连接部30而连接有配线部32。还有，在被形成于与第I外部电极28a相反侧的侧面的第2外部电极28b上与第I外部电极28a相同也经由电连接部30而连接有配线部32。
[0047]将配线部32的前端固定于第I外部电极28a的电连接部30在第I外部电极28a被形成的第I侧面25a中被配置于哪个位置都是可以的。在本实施方式所涉及的压电元件单元10中，电连接部30被设置于比元件主体20的层叠方向的中央更接近于锤42的一侧。另外，如图4所示，电连接部30为了可靠地与第I外部电极28a相接合，在第I外部电极28a被形成的第I侧面25a中被设置于垂直于层叠方向的Y轴方向的中央部附近。
[0048]电连接部30接触于配线部32的前端部附近以及第I外部电极28a的表面，并且将配线部32的前端部和第I外部电极28a电连接而且物理连接。还有，被电连接部30覆盖的配线部32的前端部附近除去包线皮(绝缘覆层)而露出芯线。
[0049]另外，如图1以及图2所示，轴44经由上侧第I树脂部52b而被连接于在元件主体20的层叠方向上的另一个端面即第2端面24。轴44的第2安装面44a以与元件主体20的第2端面24相对的方式被配置，上侧第I树脂部52b连结第2端面24和第2安装面44a。上侧第I树脂部52b优选由与下侧第I树脂部52a相同的树脂来进行构成，但是并不一定有必要是相同的。
[0050]在压电元件单元10中，被安装于元件主体20的各个构件的材质并没有特别的限定，例如轴44以能够适当地支撑移动构件56的方式能够由SUS等的金属材料等来进行构成。另外，锤42优选以作为用于将位移给予轴44的惯性体而适当地发挥功能的方式包含钨等的比重较大的金属材料等，锤42的材质没有特别的限定。
[0051]作为配线部32，能够使用由铜等的导电材料构成的芯线、具有覆盖芯线的覆盖膜的引线等，但是并没有特别的限定。另外，配线部32的芯线可以是单线也可以是绞合线。电连接部30如果是被用于电气用等的焊料的材质的话则没有特别的限定。
[0052]在本实施方式中，如图2所示，元件主体20具备压电体层26与内部电极27a，27b交替地层叠的活性部26a、在活性部26a的层叠方向的两端进行层叠的第I以及第2非活性部26bl，26b2。各个非活性部26bl，26b2作为内部电极27a，27b两个都不存在的绝缘体层来进行定义，构成非活性部26bl，26b2的绝缘体层优选由与构成活性部26a的压电体层26相同的材质来进行构成，但是并不一定有必要由相同的材质来进行构成。
[0053]活性部26a的Z轴方向长度ZO对应于压电体层26的厚度或内部电极27a，27b的数目等来决定，没有特别的限定。位于Z轴方向的下侧的第I非活性部26bl的Z轴方向的长度Zl并没有特别的限定，以为了保护位于活性部26a与下侧的第I非活性部26bl的第I界面26cl的最外层的内部电极27a或者27b而成为充分的非活性部26bl的厚度的方式进行决定。位于Z轴方向的上侧的第2非活性部26b2的Z轴方向的长度Z2并没有特别的限定，以为了保护位于活性部26a与第2非活性部26b2的第2界面26c2的最外层的内部电极27a或者27b而成为充分的第2非活性部26b2的厚度的方式进行决定。长度Zl，Z2可以是相同的也可以是不相同的。
[0054]在本实施方式中，用于粘结锤42的安装面42a和元件主体20的端面22的下侧第I树脂部52a从安装面42a覆盖到对应于第I界面26c I的元件主体20的外侧面25a?25do特别是在本实施方式中，如图2所示，电连接部30位于下侧的第I非活性部26bl的Z轴方向长度Zl的范围内，下侧第I树脂部52a也覆盖电连接部30的外周。
[0055]下侧第I树脂部52a从下侧的第I非活性部26b I在包含第I界面26c I的Z轴方向的范围内的位置上也覆盖外部电极28a，28b的外侧。再有，下侧第I树脂部52a从图2所表示的第I非活性部26bl在包含第I界面26cl的Z轴方向的范围内的位置上也一体地连续覆盖图5所表示的元件主体20的第3侧面25c以及第3侧面25d的下方部分。
[0056]另外，在本实施方式中，用于粘结轴44的安装面44a和元件主体20的端面24的上侧第I树脂部52b从安装面44a覆盖到对应于第2界面26c2的元件主体20的外侧面25a ?25d0
[0057]上侧第I树脂部52b从上侧的第2非活性部26b2在包含第2界面26c2的Z轴方向的范围内的位置上也覆盖外部电极28a，28b的外侧。再有，上侧第I树脂部52b从图2所表示的第2非活性部26b2在包含第2界面26c2的Z轴方向的范围内的位置上也一体地连续覆盖图3所表示的元件主体20的第3侧面25c以及第3侧面25d的上方部分。
[0058]再有，在本实施方式中，在对应于第I界面26c I以及第2界面26c2的位置上第2树脂部53覆盖覆盖元件主体20的外侧面25a?25d的第I树脂部52a，52b的外表面。第2树脂部53也一体地覆盖对应于活性部26a的元件主体20的外侧面25a?25d。
[0059]在本实施方式中，优选以第I树脂部52a，52的弹性模量大于第2树脂部53的弹性模量的方式使树脂的种类或各种成分的调配比例变化。优选第2树脂部53的弹性模量成为0.1?3GPa。作为构成第2树脂部53的树脂例如可以例示环氧树脂、硅酮树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂等。
[0060]第I树脂部52a，52b优选由互相相同的树脂来构成，但是也可以不一定相同。作为构成第I树脂部52a，52b的树脂例如可以例示环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、氨基树月旨、聚酰亚胺树脂等。作为构成第I树脂部52a，52b的树脂优选与构成第2树脂部53的树脂相比较弹性模量为I?60倍以上的大弹性模量树脂。
[0061]第I树脂部52a，52b的厚度或第2树脂部53的厚度并没有特别的限定，但是在对应于第I界面26cl以及第2界面26c2的位置上优选为0.05?1mm。
[0062]以下，使用图3?图5来说明压电元件单元10的制造方法的一个例子。
[0063]在压电元件单元10的制造方法中，首先准备如图3所表示的那样的元件主体20。在元件主体20的制造工序中，首先准备形成了在烧成后成为第I内部电极27a以及第2内部电极27b的规定图形的内部电极膏体膜的生片、以及不具有内部电极膏体膜的生片。
[0064]生片例如由以下所述那样的方法进行制作。首先，将粘合剂添加到包含构成压电体层26的材料的原料的预烧粉末并实施浆料化。接着，由刮刀法或者丝网印刷法等的手段对浆料实施薄片化，之后使其干燥从而获得不具有内部电极膏体膜的生片。再有，通过由印刷法等的手段将包含以上所述导电材料的内部电极膏体涂布于生片之上，从而获得形成了规定图形的内部电极膏体膜的生片。还有，不可避免的杂质也可以包含于构成压电体层26的材料的原料中。
[0065]在准备了各个生片之后，使准备了的生片重叠并施加压力来进行压接，在经过了干燥工序等的必要的工序之后进行切断而获得层叠体。
[0066]接着，在以规定条件烧成所获得的层叠体并制得烧结体之后，将第I外部电极28a以及第2外部电极28b形成于烧结体的相当于第I侧面25a以及第2侧面25b的部分，将直流电压施加于该电极并进行压电体层26的极化处理。之后，将极化处理后的长条状烧结体切断成各个元件主体而获得图3所表示的那样的元件主体20。还有，也可以对所获得的元件主体20进行滚筒研磨从而对角部以及棱线部进行R面加工。
[0067]接着，如图4所示，相对于元件主体20，连接配线部32。此时，首先除去配线部32的前端部的覆盖并使芯线露出，接着，相对于第I以及第2外部电极28a，28b的规定位置以及芯线进行预备焊接，最后在使配线部32与外部电极28a，28b相接触的状态下使预备焊料熔融从而能够形成电连接部30。还有，电连接部30也可以替代焊料而由导电性粘结剂形成。
[0068]接着，在将具备电连接部30的元件主体20的第I端面22推压于成为第I树脂部52a的热固化性粘结剂52被涂布了的锤42的第I安装面42a之后进行加热，形成图2所表示的那样的第I树脂部52a。在此情况下，被涂布于锤42的第I安装面42a的热固化性粘结剂52的量不是单单为了固定第I端面22和第I安装面42a而需要的量，而是以在固化后被形成的第I树脂部52a能够覆盖电连接部30的方式并且以隆起至图2所表示的第I界面26cl的位置的方式进行调整。
[0069]另外，使用同样的热固化性粘结剂52，如图2所示，将轴44的第2安装面44a固定于元件主体20的第2端面24，与第I端面22相同，形成连结第2端面24和第2安装面44a的第I树脂层52b。构成第I树脂层52b的粘结剂的量不是单单为了固定第2端面24和第2安装面44a而需要的量，而是以在固化后被形成的第I树脂部52b垂落到第2界面26c2的位置的方式进行调整。
[00 70]之后，在固化后将构成第2树脂部53的树脂溶液涂布于元件主体20的4个侧面25a?25b的整个面并使之固化。构成第2树脂部53的树脂溶液以在对应于第I界面26cl以及第2界面26c2的位置上覆盖第I树脂部52a，52b的外表面并且也一体地覆盖对应于活性部26a的元件主体20的外侧面25a?25d的方式被涂布。
[0071]还有，在上述的说明中，作为连接元件主体20和作为被连接于该元件主体的连结构件的锤42以及轴44的粘结剂，使用热固化性粘结剂，但是用于压电元件单元的制造的粘结剂并不限定于此。
[0072]在本实施方式的压电元件单元10中，如图2所示，在对应于活性部26a与非活性部26bl，26b2的界面26cl，26c2的位置上元件主体20的外侧面25a?25d被第I树脂部52a, 52b和第2树脂部53双重覆盖。即，在本实施方式的压电元件单元10中，元件主体20上的最脆弱的部分被第I树脂部52a，52b和第2树脂部53双重覆盖。因此，能够以简单的构造来提高元件主体20的机械强度(例如抗弯强度)，从而难以折断并且耐久性提高。
[0073]另外，第I树脂部52a，52b因为兼备连结元件主体20和作为连结构件的锤42或者轴44的功能，所以本实施方式所涉及的压电元件单元10具有简单的构造，从而制造容易并且具有优异的可靠性。
[0074]再有，第2树脂部53因为也一体地覆盖对应于活性部26a的元件主体20的外侧面25a?25d，所以通过第I树脂部52a，52b的端缘与元件主体20外侧面的边界被第2树脂部53覆盖，从而能够防止第I树脂部52a, 52b的端缘从元件主体20的外侧面剥离。另夕卜，第2树脂部53因为也一体地覆盖对应于活性部26a的元件主体20的外侧面，所以耐湿性也提尚。
[0075]另外，在本实施方式中，通过使第I树脂部52a，52b的弹性模量大于第2树脂部53的弹性模量从而会有以下所述的作用效果。即，在元件主体20的活性部26a，由被施加于内部电极27a，27b的电压而对元件主体20产生Z轴方向的移动，但是在非活性部26bl，26b2不产生移动。因此，通过较低地设定第2树脂部53的弹性模量，从而第2树脂部53容易追随于活性部26a的移动，第2树脂部53的耐久性提高。另外，位于非活性部26bl，26b2的第I树脂部52a，52b因为兼备连结元件主体20和锤42或者轴44的功能，所以与第2树脂部53相比较硬的一方能够牢固地连结元件主体20和锤42或者轴44。另外，因为非活性部26bl, 26b2自身不会动，所以第I树脂部52a，52b即使硬也没有问题。
[0076]再有，在本实施方式中，在元件主体20的相对的2个侧面25a，25b上分别形成有外部电极28a，28b，第2树脂部53也可以也覆盖外部电极28a，28b的外表面。通过这样进行构成从而能够有效地保护外部电极28a，28b，并且能够防止外部电极28a，28b的气体腐蚀等。
[0077]再有，在本实施方式中，在安装面42a的附近作为配线用引线部的配线部32的前端经由电连接部30而固定于外部电极28a，28b的外表面，电连接部30被第I树脂部52a以及第2树脂部53双重覆盖。通过这样进行构成从而在电连接部30上的元件主体的强度也会提尚。
[0078]再有，第I树脂部52a因为覆盖从第I外部电极28a隆起的电连接部30，所以在拉开元件主体20和锤42的力进行作用的情况下，电连接部30起到作为用于维持第I树脂部52a与元件主体20的连接的销栓的作用。因此，压电元件单元10中，关于元件主体20与锤42的接合的可靠性高，并且能够取得良好的耐久性。再有，第I树脂部52a因为覆盖电连接部30，所以能够取得保护而且增强电连接部30与第I外部电极28a的接合界面、或电连接部30与配线部32的接合界面的作用。因此，压电元件单元10中，关于配线部32与第I以及第2外部电极28a，28b的接合，可靠性也较高。
[0079]还有，第I树脂部52a可以覆盖从电连接部30露出的配线部32的至少一部分。配线部32的前端部附近会有以下所述情况:为了焊接而除去覆盖芯线的覆层，另外，残留的覆层也由于焊接时的热而受到损伤。但是，通过第I树脂部52a覆盖接近于电连接部30的配线部32的一部分，从而能够可靠地防止配线部32的芯线直接接触于锤42等，并且能够可靠地防止短路等的问题。
[0080]第2实施方式
[0081]如图6A所示，在本实施方式的压电元件单元1a中，连接配线部32和外部电极28a, 28b的电连接部30形成于对应于位于第2端面24附近的第2非活性部26b2的外部电极28a，28b的外表面。上侧第I树脂部52b覆盖电连接部30的周围并且从安装面44a覆盖到对应于第2界面26c2的元件主体20的外侧面25a?25d。当然，在外部电极28a，28b存在的情况下上侧第I树脂部52b也覆盖其外侧。
[0082]再有，在本实施方式中，用于粘结锤42的安装面42a和元件主体20的端面22的下侧第I树脂部52a从安装面42a覆盖到对应于第I界面26cl的元件主体20的外侧面25a?25d。当然，在外部电极28a，28b存在的情况下下侧第I树脂部52a也覆盖其外侧。
[0083]再有，在本实施方式中，在对应于第I界面26c I以及第2界面26c2的位置上第2树脂部53覆盖覆盖元件主体20的外侧面25a?25d的第I树脂部52a，52b的外表面。第2树脂部53也一体地覆盖对应于活性部26a的元件主体20的外侧面25a?25d。在本实施方式中，第2树脂部53也覆盖对应于电连接部30的上侧第I树脂部52b的外表面。
[0084]第2实施方式中的其他构成与第I实施方式所涉及的压电元件单元10相同，并且能够取得同样的作用效果。
[0085]第3实施方式
[0086]图6B所示的实施方式所涉及的压电元件单元1b是第I实施方式所涉及的压电元件单元10的变形例。在本实施方式中，与第I实施方式不同，第2树脂部53不覆盖在对应于电连接部30的位置上的第I树脂部52a的外侧。但是，第2树脂部53在对应于第I界面26cl以及第2界面26c2的位置上覆盖覆盖元件主体20的外侧面25a?25d的第I树脂部52a，52b的外表面。
[0087]第3实施方式中的其他构成与第I实施方式所涉及的压电元件单元10相同，并且能够取得同样的作用效果。
[0088]第4实施方式
[0089]图6C所表示的实施方式所涉及的压电元件单元1c是图6A所表示的第2实施方式所涉及的压电元件单元1a的变形例。在本实施方式中，与第2实施方式不同，第2树脂部53不覆盖在对应于电连接部30的位置上的第I树脂部52a的外侧。但是，第2树脂部53在对应于第I界面26c I以及第2界面26c2的位置上覆盖覆盖元件主体20的外侧面25a?25d的第I树脂部52a, 52b的外表面。
[0090]第4实施方式中的其他构成与第I实施方式所涉及的压电元件单元10相同，并且能够取得同样的作用效果。
[0091]第5实施方式
[0092]如图6D所示，在第5实施方式所涉及的压电元件单元1d中，作为配线用引线部的配线部32的前端经由电连接部30而固定于对应于活性部26a的外部电极28a，28b的外表面。于是，电连接部30不经由第I树脂部52a，52b而被第2树脂部53覆盖。通过这样进行构成，从而在电连接部30上的元件主体20的强度也会提高。
[0093]第5实施方式中的其他构成与第I实施方式所涉及的压电元件单元10相同，并且能够取得同样的作用效果。
[0094]第6实施方式
[0095]如图6E所示，在第6实施方式所涉及的压电元件单元1e中，取代上述图6B所表示的第2树脂部53而安装有作为第2树脂部的热收缩管53a。热收缩管53a通过施加热或光或电子线等的能量从而发生收缩的树脂管，例如由聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚烯烃、聚四氟乙烯、FEP、PFA、硅酮、PEEK材料等的树脂所构成。热收缩管53a可以由单层来进行构成，也可以由多层来进行构成。另外，在热收缩管53a的内周面上也可以形成有粘结层。
[0096]对于将热收缩管53a安装于图6E所表示的位置来说，可以在收缩前的收缩管53a的内部，通过锤42或者轴44并在元件主体20位于热收缩管53a的内侧的图6E所表示的位置上将热等施加于热收缩管53a从而在半径方向上使热收缩管53a收缩。
[0097]此时，如图6F所示，至少元件主体20的4个角部紧密附着于管53a的内周。在元件主体20上的4个侧面与热收缩管53a的内周面之间会有多少产生一些间隙54的情况，但是并不会有问题。与其说是因为不会妨碍在Z轴方向上进行位移的活性部26a的移动倒不如说是方便合适。还有，在粘结层形成于热收缩管53a的内周面的情况下，间隙54被粘结层掩埋，热收缩管53a的内周面相对于元件主体20的4个侧面也紧密附着。在此情况下，能够提尚兀件主体20的耐湿性等。
[0098]热收缩管53a与由涂布或者涂膜(coating)法等进行形成的第2树脂部53相比较能够厚度均匀地进行形成。例如，由涂布或者涂膜法等进行形成的第2树脂部53的厚度为数十μm，相对于此，热收缩管53a的厚度可以为100?500 μm以上。特别是在热收缩管53a，如图6F所示，在元件主体20的角部也很少会有其厚度变薄的情况。由涂布或者涂膜法等进行形成的第2树脂部会有所谓在元件主体20的角部厚度进一步变薄的问题。
[0099]在本实施方式中，因为即使在元件主体20的角部也很少会有热收缩管53a的厚度变薄的情况，所以能够进一步提高元件主体20的机械强度(例如抗弯强度)，因而难以折断并且耐久性 进一步提高。还有，在本实施方式中，使用单一的热收缩管53a，但是也可以将多个热收缩管53a重叠多层来使用。在此情况下，能够进一步提高元件主体20的机械强度(例如抗弯强度)，从而难以折断并且耐久性进一步提高。
[0100]在上述的实施方式中，取代上述的图6B所表示的第3实施方式的第2树脂部53而使用作为第2树脂部的热收缩管53a，但是热收缩管53a能够作为上述的所有实施方式所涉及的第2树脂部53的替代来进行使用。
[0101]第6实施方式中的其他构成与第I?第5实施方式所涉及的压电元件单元10相同，并且能够取得同样的作用效果。
[0102]还有，本发明并不限定于以上所述的实施方式，只要在本发明的范围内能够进行各种各样的改变。
[0103]例如，被形成于外部电极28a，28b的表面的电连接部30的配置并不限定于图示的实施方式，能够对应于应用压电元件单元10的装置进行变更。另外，在以上所述的实施方式中，将构件连结于元件主体20的Z轴方向的两侧，但是也可以将由元件主体进行驱动的构件仅连结于任意一方。
[0104]以下，基于详细的实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不限定于这些实施例。
[0105]实施例1
[0106]图7A是表示本发明的一个实施例所涉及的压电元件单元10的概念图，图7B是表示本发明的参考例所涉及的压电元件单元1e的概念图。图7A所表示的压电元件单元10是使用图1?图5来进行说明的第I实施方式所涉及的压电元件单元10。用于该实施例所涉及的压电元件单元10的元件主体20的尺寸为1.0mmX 1.0mmX 1.5mm。
[0107]参考例所涉及的压电元件单元1e在连接锤42和元件主体20的第I树脂部52a不覆盖电连接部30而且不覆盖对应于图2所表示的界面26cl的元件主体20的侧面的方面与实施例所涉及的压电元件单元10不同。另外，参考例所涉及的压电元件单元1e在不形成图2所表示的第2树脂部53的方面也与实施例所涉及的压电元件单元10不同。
[0108]参考例中的其他构成与压电元件单元10相同。还有，参考例所涉及的压电元件单元1e的第I树脂部52a通过与实施例所涉及的压电元件单元10相比较减少为了形成第I树脂部52a而使用的热固化性粘结剂的使用量来形成。
[0109]如图7A以及图7B所示，在将锤42固定于压电元件单元10以及压电元件单元1e的状态下，在元件主体20的第2端面24附近施加与元件主体20的层叠方向(Z轴)相垂直的方向(Y轴)的力Π并测定元件主体20发生断裂的时候的力Π (强度)。使用实施例所涉及的压电元件单元10和参考例所涉及的压电元件单元1e的各13个试样来进行测定的结果被表示于图8中。
[0110]图8的横轴表示试样的强度(元件主体20发生断裂的时候的力Π)，纵轴表示度数。实施例所涉及的压电元件单元10的强度的分布相对于参考例所涉及的压电元件单元1e的强度的分布向图的右侧移动，从而可以了解到实施例所涉及的压电元件单元10具有更高的强度。
[0111]另外，相对于在参考例所涉及的压电元件单元1e中在电连接部30的边界部分即位置P1，P2附近(特别是在Pl附近)元件主体20发生断裂，在实施例所涉及的压电元件单元10，在第I树脂部52a的边界部分即位置P3附近元件主体20发生断裂。
[0112]在参考例所涉及的压电元件单元10e，通过形成电连接部30从而会在电连接部30与元件主体20的接触部分附近产生应力，该应力使得在电连接部30的边界部分即位置PI, P2附近形成脆弱部分，从而可以认为这关系到断裂。特别是位置P1，与图2所表示的第I界面26cl的位置也大致相一致，从而可以认为该部分脆弱。
[0113]相对于此，在实施例所涉及的压电元件单元10，第I树脂部52a以及第2树脂部53对电连接部30附近进行加强并且也对图2所表示的第I界面26cl进行加强，从而可以认为谋求到抗弯强度的提高。
[0114]在将压电元件单元10采用于图1所表示的那样的驱动装置60的情况下，对于压电元件单元10要求支撑移动构件56的强度以及耐久性。因此，能够防止包含比较脆的压电材料的元件主体20发生断裂并且使抗弯强度上升的实施例所涉及的压电元件单元10特别能够适宜地用作透镜驱动装置60的驱动装置。
[0115]符号的说明
[0116]10…压电元件单元
[0117]20…元件主体
[0118]22…第I端面
[0119]24…第2端面
[0120]25a…第I侧面
[0121]25b…第2侧面
[0122]25c…第3侧面
[0123]25d…第4侧面
[0124]26…压电体层
[0125]26a…活性部
[0126]26bl, 26b2…非活性部
[0127]26cl，26c2 …界面
[0128]27a…第I内部电极
[0129]27b…第2内部电极
[0130]28a…第I外部电极
[0131]28b…第2外部电极
[0132]30…电连接部
[0133]32…配线部
[0134]42 …锤
[0135]42a…第I安装面
[0136]44 …轴
[0137]44a…第2安装面
[0138]52…热固化性粘结剂
[0139]52a, 52b…第I树脂部
[0140]53…第2树脂部
[0141]53a…热收缩管
[0142]54…间隙
[0143]56…移动构件
[0144]58…驱动电路
[0145]60…透镜驱动装置
【主权项】
1.一种压电元件单元，其特征在于: 具备: 元件主体，具有压电体层与内部电极交替地层叠的活性部和在所述活性部的层叠方向的两端层叠的非活性部； 第I树脂部，粘结在所述元件主体的所述层叠方向上的一个端面和以与该一个端面相对的方式被配置的连结构件的安装面， 所述第I树脂部从所述安装面覆盖到对应于所述活性部与非活性部的界面的所述元件主体的外侧面， 在对应于所述活性部与非活性部的界面的位置上，第2树脂部覆盖所述第I树脂部的外表面，所述第I树脂部覆盖所述元件主体的外侧面， 所述第2树脂部也一体地覆盖对应于所述活性部的所述元件主体的外侧面。2.如权利要求1所述的压电元件单元，其特征在于: 所述第I树脂部的弹性模量大于所述第2树脂部的弹性模量。3.如权利要求1所述的压电元件单元，其特征在于: 在所述元件主体的相对的2个侧面上分别形成有外部电极，所述第2树脂部也覆盖所述外部电极的外表面。4.如权利要求2所述的压电元件单元，其特征在于: 在所述元件主体的相对的2个侧面上分别形成有外部电极，所述第2树脂部也覆盖所述外部电极的外表面。5.如权利要求3所述的压电元件单元，其特征在于: 在所述安装面的附近配线用引线部经由电连接部而固定于所述外部电极的外表面， 所述电连接部被所述第I树脂部以及所述第2树脂部双重覆盖。6.如权利要求4所述的压电元件单元，其特征在于: 在所述安装面的附近配线用引线部经由电连接部而固定于所述外部电极的外表面， 所述电连接部被所述第I树脂部以及所述第2树脂部双重覆盖。7.如权利要求3所述的压电元件单元，其特征在于: 在对应于所述活性部的所述外部电极的外表面上配线用引线部经由电连接部而进行固定， 所述电连接部被所述第2树脂部覆盖。8.如权利要求4所述的压电元件单元，其特征在于: 在对应于所述活性部的所述外部电极的外表面上配线用引线部经由电连接部而进行固定， 所述电连接部被所述第2树脂部覆盖。9.如权利要求5所述的压电元件单元，其特征在于: 所述电连接部是焊料以及导电性粘结剂中的任意一者。10.如权利要求6所述的压电元件单元，其特征在于: 所述电连接部是焊料以及导电性粘结剂中的任意一者。11.如权利要求7所述的压电元件单元，其特征在于: 所述电连接部是焊料以及导电性粘结剂中的任意一者。12.如权利要求8所述的压电元件单元，其特征在于:所述电连接部是焊料以及导电性粘结剂中的任意一者。13.如权利要求1所述的压电元件单元，其特征在于:所述连结构件是锤以及驱动轴中的任意一者。14.如权利要求1所述的压电元件单元，其特征在于:所述第2树脂部由热收缩管所构成。15.如权利要求14所述的压电元件单元，其特征在于:在所述热收缩管的内周面上形成有粘结层。16.一种驱动装置，其特征在于:具有权利要求1所述的压电元件单元。
【专利摘要】本发明涉及压电元件单元以及驱动装置。压电元件单元具备：元件主体，具有压电体层与内部电极交替地层叠的活性部和在所述活性部的层叠方向的两端层叠的非活性部；第1树脂部，粘结在所述元件主体的所述层叠方向上的一个端面和以与该一个端面相对的方式被配置的连结构件的安装面。所述第1树脂部从所述安装面覆盖到对应于所述活性部与非活性部的界面的所述元件主体的外侧面，在对应于所述活性部与非活性部的界面的位置上第2树脂部覆盖所述元件主体的外侧面的所述第1树脂部的外表面，所述第2树脂部也一体地覆盖对应于所述活性部的所述元件主体的外侧面。
【IPC分类】H01L41/053, H01L41/083
【公开号】CN104882535
【申请号】CN201510041430
【发明人】小泽里志, 田村淳, 阿部秋男, 嶋崎公辅, 田口春男
【申请人】Tdk株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月27日
【公告号】US20150243876