壓電傳感器及壓電元件制造技術

壓電傳感器(100)具備基板(10)和壓電元件(11)。在基板(10)的一個主面形成有至少一對安裝用電極。壓電元件(11)具備層疊體(17)、第一端子電極(15a)以及第二端子電極(15b)。第一端子電極(15a)和第二端子電極(15b)分別通過接合材料(19a、19b)與安裝用電極接合。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及壓電傳感器及壓電元件。
技術介紹
以往，作為檢測撓曲的壓電傳感器，已知有例如日本特開2007-163230號公報(專利文獻1)記載的壓電傳感器。該壓電傳感器通過如下方式構成，即，在由具有可撓性的聚酰亞胺等高分子材料構成的膜狀的平板的一個主面形成氮化鋁等的薄膜狀的壓電體，且在形成了壓電體的平板的兩個主面設置電極層。該壓電傳感器為極薄的膜狀且富有柔軟性，緊貼配置于輪胎內表面等曲面部分進行使用。由此，能夠檢測由輪胎的空氣壓的變動等造成的輪胎的變形。在先技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2007-163230號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題然而，在上述日本特開2007-163230號公報記載的壓電傳感器中，存在如下的問題。該公報記載的壓電傳感器具備薄膜狀的壓電體，用粘接劑直接粘附于輪胎進行使用。因此，除了基于由空氣壓的變動造成的輪胎的變形的信號以外，還容易同時檢測到從輪胎直接傳遞的外部沖擊、振動等各種各樣的信號。因此，為了只準確地檢測由空氣壓變動造成的變形，需要復雜的信號處理電路。進而，因為該公報記載的壓電傳感器用粘接劑直接粘附于輪胎進行使用，所以裝配在壓電傳感器周邊的信號處理電路等周邊電路裝置通過許多引線等進行連接。由此，輪胎內部的布線數多且布線長，因此變得復雜，難以安裝其它電子部件(例如，IC等)進行使用。此外，雖然膜狀的壓電傳感器能夠做成非常薄的構造，但是另一方面，為了提高靈敏度必須增大壓電傳感器自身的面積而使其大型化。因此，在釘子等鋒利的東西扎入到輪胎的情況下，壓電傳感器自身、周邊電路裝置受損的可能性高，在受損的情況下，將不能檢測輪胎的變形。用于解決課題的技術方案因此，為了解決上述課題，本專利技術的壓電傳感器具備基板和壓電元件，基板在一個主面形成安裝用電極，壓電元件具備層疊體以及設置在層疊體的彼此不同的端面的第一端子電極和第二端子電極，層疊體具備壓電體、設置為夾著壓電體的第一檢測用電極和第二檢測用電極、以及進一步層疊在至少一個的外側的外裝體，第一檢測用電極與第一端子電極連接，第二檢測用電極與第二端子電極連接，第一端子電極和第二端子電極通過接合劑分別與安裝用電極接合，壓電元件安裝在基板。另外，優選是，第一檢測用電極從層疊體的一個端面以及與該端面相接的兩個側面引出，并與第一端子電極連接，第二檢測用電極從層疊體的另一個端面以及與該端面相接的兩個側面引出，并與第二端子電極連接。在該情況下，能夠可靠地連接檢測用電極和端子電極。此外，優選在基板與壓電元件之間形成間隙。在該情況下，間隙能夠抑制壓電傳感器檢測到從輪胎等直接傳遞的外部沖擊、振動等噪聲，因此能夠以高靈敏度檢測基板的撓曲。另外，也可以在間隙中填充橡膠或樹脂。在該情況下，基板與壓電元件的接合強度提高。此外，本專利技術還面向壓電元件。具體地，壓電元件具備層疊體以及設置在層疊體的彼此不同的端面的第一端子電極和第二端子電極，層疊體具備壓電體、設置為夾著壓電體的第一檢測用電極和第二檢測用電極、以及進一步層疊在至少一個的外側的外裝體，第一檢測用電極與第一端子電極連接，第二檢測用電極與第二端子電極連接。專利技術效果根據本專利技術，能夠提供一種靈敏度高、難以檢測到振動等噪聲、容易小型化、且容易通過模塊化而將周邊電路一體化的壓電傳感器。附圖說明圖1是示出實施方式1涉及的壓電傳感器的側視圖。圖2是實施方式1涉及的壓電傳感器的壓電元件的主要部分剖視圖。圖3是實施方式1涉及的壓電傳感器的主要部分分解立體圖。圖4是示出將實施方式1涉及的壓電傳感器設置于輪胎的情況的說明圖。圖5是示意性地示出實施方式1涉及的壓電傳感器的變形狀態和電位的說明圖，圖5(a)示出撓曲未起作用的狀態，圖5(b)示出撓曲起作用的狀態。圖6是實施方式1涉及的壓電傳感器的等效電路圖。圖7是實施方式2涉及的壓電傳感器的側視圖。圖8是示意性地示出實施方式2涉及的壓電傳感器的變形狀態和電位的說明圖，圖8(a)示出撓曲未起作用的狀態，圖8(b)示出撓曲起作用的狀態。圖9是實施方式3涉及的壓電傳感器的側視圖。圖10是示意性地示出實施方式3涉及的壓電傳感器的變形狀態和電位的說明圖，圖10(a)示出撓曲未起作用的狀態，圖10(b)示出撓曲起作用的狀態。圖11是實施方式4涉及的壓電傳感器的側視圖。具體實施方式以下，參照附圖對本專利技術的實施方式涉及的壓電傳感器進行說明。(實施方式1)在圖1示出實施方式1涉及的壓電傳感器100。壓電傳感器100具備基板10和安裝在基板10的壓電元件11。壓電元件11構成長方體狀，具有層疊體17以及設置在層疊體17的兩個端面的第一端子電極15a和第二端子電極15b。第一端子電極15a和第二端子電極15b分別通過作為接合材料的焊料19a、19b安裝在基板10，在安裝位置以外的部分的基板10與壓電元件11之間形成有與焊料安裝的高度對應的間隙13。如圖2所示，壓電元件11的層疊體17由從上開始依次層疊外裝體14a、第一檢測用電極16a、壓電體12a、第二檢測用電極16b、壓電體12b、第一檢測用電極16c、外裝體14b并一體化的構造構成。更具體地，外裝體14a、在一個主面形成第一檢測用電極16a并在另一個主面形成第二檢測用電極16b的壓電體12a、在一個主面形成第一檢測用電極16c的壓電體12b、以及外裝體14b通過粘接劑(未圖示)粘接并一體化。另外，壓電體12a、12b例如由具備壓電性的陶瓷材料形成。此外，外裝體14a、14b例如由鈦酸鎂等陶瓷材料、玻璃環氧樹脂等樹脂材料這樣的具有絕緣性的材料形成。壓電體12a、12b以及外裝體14a、14b分別為矩形平板狀。此外，對壓電體12a、12b分別實施了極化處理。在本實施方式中，采用了壓電體12a、12b的上下兩個主面被外裝體14a、14b保持的構造。由此，可抑制壓電體12a、12b的厚度方向上的位移，因此，即使在受到伴隨著加速度的沖擊的情況下，也能夠抑制加速度的檢測，能夠以更高精度檢測撓曲。如果壓電體12a、12b的一個主面的整個面被保持，則另一個主面可以部分保持，進而，也可以省略對另一個主面的保持。另外，為了提高撓曲檢測的靈敏度而以更高精度進行檢測，作為外裝體14a、14b，優選使用楊氏模量比壓電體12a、12b的楊氏模量高的材料。在本實施方式的壓電傳感器100中，第一檢測用電極16a、16c從層疊體17的一個端面以及在該一個端面的兩側延續的兩個側面引出到外部。同樣地，第二檢測用電極16b從層疊體17的另一個端面以及在該另一個端面的兩側延續的兩個側面引出到外部。即，如圖3所示，第一檢測用電極16a、16c以及第二檢測用電極16b分別呈T字狀從層疊體17的3個面引出到外部。因此，第一檢測用電極16a、16c以及第一端子電極15a不僅在端面連接，還在側面的一部分連接，因此電連接可靠性高。此外，第二檢測用電極16b和第二端子電極15b不僅在端面連接，還在側面的一部分連接，因此電連接可靠性高。此外，第一檢測用電極16a、16c以及第二檢測用電極16b分別為T字狀，因此在與第一端子電極15a和第二端子電極15b的連接部以外不會露出到層疊體17的外表面。因此，不易受到濕氣等外部環境的影響。圖4示出在基板10側裝配于輪胎38的壓電傳感器100檢測輪胎的變形的狀態本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種壓電元件，具備：層疊體，包括位于相對位置的第一端面和第二端面；第一端子電極，設置在所述第一端面；以及第二端子電極，設置在所述第二端面，所述層疊體包括：壓電體；第一檢測用電極和第二檢測用電極，層疊在所述壓電體，使得在與連結所述第一端面和所述第二端面的方向正交的方向上夾著所述壓電體；以及絕緣性的外裝體，進一步層疊為位于所述第一檢測用電極和所述第二檢測用電極中的至少一個的外側，所述第一檢測用電極與所述第一端子電極連接，并且所述第二檢測用電極與所述第二端子電極連接。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.04 JP 2014-1387511.一種壓電元件，具備：層疊體，包括位于相對位置的第一端面和第二端面；第一端子電極，設置在所述第一端面；以及第二端子電極，設置在所述第二端面，所述層疊體包括：壓電體；第一檢測用電極和第二檢測用電極，層疊在所述壓電體，使得在與連結所述第一端面和所述第二端面的方向正交的方向上夾著所述壓電體；以及絕緣性的外裝體，進一步層疊為位于所述第一檢測用電極和所述第二檢測用電極中的至少一個的外側，所述第一檢測用電極與所述第一端子電極連接，并且所述第二檢測用電極與所述第二端子電極連接。2.根據權利要求1所述的壓電元件，其中，所述層疊體包括一對側面，所述一對側面位于與該層疊體的層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：源明裕也，
申請(專利權)人：株式會社村田制作所，
類型：發明
國別省市：日本;JP