TDK Electronics

積層圧電アクチュエータ

銅電極のハイアクティブスタック 

 Intro Pic

TDKのハイアクティブスタック(HAS)技術を採用したピエゾアクチュエータは、ナノポジショニング、プロセスエンジニアリングにおける液体や気体のバルブ制御、半導体製造プロセスなど、数多くのハイエンドソリューションに採用されています。積層圧電アクチュエータの銅内部電極をベースにしたTDKのこの特許技術は、自動車の燃料噴射装置に20年以上にわたって採用されています。 

ハイアクティブスタックは、従来の銀パラジウム(AgPd)スタックに比べ、優れた性能、耐湿性、過酷な条件下でも長寿命を実現します。 

TDKのアクチュエータスタックの特徴は?

 Pic Structure

より高い性能と長寿命を実現するため、不活性領域を最小化 

 Powerful

より高い性能と長寿命を実現するため、不活性領域を最小化アクチュエータ内の不活性領域は、駆動時の機械的応力の原因となります。不活性領域が大きければ大きいほど、アクチュエータに機械的応力がかかり、セラミックに大きなクラックが生じます。TDKのスタックでは、1層あたりの不活性領域の幅が100 µm(従来品は400 µm)であるため、機械的応力が大幅に低減され、長寿命と高動作電圧(最大180 V)が可能になり、高いストロークもしくは変位量(約+20 %)が発生します。 

湿度に強く、コストパフォーマンスに優れた銅内部電極 
 Robust Humid

従来のスタックアクチュエータは、内部電極に銀パラジウム合金を使用していました。銀は湿度の高い条件下や電界下では非常に延性の高い金属です。その結果、アクチュエータの内部電極層間で短絡や故障が発生してしまうのです。TDK のHAS製品は、内部電極に銅電極を使用しており、層間でのマイグレーションが生じにくくすることができます。さらに、銅の価格はパラジウムよりも安定しているため、優れた性能を備えつつコスト効率の高いソリューションが可能になります。“Win- Win” ですね! 

高温での動作に適した鉛フリー高融点メタルボンド 

 Temperature

外部電極を接続する金属接着剤においても、特に高温時に、駆動中に高い機械的応力にさらされます。TDKは、高温でも脆くならず、その結果、接触不良を起こさない鉛フリー高融点メタルボンドを新たに開発しました。この革新的な接合は、多孔質で柔軟な特性を持つため、電極接点用の鉛含有はんだよりも信頼性が高くなります。TDK HASのデバイスは、200 °Cで2000時間のテストにおいて劣化等は見られず、合格しております。従来のはんだ接合の場合には、わずか180 °Cの温度で1500時間後に破損しておりました。 

产品组合概览

 COM10S5

 COM30S5

 COM45S5

 COM30S7

 COM27S3

COM10S5

COM30S5

COM45S5

COM30S7

COM27S3

尺寸  
[mm](长x宽x高) 

5.2 x 5.2 x 10
钝化

5.2 x 5.2 x 30 
钝化

5.2 x 5.2 x 45 
钝化

7.0 x 7.0 x 30 
钝化

3.4 x 3.4 x 27 
引线式

预紧力 
[N] 

730

730

730

1320

320

行程 
[µm] 

16

55

83

55

47

容值 
[µF] 

1.0

3.4

5.3

6.2

1.3

刚度 
[N/µm] 

79

25

16

45

12

出力 
[N] 

1400

1400

1400

2600

600


アプリケーション

TDKのピエゾアクチュエータは、ナノポジショニング技術や半導体製造および製造工程内の接着に使用されるマイクロディスペンシングバルブ、ボンディングワイヤーマシンなど、数多くのハイエンドソリューションを支えています。 

 Microdispensing
 Nanopositioning
 Flow controllers

ベンチマーク

TDKのHASテクノロジーにより、従来の銀-パラジウムスタックと比較して、極めて優れた発生力と変位量を実現しています。 

 Force Pic

ピエゾスタック7 x 7 x 30 mm³ @ 160 Vの発生力[N]対変位量[µm]の散布図 

 Temperature Pic

高温試験 

ワイブル - 95 % CI 

 Humidity Pic

動的湿度試験 

ワイブル - 95 % CI 


データシートの入手・検索

PDF シリーズ 寸法(長さ x 幅 x 高さ) (mm) Stroke (µm) at 160 V Stiffness (N/µm) (typ.) at 160 V (kstack) Blocking force (N) 発注コード
COM10S5  5.2 x 5.2 x 10 16 ±10% 79 1400 Z63000Z2910Z001Z78
COM27S3 3.4 x 3.4 x 27 47 ±10% 12 600 Z63000Z2910Z001Z77
COM30S5  5.2 x 5.2 x 30 55 ±10% 25 1400 B58004M4030A020
new
COM30S7  7.0 x 7.0 x 30 55 ±10% 45 2600 B58004M4037A020
COM45S5  5.2 x 5.2 x 45 83 ±10% 16 1400 B58004M4040A020

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製品リソース

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TDKのHASテクノロジーにより、従来の銀-パラジウムスタックと比較して、極めて優れた発生力と変位量を実現しています。 

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