DE10200870A1 - Beschleunigungssensor und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

Abstract

Ein Beschleunigungssensor umfaßt ein piezoelektrisches Element und Tragerahmen zum Tragen der Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung. Das piezoelektrische Element wird durch Stapeln einer geraden Anzahl von piezoelektrischen Schichten, die größer als oder gleich vier Schichten ist, gebildet. Zwischen den Schichten und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements sind Elektroden vorgesehen. Die Zwischenschichtelektroden, die eine segmentierte Elektrode und Führungselektroden umfassen, sind abwechselnd gestapelt, wobei sich die piezoelektrischen Schichten zwischen denselben befinden. Die Zwischenschichtelektrode in der Mitte in der Dickenrichtung ist eine segmentierte Elektrode. Die piezoelektrischen Schichten sind in der Dickenrichtung polarisiert, so daß eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Elektroden extrahiert wird, wenn die Beschleunigung angelegt wird. Ferner sind der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Beschleunigungs­ sensoren und Herstellungsverfahren derselben.

Ein bekannter Beschleunigungssensor, der eine Piezokeramik (piezoelektrische Keramik) verwendet, ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 6-273439 beschrieben. Der bekannte Beschleunigungssensor umfaßt ein piezoelektrisches Element, das eine bimorphe Struktur auf­ weist. Das bimorphe piezoelektrische Element wird durch ein Verbinden eines Paares von Piezokeramikschichten, so daß sie einander gegenüberliegen, gebildet, wobei eine dazwi­ schenliegende Elektrode zwischen den Piezokeramikschichten vorgesehen wird und an den Vorder- und Rückflächen des bi­ morphen piezoelektrischen Elements Signalextraktionselek­ troden bereitgestellt werden. Das bimorphe piezoelektrische Element ist in einer Doppelträgerstruktur eingehäust und wird durch dieselbe getragen. Bei dem Beschleunigungssensor sind ein Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder der Piezokeramikschichten in der Längsrichtung in entgegen­ gesetzten Richtungen polarisiert. Somit kann eine in dem Mittelabschnitt und in beiden Endabschnitten erzeugte La­ dung extern extrahiert werden. Folglich kann die Ladungsex­ traktionseffizienz verbessert werden.

Bei dem bimorphen Beschleunigungssensor ist es notwendig, den Mittelabschnitt und die Endabschnitte jeder der Piezo­ keramikschichten unterschiedlich zu polarisieren. Zu diesem Zweck sind Oberflächenelektroden, die voneinander getrennt sind, auf einer Oberfläche der Piezokeramikschicht gebil­ det, und nach einer Polarisierung wird eine Verbindungs­ elektrode, die die Oberflächenelektroden vollständig be­ deckt, gebildet, wodurch eine Signalextraktionselektrode gebildet wird. Ein Beschleunigungssensor, der die Last ei­ ner Zwei-Stufen-Elektrodenbildung verringern kann, ist in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 8-166401 vorgeschlagen.

Bei beiden der oben beschriebenen Beschleunigungssensoren wird das piezoelektrische Element durch die beiden Piezoke­ ramikschichten gebildet, und die Kapazität des piezoelek­ trischen Elements ist relativ klein. Somit ist die Ladungs­ empfindlichkeit nicht sehr hoch.

Um die Ladungsempfindlichkeit zu verbessern, wird ein Be­ schleunigungssensor vorgeschlagen, der ein piezoelektri­ sches Element umfaßt, das durch Stapeln von drei Piezokera­ mikschichten gebildet wird (siehe ungeprüfte japanische Pa­ tentanmeldung Nr. 10-62445). In diesem Fall wird die Kapa­ zität durch ein Erhöhen der Anzahl von piezoelektrischen Schichten, die gestapelt werden, erhöht. Folglich kann die Ladungsempfindlichkeit verbessert werden. Jedoch ist die Struktur insofern beschränkt, als die Polarisierungsrich­ tung in derselben piezoelektrischen Schicht nicht umgekehrt werden kann. Somit kann eine Ladung lediglich aus dem Mit­ telabschnitt eines piezoelektrischen Kristalls extrahiert werden, und die Ladungsextraktionseffizienz ist nicht sehr hoch.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Beschleuni­ gungssensoren und Verfahren zum Herstellen von Beschleuni­ gungssensoren zu schaffen, so daß die Ladungsextraktionsef­ fizienz und die Ladungsempfindlichkeit erhöht sind.

Diese Aufgabe wird durch Beschleunigungssensoren gemäß An­ spruch 1 oder Anspruch 3 oder durch Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 5, Anspruch 6, Anspruch 7 oder Anspruch 8 gelöst.

Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Beschleunigungssensor zu schaffen, der eine durch ein Anlegen einer Beschleunigung erzeugte Ladung effizient sam­ meln kann und der eine hohe Ladungsempfindlichkeit und eine hohe Erfassungsempfindlichkeit aufweist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren zum effizienten Herstellen eines Beschleunigungssensors zu schaffen, der dünn und klein ist und der eine hohe Erfassungsempfindlichkeit aufweist.

Die vorstehenden Ziele werden durch eine Schaffung eines Beschleunigungssensors und eines Herstellungsverfahrens desselben gemäß den folgenden Aspekten der vorliegenden Er­ findung erreicht.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Beschleunigungssensor geschaffen, der folgende Merkmale umfaßt: ein piezoelektrisches Element, das durch Stapeln einer geraden Anzahl von piezoelektrischen Schichten, die größer als oder gleich vier Schichten ist, gebildet ist; Trageglieder zum Tragen beider Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung; und Elektroden, die zwischen den Schichten und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements vorgesehen sind. Die Zwischen­ schichtelektroden umfassen eine Elektrode, die in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen einer Expansionsspannung und einer Kontraktionsspannung, die als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezo­ elektrische Element angelegt werden, in Abschnitte segmen­ tiert ist, und Führungselektroden, die zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind. Die zwei Typen von Zwischenschichtelektroden sind ab­ wechselnd gestapelt, wobei die piezoelektrischen Schichten zwischen denselben liegen. Die Zwischenschichtelektrode in der Mitte des piezoelektrischen Elements in der Dickenrich­ tung ist die segmentierte Elektrode. Die Elektroden auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements sind zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahie­ ren. Die piezoelektrischen Schichten sind in der Dicken­ richtung polarisiert, so daß, wenn die Beschleunigung ange­ legt wird, eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden extrahiert wird, die zu den En­ den in der Längsrichtung in den piezoelektrischen Schichten an beiden Seiten der Führungselektroden geführt sind, und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte je­ der piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtun­ gen polarisiert sind.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Beschleunigungssensor geschaffen, der folgende Merkmale umfaßt: ein piezoelektrisches Element, das durch Stapeln einer ungeraden Anzahl von piezoelektrischen Schichten, die größer als oder gleich fünf Schichten ist, gebildet ist; Trageglieder zum Tragen beider Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung; und Elektroden, die zwischen den Schichten und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements gebildet sind. Die Zwischen­ schichtelektroden umfassen Elektroden, die in der Längs­ richtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen einer Expan­ sionsspannung und einer Kontraktionsspannung, die als Ant­ wort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezoelek­ trische Element angelegt werden, in Abschnitte segmentiert sind, und Führungselektroden, die zu den Enden des piezo­ elektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind. Die Zwischenschichtelektroden, die an beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht in der Mitte des piezoelektri­ schen Elements in der Dickenrichtung angeordnet sind, sind die segmentierten Elektroden. Die beiden Typen von Zwi­ schenschichtelektroden sind abwechselnd gestapelt, wobei sich die piezoelektrischen Schichten zwischen denselben be­ finden, mit Ausnahme der piezoelektrischen Schicht in der Mitte der Dickenrichtung. Die Elektroden auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements sind zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrich­ tung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren. Unter den piezoelektrischen Schichten ist die piezoelektrische Schicht in der Mitte der Dickenrichtung nicht polarisiert. Die anderen piezoelektrischen Schichten sind in der Dicken­ richtung polarisiert, so daß, wenn die Beschleunigung ange­ legt wird, eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden extrahiert wird, die zu den En­ den in der Längsrichtung in den piezoelektrischen Schichten an beiden Seiten der Führungselektroden geführt sind, und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte je­ der piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtun­ gen polarisiert sind.

Der Beschleunigungssensor gemäß dem ersten Aspekt der vor­ liegenden Erfindung weist eine Struktur auf, bei der das piezoelektrische Element eine gerade Anzahl von piezoelek­ trischen Schichten, die größer als oder gleich vier Schich­ ten ist, umfaßt. Der Beschleunigungssensor gemäß dem zwei­ ten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Struktur auf, bei der das piezoelektrische Element eine ungerade An­ zahl von piezoelektrischen Schichten, die größer als oder gleich fünf Schichten ist, umfaßt. Bei beiden Strukturen ist die Anzahl von piezoelektrischen Schichten größer als die eines Zweischicht-Beschleunigungssensors. Somit kann die Kapazität erhöht werden. Da der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder der piezoelektrischen Schichten in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind, kann eine in dem Mittelabschnitt und in beiden Endabschnitten des piezoelektrischen Elements erzeugte Ladung effizient gesam­ melt werden, wodurch die Ladungsextraktionseffizienz erhöht wird. Folglich kann, obwohl der Beschleunigungssensor eine Mehrschichtstruktur aufweist, eine erzeugte Ladung sowohl aus dem Mittelabschnitt als auch aus den Endabschnitten ex­ trahiert werden. Somit weist der Beschleunigungssensor eine höhere Ladungsempfindlichkeit auf, als sie zuvor erreicht wurde.

Wenn der Beschleunigungssensor eine Struktur aufweist, bei der beide Enden des piezoelektrischen Elements getragen werden, sind der Mittelabschnitt und die beiden Endab­ schnitte des piezoelektrischen Elements als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung unterschiedlichen Spannungen (Kontraktion und Expansion) unterworfen. Um eine erzeugte Ladung zu erhalten, die dieselbe Polarität aufweist, ist es notwendig, die Polarisierungsrichtung in jeder Schicht um­ zukehren. Bei einem Polarisieren jeder Schicht ist es im einzelnen notwendig, Spannungen, die unterschiedliche Pola­ ritäten aufweisen, an den Mittelabschnitt und an die beiden Endabschnitte anzulegen. Um Kurzschlüsse zu verhindern, ist es notwendig, die Oberflächenelektroden und die Zwischen­ schichtelektroden gemäß jeder Region, an die eine Spannung angelegt wird, elektrisch zu trennen. Zur selben Zeit kann durch ein elektrisches Verbinden der Elektroden in den Re­ gionen eine Ladung gesammelt werden. Im allgemeinen ist es notwendig, nach einer Polarisierung die Elektroden in den Regionen elektrisch zu verbinden. Wenn die Elektroden in der Keramik getrennt sind, ist es jedoch technisch unmög­ lich, die Elektroden nach der Polarisierung in einem sol­ chen geschichteten Verbundkörper, der durch ein gleichzei­ tiges Brennen der Elektroden und der Piezokeramik erzeugt wird, zu verbinden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Elektrode (seg­ mentierte Elektrode) in der Keramik sowie Elektroden (Füh­ rungselektroden), die zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind, abwechselnd ge­ bildet, und zwischen diesen Elektroden wird eine Polarisie­ rung durchgeführt, wodurch eine Struktur erzielt wird, bei der der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte in un­ terschiedlichen Richtungen polarisiert sind. Durch ein Sam­ meln einer Ladung von den Führungselektroden ist es mög­ lich, die erzeugte Ladung effizient zu extrahieren.

In einem Fall, bei dem die Anzahl von piezoelektrischen Schichten 4n ist, und in einem Fall, bei dem die Anzahl von piezoelektrischen Schichten 4n+2 ist, unterscheiden sich Polarisierungselektroden, die auf der Vorder- und der Rück­ fläche eines gebrannten Piezokeramikverbundkörpers gebildet sind, von der Form her. Im einzelnen, wenn die Anzahl von piezoelektrischen Schichten 4n beträgt, ist es notwendig, segmentierte Polarisierungselektroden auf der Vorder- und der Rückfläche des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers zu bilden. Mit den segmentierten Elektroden kann die erzeugte Ladung nicht aus den Enden in der Längsrichtung extrahiert werden. Es ist also notwendig, eine Verbindungselektrode zum Verbinden der segmentierten Elektroden zu bilden. Al­ ternativ dazu können die segmentierten Elektroden entfernt werden, und anschließend können neue Elektroden, die zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind, gebildet werden. Folglich kann die Ladung ex­ trahiert werden.

Wenn die Anzahl von piezoelektrischen Schichten 4n+2 be­ trägt, werden die Polarisierungselektroden durch ein Bilden von Führungselektroden bereitgestellt, die zu den Enden in der Längsrichtung auf der Vorder- und der Rückfläche des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers geführt sind. Diese Elektroden können als Elektroden, aus denen Ladung extra­ hiert werden kann, verwendet werden.

Bei dem Beschleunigungssensor gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl von piezoelektri­ schen Schichten vier betragen. In diesem Fall ist die Struktur die einfachste, und die Ladung kann effizient ex­ trahiert werden. Der Beschleunigungssensor ist somit für eine Massenproduktion geeignet, und die Kosten sind verrin­ gert.

Bei dem Beschleunigungssensor gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl von piezoelektri­ schen Schichten fünf betragen. In diesem Fall liegt in der Mitte der Dickenrichtung eine Zwischenschicht vor, die nicht polarisiert ist. Ähnlich dem Vierschicht- Beschleunigungssensor kann eine Ladung effizient extrahiert werden.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Beschleuni­ gungssensors geschaffen, Segmentierte Elektroden und Elek­ troden, die in der Längsrichtung verbunden sind, sind ab­ wechselnd gestapelt. Vor einem Schneiden eines gebrannten Piezokeramikverbundkörpers (der als Basis fungiert) in ein­ zelne Elemente werden die segmentierten Elektroden extern geführt. Durch Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes zwi­ schen den segmentierten Elektroden und den in der Längs­ richtung verbundenen Elektroden wird eine Polarisierung durchgeführt, so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in der Längs­ richtung in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Keramikgrünlagen gestapelt, und ein Brennen der Keramikgrünlagen und ein Backen einer leitfähigen Paste werden gleichzeitig durchge­ führt. Obwohl der Beschleunigungssensor eine Mehrschicht­ struktur aufweist, kann ein dünnes piezoelektrisches Ele­ ment erreicht werden. Somit kann die Kapazität verbessert werden. Da der gebrannte Piezokeramikverbundkörper nach ei­ ner Polarisierung in Elemente geschnitten wird, eignet sich das Herstellungsverfahren für eine Massenproduktion und ist in der Lage, gleichmäßige piezoelektrische Elemente zu er­ zeugen.

Gemäß einem Beschleunigungssensor der vorliegenden Erfin­ dung weist ein piezoelektrisches Element eine Struktur auf, die durch Stapeln von mindestens vier piezoelektrischen Schichten erhalten wird. Eine als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung erzeugte Ladung kann aus dem Mittelab­ schnitt und beiden Endabschnitten jeder piezoelektrischen Schicht extrahiert werden. Die Kapazität kann erhöht wer­ den, und die Ladung kann effizient gesammelt werden. Folg­ lich ist es möglich, einen Beschleunigungssensor mit einer hohen Erfassungsempfindlichkeit zu erzielen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni­ gungssensors gemäß einem ersten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Be­ schleunigungssensors;

Fig. 3A-3F Ablaufdiagramme, die ein Herstellungsverfahren zum Herstellen des in Fig. 1 gezeigten Beschleu­ nigungssensors zeigen;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni­ gungssensors gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Vorderansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung; und

Fig. 8 eine Vorderansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 1-3 zeigen einen Beschleunigungssensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ein Beschleunigungssensor 1A wird durch ein Tragen eines piezoelektrischen Elements 2 an beiden Enden in der Längs­ richtung durch ein Paar von Tragerahmen (Tragegliedern) 10 und 11 gebildet, die einen im wesentlichen U-förmigen Quer­ schnitt aufweisen. Die Tragerahmen 10 und 11 sind aus einer isolierenden Keramik gebildet, die ungefähr denselben Wär­ meausdehnungskoeffizienten aufweist wie das piezoelektri­ sche Element 2. In den Tragerahmen 10 und 11 sind konkave Abschnitte 10a und 11a vorgesehen, um das piezoelektrische Element 2 in die Lage zu versetzen, sich als Antwort auf eine Beschleunigung G zu biegen.

Das piezoelektrische Element 2 des ersten Ausführungsbei­ spiels wird durch Stapeln von vier streifenförmigen, dünnen piezoelektrischen Schichten 2a, 2b, 2c und 2d, die aus Pie­ zokeramik gebildet sind, und durch ein einstückiges Brennen der piezoelektrischen Schichten 2a - 2d gebildet. Zwischen den Schichten des piezoelektrischen Elements 2 sind Elek­ troden 3, 4 und 5 vorgesehen. Auf der Vorder- und der Rück­ fläche des piezoelektrischen Elements 2 sind Elektroden 6 und 7 vorgesehen. Die Zwischenschichtelektroden 3 - 5 um­ fassen die segmentierte Elektrode 4 und die Führungselek­ troden 3 und 5. Die segmentierte Elektrode 4 ist in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen einer Expansionsspannung und einer Kontraktionsspannung, die als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezo­ elektrische Element 2 angelegt werden, in drei Abschnitte segmentiert. Die Führungselektroden 3 und 5 werden zu un­ terschiedlichen Enden des piezoelektrischen Elements 2 in der Längsrichtung geführt. Die zwei Typen von Zwischen­ schichtelektroden 3 - 5 sind abwechselnd gestapelt, wobei sich die piezoelektrischen Schichten 2a - 2d zwischen den­ selben befinden. Die Zwischenschichtelektrode 4 in der Mit­ te des piezoelektrischen Elements 2 in der Dickenrichtung ist eine segmentierte Elektrode, die in drei Abschnitte segmentiert ist. Die Anzahl von segmentierten Abschnitten der segmentierten Elektrode 4 ist nicht auf drei begrenzt.

Überdies kann die segmentierte Elektrode 4 an anderen Punk­ ten als den Wendepunkten segmentiert sein.

Die Elektroden 6 und 7 auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 2 werden zu unterschiedli­ chen Enden des piezoelektrischen Elements 2 in der Längs­ richtung geführt, um die erzeugte Ladung zu extrahieren. Ähnlich der segmentierten Elektrode 4 umfassen die Elektro­ den 6 und 7 Elektroden 6a - 6c und Elektroden 7a - 7c, die durch ein Unterteilen der Elektroden in drei in der Nähe der Wendepunkte erhalten werden, und Verbindungselektroden 6d und 7d zum Verbinden der Elektroden 6a - 6c bzw. 7a - 7c. Unter den Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c wird die Elek­ trode 6b zu einem Ende des piezoelektrischen Elements 2 in der Längsrichtung geführt, und die Elektrode 7c wird zu dem anderen Ende des piezoelektrischen Elements 2 in der Längs­ richtung geführt. Es ist nicht notwendig, daß jede der Ver­ bindungselektroden 6d und 7d eine einzelne Elektrode ist. Beispielsweise kann die Verbindungselektrode 6d eine Elek­ trode, die Elektroden 6a und 6b verbindet, und eine Elek­ trode, die die Elektroden 6a und 6c verbindet, umfassen.

Auf beiden Endflächen des piezoelektrischen Elements 2 in der Längsrichtung, einschließlich Endflächen der Tragerah­ men 10 und 11, sind externe Elektroden 8 und 9 gebildet. Die externe Elektrode 8, die auf einer Endfläche gebildet ist, leitet zu der Elektrode 6 auf der Vorderfläche und zu der Führungselektrode 5. Die externe Elektrode 9, die auf der anderen Endfläche gebildet ist, leitet zu der Elektrode 7 auf der Rückfläche und zu der Führungselektrode 3.

Die piezoelektrischen Schichten 2a, 2b, 2c und 2d sind in den durch die fettgedruckten Pfeile in Fig. 2 angegebenen Richtungen polarisiert. Im einzelnen sind die piezoelektri­ schen Schichten 2a, 2b, 2c und 2d in der Dickenrichtung po­ larisiert, so daß die piezoelektrischen Schichten auf bei­ den Seiten der Zwischenschichtelektroden 3 - 5 in entgegen­ gesetzten Ausrichtungen polarisiert sind und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezo­ elektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen pola­ risiert sind. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel liegt der Mittelabschnitt jeder der ersten und dritten Schicht 2a und 2c in Richtung A vor, und die beiden Endabschnitte dersel­ ben liegen in Richtung B vor. Der Mittelabschnitt jeder der zweiten und vierten Schicht 2b und 2d liegt in Richtung B vor, und die beiden Endabschnitte derselben liegen in Rich­ tung A vor. Wenn an das piezoelektrische Element 2 in der Plattendickenrichtung eine Beschleunigung G angelegt wird, kann eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden 3 und 5 in den piezoelektrischen Schich­ ten auf beiden Seiten der Führungselektroden 3 und 5 extra­ hiert werden.

Wenn beispielsweise in der durch den Pfeil in Fig. 2 ange­ zeigten Richtung eine Beschleunigung G angelegt wird, wird der Mittelabschnitt des piezoelektrischen Elements 2 auf­ grund einer Trägheit verformt, so daß er in der Aufwärts­ richtung in Fig. 2 konvex ist. Folglich sind die Mittelab­ schnitte der ersten Schicht 2a und der zweiten Schicht 2b einer Expansionsspannung unterworfen, und die Endabschnitte derselben sind einer Kontraktionsspannung unterworfen. Die Mittelabschnitte der dritten Schicht 2c und der vierten Schicht 2d sind einer Kontraktionsspannung unterworfen, und die Endabschnitte derselben sind einer Expansionsspannung unterworfen. Auf der Basis der Beziehungen zwischen den Spannungen und den Polarisierungsrichtungen wird an der Elektrode 6 auf der Vorderfläche und der Führungselektrode 5 eine negative Ladung erzeugt, und an der Elektrode 7 auf der Rückfläche und der Führungselektrode 3 wird eine posi­ tive Ladung erzeugt. Die negative Ladung wird aus der auf einer Endfläche gebildeten externen Elektrode 8 extrahiert, und die positive Ladung wird aus der auf der anderen End­ fläche gebildeten externen Elektrode 9 extrahiert.

Obwohl der Beschleunigungssensor 1A eine geschichtete Struktur aufweist, kann eine erzeugte Ladung sowohl aus dem Mittelabschnitt als auch den Endabschnitten jeder piezo­ elektrischen Schicht gesammelt werden. Somit wird die Menge an Ladung, die als Antwort auf das Anlegen der Beschleuni­ gung G gesammelt wird, erhöht, und der Beschleunigungssen­ sor 1A weist eine höhere Erfassungsempfindlichkeit auf, als sie vorher erzielt wurde.

Tabelle 1 zeigt einen Vergleich zwischen dem piezoelektri­ schen Sensor 1A, der das vierschichtige piezoelektrische Element 2 bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, ei­ nem Beschleunigungssensor X (siehe Fig. 1 der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 8-166401), der eine Zwei­ schichtstruktur aufweist und der in der Dickenrichtung po­ larisiert ist, so daß piezoelektrische Schichten auf beiden Seiten einer inneren Elektrode in entgegengesetzten Rich­ tungen polarisiert sind und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind, und einem Beschleunigungssensor Y (sie Fig. 1 der ungeprüften japani­ schen Patentanmeldung Nr. 2000-121661), der desgleichen ei­ ne Zweischichtstruktur aufweist und der in der Dickenrich­ tung polarisiert ist, so daß piezoelektrische Schichten auf beiden Seiten einer inneren Elektrode in derselben Richtung polarisiert sind und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. Der Ver­ gleich wird angegeben, indem angenommen wird, daß die Kapa­ zität, die erzeugte Ladung und die Spannungsempfindlichkeit eines Beschleunigungssensors B1 sind.

Wie aus der Tabelle 1 klar hervorgeht, ist die Kapazität des Beschleunigungssensors 1A der vorliegenden Erfindung 2,5 - 10mal so hoch wie die der bekannten Beschleunigungs­ sensoren X und Y. Die Menge an durch den Beschleunigungs­ sensor 1A erzeugter Ladung ist 1,8mal bis 3,6mal so hoch wie die der bekannten Beschleunigungssensoren X und Y. Dar­ aus kann geschlossen werden, daß der Beschleunigungssensor 1A eine gute Erfassungsempfindlichkeit aufweist.

Tabelle 1

Unter Bezugnahme auf Fig. 3A - 3F wird nun ein Herstel­ lungsverfahren zum Herstellen des Beschleunigungssensors 1A, der wie oben beschrieben angeordnet ist, beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3A werden bei dem Verfahren vier dünne rechteckige Keramikgrünlagen G1 - G4 einer Größe, die für eine Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen groß ge­ nug ist, hergestellt. Unter den Keramikgrünlagen G1 - G4 wird eine leitfähige Paste, die die Führungselektrode 3 werden soll, auf die obere Oberfläche der zweiten Grünlage G2 unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens oder derglei­ chen aufgebracht. Desgleichen wird eine leitfähige Paste, die die segmentierte Elektrode 4 werden soll, auf die obere Oberfläche der dritten Grünlage G3 aufgebracht. Eine leit­ fähige Paste, die die Führungselektrode 5 werden soll, wird auf die obere Oberfläche der vierten Grünlage G4 aufge­ bracht. Die Aufbringungsmuster der Elektroden 3 - 5 bilden Streifenelektroden, die sich in einer senkrecht zu der Zeichnung verlaufenden Richtung erstrecken. Auf die obere Grünlage G1 wird keine leitfähige Paste aufgebracht.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3B werden die vier Grünlagen G1 - G4 unter Verwendung von Druck gestapelt und befestigt, wo­ durch ein geschichteter Verbundkörper L gebildet wird. Die Führungselektroden 3 und 5 und die segmentierte Elektrode 4 befinden sich zwischen den Grünlagen. Der geschichtete Ver­ bundkörper L wird bei einer vorbestimmten Temperatur (bei­ spielsweise ungefähr 1000°C) gebrannt, und somit werden die gestapelten Grünlagen miteinander verbunden. Zur selben Zeit werden auch die Elektroden 3 - 5, die innen gebildet sind, gebacken. Dementsprechend wird ein gebrannter Piezo­ keramikverbundkörper F gebildet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3C wird eine leitfähige Paste auf die Vorder- und Rückfläche des gebrannten Piezokeramikver­ bundkörpers F aufgebracht. Anschließend wird der gebrannte Piezokeramikverbundkörper F einem Trocknen und Backen un­ terworfen. Folglich werden die segmentierten Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c gebildet. Ein elektrisches Gleichfeld wird an die Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c und zwischen den Füh­ rungselektroden 3 und 5 und der segmentierten Elektrode 4 angelegt, wodurch der gebrannte Piezokeramikverbundkörper F in den Richtungen A und B polarisiert wird. Da die Zwi­ schenschichtelektroden 3, 4 und 5 in dem gebrannten Piezo­ keramikverbundkörper F vorgesehen sind, ist es schwierig, an diese Elektroden 3 - 5 ein elektrisches Feld anzulegen. Die Elektroden 3 - 5 sind Streifenelektroden, die sich in der Tiefenrichtung des gebrannten Piezokeramikverbundkör­ pers F (senkrecht zu der Zeichnung) erstrecken. Um ein elektrisches Feld an die Elektroden 3 - 5 anzulegen, wird ein Ende jeder der Elektroden 3, 4 und 5 außerhalb des ge­ brannten Piezokeramikverbundkörpers F geführt. Durch Anle­ gen eines elektrischen Gleichfelds zwischen den Elektroden 3 - 5 und den Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c auf der Vor­ der- und der Rückfläche kann der gebrannte Piezokeramikver­ bundkörper F in gewünschten Richtungen polarisiert werden.

Die Polarisierung kann durch eine Mehrzahl von Schritten durchgeführt sind. Alternativ dazu kann die Polarisierung durch einen einzigen Schritt unter Verwendung einer Mehr­ zahl von Spannungen, die unterschiedliche Polaritäten auf­ weisen, durchgeführt sind.

Nach der Polarisierung, wie in Fig. 3D gezeigt, werden die Verbindungselektroden 6d und 7d zum Verbinden der segmen­ tierten Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c auf der Vorder- und der Rückfläche des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers F gebildet. Die Verbindungselektroden 6d und 7d können durch ein Drucken einer leitfähigen Paste oder durch ein Dünn­ filmbildungsverfahren, wie zum Beispiel Zerstäuben oder Aufdampfen, gebildet werden.

Nachdem die Verbindungselektroden 6d und 7d gebildet sind, wie in Fig. 3E gezeigt ist, werden die Tragerahmen 10M und 11M, die als Basis fungieren, mit der Vorder- und der Rück­ fläche des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers F verbun­ den. Der gebrannte Piezokeramikverbundkörper F und die Tra­ gerahmen 10M und 11M werden in der Längsrichtung (Schnitt­ linie CL) und in einer parallel zu der Zeichnung verlaufen­ den Richtung in Elemente geschnitten, wodurch ein in Fig. 3F gezeigtes Sensorelement E erzeugt wird.

Anschließend werden die externen Elektroden 8 und 9 auf beiden Endflächen jedes Sensorelements E gebildet. Folglich wird der in Fig. 1 und 2 gezeigte Beschleunigungssensor 1A gebildet.

Fig. 4 zeigt einen Beschleunigungssensor gemäß einem zwei­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei einem Beschleunigungssensor 1B des zweiten Ausführungs­ beispiels ist jede der Elektroden 6 und 7, die auf der Vor­ der- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 2 gebildet sind, eine durchgehende Elektrode.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel umfassen die auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 2 gebildeten Elektroden 6 und 7 einen Satz der segmentierten Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c für eine Polarisierung und die Verbindungselektroden 6d und 7d zum Abdecken der seg­ mentierten Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c. Wenn die Verbin­ dung zwischen den beiden Typen von Elektroden schwach wird, erhöht sich das Risiko einer Ablösung. Um eine Ablösung zu verhindern, werden die segmentierten Elektroden 6a - 6c und 7a - 7c für eine Polarisierung entfernt, und anschließend werden neue Führungselektroden 6 und 7, die zu unterschied­ lichen Enden des piezoelektrischen Elements 2 in der Längs­ richtung geführt sind, gebildet.

Die Führungselektroden 6 und 7 werden durch ein Drucken ei­ ner leitfähigen Paste oder durch ein Dünnfilmbildungsver­ fahren wie beispielsweise Zerstäuben oder Aufdampfen gebil­ det.

Fig. 5 zeigt einen Beschleunigungssensor gemäß einem drit­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei einem Beschleunigungssensor 1C des dritten Ausführungs­ beispiels beträgt die Anzahl von piezoelektrischen Schich­ ten, die ein piezoelektrisches Element 20 bilden, sechs. Da die Tragerahmen 10 und 11 dieselben sind wie die in Fig. 2 gezeigten, werden dieselben Bezugszeichen vergeben, und auf wiederholte Beschreibungen der gemeinsamen Abschnitte wird verzichtet.

Das piezoelektrische Element 20 wird durch Stapeln von sechs piezoelektrischen Schichten 20a - 20f und ein ein­ stückiges Brennen der piezoelektrischen Schichten 20a - 20f gebildet. Zwischen den Schichten des piezoelektrischen Elements 20 sind Elektroden 21 - 25 gebildet. Auf der Vor­ der- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 20 sind Elektroden 26 und 27 gebildet. Die Zwischenschicht­ elektroden 21 - 25 umfassen die segmentierten Elektroden 21, 23 und 25, die in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen einer Expansionsspannung und einer Kontraktionsspannung, die als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezoelektrische Element 20 angelegt werden, in drei Abschnitte segmentiert sind, und die Füh­ rungselektroden 22 und 24, die zu unterschiedlichen Enden des piezoelektrischen Elements 20 in der Längsrichtung ge­ führt sind. Die beiden Typen von Zwischenschichtelektroden 21 - 25 sind abwechselnd gestapelt, wobei sich die piezo­ elektrischen Schichten 20a und 20f zwischen denselben be­ finden. Die Zwischenschichtelektrode 23 in der Mitte des piezoelektrischen Elements 20 in der Dickenrichtung ist ei­ ne segmentierte Elektrode, die in drei Abschnitte segmen­ tiert ist.

Die Elektroden 26 und 27 auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 20 werden zu unterschiedli­ chen Enden des piezoelektrischen Elements 20 in der Längs­ richtung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren. Externe Elektroden 28 und 29 sind auf beiden Endflächen des piezoelektrischen Elements 20 in der Längsrichtung gebil­ det, einschließlich der Endflächen der Tragerahmen 10 und 11. Die auf einer Endfläche gebildete externe Elektrode 28 leitet zu der Elektrode 27 auf der Rückfläche und zu der Führungselektrode 22. Die auf der anderen Endfläche gebil­ dete externe Elektrode 29 leitet zu der auf der Vorderflä­ che gebildeten Elektrode 26 und zu der Führungselektrode 24.

Die piezoelektrischen Schichten 20a - 20f sind in den durch die fettgedruckten Pfeile in Fig. 5 angezeigten Richtungen polarisiert. Im einzelnen sind die piezoelektrischen Schichten 20a - 20f in der Dickenrichtung polarisiert, so daß die piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Zwischenschichtelektroden 22 - 24 in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. Die piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Zwi­ schenschichtelektroden 21 und 25 sind in derselben Richtung polarisiert. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel liegen die Mittelabschnitte der ersten, zweiten und vierten Schicht 20a, 20b und 20d in der Richtung A vor, und die beiden End­ abschnitte derselben liegen in der Richtung B vor. Die Mit­ telabschnitte der dritten, fünften und sechsten Schicht 20c, 20e und 20f liegen in der Richtung B vor, und die bei­ den Endabschnitte derselben liegen in Richtung A vor. Wenn die Beschleunigung G in der Plattendickenrichtung an das piezoelektrische Element 20 angelegt wird, kann eine La­ dung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungs­ elektroden 22 und 24 in den piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektroden 22 und 24 extrahiert werden. Wenn die Beschleunigung G in der durch den Pfeil angegebenen Richtung angelegt wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, werden der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnit­ te jeder Schicht einer Expansionsspannung und einer Kon­ traktionsspannung unterworfen. Auf der Basis der Beziehun­ gen zwischen den Spannungen und den Polarisierungsrichtun­ gen wird an der Führungselektrode 22 und der Rückflächen­ elektrode 27 eine negative Ladung erzeugt, und an der Füh­ rungselektrode 24 und der Vorderflächenelektrode 26 wird eine positive Ladung erzeugt. Die negative Ladung wird aus der externen Elektrode 28 extrahiert, und die positive La­ dung wird aus der externen Elektrode 29 extrahiert.

Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel wird in diesem Fall die Menge an Ladung, die als Antwort auf das Anlegen der Beschleunigung G erzeugt wird, erhöht. Somit weist der Be­ schleunigungssensor 1C eine höhere Erfassungsempfindlich­ keit auf, als bis dahin erreicht wurde.

Fig. 6 zeigt einen Beschleunigungssensor gemäß einem vier­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei einem Beschleunigungssensor 1D des vierten Ausführungs­ beispiels beträgt die Anzahl von piezoelektrischen Schich­ ten, die ein piezoelektrisches Element 30 bilden, acht. Da die Tragerahmen 10 und 11 dieselben sind wie die in Fig. 2 gezeigten, werden dieselben Bezugszeichen vergeben, und auf wiederholte Beschreibungen der gemeinsamen Abschnitte wird verzichtet.

Das piezoelektrische Element 30 wird durch Stapeln von acht piezoelektrischen Schichten 30a - 30h und ein einstückiges Brennen der piezoelektrischen Schichten 30a - 30h gebildet.

Zwischen den Schichten des piezoelektrischen Elements 30 sind Elektroden 31 - 37 gebildet. Auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 30 sind Elektro­ den 38 und 39 gebildet. Die Zwischenschichtelektroden 31 - 37 umfassen die segmentierten Elektroden 32, 34 und 36, die in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen einer Expansionsspannung und einer Kontraktionsspannung, die als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezoelektrische Element 30 angelegt werden, in drei Ab­ schnitte segmentiert sind, und die Führungselektroden 31, 33, 35 und 37, die zu unterschiedlichen Enden des piezo­ elektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind. Die beiden Typen von Zwischenschichtelektroden 31 - 37 sind abwechselnd gestapelt, wobei sich die piezoelektrischen Schichten 30a - 30h zwischen denselben befinden. Die Zwi­ schenschichtelektrode 34 in der Mitte des piezoelektrischen Elements 30 in der Dickenrichtung ist eine segmentierte Elektrode, die in drei Abschnitte segmentiert ist.

Die Elektroden 38 und 39 auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 30 werden zu unterschiedli­ chen Enden des piezoelektrischen Elements 30 in der Längs­ richtung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren. Ähnlich den segmentierten Elektroden 32, 34 und 36 umfassen die Elektroden 38 und 39 Elektroden 38a - 38c und 39a - 39c, die dadurch erhalten werden, daß die Elektroden in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten in drei Ab­ schnitte unterteilt werden, und Verbindungselektroden 38d - 39d zum Verbinden der Elektroden 38a - 38c und 39a - 39c.

Die Elektroden 38 und 39 auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 30 werden zu unterschiedli­ chen Enden des piezoelektrischen Elements 30 in der Längs­ richtung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren. Auf beiden Endflächen des piezoelektrischen Elements 30 in der Längsrichtung, einschließlich der Endflächen der Trage­ rahmen 10 und 11, sind externe Elektroden 40 und 41 gebil­ det. Die auf einer Endfläche gebildete externe Elektrode 40 leitet zu der Elektrode 38 auf der Vorderfläche und zu den Führungselektroden 33 und 37. Die auf der anderen Endfläche gebildete externe Elektrode 41 leitet zu der auf der Rück­ fläche gebildeten Elektrode 39 und zu den Führungselektro­ den 31 und 35.

Die piezoelektrischen Schichten 30a - 30h sind in den durch die fettgedruckten Pfeile in Fig. 6 angezeigten Richtungen polarisiert. Im einzelnen sind die piezoelektrischen Schichten 30a - 30h in der Dickenrichtung polarisiert, so daß eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden 31, 33, 35 und 37 in den piezoelektri­ schen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektroden 31, 33, 35 und 37 extrahiert werden kann und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezo­ elektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen pola­ risiert sind. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel liegen die Mittelabschnitte der zweiten, dritten, fünften und ach­ ten Schicht 30b, 30c, 30e und 30h in der Richtung A vor, und die beiden Endabschnitte derselben liegen in Richtung B vor. Die Mittelabschnitte der ersten, vierten, sechsten und siebten Schicht 30a, 30d, 30f und 30g liegen in Richtung B vor, und die beiden Endabschnitte derselben liegen in Rich­ tung A vor. Wenn eine Beschleunigung G in der Plattendik­ kenrichtung an das piezoelektrische Element 30 angelegt wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder Schicht einer Expansi­ onsspannung und einer Kontraktionsspannung unterworfen. Auf der Basis der Beziehungen zwischen den Spannungen und den Polarisierungsrichtungen wird an den Führungselektroden 33 und 37 und der Vorderflächenelektrode 38 eine negative La­ dung erzeugt, und an den Elektroden 31 und 35 und der Rück­ flächenelektrode 39 wird eine positive Ladung erzeugt. Die negative Ladung wird aus der externen Elektrode 40 extra­ hiert, und die positive Ladung wird aus der externen Elek­ trode 41 extrahiert.

Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel wird in diesem Fall die Menge an Ladung, die als Antwort auf das Anlegen der Beschleunigung G erzeugt wird, erhöht. Somit weist der Be­ schleunigungssensor 1D eine höhere Erfassungsempfindlich­ keit auf, als bis dahin erreicht wurde.

Fig. 5 zeigt einen Beschleunigungssensor gemäß einem fünf­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ein Beschleunigungssensor 1E des fünften Ausführungsbei­ spiels verwendet ein piezoelektrisches Element 50, das fünf piezoelektrische Schichten aufweist. Da die Tragerahmen 10 und 11 dieselben sind wie die in Fig. 2 gezeigten, werden dieselben Bezugszeichen vergeben, und auf wiederholte Be­ schreibungen der gemeinsamen Abschnitte wird verzichtet.

Das piezoelektrische Element 50 wird durch Stapeln von fünf piezoelektrischen Schichten 50a - 50e und ein einstückiges Brennen der piezoelektrischen Schichten 50a - 50e gebildet. Zwischen den Schichten des piezoelektrischen Elements 50 sind Elektroden 51 - 54 gebildet. Auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 50 sind Elektro­ den 55 und 56 gebildet. Die Zwischenschichtelektroden 51 - 54 umfassen die segmentierten Elektroden 52 und 53, die in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen ei­ ner Expansionsspannung und einer Kontraktionsspannung, die als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezoelektrische Element 50 angelegt werden, in drei Ab­ schnitte segmentiert sind, und die Führungselektroden 51 und 54, die zu unterschiedlichen Enden des piezoelektri­ schen Elements 50 in der Längsrichtung geführt sind. Die Zwischenschichtelektroden 52 und 53, die auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht 50c in der Mitte des piezo­ elektrischen Elements 50 in der Dickenrichtung angeordnet sind, sind die segmentierten Elektroden. Die beiden Typen von Zwischenschichtelektroden 51 - 54 sind abwechselnd ge­ stapelt, wobei sich die piezoelektrischen Schichten 50a - 50e zwischen denselben befinden, mit Ausnahme der piezo­ elektrischen Schicht 50c in der Mitte der Dickenrichtung.

Die Elektroden 55 und 56 auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 50 werden zu unterschiedli­ chen Enden des piezoelektrischen Elements 50 in der Längs­ richtung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren. Ähnlich den segmentierten Elektroden 52 und 53 umfassen die Elektroden 55 und 56 Elektroden 55a - 55c und 56a - 56c, die durch ein Segmentieren von Elektroden in drei Abschnit­ te in der Nähe der Wendepunkte erhalten werden, und Verbin­ dungselektroden 55d und 56d zum Verbinden der Elektroden 55a - 55c und 56a - 56c.

Um den Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte einzeln zu polarisieren, umfassen die Elektroden 55 und 56 auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 50 ähnlich den segmentierten Elektroden 52 und 53 die Elek­ troden 55a - 55c und 56a - 56c, die dadurch erhalten wer­ den, daß die Elektroden in der Nähe der Wendepunkte in drei Abschnitte unterteilt werden, und die Verbindungselektroden 55d und 56d zum Verbinden der Elektroden 55a - 55c und 56a - 56c. Die Elektroden 55 und 56 auf der Vorder- und der Rückfläche werden zu unterschiedlichen Enden des piezoelek­ trischen Elements 50 in der Längsrichtung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren. Auf beiden Endflächen des piezoelektrischen Elements 50 in der Längsrichtung, ein­ schließlich der Endflächen der Tragerahmen 10 und 11, sind externe Elektroden 57 und 58 gebildet. Die auf einer End­ fläche gebildete externe Elektrode 57 leitet zu der Elek­ trode 56 auf der Rückfläche und zu der Führungselektrode 51. Die auf der anderen Endfläche gebildete externe Elek­ trode 58 leitet zu der auf der Vorderfläche gebildeten Elektrode 55 und zu der Führungselektrode 54.

Die piezoelektrischen Schichten 50a - 50e sind in den durch die fettgedruckten Pfeile in Fig. 7 angezeigten Richtungen polarisiert. Im einzelnen sind die piezoelektrischen Schichten 50a - 50e in der Dickenrichtung polarisiert, so daß eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden 51 und 54 in den piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektroden 51 und 54 extrahiert werden kann und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel liegen die Mittelab­ schnitte der ersten und vierten Schicht 50a und 50d in Richtung A vor, und die beiden Endabschnitte derselben lie­ gen in Richtung B vor. Die Mittelabschnitte der zweiten und fünften Schicht 50b und 50e liegen in Richtung B vor, und die beiden Endabschnitte derselben liegen in Richtung A vor. Die piezoelektrische Schicht 50c in der Mitte der Dik­ kenrichtung ist eine neutrale Schicht, die nicht polari­ siert ist. Wenn die Beschleunigung G in der Plattendicken­ richtung an das piezoelektrische Element 50 angelegt wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist, sind der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder Schicht einer Expansionsspannung und einer Kontraktionsspannung unterworfen. Auf der Basis der Beziehungen zwischen den Spannungen und den Polarisie­ rungsrichtungen wird an der Führungselektrode 51 und der Rückflächenelektrode 56 eine negative Ladung erzeugt, und an der Führungselektrode 54 und der Vorderflächenelektrode 55 wird eine positive Ladung erzeugt. Die negative Ladung wird aus der externen Elektrode 57 extrahiert, und die po­ sitive Ladung wird aus der externen Elektrode 58 extra­ hiert.

Obwohl die piezoelektrische Schicht 50c in der Mitte der Dickenrichtung eine neutrale Schicht ist, die keine Ladung erzeugt, kann, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel, eine Ladung aus dem Mittelabschnitt und beiden Endabschnitten in der Längsrichtung extrahiert werden. Somit wird die Menge an Ladung, die als Antwort auf das Anlegen der Beschleuni­ gung G erzeugt wird, erhöht, und somit weist der Beschleu­ nigungssensor 15 eine höhere Erfassungsempfindlichkeit auf, als bis dahin erreicht wurde.

Fig. 8 zeigt einen Beschleunigungssensor gemäß einem sech­ sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ein Beschleunigungssensor 1F des sechsten Ausführungsbei­ spiels verwendet ein piezoelektrisches Element 60, das sie­ ben piezoelektrische Schichten aufweist. Da die Tragerahmen 10 und 11 dieselben sind wie die in Fig. 2 gezeigten, wer­ den dieselben Bezugszeichen vergeben, und auf wiederholte Beschreibungen der gemeinsamen Abschnitte wird verzichtet.

Das piezoelektrische Element 60 wird durch Stapeln von sie­ ben piezoelektrischen Schichten 60a - 60g und ein einstük­ kiges Brennen der piezoelektrischen Schichten 60a - 60g ge­ bildet. Zwischen den Schichten des piezoelektrischen Ele­ ments 60 sind Elektroden 61 - 66 gebildet. Auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 60 sind Elektroden 67 und 68 gebildet. Die Zwischenschichtelektro­ den 61 - 66 umfassen die segmentierten Elektroden 61, 63, 64 und 66, die in der Längsrichtung in der Nähe von Wende­ punkten zwischen einer Expansionsspannung und einer Kon­ traktionsspannung, die als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezoelektrische Element 60 angelegt werden, in drei Abschnitte unterteilt sind, und die Füh­ rungselektroden 62 und 65, die zu unterschiedlichen Enden des piezoelektrischen Elements 60 in der Längsrichtung ge­ führt sind. Die Zwischenschichtelektroden 63 und 64, die auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht 60d in der Mitte des piezoelektrischen Elements 60 in der Dickenrich­ tung angeordnet sind, sind die segmentierten Elektroden. Die zwei Typen von Zwischenschichtelektroden 61 - 66 sind abwechselnd gestapelt, wobei sich die piezoelektrischen Schichten 60a - 60g zwischen denselben befinden, mit Aus­ nahme der piezoelektrischen Schicht 60d in der Mitte der Dickenrichtung.

Die Elektroden 67 und 68 auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements 60 werden zu unterschiedli­ chen Enden des piezoelektrischen Elements 60 in der Längs­ richtung geführt, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren. Auf beiden Endflächen des piezoelektrischen Elements 60 in der Längsrichtung, einschließlich der Endflächen der Trage­ rahmen 10 und 11, sind externe Elektroden 69 und 70 gebil­ det. Die auf einer Endfläche gebildete externe Elektrode 69 leitet zu der Elektrode 68 auf der Rückfläche und zu der Führungselektrode 62. Die auf der anderen Endfläche gebil­ dete externe Elektrode 70 leitet zu der auf der Vorderflä­ che gebildeten Elektrode 67 und zu der Führungselektrode 65.

Die piezoelektrischen Schichten 60a - 60g sind in den durch die fettgedruckten Pfeile in Fig. 8 angezeigten Richtungen polarisiert. Im einzelnen sind die piezoelektrischen Schichten 60a - 60g in der Dickenrichtung polarisiert, so daß eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden 62 und 65 in den piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektroden 62 und 65 extrahiert werden kann und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel liegen die Mittelab­ schnitte der ersten, zweiten und fünften Schicht 60a, 60b und 60e in Richtung A vor, und die beiden Endabschnitte derselben liegen in Richtung B vor. Die Mittelabschnitte der dritten, sechsten und siebten Schicht 60c, 60f und 60g liegen in Richtung B vor, und die beiden Endabschnitte der­ selben liegen in Richtung A vor. Die piezoelektrische Schicht 60d in der Mitte in der Dickenrichtung ist eine neutrale Schicht, die nicht polarisiert ist. Wenn eine Be­ schleunigung G in der Plattendickenrichtung an das piezo­ elektrische Element 60 angelegt wird, wie in Fig. 8 gezeigt ist, sind der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder Schicht einer Expansionsspannung und einer Kontrakti­ onsspannung unterworfen. Auf der Basis der Beziehungen zwi­ schen den Spannungen und den Polarisierungsrichtungen wird an der Führungselektrode 62 und der Rückflächenelektrode 68 eine negative Ladung erzeugt, und an der Führungselektrode 65 und der Vorderflächenelektrode 67 wird eine positive La­ dung erzeugt. Die negative Ladung wird aus der externen Elektrode 69 extrahiert, und die positive Ladung wird aus der externen Elektrode 70 extrahiert.

Obwohl die piezoelektrische Schicht 60d in der Mitte in der Dickenrichtung eine neutrale Schicht ist, die keine Ladung erzeugt, kann, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel, eine Ladung aus dem Mittelabschnitt und beiden Endabschnitten in der Längsrichtung extrahiert werden. Somit wird die Menge an Ladung, die als Antwort auf das Anlegen der Beschleuni­ gung G erzeugt wird, erhöht, und der Beschleunigungssensor 1F weist eine höhere Erfassungsempfindlichkeit auf, als bis dahin erreicht wurde.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde ein Fall, bei dem die Anzahl von Schichten 4n beträgt, bei dem er­ sten, zweiten und vierten Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Fall, bei dem die Anzahl von Schichten 4n+2 beträgt, wurde bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Fall, bei dem die Anzahl von Schichten 4n+1 beträgt, wurde bei dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Fall, bei dem die Anzahl von Schichten 4n+3 beträgt, wurde bei dem sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben. Diese Fälle sind lediglich einige Beispiele. Die Anzahl von Schichten kann erhöht werden.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel wird das piezoelektri­ sche Element durch Stapeln der Keramikgrünlagen durch den Zwischenstoff einer leitfähigen Paste und durch ein gleich­ zeitiges Brennen der Keramikgrünlagen gebildet. Alternativ dazu kann ein piezoelektrisches Element durch Stapeln einer Mehrzahl von vorgebrannten Keramiklagen gebildet werden. Die Verwendung von Keramikgrünlagen ist jedoch gegenüber der Verwendung von vorgebrannten Keramiklagen insofern vor­ teilhaft, als durch Stapeln der Keramikgrünlagen ein dünne­ res piezoelektrisches Element gebildet werden kann. Somit kann die Kapazität erhöht werden, und das piezoelektrische Element kann miniaturisiert werden. Ferner kann das Her­ stellungsverfahren vereinfacht werden. Aus diesen Gründen ist die Verwendung von Keramikgrünlagen vorzuziehen.

Claims (8)

1. Beschleunigungssensor, der folgende Merkmale aufweist:
ein piezoelektrisches Element (2), das durch Stapeln einer geraden Anzahl von piezoelektrischen Schichten (2a - 2d), die größer als oder gleich vier Schichten ist, gebildet ist;
Trageglieder (10, 11) zum Tragen beider Enden des pie­ zoelektrischen Elements in der Längsrichtung; und
Elektroden (3, 4, 5, 6, 7), die zwischen den Schichten und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelek­ trischen Elements vorgesehen sind,
wobei die Zwischenschichtelektroden (3, 4, 5) eine Elektrode (4), die in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen einer Expansionsspannung und einer Kontraktionsspannung, die als Antwort auf das Anlegen einer Beschleunigung an das piezoelektrische Element (2) angelegt werden, in Abschnitte segmentiert ist, und Führungselektroden (3, 5), die zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind, umfassen,
wobei die beiden Typen von Zwischenschichtelektroden abwechselnd gestapelt sind, wobei sich die piezoelek­ trischen Schichten zwischen denselben befinden,
wobei die Zwischenschichtelektrode in der Mitte des piezoelektrischen Elements in der Dickenrichtung die segmentierte Elektrode (4) ist,
wobei die Elektroden (6, 7) auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements (2) zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrich­ tung geführt sind, um eine erzeugte Ladung zu extra­ hieren, und
wobei die piezoelektrischen Schichten (2a - 2c) in der Dickenrichtung polarisiert sind, so daß, wenn die Be­ schleunigung angelegt ist, eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden, die zu den Enden in der Längsrichtung in den piezoelektri­ schen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektro­ den geführt sind, extrahiert wird, und so daß der Mit­ telabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezo­ elektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind.

2. Beschleunigungssensor gemäß Anspruch 1, bei dem das piezoelektrische Element durch Stapeln von vier piezo­ elektrischen Schichten gebildet ist, und
bei dem die piezoelektrischen Schichten in der Dicken­ richtung polarisiert sind, so daß die piezoelektri­ schen Schichten auf beiden Seiten aller Zwischen­ schichtelektroden in entgegengesetzten Richtungen po­ larisiert sind.

3. Beschleunigungssensor, der folgende Merkmale aufweist:
ein piezoelektrisches Element (50), das durch Stapeln einer ungeraden Anzahl von piezoelektrischen Schichten (50a - 50e), die größer als oder gleich fünf Schichten ist, gebildet ist;
Trageglieder (10, 11) zum Tragen beider Enden des pie­ zoelektrischen Elements (50) in der Längsrichtung; und
Elektroden (51 - 56), die zwischen den Schichten und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektri­ schen Elements gebildet sind,
wobei die Zwischenschichtelektroden eine Elektrode (52, 53), die in der Längsrichtung in der Nähe von Wendepunkten zwischen einer Expansionsspannung und ei­ ner Kontraktionsspannung, die als Antwort auf das An­ legen einer Beschleunigung an das piezoelektrische Element angelegt werden, in Abschnitte segmentiert ist, und Führungselektroden, die zu den Enden des pie­ zoelektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind, umfassen,
wobei die Zwischenschichtelektroden (51, 54), die auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht in der Mitte des piezoelektrischen Elements in der Dicken­ richtung angeordnet sind, die segmentierten Elektroden sind,
wobei die beiden Typen von Zwischenschichtelektroden abwechselnd gestapelt sind, wobei sich die piezoelek­ trischen Schichten zwischen denselben befinden, mit Ausnahme der piezoelektrischen Schicht in der Mitte in der Dickenrichtung,
wobei die Elektroden (55, 56) auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements zu den Enden des piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung geführt sind, um eine erzeugte Ladung zu extrahieren, und
wobei von den piezoelektrischen Schichten die piezo­ elektrische Schicht in der Mitte in der Dickenrichtung nicht polarisiert ist, und die anderen piezoelektri­ schen Schichten in der Dickenrichtung polarisiert sind, so daß, wenn die Beschleunigung angelegt ist, eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden, die zu den Enden in der Längsrich­ tung in den piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektroden geführt sind, extrahiert wird, und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in ent­ gegengesetzten Richtungen polarisiert sind.

4. Beschleunigungssensor gemäß Anspruch 3, bei dem das piezoelektrische Element durch Stapeln von fünf piezo­ elektrischen Schichten gebildet ist, und
bei dem die piezoelektrischen Schichten mit Ausnahme der piezoelektrischen Schicht in der Mitte in der Dik­ kenrichtung in der Dickenrichtung polarisiert sind, so daß die piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Zwischenschichtelektroden in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind.

5. Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Beschleuni­ gungssensors, das folgende Schritte aufweist:
Erzeugen von 4n planaren Grünlagen, die aus einer Pie­ zokeramik hergestellt sind, wobei n eine Ganzzahl ist, die größer als oder gleich 1 ist;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf eine Oberfläche mindestens einer der Grünlagen an Positionen, die ei­ nem Mittelabschnitt und beiden Endabschnitten einzel­ ner piezoelektrischer Elemente in der Längsrichtung entsprechen, wodurch segmentierte Elektroden für eine Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen gebildet wer­ den;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf Oberflächen mindestens zweier der anderen Grünlagen, so daß die leitfähige Paste zu Positionen geführt wird, die Enden jedes piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung entsprechen, wodurch Führungselektroden für die Mehr­ zahl von piezoelektrischen Elementen gebildet werden;
Stapeln der Grünlagen, so daß die segmentierte Elek­ trode und die Führungselektroden abwechselnd angeord­ net sind und so daß die Elektrode in der Mitte in der Dickenrichtung die segmentierte Elektrode ist;
Brennen der Grünlagen, um einen gebrannten Piezokera­ mikverbundkörper zu erzeugen, der eine Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten umfaßt, und gleichzeitiges Backen der leitfähigen Paste;
Bilden von Polarisierungselektroden auf der Vorder- und der Rückfläche des gebrannten Piezokeramikverbund­ körpers, wobei die Polarisierungselektroden gemäß den Positionen, die dem Mittelabschnitt und den beiden Endabschnitten jedes piezoelektrischen Elements ent­ sprechen, in Abschnitte segmentiert werden;
Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes an die Polari­ sierungselektroden und zwischen die segmentierte Elek­ trode und die Führungselektroden, um den gebrannten Piezokeramikverbundkörper in der Dickenrichtung zu po­ larisieren, so daß, wenn eine Beschleunigung angelegt wird, eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden in den piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektroden ex­ trahiert wird und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert werden;
Verbinden der Abschnitte der Polarisierungselektroden oder Bilden von durchgehenden Elektroden nach einem Entfernen der Polarisierungselektroden, wodurch Füh­ rungselektroden, die zu den Enden des piezoelektri­ schen Elements in der Längsrichtung führen, auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Ele­ ments gebildet werden,
Schneiden des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers in einzelne piezoelektrische Elemente; und
Bilden von externen Elektroden auf beiden Endflächen des geschnittenen piezoelektrischen Elements und Ver­ binden der externen Elektroden und der Führungselek­ troden, die in und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements gebildet werden.

6. Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Beschleuni­ gungssensors, das folgende Schritte aufweist:
Erzeugen von 4n+2 planaren Grünlagen, die aus einer Piezokeramik hergestellt sind, wobei n eine Ganzzahl ist, die größer als oder gleich 1 ist;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf Oberflächen von mindestens drei der Grünlagen an Positionen, die einem Mittelabschnitt und beiden Endabschnitten einzelner piezoelektrischer Elemente in der Längsrichtung ent­ sprechen, wodurch segmentierte Elektroden für eine Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen gebildet wer­ den;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf Oberflächen mindestens zweier der anderen Grünlagen, so daß die leitfähige Paste zu Positionen geführt wird, die Enden jedes piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung entsprechen, wodurch Führungselektroden für die Mehr­ zahl von piezoelektrischen Elementen gebildet werden;
Stapeln der Grünlagen, so daß die segmentierten Elek­ troden und die Führungselektroden abwechselnd angeord­ net sind und so daß die Elektrode in der Mitte in der Dickenrichtung die segmentierte Elektrode ist;
Brennen der Grünlagen, um einen gebrannten Piezokera­ mikverbundkörper zu erzeugen, der eine Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten umfaßt, und gleichzeitiges Backen der leitfähigen Paste;
Bilden von Führungselektroden auf der Vorder- und der Rückfläche des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers, wobei die Führungselektroden zu Positionen, die den Enden jedes piezoelektrischen Elements in der Längs­ richtung entsprechen, geführt sind;
Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes zwischen die segmentierten Elektroden und die Führungselektroden, um den gebrannten Piezokeramikverbundkörper in der Dickenrichtung zu polarisieren, so daß, wenn eine Be­ schleunigung angelegt wird, eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden in den piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Füh­ rungselektroden extrahiert wird und so daß der Mit­ telabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezo­ elektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert werden;
Schneiden des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers in einzelne piezoelektrische Elemente; und
Bilden von externen Elektroden auf beiden Endflächen des geschnittenen piezoelektrischen Elements und Ver­ binden der externen Elektroden und der Führungselek­ troden, die in und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements gebildet werden.

7. Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Beschleuni­ gungssensors, das folgende Schritte aufweist:
Erzeugen von 4n+1 planaren Grünlagen, die aus einer Piezokeramik hergestellt sind, wobei n eine Ganzzahl ist, die größer als oder gleich 1 ist;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf Oberflächen mindestens zweier der Grünlagen an Positionen, die ei­ nem Mittelabschnitt und beiden Endabschnitten einzel­ ner piezoelektrischer Elemente in der Längsrichtung entsprechen, wodurch segmentierte Elektroden für eine Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen gebildet wer­ den;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf Oberflächen mindestens zweier der anderen Grünlagen, so daß die leitfähige Paste zu Positionen geführt wird, die Enden jedes piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung entsprechen, wodurch Führungselektroden für die Mehr­ zahl von piezoelektrischen Elementen gebildet werden;
Stapeln der Grünlagen, so daß die auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht in der Mitte in der Dik­ kenrichtung angeordneten Elektroden die segmentierten Elektroden sind und so daß die segmentierten Elektro­ den und die Führungselektroden in den anderen piezo­ elektrischen Schichten abwechselnd angeordnet sind;
Brennen der Grünlagen, um einen gebrannten Piezokera­ mikverbundkörper zu erzeugen, der eine Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten umfaßt, und gleichzeitiges Backen der leitfähigen Paste;
Bilden von Polarisierungselektroden auf der Vorder- und der Rückfläche des gebrannten Piezokeramikverbund­ körpers, wobei die Polarisierungselektroden gemäß den Positionen, die dem Mittelabschnitt und beiden Endab­ schnitten jedes piezoelektrischen Elements entspre­ chen, in Abschnitte segmentiert werden;
Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes an die Polari­ sierungselektroden und zwischen die segmentierten Elektroden und die Führungselektroden, um den gebrann­ ten Piezokeramikverbundkörper in der Dickenrichtung zu polarisieren, so daß, wenn eine Beschleunigung ange­ legt wird, eine Ladung, die dieselbe Polarität auf­ weist, aus den Führungselektroden in den piezoelektri­ schen Schichten auf beiden Seiten der Führungselektro­ den extrahiert wird und so daß der Mittelabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezoelektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert werden;
Verbinden der Abschnitte der Polarisierungselektroden oder Bilden von durchgehenden Elektroden nach einem Entfernen der Polarisierungselektroden, wodurch Füh­ rungselektroden, die zu den Enden des piezoelektri­ schen Elements in der Längsrichtung führen, auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Ele­ ments gebildet werden,
Schneiden des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers in einzelne piezoelektrische Elemente; und
Bilden von externen Elektroden auf beiden Endflächen des geschnittenen piezoelektrischen Elements und Ver­ binden der externen Elektroden und der Führungselek­ troden, die in und auf der Vorder- und der Rückfläche des piezoelektrischen Elements gebildet werden.

8. Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Beschleuni­ gungssensors, das folgende Schritte aufweist:
Erzeugen von 4n+3 planaren Grünlagen, die aus einer Piezokeramik hergestellt sind, wobei n eine Ganzzahl ist, die größer als oder gleich 1 ist;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf Oberflächen von mindestens vier der Grünlagen an Positionen, die einem Mittelabschnitt und beiden Endabschnitten einzelner piezoelektrischer Elemente in der Längsrichtung ent­ sprechen, wodurch segmentierte Elektroden für eine Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen gebildet wer­ den;
Aufbringen einer leitfähigen Paste auf Oberflächen mindestens zweier der anderen Grünlagen, so daß die leitfähige Paste zu Positionen geführt wird, die Enden jedes piezoelektrischen Elements in der Längsrichtung entsprechen, wodurch Führungselektroden für die Mehr­ zahl von piezoelektrischen Elementen gebildet werden;
Stapeln der Grünlagen, so daß die auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht in der Mitte in der Dik­ kenrichtung angeordneten Elektroden die segmentierten Elektroden sind und so daß die segmentierten Elektro­ den und die Führungselektroden in den anderen piezo­ elektrischen Schichten abwechselnd angeordnet sind;
Brennen der Grünlagen, um einen gebrannten Piezokera­ mikverbundkörper zu erzeugen, der eine Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten umfaßt, und gleichzeitiges Backen der leitfähigen Paste;
Bilden von Führungselektroden auf der Vorder- und der Rückfläche des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers, wobei die Führungselektroden zu Positionen, die den Enden jedes piezoelektrischen Elements in der Längs­ richtung entsprechen, geführt sind;
Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes zwischen die segmentierten Elektroden und die Führungselektroden, um den gebrannten Piezokeramikverbundkörper in der Dickenrichtung zu polarisieren, so daß, wenn eine Be­ schleunigung angelegt wird, eine Ladung, die dieselbe Polarität aufweist, aus den Führungselektroden in den piezoelektrischen Schichten auf beiden Seiten der Füh­ rungselektroden extrahiert wird und so daß der Mit­ telabschnitt und die beiden Endabschnitte jeder piezo­ elektrischen Schicht in entgegengesetzten Richtungen polarisiert werden;
Schneiden des gebrannten Piezokeramikverbundkörpers in einzelne piezoelektrische Elemente; und
Bilden von externen Elektroden auf beiden Endflächen des geschnittenen piezoelektrischen Elements und Ver­ binden der externen Elektroden und der Führungselek­ troden, die in und auf der Vorder- und Rückfläche des piezoelektrischen Elements gebildet sind.