DE10217097A1

DE10217097A1 - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Laminats

Info

Publication number: DE10217097A1
Application number: DE2002117097
Authority: DE
Inventors: Kazuhide Sato; Hidekazu Hattori; Ikuo Ito; Syouichi Takenouchi; Toshiaki Kamiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2002-11-21
Also published as: US20020152857A1; US7468112B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats, das das Auftreten von Delaminierung und Rissen verhindert und hohe Zuverlässigkeit zeigt. Das Verfahren umfasst einen temporären Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischer Blätter 110, die keramische Schichten 11 in der Richtung der Breite einschließen, gefolgt von Erwärmen und Pressen in der Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat 111 zu bilden; einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers 115 mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt, indem das Prälaminat 111 geschnitten wird; einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren der Einheitskörper 115, so dass die keramischen Schichten 11 in einer Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung, um das keramische Laminat zu erhalten; einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in dem keramischen Laminat 1 enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats 1. Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahen zum Herstellen eines hoch zuverlässigen keramischen Laminats zur Verfügung, das viele der laminierten Schichten besitzt, indem die Deformierung von internen Elektroden unterdrückt wird, ohne die Herstellungseffizienz zu verringern. Das Verfahren ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Laminats durch Laminieren einer Vielzahl von keramischen Schichten.

Ein keramisches Laminat wird häufig als eine Hochleistungskomponente für z. B. einen piezoelektrischen Schalter verwendet. Der piezoelektrische Schalter verwendet ein keramisches Laminat, das durch alternierendes Laminieren keramischer Schichten und interner Elektrodenschichten zusammengesetzt ist. In den letzten Jahren ist z. B. der piezoelektrische Schalter mit einer vermehrten Zahl von keramischen Schichten aufgebaut worden, wobei jede von diesen eine geringe Dicke aufweist, um eine große Verschiebung mit einer geringen Spannung zu erhalten. Z. B. besitzt der piezoelektrische Schalter eine Struktur eines Laminats von im allgemeinen 50 bis 700 Schichten durch alternierendes Laminieren dünner piezoelektrischer keramischer Schichten, die jeweils eine Dicke von gewöhnlich 20 bis 200 µm besitzen, und metallischer Elektroden (interne Elektroden), wobei jedoch deren Gesamtgröße für einen leichten Einbau in ein Gerät unterdrückt wird.

Als ein Verfahren zur Herstellung des zuvor erwähnten Laminats lehrt die internationale Patentveröffentlichung Nr. 2000-500925 eine Technik, die folgendes umfasst:
Schneiden oder Stanzen von ersten Laminaten, die durch Laminieren und temporäres Befestigen der Blätter, Entwachsen der ersten Laminate und dann Aufeinanderstapeln der Laminate gefolgt von Sintern erhalten wurden.

Jedoch bringt eine Abnahme der Dicke der keramischen Schichten und eine Zunahme der Zahl der Schichten derartige Probleme, wie etwa Delaminierung (Abschälen zwischen den Schichten) und Auftreten von Rissen in dem keramischen Laminat mit sich. Die Delaminierung und die Risse können eine Störung des keramischen Laminats verursachen.

Die zuvor erwähnte internationale Patentveröffentlichung Nr. 2000-500925 schlägt vor, erste Laminate aus Grünblättern mit einer großen Fläche und einer Dicke von bis zu 3 mm zu bilden, die ersten Laminate zu entwachsen, und diese aufeinander zu stapeln, um ein zweites Laminat mit einer Gesamthöhe von nicht weniger als 5 mm zu bilden. Dieses Verfahren verringert mit Druck die Spannungsirregularität zur Zeit der Adhäsion. Jedoch werden die ersten Laminate nach dem Entwachsen sehr brüchig und es wird wahrscheinlich, dass sie sogar durch eine kleine Spannung beim Herausnehmen aus dem Entwachsungsofen Befördern und Stapeln beschädigt werden. Die Delaminierung und die Risse treten in den anschließenden Endprodukten an den beschädigten Teilen auf.

Da dies nicht auf den Fall von piezoelektrischen Schaltern begrenzt ist, könnte diese Art von Problem in ähnlicher Weise in anderen keramischen Laminaten auftreten.

Ein Arbeitsbeispiel der vorstehenden Veröffentlichung offenbart weiterhin eines, das in eine rechteckige Form geschnitten wird. Wenn in eine rechteckige Form gestanzt wird, werden die internen Elektroden jedoch an den Ecken extrem deformiert, und die Distanz unter den internen Elektroden wird ungleichförmig.

Der Grund für diese Deformierung wird der Stanzspannung in dem ersten Laminat zugeschrieben, die nicht gleichförmig ist, da das erste Laminat, das gestanzt wird, dick ist und die Viskosität zwischen den internen Elektroden und den piezoelektrischen Blättern nicht die gleiche ist.

Diese Deformierung entwickelt eine Delaminierung (Abschälen der Schichten) während dem Entwachsen und Sintern, was zu einer Veränderung in den Eigenschaften des Produktes führt, da eine gleichförmige Spannung nicht angelegt wird. Daher müssen die deformierten Teile in irgendeinem Schritt nach dem Stanzen, wie etwa dem Sintern abgeschnitten werden. Viele Schritte werden zum Abschneiden der deformierten Teile benötigt, und das abgeschnittene Material wird verschwendet.

Die Deformierung korreliert mit der Wölbung des Werkstücks, und es wird angenommen, dass die Deformierung verringert werden könnte, wenn die Wölbung verringert werden könnte.

Andererseits lehrt die japanische unveröffentlichte Patentanmeldung (Kokai) Nr. 162364/1996 eine Technik zum Schneiden eines Blattes, Laminieren einer Vielzahl von Stücken der Blätter, die so geschnitten wurden, um ein erstes Laminat zu bilden, Laminieren und Befestigen einer anderen Vielzahl von Blättern auf dem ersten Laminat mit Anwendung von Druck, und mehrmaliges Wiederholen des vorstehend erwähnten Verfahrens bis eine schließlich gewünschte Zahl von Stücken von Blättern laminiert sind.

Gemäß dem Verfahren der vorstehenden Veröffentlichung wird jedoch das Blatt in eine kleine Größe geschnitten. Hierfür muss jedes Stück Blatt beim Befördern und Laminieren gehandhabt werden, was eine erhebliche ausgedehnte Zeitdauer benötigt und die Produktionseffizienz verschlechtert.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend erwähnten Probleme, die dem Stand der Technik eigen sind, erreicht. Und deren Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats bereitzustellen, das das Auftreten von Delaminierung und Rissen unterdrücken kann, und eine verbesserte Zuverlässigkeit (Problem A) zeigt. Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Laminats bereit, das viele Schichten besitzt, ohne die Produktionseffizienz zu verschlechtern, wobei die Deformierung der internen Elektrodenschichten unterdrückt und eine verbesserte Zuverlässigkeit beibehalten wird (Problem B).

Die folgenden ersten bis dritten Aspekte der Erfindung sollen das vorstehende Problem A zu lösen.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats bereitgestellt, indem eine Vielzahl von Stücken von keramischen Schichten laminiert wird, das folgendes umfasst:
einen temporärer Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischer Blätter, die eine Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite einschließen, in einer Zahl von Stücken, die kleiner als eine Endzahl der laminierten Schichten ist, gefolgt von Erwärmen und Pressen in Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat zu bilden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers, der eine Breite aufweist, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt, und die eine Zahl von Schichten aufweist, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Prälaminat in einer Vielzahl von Schichten in der Richtung der Breite geschnitten wird;
einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren einer Vielzahl von Einheitskörpern, so dass die keramischen Schichten in der Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung, um das keramische Laminat zu erhalten;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist, nach dem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats.

In der vorliegenden Erfindung wird der Hauptdruckbefestigungsschritt nach dem temporären Druckbefestigungsschritt und nach dem Einheitsschneideschritt ausgeführt, und danach werden der Entwachsungsschritt und der Sinterungsschritt durchgeführt.

In dem temporären Druckbefestigungsschritt werden die vorstehend erwähnten breiten keramischen Blätter laminiert und temporär mit Druck befestigt. Da die keramischen Schichten eine große Breite besitzen, kann hierbei der Druck nahezu gleichförmig zur Zeit der Druckbefestigung ausgeübt werden. Daher unterdrückt der temporäre Druckbefestigungsschritt das Auftreten von Schaden, das durch eine Abweichung des Drucks verursacht wird.

Als nächstes wird durch den Einheitsschneideschritt der Einheitskörper erhalten, welcher in einer Breite geschnitten wird, die ein Stück der keramischen Schicht enthält, die eine Grundfläche des keramischen Laminats aufweist, die erhalten werden soll. In dem Druckbefestigungsschritt werden die Einheitskörper laminiert, erwärmt und mit Druck befestigt, um ein keramisches Laminat mit der Endzahl der laminierten Schichten zu erhalten. Bei der thermischen Druckbefestigung werden in diesem Fall die Einheitskörper laminiert und unter Druck gesetzt; d. h. der Druck wird stabil ausgeübt, verglichen damit, wenn die individuellen Stücke nicht laminiert werden, und thermisch in der Form von Einheitskörpern mit Druck befestigt werden. Daher wird das Auftreten von Schaden in dem Hauptdruckbefestigungsschritt unterdrückt. Daneben sind die Einheitskörper auch nicht dem Entwachsungsschritt ausgesetzt worden, und behalten noch die Flexibilität der keramischen Schichten bei; d. h. die Einheitskörper werden nicht brüchig und werden nicht gebrochen.

Nach dem Hauptdruckbefestigungsschritt zum Bilden des keramischen Laminats mit der Endzahl der laminierten Schichten, wird das keramische Laminat dem Entwachsungsschritt unterzogen. Daher ist der verbleibende Schritt, der das keramische Laminat handhabt, nachdem der Entwachsungsschritt durchgeführt wurde, nur der Sinterungsschritt, und es ist nicht wahrscheinlich, dass das keramische Laminat beschädigt wird.

Beim Durchführen des temporären Druckbefestigungsschrittes, Einheitsschneideschrittes, Hauptdruckbefestigungsschrittes, Entwachsungsschrittes und Sinterungsschrittes in dieser Reihenfolge, wie vorstehend beschrieben, wird ein Verfahren zur Produktion eingerichtet, das das Auftreten von Schaden unterdrücken kann. Daher wird ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats bereitgestellt, welches das Auftreten von Delaminierung und Rissen unterdrückt, und verbesserte Zuverlässigkeit zeigt.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats bereitgestellt, indem eine Vielzahl von Stücken von keramischen Schichten laminiert wird, das folgendes umfasst:
einen ersten temporären Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischer Blätter, die eine Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite in einer Anzahl von Stücken einschließt, die kleiner als eine Endzahl der laminierten Schichten ist, gefolgt vom Erwärmen und Pressen in Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat zu bilden;
einen zweiten temporären Druckbefestigungsschritt zum Schneiden des Prälaminats in eine Vielzahl von Stücken in Richtung der Breite, Laminieren einer Vielzahl der Prälaminate, die geschnitten worden sind, Erwärmen und Pressen der Prälaminate in der Richtung der Laminierung, um ein neues Prälaminat zu bilden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück keramischer Schicht in der Richtung der Breite einschließt und eine Zahl von Schichten aufweist, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, durch Schneiden des Prälaminats, das durch einmaliges oder mehrmaliges Ausführen des zweiten temporären Druckbefestigungsschrittes erhalten wurde, in eine Vielzahl von Stücken in der Richtung der Breite;
einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren einer Vielzahl der Einheitskörper, so dass die keramischen Schichten in der Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung, um das keramische Laminat zu erhalten;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats.

Die Erfindung gemäß diesem Aspekt ist diejenige; in welcher der zweite temporäre Druckbefestigungsschritt zu dem vorstehenden ersten Aspekt der Erfindung hinzugefügt wird. Der zweite temporäre Druckbefestigungsschritt wird einmal oder mehrmals ausgeführt.

Das heisst, das Prälaminat, das durch den ersten temporären Druckbefestigungsschritt erhalten wurde, wird einem zweiten temporären Druckbefestigungsschritt unterworfen, der einmal oder vielmalig ausgeführt wird, um die Zahl der Schichten zu erhöhen, während die Breite abnimmt. Dann wird der Einheitskörper durch den Einheitsschneideschritt erhalten. Die anschließenden Schritte sind die gleichen wie diejenigen der ersten Erfindung.

In diesem Aspekt der Erfindung wird der zweite temporäre Druckbefestigungsschritt hinzugefügt, um die Zahl der Schichten des Prälaminats vor dem Ausführen des Einheitsschneideschritts zu vergrößern. Dies ermöglicht es, die Zahl der Schichten des Einheitskörpers zu vergrößern und folglich die Stabilität des Hauptdruckbefestigungsschritts zu verbessern.

In anderer Hinsicht sind das Vorgehen und die Effekte die gleichen wie diejenigen der ersten Erfindung.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats zur Verfügung gestellt, indem eine Vielzahl von Stücken von keramischen Schichten laminiert wird, das folgendes umfasst:
einen ersten temporären Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischer Blätter, die eine Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite in einer Anzahl von Stücken einschließt, die kleiner als eine Endzahl der laminierten Schichten ist, gefolgt von Erwärmen und Pressen in Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat zu bilden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt und die eine Zahl von Schichten aufweist, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Prälaminat in einer Vielzahl von Stücken in der Richtung der Breite geschnitten wird;
einen zweiten temporären Druckbefestigungsschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Zahl von Schichten, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem einmal oder mehrmals das Verfahren zum Bilden eines Einheitskörpers durch Laminieren einer Vielzahl der Einheitskörper, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung wiederholt wird;
einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren einer Vielzahl der Einheitskörper, so dass die keramischen Schichten in der Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung, um das keramische Laminat zu erhalten;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernung von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats.

Der dritte Aspekt der Erfindung unterscheidet sich von dem ersten Aspekt der Erfindung, welcher das Endlaminat durch einmalige Druckadhäsion erhält, in der Hinsicht, dass eine Vielzahl von geschnittenen Einheitskörpern laminiert werden, um ein zweites temporäres mit Druck befestigtes Laminat zu erhalten. Die dritte Erfindung ist weiterhin von der zweiten Erfindung in der Hinsicht verschieden, dass diese das Schneiden nicht ausführt, nachdem die zweite temporäre Druckadhäsion beendet worden ist.

In den vorstehenden ersten bis dritten Aspekten der Erfindung und in einem fünften Aspekt der Erfindung, der nachstehend beschrieben werden wird, steht die Endzahl der laminierten Schichten für diejenige, wenn das Entwachsen und Sintern ausgeführt werden. Wenn tatsächlich für die Schalter verwendet, kann die Endzahl der laminierten Schichten diejenige während des Sinterns sein. Oder die Laminate nach dem Sintern können weiter in beliebiger Zahl unter Verwendung eines Klebemittels oder durch Löten aufeinander gestapelt werden.

In dem Endlaminat können die keramischen Schichten und die inneren Elektroden weiterhin nicht notwendig alternierend von der obersten Schicht bis hinunter zu der untersten Schicht gebildet werden. Zum Beispiel kann das Laminat 10 keramische Schichten ohne eine innere Elektrode an dem obersten Ende und an dem untersten Ende einschließen. In dem Verfahren zum Herstellen dieser Struktur können die Einheitskörper ohne eine interne Elektrode hergestellt und an den oberen und unteren Enden laminiert werden. Oder es können die Einheitskörper ohne eine interne Elektrode in einem gleichen Intervall hergestellt und laminiert werden.

Als nächstes werden die vierten und fünften Aspekte der Erfindung, die das Problem B lösen sollen, beschrieben.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats bereitgestellt, indem keramische Schichten und interne Elektrodenschichten alternierend laminiert werden, das folgendes umfasst:
einen Druckbefestigungsschritt zum Bilden eines Prälaminats, indem breite keramische Blätter einschließlich einer Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite laminiert werden, und diese erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt, indem so das Prälaminat gestanzt wird, um eine vieleckige äußere Umgrenzung zu erreichen, von welcher die inneren Ecken alle nicht kleiner als 90° sind oder, um eine glatt gekurvte äußere Umgrenzung zu erreichen;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des Einheitskörpers enthalten ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des Einheitskörpers.

In diesem Aspekt der Erfindung wird das Prälaminat durch den Druckbefestigungsschritt hergestellt und wird dann in eine Vielzahl von Einheitskörpern durch den Einheitsschneideschritt geschnitten. In diesem Fall wird der Einheitskörper so gestanzt, um eine polygonale äußere Umgrenzung zu erreichen, von welcher die inneren Ecken nicht kleiner als 90° sind oder, um eine glatt gekurvte äußere Umgrenzung zu erreichen.

Daher ist die Stanzspannung zur Zeit des Stanzens in dem Einheitsschneideschritt kaum konzentriert. Demgemäß wird in dem Einheitskörper, der geschnitten wird, die interne Elektrodenschicht nicht in erheblichem Maß deformiert werden. Sogar nach dem Entwachsungsschritt und Sinterungsschritt stammen daher die Delaminierung und Risse nicht von der Deformierung der internen Elektrodenschichten.

Der Einheitsschneideschritt schneidet das Prälaminat, welches gebildet worden ist, indem eine Vielzahl von keramischen Blättern im vorhinein laminiert werden. Folglich kann der Einheitskörper in einer Einheit einer Zahl von Schichten des Prälaminats gehandhabt werden, und die Herstellungseffizienz nimmt nicht wie in dem Fall ab, wenn die keramischen Schichten Stück für Stück gehandhabt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats zur Verfügung gestellt, das eine hohe Zuverlässigkeit ohne Abnahme der Herstellungseffizienz zeigt und die Deformierung von internen Elektrodenschichten unterdrückt.

Wie zuvor beschrieben, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats, indem keramische Schichten und interne Elektrodenschichten alternierend laminiert werden. Hierbei muss herausgestellt werden, dass das Konzept des keramischen Laminats dasjenige beinhaltet, in welchem deren Teile durch die Laminierung von keramischen Schichten zusammengesetzt sind.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats bereitgestellt, indem keramische Schichten und interne Elektrodenschichten alternierend laminiert werden, das folgendes umfasst:
einen primären Druckbefestigungsschritt (temporärer Druckbefestigungsschritt) zum Bilden eines Prälaminats, indem breite keramische Blätter einschließlich einer Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite in einer Anzahl laminiert werden, die kleiner als eine Endzahl von laminierten Schichten ist, und diese erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite und mit Schichten einschließt, die in einer Zahl laminiert werden, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem so das Prälaminat gestanzt wird, um im wesentlichen eine Kreisform, eine Tonnenform oder oktogonale Form in der Richtung der Breite anzunehmen;
einen sekundären Druckbefestigungsschritt (Hauptdruckbefestigungsschritt) zum Ausbilden eines keramischen Laminats in zylindrischer Form, Tonnenform oder der oktogonaler Form, indem eine Vielzahl der Einheitskörper laminiert wird, Erwärmen und Pressen von diesen in der Richtung der Laminierungsschicht;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist;
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats; und
einen Schleifschritt zum Schleifen oder Schneiden von zwei oder mehr Seitenteilen des zylindrischen keramischen Laminats, um zwei oder mehrere flache Seitenteile auszubilden.

In dem Einheitsschneideschritt der Erfindung wird insbesondere das Prälaminat in im wesentlichen kreisförmiger Form, tonnenförmiger Form oder oktogonaler Form gestanzt. Dies verhindert die Konzentration von Spannung zur Zeit des Stanzens und unterdrückt die Deformierung der internen Elektrodenschichten des Einheitskörpers.

In der vorliegenden Erfindung wird ferner der Schleifschritt nach dem Sinterungsschritt ausgeführt, um zwei oder mehrere flache Teile auf der Seitenoberfläche zu bilden. Daher kann das keramische Laminat, welches bis zu dem Sinterungsschritt die zylindrische Form angenommen hatte, nun in eine tonnenförmigen Form, in eine polygonalen Form oder in einer beliebigen anderen gewünschten Form im Querschnitt ausgebildet werden. Die Seitenelektroden können daher angeordnet werden, indem die Seitenflachteile verwendet werden, ohne zu ermöglichen, dass der äußere Durchmesser groß wird.

In anderer Hinsicht entsprechen Funktion und Wirkung denjenigen des vierten Aspekts der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 1 veranschaulicht;

Fig. 2(a) bis 2(f) sind Ansichten, die die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 1 veranschaulichen;

Fig. 3 ist eine Ansicht, die eine Einspannvorrichtung veranschaulicht, die für den thermischen Druckbefestigungsschritt gemäß Beispiel 1 verwendet wird;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie der thermische Druckbefestigungsschritt gemäß Beispiel 1 durchgeführt wird;

Fig. 5 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie die Laminierung der keramischen Schichten gemäß Beispiel 1 durchgeführt wird;

Fig. 6 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie der Schleifschritt der Seitenoberflächen gemäß Beispiel 1 durchgeführt wird;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein keramisches Laminat veranschaulicht, das gemäß Beispiel 1 erhalten wurde;

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Schritte der Herstellung gemäß Vergleichsbeispiel 1 veranschaulicht;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das den fehlerhaften Prozentsatz von Beispiel 1 und von Vergleichsbeispiel 1 veranschaulicht;

Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 2 veranschaulicht;

Fig. 11(a) bis 11(f) sind Ansichten, die die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 2 veranschaulichen;

Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 3 veranschaulicht;

Fig. 13(a) bis 13(f) sind Ansichten, die die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 3 veranschaulichen;

Fig. 14 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung veranschaulicht, die für einen Einheitsschneideschritt gemäß Beispiel 3 verwendet wird;

Fig. 15 ist eine Ansicht, die eine Einspannvorrichtung veranschaulicht, die für den thermischen Druckbefestigungsschritt gemäß Beispiel 3 verwendet wird;

Fig. 16 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie der thermische Druckbefestigungsschritt gemäß Beispiel 3 durchgeführt wird;

Fig. 17 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie die keramischen Schichten gemäß Beispiel 3 laminiert werden;

Fig. 18 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie das mittelpunktslose Schleifen in dem Schleifschritt der Seitenoberflächen gemäß Beispiel 3 durchgeführt wird;

Fig. 19 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie flache Seitenteile in dem Schritt des Schleifens der Seitenoberflächen gemäß Beispiel 3 geformt werden;

Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht, die das keramische Laminat in Tonnenform im Querschnitt gemäß Beispiel 3 veranschaulicht;

Fig. 21 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung veranschaulicht, die für einen Einheitsschneideschritt gemäß Beispiel 4 verwendet wird;

Fig. 22 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung veranschaulicht, die für den Einheitsschneideschritt gemäß Beispiel 5 verwendet wird;

Fig. 23 ist ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen dem Stanzverfahren und der Menge der Wölbung gemäß Beispiel 6 veranschaulicht;

Fig. 24(a) und 24(b) sind Diagramme, die die Definition der Menge der Wölbung veranschaulichen;

Fig. 25 ist ein Diagramm, das Zusammenhänge zwischen der Stanztemperatur, defekter Delaminierung und Menge der Wölbung gemäß Beispiel 7 veranschaulicht;

Fig. 26 ist eine Ansicht, die Veranschaulicht, wie der Einheitskörper in Tonnenform gestanzt wird;

Fig. 27 ist eine Ansicht, die das Stanzen des Einheitskörper in im wesentlichen Kreisform zeigt;

Fig. 28 ist ein Diagramm, das die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 8 veranschaulicht;

Fig. 29(a) bis 29(d) sind Ansichten, die die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 8 veranschaulichen;

Fig. 30 ist eine perspektivische Ansicht eines keramischen Laminats gemäß Beispiel 8;

Fig. 31 ist ein Diagramm, das die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 9 veranschaulicht;

Fig. 32 ist eine perspektivische Ansicht des keramischen Laminats gemäß Beispiel 9;

Fig. 33 ist ein Diagramm, das die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 10 veranschaulicht;

Fig. 34(a) bis 34(f) sind Ansichten, die die Schritte der Herstellung gemäß Beispiel 10 veranschaulichen;

Fig. 35 ist eine perspektivische Ansicht, die das keramische Laminat gemäß Beispiel 10 veranschaulicht; und

Fig. 36(a) bis 36(f) sind Ansichten, die die Formen der internen Elektrodenschichten gemäß Beispiel 11 veranschaulichen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen 1. Betreffend das Problem A:

In den ersten, zweiten und dritten Aspekten der Erfindungen ist es erwünscht, dass das Größenverhältnis nicht kleiner als 1 ist, wobei das Größenverhältnis ein Verhältnis der Größe des keramischen Laminats in der Richtung der Laminierung zu dessen Größe in der Richtung der Breite bei rechten Winkeln hierzu ist. Bei einem longitudinal elongierten keramischen Laminat mit dem Größenverhältnis von nicht kleiner als 1 ist es hoch wahrscheinlich, dass es Delaminierung und Rissbildung entwickelt. Daher ist die Verwendung der zuvor erwähnten Herstellung sehr effektiv. Insbesondere wenn das Größenverhältnis nicht kleiner als 3 ist, wird der Effekt auffallend.

Es ist weiter erwünscht, dass die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt geringer als oder gleich wie die Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist. Daher wird eine zuverlässige Druckbefestigungswirkung, die auf der thermischen Druckadhäsion in dem Hauptdruckbefestigungsschritt zurückführbar ist, erhalten. Wenn die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt höher als die Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist, kann andererseits die Druckbefestigungswirkung häufig nicht in einem ausreichenden Ausmaß in dem Hauptdruckbefestigungsschritt erhalten werden.

Es ist weiterhin erwünscht, dass die Druckkraft in dem temporären Druckbefestigungsschritt kleiner ist als, oder gleich zu der Druckkraft in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist. In diesem Fall wird die Druckbefestigungswirkung auch zuverlässig auf Grund der thermischen Druckadhäsion in dem Hauptdruckbefestigungsschritt erhalten. Wenn die Presskraft in dem temporären Druckbefestigungsschritt größer als die Presskraft in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist, kann die Druckbefestigungswirkung häufig nicht in einem ausreichenden Ausmaß in dem Hauptdruckbefestigungsschritt erhalten werden.

Es ist weiterhin erwünscht, dass die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt nicht geringer als ein Glasübergangspunkt eines Bindemittelharzes ist, das in der keramischen Schicht enthalten ist. Wenn die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt geringer als der Glasübergangspunkt ist, wird die Druckbefestigungswirkung häufig nicht in einem ausreichenden Ausmaß erhalten.

Es ist weiterhin erwünscht, dass die Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt um mehr als 20° übersteigt, aber geringer als die thermische Zersetzungstemperatur des Bindemittelharzes ist. Wenn die Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt nicht die Erwärmungstemperatur des temporären Druckbefestigungsschrittes um mehr als 20° übersteigt, tritt ein derartiger Effekt auf, dass die niedrigmolekularen Komponenten des Bindemittelharz in dem temporären Druckbefestigungsschritt verdampfen, und eine ausreichende Druckbefestigung nicht erhalten werden kann. Wenn die Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt höher als die thermische Zersetzungstemperatur des Bindemittelharzes ist, werden andererseits die Bindemittelharzkomponenten fast alle verdampft, und die Druckadhäsion wird nicht in einem ausreichenden Ausmaß erhalten.

In dem temporären Druckbefestigungsschritt ist es erwünscht, dass die Presskraft allein aus der Richtung der Laminierung angelegt wird und in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist es erwünscht, dass das Laminat in der Seitenrichtung bei rechten Winkeln zu der Richtung der Laminierung arretiert ist, und die Presskraft aus der Richtung der Laminierung angelegt wird. In dem temporären Druckbefestigungsschritt wird daher die Presskraft aus der Richtung der Laminierung angelegt. In dem Hauptdruckbefestigungsschritt werden die Presskräfte aus der Richtung der Laminierung und aus der Seitenrichtung in Kombination angelegt, was es ermöglicht, ein keramisches Laminat mit einer herausragend laminierten Form zu erhalten. Diese herausragend laminierte Form wird sogar in dem anschließenden Entwachsungsschritt und in dem Sinterungsschritt beibehalten. Sogar, wenn der Schneideschritt oder der Schleifschritt ausgeführt wird, um die Form des keramischen Laminats nach dem Sinterungsschritt zu trimmen, muss das Schneiden in einem minimalen Ausmaß ausgeführt werden, was es ermöglicht, die Schritte zu rationalisieren.

Es ist weiterhin erwünscht, dass die keramische Schicht piezoelektrische Keramiken umfasst, und das keramische Laminat ist das eine für einen Piezo-Schalter, der durch alternierendes Laminieren der keramischen Schichten und der internen Elektrodenschichten zusammengesetzt ist. Das heißt, der Piezo-Schalter, welcher ein Laminat aus piezo elektrischen Keramiken verwendet, erzeugt eine große Kraft, wenn er angetrieben wird, und stellt eine große Verschiebung her, die daher ein Problem der Delaminierung und Risse verursacht. Demgemäß kann das vorstehend erwähnte Herstellungsverfahren effektiv verwendet werden.

Der Piezo-Schalter kann z. B. zum Steuern eines Ventils einer Einspritzvorrichtung verwendet werden, die Treibstoff in den Motor einspritzt. In diesem fall wird der Motor unter schwierigen Bedingungen verwendet. Jedoch kann die Haltbarkeit effektiv verbessert werden, indem das zuvor erwähnte Herstellungsverfahren verwendet wird.

II. Betreffend das Problem B

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird das Prälaminat in dem Einheitsschneideschritt auf eine Weise gestanzt, wie etwa um eine Form der äußeren Umgrenzung anzunehmen, von welcher die inneren Winkel alle nicht kleiner als 90° sind, oder, um eine zuvor beschriebene glatt gekurvte äußere Umgrenzung anzunehmen. Hierbei besitzt die polygonale Form, von welcher die inneren Winkel nicht kleiner als 90° sind, ein Konzept, welches ein Fünfeck und höhere Polygone einschließt. Unter diesen sind ein Oktagon und höhere Polygone bevorzugt. Weiterhin steht eine glatt gekurvte äußere Umgrenzung für eine Gestalt ohne die Ecken, die durch Polygone besetzt sind. Beispiele beinhalten diejenigen Formen, die durch Abrunden der Ecken der Polygone erhalten wurden, um eine Bogenform, eine Kreisform, eine ovale Form und eine Rennbahnform zu erreichen.

Der zweite Druckbefestigungsschritt kann zwischen dem Einheitsschneideschritt und dem Entwachsungsschritt ausgeführt werden, um eine Vielzahl der Einheitskörper zu laminieren, diese zu erwärmen, und diese in der Richtung der Laminierung zu pressen. In diesem Fall werden die Einheitskörper in einer Mehrzahl laminiert, um ein keramisches Laminat mit einer relativ großen Länge der Laminierung zu erhalten.

In der ersten Erfindung kann weiterhin das keramische Laminat durch einen Einheitskörper zusammengesetzt sein.

In dem Einheitsschneideschritt ist es ferner erwünscht, dass die Stanzform im wesentlichen eine Kreisform, eine Tonnenform oder eine oktogonale Form ist. In diesem Fall kann die Konzentration von Spannung zur Zeit des Stanzens in dem Einheitsschneideschritt zuverlässiger unterdrückt werden.

Es ist erwünscht, dass die internen Elektrodenschichten eine Dicke besitzen, welche von 1/100 bis 1/10 der Dicke der keramischen Schicht beträgt. Umso kleiner die Dicke der internen Elektrodenschichten ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass die Delaminierung und Risse auftreten. Es ist daher erwünscht, dass die inneren Elektrodenschichten eine Dicke besitzen, welche nicht größer als 1/10 der Dicke der keramischen Schicht beträgt. Um elektrische Eigenschaften der internen Elektrodenschichten stabil beizubehalten, ist es andererseits erwünscht, dass deren Dicke nicht kleiner als 1/100 der Dicke der keramischen Schicht beträgt.

Wenn die Harzkomponente, die in der keramischen Schicht enthalten ist, einen Glasübergangspunkt G (°C) besitzt, ist es erwünscht, dass der Einheitsschneideschritt das Schneiden bei einer Temperatur in einem Bereich von -70(°C) bis G(°C) durchführt. In dem vorstehenden zuvor beschriebenen Einheitsschneideschritt wird das Prälaminat erhalten, indem eine Vielzahl von Stücken von keramischen Blättern gestanzt wird. Die Stanzleistung wird effektiv verbessert, indem der Elastizitätsmodulus der keramischen Blätter erhöht wird. Dies wird effektiv getan, indem die Temperatur des Prälaminats gesenkt wird. Zu diesem Zweck ist es erwünscht, dass die Temperatur derart gehalten wird, dass sie nicht höher als der Glasübergangspunkt G(°C) der Harzkomponente ist, die in der keramischen Schicht, d. h. in den keramischen Blättern enthalten ist. Wenn die Temperatur des Prälaminats zu niedrig gehalten wird, bildet sich abhängig von der Atmosphäre leicht Eis auf den Oberflächen. Die Anwesenheit von Eis hat schädliche Wirkungen, wie etwa das Bilden von Blasen in dem anschließenden Entwachsungsschritt und in dem Sinterungsschritt. Es ist daher erwünscht, dass das Prälaminat bei etwa einer Temperatur von nicht weniger als -70°C und weiter bevorzugt nicht weniger als -30°C gehalten wird.

Es ist erwünscht, dass das keramische Laminat dasjenige für einen Piezo-Schalter ist. Wenn für den Piezo-Schalter verwendet, besitzt die keramische Schicht eine geringe Dicke, die Zahl der Schichten wird vergrößert, und es wird eine Gestalt mit einem großen Größenverhältnis verwendet. In diesem Fall besteht daher die Tendenz, dass leicht Delaminierung und Risse auftreten. Daher ist die Verwendung des vorstehenden Herstellungsverfahrens effektiv.

Es ist weiter erwünscht, dass der Einheitsschneideschritt ausgeführt wird, indem eine Stanzvorrichtung mit einer Endoberfläche von einer gewünschten Gestalt und eine Form verwendet wird, die ein Stanzloch besitzt, in welcher die Stanzvorrichtung eingeführt werden kann, wobei ein vorbestimmter Abstand beibehalten wird, und dass wenigstens entweder die Stanzvorrichtung oder die Form eine Ausstülpung entlang der Schneidegestalt besitzt. In diesem Fall kann ein Schlitz vor dem Ausführen des Abscherens durch der Stanzvorrichtung und die Form ausgeführt werden; d. h. die Abscherung wird durch die Stanzvorrichtung und die Form glatt ausgeführt. Dies ermöglicht es, die Deformierung der keramischen Schichten und der internen Elektrodenschichten, die durch die Abscherungsspannung verursacht wird, zu unterdrücken.

Weiterhin wird der Stanzschritt ausgeführt, indem eine Stanzvorrichtung mit einer Endoberfläche von einer gewünschten Gestalt, eine Form mit einem Stanzloch, in welchem die Stanzvorrichtung eingeführt werden kann, wobei ein vorbestimmter Abstand beibehalten wird, und ein Abstreifer verwendet wird, welcher die Stanzvorrichtung umlaufend vorgesehen wird, um separat von der Stanzvorrichtung zurückschiebbar vorzuragen und mit einer Ausstülpung an dessen Ende, wobei der Abstreifer zu dem Prälaminat vorgeschoben wird, das auf der Form platziert ist und dessen Ausstellpunkt wird zur Hälfte in die Dicke des Laminats eingebracht, um einen Schlitz darin zu bilden und dann wird die Stanzvorrichtung vorgeschoben, um das Prälaminat hierdurch zu stanzen, um den Einheitskörper zu bilden. In diesem Fall kann der Schlitz auch durch die Ausstülpung vor dem Abscheren durch die Stanzvorrichtung und durch die Form gebildet werden, um die Abscherung durch die Stanzvorrichtung und durch die Form glatt auszuführen. Dies ermöglicht es, weiter die Deformierung der keramischen Schichten und der internen Elektrodenschichten, die durch die Abscherungsspannung verursacht wird, zu unterdrücken.

Es ist erwünscht, dass das Stanzloch der Form mit einer Empfangsplatte zum Empfangen der Einheitskörper ausgestattet wird, die gestanzt werden, und die Einheitskörper, die durch den kontinuierlich ausgeführten Stanzschritt hergestellt werden, werden aufeinanderfolgend auf der Empfangsplatte laminiert. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Einheitskörpern in einem mit Druck befestigten Zustand gehandhabt werden, um die Herstellung zu rationalisieren.

Die folgenden Beispiele 1 und 2 beziehen sich auf das zuvor erwähnte Problem A, und Beispiel 3 bis 11 beziehen sich auf das zuvor erwähnte Problem B.

Beispiel 1

Ein Beispiel, das sich auf das Verfahren zur Herstellung des keramischen Laminats bezieht, wird nun anhand von Fig. 1 bis 7 beschrieben werden.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist dieses Beispiel, um ein keramisches Laminat 1 herzustellen, indem eine Vielzahl von Stücken von keramischen Schichten laminiert werden. Das keramische Laminat 1 dieses Beispiels ist zur Verwendung als Piezo-Schalter und wobei die keramischen Schichten 11 aus piezoelektrischen Keramiken gebildet werden, und die keramischen Schichten 11 und internen Elektrodenschichten 2 alternierend aufeinander laminiert werden. Weiterhin besitzt das keramische Laminat 1 ein Größenverhältnis, welches nicht kleiner als 3 ist.

Beim Herstellen des keramischen Laminats 1 in diesem Beispiel werden, wie in Fig. 1 gezeigt, wenigstens die folgenden Schritte ausgeführt: temporärer Druckbesfestigungsschritt S4, Einheitschneideschritt S5, Hauptdruckbefestigungsschritt S6, Entwachsungsschritt S7 und Sinterungsschritt S8.

Der temporäre Druckbesfestigungsschritt S4 ist zum Bilden eines Prälaminats 111, indem breite keramische Blätter 110 einschließlich einer Vielzahl von keramischen Schichten 11 in der Richtung der Breite in einer Zahl von Stücken, die kleiner als eine Endzahl der keramischen Schichten ist, laminiert werden, gefolgt von Erwärmen und Pressen in der Richtung der Laminierung.

Der Einheitsschneideschritt S5 ist zum Bilden eines Einheitskörpers 115 mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht 11 in der Richtung der Breite einschließt und mit einer Zahl von Schichten, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Prälaminat 111 in einer Mehrzahl von Stücken in der Richtung der Breite geschnitten wird.

Der Hauptdruckbefestigungsschritt S6 ist zum Bilden des keramischen Laminats 1 durch Laminieren einer Vielzahl der Einheitskörper 115, so dass die keramischen Schichten 11 in der Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung.

Der Entwachsungsschritt S7 ist zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten 11 des keramischen Laminats 1 enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist.

Der Sinterungsschritt S8 ist zum Sintern des keramischen Laminats 1, nachdem der Entwachsungsschritt beendet worden ist.

Diese Schritte werden nun im Detail beschrieben werden.

Beim Herstellen des keramischen Laminats 1 in diesem Beispiel, wie in Fig. 1 gezeigt, werden zunächst ein Blattbildungsschritt S1 zum Bilden eines langen keramischen Blattes ausgeführt, von welchem die keramischen Schichten 11 erhalten werden, und ein Blattstanzschritt S2 zum Stanzen des keramischen Blattes 110 (Fig. 2(a) bis 2(f)) einer vorbestimmten Größe aus dem langen keramischen Blatt.

Der Blattbildungsschritt S1 kann ein Abstreichmesserverfahren, ein Extrusionsformungsverfahren oder ein beliebiges anderes Verfahren verwenden. In diesem Beispiel wird ein langes keramisches Blatt hergestellt, das wie eine Walze durch das Abstreichmesserverfahren gewickelt ist. Das Ausgangsmaterial ist derart eingestellt worden, um gewünschte piezoelektrische Keramiken nach dem Sintern zu bilden. Obwohl eine Reihe von Ausgangsmaterialien verwendet werden können, verwendet dieses Beispiel das eine, das PZT (Blei Zirkonat Titanat) bildet.

In dem Blattstanzschritt S2 wird das keramische Blatt 110 aus dem langen keramischen Blatt mit einer Größe ausgeschnitten, von welcher 16 Stücke von keramischen Blättern 11 erhalten werden können.

Als nächstes wird auf Fig. 1 und 2(a) Bezug genommen, ein Schritt S3 wird zum Drucken interner Elektroden ausgeführt. In dieser Stufe wird ein Muster einer internen Elektrodenschicht 2 auf jedem keramischen Blatt 110 gedruckt. Hierbei wird die interne Elektrodenschicht 2 so gedruckt, dass ein leerer Teil 15 (Fig. 5) schließlich auf dem keramischen Blatt 11 gebildet wird.

Dann wird der temporäre Druckbefestigungsschritt S4 wie in Fig. 1, 2(b) und 2(c) ausgeführt. In dem temporären Druckbefestigungsschritt S4 werden 10 Stücke der keramischen Blätter 110, auf welchen die interne Elektrodenschicht 2 gedruckt worden ist, laminiert und thermisch mit Druck befestigt. In Fig. 2(a) bis 2(f) werden nur eine kleine Zahl von Stücken zum leichteren Verständnis aufgezeichnet. Die Bedingungen der thermischen Druckadhäsion sind hierbei derart, dass die Temperatur und der Druck niedriger sind als diejenigen des Hauptdruckbefestigungsschritts S6, der nachstehend beschrieben werden wird. Konkret gesprochen, sind die Bedingungen derart, dass die Erwärmungstemperatur 80°C beträgt, der Druck 5 MPa beträgt, und das Pressen von der Oben-und-Unten-Richtung nur unter Verwendung einer Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) für 3 min ausgeführt wird.

Die keramischen Blätter 110 werden auf eine derartige Weise laminiert, dass die Positionen der leeren Teile 15, wo keine interne Elektrode 2 existiert, in einen laminierten Zustand alternierend nach rechts und links ausgerichtet werden.

Als nächstes wird auf Fig. 1 und 2(d) Bezug genommen. Der Einheitsschneideschritt S5 wird ausgeführt. In dem Einheitsschneideschritt S5 wird das Prälaminat 111, das aus 10 Stücken der keramischen Blätter 110 besteht, die laminiert werden, in eine Vielzahl von Einheiten in der Richtung der Breite geschnitten. Daher werden 16 Einheitskörper 115, die jeweils eine Breite besitzen, um ein Stück keramische Schicht in der Richtung der Breite einzuschließen und die 10 Stücke von keramischen Schichten besitzen, welche temporär mit Druck befestigt sind, aus jedem Prälaminat 111 erhalten.

Als nächstes wird auf Fig. 1, 2(e), 2(f), 3 und 4 Bezug genommen, 20 Einheitskörper 115 werden laminiert, um den Hauptdruckbefestigungsschritt S6 auszuführen.

Konkret gesprochen, wie in Fig. 3 gezeigt, wird als eine Seiteneinspannvorrichtung 71 von folgendem Verwendung gemacht: von einer ersten Seiteneinspannvorrichtung 711 mit einer U-Gestalt im Querschnitt und einer zweiten Einspannvorrichtung 712, die darauf platziert wird. Es wird weiterhin ein Paar von Endeinspannvorrichtungen 72 verwendet, die in den Rezessteil 713 der ersten Seiteneinspannvorrichtung 711 eingefügt werden können.

Dann werden wie gezeigt 20 Einheitskörper 115 in einer laminierten Form in den Rezessteil 713 der ersten Einspannvorrichtung 711 eingefügt. Dann wird die zweite Einspannvorrichtung 712 auf der ersten Seiteneinspannvorrichtung 712 platziert. In diesem Zustand werden die Endeinspannvorrichtungen 72 in den Rezessteil 713 der ersten Einspannvorrichtung 711 von beiden Enden der Seiteneinspannvorrichtung 71 eingeführt, um den Schritt der thermischen Druckadhäsion auszuführen.

In diesem Beispiel ist die Erwärmungstemperatur 120°C und die Presskraft in der Richtung der Laminierung von den Enden der Einspannvorrichtung 72 beträgt 34 MPa. Weiterhin beträgt die Presszeit 3 min. Die Erwärmungstemperatur kann über einen Bereich von 100 bis 250°C variiert werden. Die Presskraft kann über einen Bereich von 5 bis 100 MPa variiert werden. Die Zeit zum Pressen und Erwärmen kann abhängig von der Größe der keramischen Schichten 11 und der Zahl der laminierten Schichten geändert werden.

In dieser Ausführungsform wird die Presskraft entfernt, nachdem das Erwärmen und Pressen für eine vorbestimmte Zeitdauer in dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 ausgeführt wird, die Einspannvorrichtungen 72 werden entfernt, und die Seiteneinspannvorrichtung 71 wird auseinandergebaut. Folglich wird ein keramisches Laminat 1 mit einer rechteckigen Prismengestalt erhalten, wie in Fig. 2(f) gezeigt.

Fig. 5 ist ein Expansionsgrundriss des keramischen Laminats 1. Wie in Fig. 5 gezeigt, besitzen die keramischen Schichten 11 und die internen Elektrodenschichten 2, die das keramische Laminat 1 zusammensetzen, eine quadratische Gestalt. Das keramische Laminat 1 beinhaltet leere Teile 15 ohne interne Elektrodenschicht 2 alternierend auf den zwei entgegengesetzten Seiten 101 und 102 unter den benachbarten keramischen Schichten 11.

Dann wird, wie in Fig. 1 gezeigt der Entwachsungsschritt S7 ausgeführt, um zu erwärmen und nicht weniger als 90% des Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten 11 des keramischen Laminats 1 enthalten ist, zu entfernen. Konkret gesprochen, wird das keramische Laminat 1 in Luft oder in einer N₂-Atmosphäre bei einer Temperatur von 350°C für 5 h erwärmt, um das Bindemittelharz zu entfernen.

Dann wird, wie in Fig. 1 gezeigt, der Sinterungsschritt S8 ausgeführt, um das keramische Laminat 1 nach dem Entwachsen zu brennen. In diesem Beispiel wird die Sinterung unter den Bedingungen von einer Temperatur von 1100°C für 2 h ausgeführt.

In diesem Beispiel wird, wie in Fig. 1 gezeigt, weiterhin der Schritt S9 zum Schleifen der Seitenoberflächen ausgeführt.

Bezugnehmend auf Fig. 6 werden Seitenoberflächen 101 bis 104 unter Verwendung eines Schleifsteins 5 geschliffen. In diesem Beispiel werden in diesem Fall die Seitenoberflächen 101 und 102 mit einem leeren Teil 15 flach geschliffen, und die Seitenoberflächen 103 und 104 ohne leeren Teil 15 werden gebogen geschliffen. Daher wird das keramische Laminat 1 mit einer Tonnenform im Querschnitt erhalten.

Als nächstes werden Funktion und Effekt dieses Beispiels beschrieben.

In dem Verfahren zur Herstellung werden in diesem Beispiel, wie vorstehend beschrieben, der temporäre Druckbefestigungsschritt S4 und der Einheitsschneideschritt S5 ausgeführt und dann wird der Hauptdruckbefestigungsschritt S6 ausgeführt, gefolgt von dem Entwachsungsschritt S7 und dem Sinterungsschritt S8.

In dem temporären Druckbefestigungsschritt S4 werden die breiten keramischen Schichten 11 laminiert und temporär mit Druck befestigt. Da die keramischen Schichten breit sind, kann hierbei die Presskraft nahezu gleichförmig zur Zeit der Druckadhäsion angelegt werden. Daher unterdrückt der temporäre Druckbefestigungsschritt S4 das Auftreten von Schaden, das durch die Abweichung des Drucks verursacht wird.

Als nächstes bildet der Einheitsschneideschritt S5 den Einheitskörper 115, der in einer Breite geschnitten wird, die ein Stück einer keramischen Schicht einschließt, die eine Grundfläche des keramischen Laminats 1 besitzt, erhalten wird. In dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 werden die Einheitskörper 115 laminiert und thermisch mit Druck befestigt, um das keramische Laminat 1 mit der Endzahl der laminierten Schichten zu erhalten. Bei der thermischen Pressadhäsion werden in diesem Fall die Einheitskörper 115 laminiert und gepresst. Daher wird das Pressen stabil ausgeführt, verglichen damit, wenn die individuellen keramischen Schichten thermisch mit Druck befestigt werden, ohne die Einheitskörper 115 zu verwenden. Daher unterdrückt der Hauptdruckbefestigungsschritt S6 das Auftreten von Schaden. Abgesehen davon, sind die Einheitskörper 115 noch nicht dem Entwachsungsschritt unterzogen worden und behalten folglich die Flexibilität der keramischen Schichten 11 in ausreichenden Maß bei; d. h. die Einheitskörper 115 werden nicht brüchig und werden nicht gebrochen.

Nachdem die keramische Schicht 1 mit der Endzahl der laminierten Schichten durch den Hauptdruckbefestigungsschritt S6 gebildet wurde, wird der Entwachsungsschritt S7 für das keramische Laminat 1 ausgeführt. Das keramische Laminat 1, das brüchig wird, nachdem dieses dem Entwachsen unterzogen worden ist, wird nun durch den Sinterungsschritt S8 allein behandelt, und wird trotz dem Brüchigwerden selten beschädigt.

Wie zuvor beschrieben werden der temporäre Druckbefestigungsschritt S4, Einheitsschneideschritt S5, Hauptdruckbefestigungsschritt S6, Entwachsungsschritt S7 und Sinterungsschritt S8 aufeinanderfolgend ausgeführt, wobei das Auftreten von Schaden unterdrückt wird, das während der Herstellung der keramischen Laminate 1 auftreten kann. Folglich wird das Auftreten von Delaminierung und Rissbildung unterdrückt werden, und wird ein hoch zuverlässiges keramisches Laminat 1 erhalten.

Das keramische Laminat 1 dieses Beispiels besitzt viele Schichten, die laminiert werden und ein Größenverhältnis von nicht kleiner als 3 besitzen. Trotz diesem wird das keramische Laminat 1 erhalten, welches keine Delaminierung oder Risse auf Grund der Verwendung der vorstehend erwähnten Herstellungsschritte entwickelt.

Die Behandlungsbedingungen sind zwischen dem temporären Druckbefestigungsschritt S4 und dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 verschieden; d. h. der temporäre Druckbefestigungsschritt S4 wird unter den Bedingungen einer geringen Temperatur und eines geringen Drucks ausgeführt. In jeder der Stufen ist die Erwärmungstemperatur nicht geringer als der Glasübergangspunkt des Bindemittelharzes, der in den keramischen Schichten enthalten ist. Weiterhin wird in dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 die Erwärmungstemperatur derart eingestellt, dass sie die Aufwärmtemperatur des temporären Druckbefestigungsschrittes S4 um mehr als 20°C übersteigt, aber geringer als die thermische Zersetzungstemperatur des Bindemittelharzes ist.

Daher wird ein ausreichender Grad von Druckbefestigungsfunktion durch den temporären Druckbefestigungsschritt S4 erhalten und abgesehen davon ein ausreichender Grad von Druckbefestigungsfunktion durch den Hauptdruckbefestigungsschritt S6 nach dem temporären Druckbefestigungsschritt S4. Abgesehen davon verbleibt das Bindemittelharz in ausreichender Menge sogar nach dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6. Daher wird das keramische Laminat 1 nicht brüchig und verbleibt ein ausreichender Grad an Flexibilität. Daher verhindert dies weiter, dass das keramische Laminat 1 nach dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 beschädigt wird.

In diesem Beispiel wird weiterhin die Presskraft in dem temporären Druckbefestigungsschritt S4 aus der Richtung der Laminierung allein angelegt. In dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 wird die Presskraft aus der Richtung der Laminierung unter Verwendung der Seiteneinspannvorrichtung 71 und der Endeinspannvorrichtung 72 ausgeübt, während das Laminat von der Seitenrichtung im rechtem Winkel zu der Richtung der Laminierung gehalten wird. In dem temporären Druckbefestigungsschritt S4 wird daher der Druck nahezu gleichförmig aus der axialen Richtung ausgeübt, um weiter das Auftreten von Schaden zu verhindern.

In dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 werden weiterhin die Presskräfte aus der Richtung der Laminierung und aus der Seitenrichtung kombiniert, was es ermöglicht, ein keramisches Laminat 1 zu erhalten, welches herausragend laminiert ist. Daher wird eine herausragende Form beibehalten, sogar in dem anschließenden Entwachsungsschritt S7 und in dem Sinterungsschritt S8 und das keramische Laminat 1 muss nur in geringen Mengen in der Stufe S9 zum Schleifen der Seitenoberfläche geschliffen werden, was es ermöglicht, dass die Schritte rationalisiert werden.

Das keramische Laminat 1 ist ein piezoelektrischer Schalter, der ein Laminat der Piezo-Keramiken verwendet. Wie zuvor beschrieben unterdrückt das keramische Laminat 1 weiterhin das Auftreten von Delaminierung und Rissen. Daher zeigt das keramische Laminat 1 eine herausragende Haltbarkeit, sogar wenn dieses in einer Einspritzvorrichtung eingebaut wird, die unter sehr schweren Bedingungen verwendet wird.

Vergleichsbeispiel 1

Um herausragende Punkte des keramischen Laminats 1, das durch das Herstellungsverfahren von Beispiel 1 erhalten wurde, qualitativ zu bewerten, wird ein anderes keramisches Laminat durch ein Herstellungsverfahren (Vergleichsbeispiel 1) hergestellt, das sich von demjenigen von Beispiel 1 unterscheidet, um die Rate des Auftretens von Delaminierung und Rissen zu untersuchen.

Das Herstellungsverfahren von Vergleichsbeispiel 1 umfasst, wie in Fig. 8 gezeigt: Ausführen des Einheitsschneideschrittes S5 und des Entwachsungsschrittes S55 nach dem temporären Druckbefestigungsschritt S4 und dann anschließendes Ausführen des Hauptdruckbefestigungsschrittes S6, Sinterungsschrittes S8 und Seitenoberflächenschleifschrittes S9. Die Inhalte der Schritte sind die gleichen wie diejenigen von Beispiel 1, aber die Reihenfolge des Ausführens des Entwachsungsschrittes wird geändert.

Dreißig keramische Laminate 1 werden gemäß Vergleichsbeispiel 1 und weitere 30 keramische Laminate werden gemäß Beispiel 1 hergestellt, um die Rate des Auftretens von Delaminierung und Rissen zu untersuchen.

Die Ergebnisse werden in Fig. 9 gezeigt, wobei die Abszissen die Arten der Herstellungsschritte darstellen und die Ordinate den Defektprozentsatz angibt. Aus Fig. 9 kann entnommen werden, dass in Vergleichsbeispiel 1 die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Delaminierung C11 3/10 beträgt, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Rissen Cl2 4/30 beträgt, und der Gesamtprozentsatz an Defekten 23% beträgt. In dem Fall von Beispiel 1 trat andererseits kein Defekt auf.

Beispiel 2

In diesem Beispiel werden, wie in Fig. 10 gezeigt, ein erster temporärer Druckbefestigungsschritt S41 und ein zweiter temporärer Druckbefestigungsschritt S42 anstelle des temporären Druckbefestigungsschrittes S4 von Beispiel 1 ausgeführt. Wie in Fig. 11(b) und 11(c) gezeigt, ist der erste temporäre Druckbefestigungsschritt S41 der gleiche Schritt wie der temporäre Druckbefestigungsschritt S4 von Beispiel 1 und ist zum Bilden des Prälaminats 111, in dem 10 Stücke der keramischen Blätter 110 laminiert werden. In Fig. 11 werden nur eine verringerte Zahl von Stücken veranschaulicht.

Als nächstes wird bei dem zweiten temporären Druckbefestigungsschritt S42, wie in Fig. 11(d) bis 11(f) gezeigt, ein zweites Prälaminat 112 gebildet, indem das Prälaminat 111 in eine Größe von ungefähr ¼ durch einen Schneideschritt S10 geschnitten wird. Zwei zweite Prälaminate 112 werden laminiert und temporär mit Druck befestigt, um ein Prälaminat 113 zu bilden, das 20 Stücke keramische Schichten umfasst, die aufeinander laminiert sind.

Dann wird bei dem Einheitsschneideschritt S5 das Prälaminat 113 geschnitten, um einen Einheitskörper 116 mit einer Breite zu erhalten, welche ein Stück der keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt und mit 20 Stücken keramischer Schichten, die mit Druck befestigt sind.

In dem nächsten Hauptdruckbefestigungsschritt S6 werden 10 Einheitskörper 116 laminiert und mit Druck befestigt, indem die Seiteneinspannvorrichtung 71 und die Endeinspannvorrichtung 72 wie in Beispiel 1 verwendet werden.

In diesem Beispiel bestehen die Behandlungsbedingungen des ersten temporären Druckbefestigungsschrittes S41 aus einer Erwärmungstemperatur von 80°C und einem Druck von 5 MPa, die Behandlungsbedingungen des zweiten temporären Druckbefestigungsschrittes S42 bestehen aus einer Erwärmungstemperatur von 100°C und einem Druck von 10 MPa, und Behandlungsbedingungen des Hauptdruckbefestigungsschritts S6 bestehen aus einer Erwärmungstemperatur von 120°C und einem Druck von 34 MPa. Die Bedingungen von höheren Temperaturen und höheren Drücken werden für die anschließenden Schritte verwendet.

Nach dem Hauptdruckbefestigungsschritt S6 werden der Entwachsungsschritt S7 und der Sinterungsschritt S8 wie in Beispiel 1 ausgeführt. In anderer Hinsicht entspricht dieses Beispiel dem Beispiel 1.

In dem Fall dieses Beispiels, wie vorstehend beschrieben, wird der zweite temporäre Druckbefestigungsschritt S44 hinzugefügt. Ein separates Prälaminat 113 mit einer vermehrten Zahl der laminierten Schichten und einer verringerten Breite wird aus dem Prälaminat 111 gebildet, das in dem ersten temporären Druckbefestigungsschritt S41 erhalten wurde, und dann werden der Einheitsschneideschritt S5 und die anschließenden Schritte ausgeführt.

Daher ermöglicht dieses Beispiel, die Zahl der laminierten Schichten des Einheitskörpers 116 zu vergrößern und den Hauptdruckbefestigungsschritt S6 weiter stabil auszuführen.

Die Funktion und Effekt in anderen Hinsichten sind die gleichen wie diejenigen von Beispiel 1.

In dem vorstehenden Beispiel bilden die Muster zum Drucken der internen Elektrodenschichten eine Gesamtzahl von 4 × 4 = 16 für jedes keramische Blatt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in keiner Weise hierauf beschränkt, und die Muster können z. B. eine Gesamtzahl von 7 × 6 = 42 bilden, oder es können jede beliebige andere Muster verwendet werden.

Beispiel 3

Ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Beispiel 3 der Erfindung wird nun anhand von Fig. 12 bis 20 beschrieben werden.

Wie in Fig. 12 gezeigt ist dieses Beispiel, um das keramische Laminat 1 herzustellen, indem alternierend die keramische Schichten 11 und die internen Elektrodenschichten 2 laminiert werden.

Wie in Fig. 12 gezeigt führt das Herstellungsverfahren wenigstens einen primären Druckbefestigungsschritt S14, einen Einheitsschneideschritt S15, einen sekundären Druckbefestigungsschritt S16, einen Entwachsungsschritt S17 und einen Sinterungsschritt S18 aus.

Wie in Fig. 13(a) bis 13(c) gezeigt, ist der primäre Druckbefestigungsschritt S14 zum Bilden eines Prälaminats 111, indem breite keramische Blätter 110 einschließlich einer Vielzahl von keramischen Blättern 11 in der Richtung der Breite in einer Zahl von Stücken laminiert werden, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, gefolgt vom Erwärmen und Pressen in der Richtung der Laminierung.

Der Einheitsschneideschritt S15 ist, wie in Fig. 13(d) gezeigt, zum Bilden eines Einheitskörpers 115 mit einer Breite, die ein Stück keramische Schicht in der Richtung der Breite einschließt und mit einer Anzahl von Schichten, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Prälaminat 111 gestanzt wird, um so einen glatt gekurvte äußere Umgrenzung (Kreisform in diesem Beispiel) zu besitzen.

Der sekundäre Druckbefestigungsschritt 516 ist zum Bilden, wie in Fig. 13(e), 15 und 16 gezeigt, des keramischen Laminats 1, indem eine Vielzahl der Einheitskörper 115 laminiert wird, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung.

Der Entwachsungsschritt S17 ist zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten 11 des keramischen Laminats 1 enthalten ist.

Der Sinterungsschritt S18 ist zum Sintern des keramischen Laminats 1.

Diese Schritte werden nun im Detail beschrieben werden.

Beim Herstellen des keramischen Laminats 1 in diesem Beispiel, wie in Fig. 12 gezeigt, werden zunächst ein Blattbildungsschritt S11 zum Bilden eines langen keramischen Blattes ausgeführt, aus welchem die keramischen Blätter 11 erhalten werden sollen, und ein Blattstanzschritt S12 zum Stanzen eines keramischen Blattes 110 (Fig. 13(a) und 13(b)) einer vorbestimmten Größe aus dem keramischen Blatt.

Der Blattbildungsschritt S11 kann ein Klingenabziehverfahren, ein Extrusionsformungsverfahren oder ein beliebiges anderes Verfahren verwenden. In diesem Beispiel wird ein langes keramisches Blatt hergestellt, das wie eine Walze durch das Klingenabstreichverfahren aufgewickelt ist. Das Ausgangsmaterial ist so eingestellt worden, um eine gewünschte piezoelektrische Keramik nach dem Sintern zu bilden. Obwohl eine Vielzahl von Ausgangsmaterialien verwendet werden kann, verwendet dieses Beispiel das eine, das PZT bildet (Blei Zirkonat Titanat).

In dem Blattstanzschritt S12 wird das keramische Blatt 110 mit einer Größe aus dem langen keramischen Blatt ausgeschnitten, von welcher 16 Stücke von keramischen Schichten 11 erhalten werden können.

Bezugnehmend als nächstes auf Fig. 12 und 13(a) wird ein Schritt S13 zum Drucken von inneren Elektroden ausgeführt.

In diesem Schritt wird ein Muster einer internen Elektrodenschicht 2 auf jedes keramische Blatt 110 gedruckt. Hierbei wird die interne Elektrodenschicht 2 so gedruckt, dass ein leerer Teil 15 (Fig. 17) schließlich auf der keramischen Schicht 11 gebildet wird.

In diesem Beispiel wird die Dicke der keramischen Blätter 110 oder der keramischen Schichten 11 weiter eingestellt, um 80 µm nach Sintern betragen, und die Dicke der internen Elektroden 2 wird eingestellt, um 2 µm nach Sintern zu betragen. D. h. in diesem Beispiel wird die Enddicke der internen Elektrodenschichten auf 1/40 der Dicke der keramischen Schichten 11 eingestellt.

Dann wird der primäre Druckbefestigungsschritt S14 wie in Fig. 12, 13(b) und 13(c) ausgeführt. In dem primären Druckbefestigungsschritt S14 werden 10 Stücke der keramischen Blätter 110, auf welchen die interne Elektrodenschicht 2 gedruckt worden ist, laminiert und werden thermisch mit Druck befestigt. In Fig. 13(a) bis 13(f) werden nur eine kleine Zahl von Stücken zum leichteren Verständnis angegeben. Die Bedingungen der thermischen Druckadhäsion sind hierbei derart, dass die Temperatur und Druck geringer als diejenigen des sekundären Druckbefestigungsschrittes S16 sind, der nachstehend beschrieben werden wird. Konkret gesprochen sind die Bedingungen derart, dass die Erwärmungstemperatur 80°C beträgt, der Druck 5 MPa beträgt, und das Pressen von der Oben-und-Unten-Richtung nur unter Verwendung einer Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) für 3 min ausgeführt wird.

Die keramischen Blätter 110 werden auf eine derartige Weise laminiert, dass die Positionen der leeren Teile 15, wo keine interne Elektrode 2 existiert, alternierend nach rechts und links in einen laminierten Zustand ausgerichtet werden. So wird ein breites Prälaminat 111 erhalten.

Bezugnehmend auf Fig. 12, 13(d) und 14 wird der Einheitsschneideschritt S15 ausgeführt. In dem Einheitsschneideschritt S15 wird das Prälaminat 111, das aus 10 Stücken der laminierten keramischen Blätter 110 besteht, in eine Vielzahl von Einheiten in der Richtung der Breite geschnitten. Hierbei wird das Prälaminat 111 gestanzt, um so eine glatt gekurvte äußere Umgrenzung zu besitzen und insbesondere eine zylindrische Gestalt in diesem Beispiel, wodurch ein scheibenähnlicher Einheitskörper 111 mit einer Breite erhalten wird, der eine Breite besitzt, um ein Stück der keramischen Schicht 11 in der Richtung der Breite einzuschließen.

In diesem Beispiel, wie in Fig. 14 gezeigt, wird das Stanzen ausgeführt, indem eine Stanzvorrichtung 61 mit einem Ende von einer zirkulären Gestalt im Querschnitt und eine Form 62 mit einem Stanzloch 620 verwendet wird, in welches die Stanzvorrichtung 61 eingefügt werden kann, wobei sie einen vorbestimmten Abstand beibehält. Die Stanzvorrichtung 61 und die Form 62, die hierbei verwendet werden, sind normalerweise Verwendete ohne Ausstülpungen.

In diesem Beispiel wird der Einheitsschneideschritt S15 bei 25°C ausgeführt, d. h. das Prälaminat 111 wird bei 25°C geschnitten. Die Temperatur ist geringer als ein Glasübergangspunkt von 75(°C) des Bindemittelharzes, das durch die keramische Schicht 11 besessen wird, und ist höher als -70°C. Das Stanzen, das bei dieser Temperatur ausgeführt wird, beinhaltet weniger Deformierung.

Unter Bezugnahme als nächstes auf Fig. 12, 13(e), 13(f), 15 und 16 werden 20 Einheitskörper 115 laminiert, um den zweiten Druckbefestigungsschritt S16 auszuführen.

Konkret gesprochen, wie in Fig. 15 gezeigt, wird als eine Einspannvorrichtung 71 von folgendem Verwendung gemacht:
einer ersten Seiteneinspannvorrichtung 711 von einer Halbkreisform im Querschnitt und einer zweiten Seiteneinspannvorrichtung 712 von einer Halbkreisform im Querschnitt, um darauf platziert zu werden. Es werden weiterhin ein Paar von Endeinspannvorrichtungen 72 verwendet, die eine zylindrische Form besitzen.

Dann werden, wie gezeigt, 20 Einheitskörper 115 in einer laminierten Form in den Rezessteil 713 der ersten Seiteneinspannvorrichtung 711 eingefügt. Dann wird die zweite Seiteneinspannvorrichtung 712 auf der ersten Seiteneinspannvorrichtung 712 platziert. In diesem Zustand werden die Endeinspannvorrichtungen 72 in das Rezessteil 713 der ersten Seiteneinspannvorrichtung 711 von beiden Seiten der Seiteneinspannvorrichtung 71 eingefügt, um den Schritt der thermischen Druckbefestigung auszuführen.

In diesem Beispiel werden das Laminat und die Einspannvorrichtung in einem Konstanttemperaturbehälter bei einer Temperatur von 120°C für 30 min erwärmt. Dann werden sie in eine Pressmaschine befördert, um so mit Druck befestigt zu werden. In diesem Beispiel beträgt die Presskraft in der Richtung der Laminierung von dem Ende der Einspannvorrichtung 72 34 MPa. Die Erwärmungstemperatur kann über einen Bereich von 80 bis 190°C variiert werden. Die Presskraft kann über einen Bereich von 5 bis 100 MPa variiert werden. Die Zeit zum Pressen und Erwärmen kann abhängig von der Größe der keramischen Schicht 11 und der Zahl der laminierten Schichten geändert werden.

In dieser Ausführungsform wird die Presskraft entfernt, nachdem das Erwärmen und Pressen für eine vorbestimmte Zeitdauer in dem zweiten Druckbefestigungsschritt S16 ausgeführt werden, die Einspannvorrichtungen 72 werden entfernt, und die Seiteneinspannvorrichtung 71 wird auseinandergebaut. Folglich wird ein keramisches Laminat 1 mit einer zylindrischen Gestalt, wie in Fig. 13(f) gezeigt, erhalten.

Fig. 17 ist ein Expansionsplan des keramischen Laminats 1. Wie in Fig. 17 gezeigt sind die keramischen Schichten 11 und die internen Elektrodenschichten 2, die das keramische Laminat 1 zusammensetzen, von einer Kreisform. Das keramische Laminat 1 beinhaltet leere Teile 15 ohne interne Elektrodenschichten 2, alternierend auf der rechten und linken Seite zwischen den benachbarten keramischen Schichten 11.

Dann wird, wie in Fig. 12 gezeigt, der Entwachsungsschritt S17 durchgeführt, um nicht weniger als 90% des Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten 11 enthalten ist, von dem keramischen Laminat 1 zu entfernen. Konkret gesprochen, wird das keramische Laminat 1 in Luft bei einer Temperatur von 350°C für 5 h erwärmt, um das Bindemittelharz zu entfernen.

Dann wird, wie in Fig. 12 gezeigt, der Sinterungsschritt S18 ausgeführt, um das keramische Laminat 1 nach dem Entwachsen zu brennen. In diesem Beispiel wird das Sintern unter den Bedingungen einer Temperatur von 1100°C für 2 h ausgeführt.

In diesem Beispiel, wie in Fig. 12 und 18 gezeigt, wird weiterhin der Schritt S19 ausgeführt, um die Seitenoberflächen zu schleifen.

Bezugnehmend auf Fig. 18, wird mittelpunktsloses Schleifen unter Verwendung eines Paars von trommelförmigen Schleifsteinen 5 ausgeführt. Konkret gesprochen, wird das zylindrische keramische Laminat 1 zwischen den Schleifsteinen 5 positioniert, die sich drehen und wird kontinuierlich und allmählich in der axialen Richtung bewegt, ohne fixiert zu sein. Demgemäß wird das keramische Laminat 1 entlang dessen Seitenoberflächen poliert.

Bezugnahme als nächstes auf Fig. 19 werden die zwei entgegengesetzten Oberflächen mit leeren Teilen 12 flach geschliffen, um flache Seiten-Bereiche 101 und 102 zu bilden. Andere Seitenoberflächen 103 und 104 verbleiben in einer gebogenen Gestalt. Folglich wird, wie in Fig. 20 gezeigt, das keramische Laminat 1 mit einer Tonnenform im Querschnitt erhalten.

Als nächstes werden die Funktion und Effekt dieses Beispiels beschrieben.

In diesem Beispiel bildet der primäre Druckbefestigungsschritt S14 das Prälaminat 11, welches dann in einer Mehrzahl von Einheitskörpern 115 durch den Einheitsschneideschritt S15 geschnitten wird. Hierbei wird der Einheitskörper gestanzt, um eine kreisförmige äußere Umgrenzung zu erreichen.

Demgemäß wird die Stanzspannung während des Stanzens bei dem Einheitsschneideschritt S15 nicht konzentriert. In dem Einheitskörper 115, der geschnitten wird, wird die interne Elektrodenschicht 2 nicht erheblich deformiert. Sogar nachdem der Entwachsungsschritt S17 und der Sinterungsschritt S18 ausgeführt werden, deformiert sich daher die interne Elektrodenschicht 2 nicht, und die Delaminierung und Risse treten nicht auf.

Der Einheitsschneideschritt S15 schneidet das Prälaminat 11, welches gebildet wird, indem eine Vielzahl von keramischen Blättern 110 laminiert wird. Daher wird der Einheitskörper 115 in einer Einheit einer Zahl der laminierten Schichten des Prälaminats 11 gehandhabt, und die Herstellungseffizienz nimmt nicht ab, anders als wenn die keramischen Schichten 11 Stück für Stück gehandhabt werden.

In diesem Beispiel wird das zylindrische keramische Laminat 1 weiterhin einem mittelpunktslosem Schleifen am Beginn des Schleifschritts unterzogen, wie vorstehend beschrieben. Demgemäß kann eine Mehrzahl von keramischen Laminaten 1 kontinuierlich geschliffen (poliert) werden. Dieser Schritt wird nicht ausgeführt, wenn das keramische Laminat eine quadratische zylindrische Gestalt besitzt. In dieser Hinsicht kann die Produktionseffizienz auch erhöht werden, verglichen damit, wenn der Einheitskörper von einer quadratischen Gestalt verwendet wird.

In diesem Beispiel, wie vorstehend beschrieben, locht der Einheitsschneideschritt S15 das Prälaminat 11 in eine zylindrische Gestalt, und die Überschussteile werden zu Ausschuß. Jedoch ist der Ausschuß nicht dem Entwachsungsschritt unterworfen worden und kann als ein Ausgangsmaterial für das keramische Blatt wiederverwendet werden, was zur Verbesserung der Ausbeute des Materials beiträgt.

In diesem Beispiel wird die Dicke der internen Elektrodenschicht 2 auf 1/40 der Dicke der keramischen Schicht 11 eingestellt, wie vorstehend beschrieben. Daher wird das Auftreten der Delaminierung und Risse kaum durch die Anwesenheit der internen Elektrodenschicht 2 verursacht, und ein ausreichender Grad an elektrischen Eigenschaften wird beibehalten.

Das keramische Laminat 1 dieses Beispiels verwendet piezoelektrische Keramiken als die keramische Schicht 11 und kann als ein piezoelektrischer Schalter verwendet werden. Daneben unterdrückt das keramische Laminat 1 das Auftreten von Delaminierung und Rissen. Daher zeigt das keramische Laminat 1 herausragend Haltbarkeit, wenn dieses in einer Einspritzvorrichtung eingebaut wird, die unter sehr schweren Bedingungen verwendet wird.

Beispiel 4

Dieses Beispiel behandelt ein anderes Stanzverfahren, das mit dem Einheitsschneideschritt S15 von Beispiel 3 angewendet werden kann.

In diesem Beispiel, wie in Fig. 21 gezeigt, wird von einer Vorrichtung Verwendung gemacht, die eine Stanzvorrichtung 61, eine Form 62 genauso wie einen Abstreifer 63 besitzt, welcher angeordnet ist, um vorschiebbar separat aus der Stanzvorrichtung 61 vorzuragen. Die Stanzvorrichtung 61 besitzt ein zylindrisches Ende. Die Form 62 besitzt ein Stanzloch 620, in welchem die Stanzvorrichtung 61 eingefügt werden kann, wobei ein vorbestimmter Abstand beibehalten wird. Der Abstreifer 63 besitzt eine Ausstülpung 631, die an einem Ende davon gebildet ist.

In diesem Beispiel wird weiterhin das Stanzloch 620 der Form 62 mit einer Empfangsplatte 625 zum Empfangen des Einheitskörpers 115, der gestanzt wird, ausgestattet ist. Die Empfangsplatte 625 besitzt eine Ansaugöffnung in deren Oberfläche. Ein negativer Druck wird in der Ansaugöffnung eingerichtet, um den Einheitskörper 115 zu absorbieren, der gestanzt wird.

Um den Einheitsschneideschritt S15 auszuführen, indem diese Vorrichtung verwendet wird, wird zuerst der Abstreifer 63 zu dem Prälaminat 111 vorgerückt, das auf der Form 62 platziert ist, so dass der Vorsprung 631 halb in die Dicke des Prälaminats 111 hineinragt, um einen Schlitz darin zu bilden. Dann wird die Stanzvorrichtung 61 vorgerückt, um das Prälaminat zu lochen, wodurch ein scheibenähnlicher Einheitskörper 115 gebildet wird.

Folglich wird der Schlitz durch den Vorsprung 631 gebildet, bevor das Abscheren unter Verwendung der Stanzvorrichtung 61 und der Form 62 ausgeführt wird, so dass das Abscheren durch die Stanzvorrichtung 61 und die Form 62 ausgeführt wird. Dies ermöglicht es, die Deformierung der keramischen Schichten 11 und der internen Elektrodenschichten 2, die durch die Abscherungsspannung verursacht wird, weiter zu unterdrücken.

In diesem Beispiel, welches mit der Empfangsplatte 625 ausgestattet ist, werden weiterhin die Einheitskörper 115 anschließend auf der Empfangsplatte 625 laminiert, wenn das Prälaminat 111 bewegt wird, um so anschließend in die Einheitskörper 115 geschnitten zu werden. Daher können die Einheitskörper 115, die erhalten werden, chargenweise in einem Zustand gehandhabt werden, indem sie in eine Vielzahl laminiert werden, um die Herstellungseffizienz zu verbessern.

Die Funktion und Effekte in anderen Hinsichten sind die gleichen wie diejenigen von Beispiel 3.

Beispiel 5

Dieses Beispiel behandelt ein weiteres Stanzverfahren, das auf den Einheitsschneideschritt S15 von Beispiel 3 angewendet werden kann.

Bezugnehmend auf Fig. 22 besitzt die in diesem Beispiel verwendete Vorrichtung einen Oben-und-Unten-Zusammenhang, welcher zu demjenigen des Falls von Beispiel 4 entgegengesetzt ist.

D. h. in diesem Beispiel werden eine Form 62 und eine Empfangsplatte 625 auf der oberen Seite angeordnet, und eine Stanzvorrichtung 61 und ein Abstreifer werden auf der unteren Seite angeordnet.

Der Abstreifer 63 besitzt einen Vorsprung 631, der an dessen Ende angeordnet ist.

In diesem Beispiel wird weiterhin das Stanzloch 620 der Form 62 mit der Empfangsplatte 625 zum Empfang des Einheitskörper 115, der gestanzt wird, ausgestattet. Die Empfangsplatte 625 besitzt eine Ansaugöffnung in deren Oberfläche. Ein negativer Druck wird in den Ansaugteil eingestellt, um den Einheitskörper 115 zu absorbieren, der gestanzt wird.

Um den Einheitsschneideschritt S15 unter Verwendung dieser Vorrichtung auszuführen, wird das Prälaminat 111, das auf dem Abstreifer 63 platziert ist, zusammen mit dem Abstreifer 63 angehoben, und wird mit der Form 62 in Kontakt gebracht. Der Abstreifer 63 wird weiter vorgerückt, so dass die Ausstülpung 631 halb in die Dicke des Prälaminats 111 hineinragt, um darin einen Schlitz zu bilden. Dann wird die Stanzvorrichtung 61 vorgerückt (angehoben), um das Prälami 16452 00070 552 001000280000000200012000285911634100040 0002010217097 00004 16333nat 111 zu stanzen, wodurch ein scheibenähnlicher Einheitskörper 115 gebildet wird.

In diesem Beispiel, welches mit der Empfangsplatte 625 ausgestattet ist, wird weiterhin der Einheitskörper 115, der gestanzt wird, angesaugt und durch die Empfangsplatte 625 gehalten. Die zweiten und anschließenden Einheitskörper 115, die gestanzt werden, werden anschließend und temporär auf die Einheitskörper 115 mit Druck befestigt, die bereits auf Grund der Presskraft zur Zeit des Stanzens gestanzt worden sind. Daher werden die Einheitskörper 115, die gestanzt werden, alle durch die adsorbierende Kraft gehalten. Demgemäß können die nachfolgenden Einheitskörper 115 weiterhin leicht gehandhabt werden.

Die Funktion und Effekte in anderen Hinsichten sind die gleichen wie diejenigen von Beispielen 1 und 2.

Beispiel 6

In diesem Beispiel wird das Prälaminat durch den Einheitsschneideschritt S15 von Beispiel 3 auf eine Weise gestanzt, dass der äußere Umfang eine glatt gekurvte Gestalt annimmt, um quantitativ den Effekt für die Abnahme der Wölbung zu finden. Konkret gesprochen, wird ein Experiment ausgeführt, um den Einheitskörper 115, der als ein repräsentatives Beispiel für einen Einheitskörper mit einer glatt gekurvten äußeren Umgrenzung in einer Kreisform gestanzt wird, mit der Einheit, die in einer quadratischen Gestalt gestanzt wird, zu vergleichen.

Die folgenden vier Arten von Stanzverfahren werden verwendet.

Ein erstes Verfahren verwendet die Stanzvorrichtung 61 und die Form 62 nur wie in Fig. 14 gezeigt, wie in Beispiel 3.

Ein zweites Verfahren verwendet, wie in Fig. 21 gezeigt, eine Vorrichtung, welche beinhaltet den Abstreifer 63, der die Stanzvorrichtung 61 umgibt, wobei der Abstreifer 63 mit der Ausstülpung 631, wie derjenigen, die vorstehend beschrieben wurde, ausgestattet ist, aber ohne eine Empfangsplatte 61 in Beispiel 4 aufzuweisen.

Ein drittes Verfahren verwendet eine Vorrichtung mit einer Ausstülpung (nicht gezeigt), die das Stanzloch 620 der Form 62 von Beispiel 3 umgibt, wobei die Ausstülpung zur Stanzvorrichtung vorragt.

Ein viertes Verfahren entspricht fast demjenigen von Beispiel 4, aber wobei die Vorrichtung des zweiten Verfahrens mit der Empfangsplatte 64 ausgestattet ist.

In einem beliebigen dieser Verfahren werden die Formen der Stanzvorrichtung und des Stanzloches in eine Kreisform oder eine rechteckige Form, wie gewünscht, variiert.

Fig. 23 zeigt die Ergebnisse des Experiments, wobei die Abszisse die Stanzverfahren darstellt und die Ordinate die Wölbung (mm) wiedergibt, die nach dem Schneiden gemessen wurde. Wie in Fig. 24(a) und 24(b) gezeigt, wird die Wölbungsmenge von b - a (mm) festgestellt, wobei a eine Höhe darstellt, wenn keine Wölbung vorliegt (Fig. 24(a)) und b eine maximale Höhe in einem gewölbten Zustand (Fig. 24(b)) darstellt.

Fig. 24(a) und 24(b) zeigen, dass die Wölbung kleiner ist, wenn das Prälaminat in einer glatt gekurvten Kreisform ohne Ecken gestanzt wird, als wenn das Prälaminat in einer quadratischen Gestalt mit Ecken gestanzt wird, ganz egal welches Stanzverfahren angewendet wird. Es kann weiterhin festgestellt werden, dass die Wölbung weiter verbessert wird, wenn ein Abstreifer mit einer Ausstülpung verwendet wird, wenn eine Ausstülpung auf der Form angeordnet ist, oder wenn die Empfangsplatte angeordnet ist, als wenn die Stanzvorrichtung und die Form einfach zusammen kombiniert werden.

Beispiel 7

In diesem Beispiel wird eine Korrelation zwischen Temperatur, Wölbung und defekter Laminierung des Prälaminats 111 in dem Einheitsschneideschritt S15 von Beispiel 3 gefunden.

Konkret gesprochen, werden die Einheitskörper durch das gleiche Verfahren wie dasjenige von Beispiel 3 hergestellt, aber die Temperatur allein des Prälaminats 111 geändert. Die Wölbungsmengen werden gemessen. Weiterhin werden die keramischen Laminate 1 in Endformen hergestellt, indem die Einheitskörper auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 verwendet werden, um die Rate des Auftretens von defekter Delaminierung zu untersuchen.

Die Ergebnisse werden in Fig. 25 gezeigt, wobei die Abszisse die Stanztemperatur (Temperatur des Prälaminats) darstellt, die linke Ordinate die Wölbung (mm) darstellt und die rechte Ordinate die defekte Delaminierung (%) wiedergibt.

Wie aus Fig. 25 ersichtlich ist, wird die Wölbung verbessert, wenn die Stanztemperatur abnimmt, aber die defekte Delaminierung vergrößert sich, wenn die Temperatur zu gering oder zu hoch wird. Aus den Ergebnissen dieses Beispiels lässt sich entnehmen, dass die Delaminierung deutlich sichtbar zunimmt, wenn die Temperatur niedriger als -70°C wird und allmählich zunimmt, wenn die Temperatur höher als der Glasübergangspunkt "G" des Bindemittelharzes in den keramischen Schichten wird. Es kann daher die Lehre gezogen werden, dass das Stanzen durch den Einheitsschneideschritt S15 bei einer Temperatur wenigstens innerhalb des Bereichs von -70°C bis "G" °C ausgeführt werden sollte.

In den vorstehend erwähnten Beispielen wird der Einheitskörper in eine Kreisform gestanzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Kreisform allein begrenzt, sondern kann in eine Tonnenform, wie in Fig. 26 gezeigt, oder in eine im wesentlichen Kreisform mit einem Vorsprung 118 gestanzt werden, wobei aber der Rest des Teils eine nahezu Kreisform, wie in Fig. 27 gezeigt, aufweist. Weiterhin kann der Einheitskörper 115 eine oktagonale Form aufweisen, wie nachstehend beschrieben werden wird. Durch das Vorsehen des Vorsprungs 118 wird das Laminat davon abgehalten, sich um die Achse des Laminats zur Zeit der Druckadhäsion zu drehen. Daher können Produkte von homogener Qualität erhalten werden.

Beispiel 8

Wie in Fig. 28 und 29 gezeigt, ist dieses Beispiel, um ein keramisches Laminat 1 mit einem einzigen Einheitskörper 115 herzustellen.

In diesem Verfahren zur Herstellung, wie in Fig. 28 gezeigt, werden ein Blattbildungsschritt S201, ein Blattstanzschritt S202 und ein interner Elektrodendruckschritt S203 wie in Beispiel 1 ausgeführt. Dann wird ein Druckbefestigungsschritt S204 ausgeführt, wie in Fig. 28 und 29(a) bis 29(c) gezeigt.

Die Bedingungen des Druckbefestigungsschritts S204 sind derart, dass die Aufwärmtemperatur 120°C beträgt, der Pressdruck 15 MPa beträgt und die Haltezeit 3 min beträgt. Als nächstes wird der Einheitsschneideschritt S205 ausgeführt, um den Einheitskörper 115 aus dem Prälaminat 111, das erhalten wird, zu schneiden.

In diesem Beispiel, wie in Fig. 29(d) gezeigt, wird ein oktogonaler Einheitskörper 115 erhalten (wobei die vier Ecken eines Quadrats weggeschnitten werden). D. h. dieses Beispiel verwendet einen Einheitskörper, der in eine polygonale Gestalt geschnitten wird, von welcher die inneren Winkel alle nicht kleiner als 90° sind.

In diesem Beispiel werden als nächstes der Entwachsungsschritt S206 und der Sinterungsschritt S207 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 ausgeführt.

Danach wird der Seitenschleifschritt S208 ausgeführt. Der Seitenschleifschritt S208 wird derart ausgeführt, dass die Gesamtgestalt eine oktagonale Säulengestalt erreicht.

In diesem Beispiel, wie vorstehend beschrieben, wird das keramische Laminat 1 hergestellt, indem ein einzelner Einheitskörper 115 verwendet wird. In diesem Fall werden die gleiche Funktion und Effekt wie in Beispiel 1 gezeigt.

D. h. in diesem Beispiel wird das Prälaminat durch den Einheitsschneideschritt S205 in eine oktagonale Gestalt gestanzt, von welcher die inneren Winkel alle nicht kleiner als 90° sind. Daher wird die Stanzspannung fast nicht während des Stanzens durch den Einheitsschneideschritt S205 konzentriert. Demzufolge wird die interne Elektrodenschicht 2 in dem Einheitskörper 115, der geschnitten wird, nicht erheblich deformiert. Sogar nachdem der Entwachsungsschritt S207 und der Sinterungsschritt S208 ausgeführt werden, werden daher die internen Elektrodenschichten nicht deformiert und das Auftreten der Delaminierung und Risse wird unterdrückt.

Die Funktion und Effekt sind die gleichen wie diejenigen von Beispiel 1.

Beispiel 9

Wie in Fig. 31 und 32 gezeigt, ist dieses Beispiel, um ein keramisches Laminat 1 mit der gleichen Gestalt wie dasjenige von Beispiel 8 herzustellen, aber mit einer großen Größe in der Richtung der Laminierung.

In diesem Beispiel, wie in Fig. 31 gezeigt, werden ein Blattbildungsschritt S401, ein Blattstanzschritt S402, ein interner Elektrodendruckschritt S403, ein Druckbefestigungsschritt S404, ein Einheitsschneideschritt S405, ein Entwachsungsschritt S406 und ein Sinterungsschritt S407 wie in Beispiel 8 ausgeführt, um eine Vielzahl von Einheitskörpern 115 zu erhalten, die gesintert worden sind.

Dann werden, wie in Fig. 31 und 32 gezeigt, die Einheitskörper 115 über Adhäsionsschichten 4 laminiert (Befestigungsschritt S408). So wird ein keramisches Laminat mit einer großen Größe in der Richtung der Laminierung erhalten.

In diesem Beispiel wird auch der Seitenschleifschritt S409 schließlich ausgeführt.

Der Seitenschleifschritt S409 kann vor dem Befestigungsschritt S208 ausgeführt werden.

In diesem Fall werden auch eine Funktion und Effekte erhalten, welche dem Beispiel 8 entsprechen.

Beispiel 10

In diesem Beispiel, wie in Fig. 33 und 34(a) bis 34(f) gezeigt, wird ein sekundärer Druckbefestigungsschritt S306, wie derjenige von Beispiel 1, zu dem Herstellungsschritt von Beispiel 8 hinzugefügt, um die Größe des keramischen Laminats in der Richtung der Laminierung zu vergrößern, wobei das keramische Laminat die gleiche Gestalt wie dasjenige von Beispiel 8 besitzt.

D. h., in diesem Beispiel, wie in Fig. 33 gezeigt, werden ein Blattbildungsschritt S301, ein Blattstanzschritt S302, ein interner Elektrodendruckschritt S303, ein primärer Druckbefestigungsschritt S304 und ein Einheitsschneideschritt S305 wie in Beispiel 3 ausgeführt. Der Einheitsschneideschritt S305 schneidet eine oktagonale Gestalt wie diejenige in Beispiel 8.

Dann wird, wie in Fig. 34 (d) bis 34 (f) gezeigt, der sekundäre Druckbefestigungsschritt S306 ausgeführt. Die Bedingungen hierbei sind die gleichen wie diejenigen in Beispiel 3.

Danach werden der Entwachsungsschritt S307, der Sinterungsschritt S308 und der Seitenschleifschritt S309 ausgeführt, um ein keramisches Laminat 1 zu erhalten, welches laminiert wird, um groß zu werden, wie in Fig. 35 gezeigt.

In diesem Fall werden auch eine Funktion und ein Effekt erhalten, welche die gleichen sind wie diejenigen von Beispiel 3 und 8.

In diesem Beispiel wird ein keramisches Laminat erhalten, das eine Höhe der Laminierung zur Zeit der sekundären Druckadhäsion aufweist. Es ist weiter möglich, die keramischen Laminate über Adhäsionsschichten aufeinander zu stapeln wie in Beispiel 9, um ein keramisches Laminat mit weiter größerer Höhe der Laminierung zu erreichen.

Beispiel 11

Fig. 36 zeigt Gestalten von internen Elektrodenschichten 2, die für die keramischen Laminate von Beispielen 8 bis 11 verwendet werden können.

In diesem Beispiel, wie in Fig. 36(a) und 36(b) gezeigt, werden die internen Elektrodenschichten von zwei Arten von Gestalten alternierend angeordnet.

Die internen Elektrodenschichten 2 besitzen jeweils leere Teile 150, 152. Bezugnehmend auf Fig. 36(a), ist ein leerer Teil 151 von einer Form, die die äußeren Seiten von einer langen Seite und die benachbarten zwei kurzen Seiten von nahezu einem Oktagon bedeckt, das aus vier langen Seiten und vier kurzen Seiten besteht, welche alternierend verbunden sind. Bezugnehmend auf Fig. 36(b), wird der andere leere Teil 152 entlang den äußeren peripheren Seiten von 7 Seiten bis auf eine lange Seite vorgesehen.

In dem laminierten Zustand bestehen die Regionen 252 der internen Elektrodenschichten, die die Seiten H1 bis H5 in Fig. 36(c) kontaktieren, und die Regionen 252 der internen Elektrodenschichten, die die Seite H7 kontaktieren, alternierend. D. h. die internen Elektrodenschichten 2 bestehen notwendigerweise in den oktagonalen Bereichen 250. Beim Anordnen eines Paars von Seitenelektroden können daher eine Seitenelektrode angeordnet werden, um mit einer beliebigen Stelle der Region 251 in Kontakt zu kommen und die andere Seitenelektrode kann an einer Stelle angeordnet werden, um mit dem Bereich 252 in Kontakt zu kommen.

Die Gestalten der internen Elektroden 2 sind nur beispielsweise, und können in beliebige andere Gestalten geändert werden.

Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats, das das Auftreten von Delaminierung und Rissen verhindert und hohe Zuverlässigkeit zeigt. Das Verfahren umfasst einen temporären Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischen Blätter 110, die keramische Schichten 11 in der Richtung der Breite einschließen, gefolgt von Erwärmen und Pressen in der Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat 111 zu bilden; einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers 115 mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt, indem das Prälaminat 111 geschnitten wird; einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren der Einheitskörper 115, so dass die keramischen Schichten 11 in einer Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung, um das keramische Laminat 1 zu erhalten; einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in dem keramischen Laminat 1 enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats 1. Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines hoch zuverlässigen keramischen Laminats zur Verfügung, das viele der laminierten Schichten besitzt, indem die Deformierung von internen Elektroden unterdrückt wird, ohne die Herstellungseffizienz zu verringern. Das Verfahren umfasst folgendes: einen primären Druckbefestigungsschritt zum Bilden eines Prälaminats 111, indem breite keramische Schichten 110 laminiert werden, und diese erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden; einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers 115, indem das Prälaminat 111 so gestanzt wird, um einen glatt gekurvten äußeren Umfang anzunehmen; einen sekundären Druckbefestigungsschritt zum Bilden eines Prälaminats 1, indem eine Vielzahl der Einheitskörper 115 laminiert werden, diese erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden; einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten 11 des keramischen Laminats 1 enthalten ist; und einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats 1.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats durch Laminieren einer Vielzahl von Stücken keramischer Schichten, das folgendes umfasst:
einen temporären Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischer Schichten, die eine Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite in einer Zahl von Stücken, die kleiner als eine Endzahl der laminierten Schichten ist, einschließt, gefolgt von Erwärmen und Pressen in Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat auszubilden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück keramischer Schicht in der Richtung der Breite einschließt und die eine Zahl von Schichten besitzt, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Prälaminat in eine Vielzahl von Stücken in der Richtung der Breite geschnitten wird;
einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren einer Vielzahl der Einheitskörper, so dass die keramischen Schichten in der Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und die Einheitskörper in der Richtung der Laminierung erwärmt und gepresst werden, um das keramische Laminat zu erhalten;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats.

2. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 1, wobei ein Größenverhältnis, welches ein Verhältnis der Größe des keramischen Laminats in der Richtung der Laminierung zu dessen Größe in der Richtung der Breite im rechten Winkel dazu ist, nicht kleiner als 1 ist.

3. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 1, wobei die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt geringer als oder gleich zu der Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 1, wobei die Presskraft in dem temporären Druckbefestigungsschritt geringer als oder gleich zu der Presskraft in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist.

5. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 1, wobei die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt nicht geringer als der Glasübergangspunkt des Bindemittelharzes ist, das in den keramischen Schichten enthalten ist.

6. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 1, wobei die Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt um 20° höher ist als die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt, aber geringer als die thermische Zersetzungstemperatur des Bindemittelharzes ist.

7. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Presskraft in dem temporären Druckbefestigungsschritt aus der Richtung der Laminierung allein angelegt wird und in dem Hauptdruckbefestigungsschritt aus der Richtung der Laminierung angelegt wird, während das Laminat von der Seitenrichtung bei rechten Winkeln zu der Richtung der Laminierung gehalten wird.

8. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 1, wobei die keramischen Schichten piezoelektrische Keramiken umfassen, und das keramische Laminat dasjenige für einen Piezo-Schalter ist, der durch alternierendes Laminieren der keramischen Schichten und der internen Elektrodenschichten zusammengesetzt ist.

9. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats durch Laminieren einer Vielzahl von Stücken von keramischen Schichten, das folgendes umfasst:
einen ersten temporären Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischer Schichten, der eine Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite in einer Zahl von Stücken, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, einschließt, gefolgt von Erwärmen und Pressen in Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat auszubilden;
einen zweiten temporären Druckbefestigungsschritt zum Schneiden des Prälaminats in einer Vielzahl von Stücken in der Richtung der Breite, Laminieren einer Vielzahl der Prälaminate, die geschnitten worden sind, Erwärmen und Pressen der Prälaminate in der Richtung der Laminierung, um ein neues Prälaminat auszubilden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück von keramischer Schicht in der Richtung der Breite einschließt und die eine Zahl von Schichten besitzt, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Prälaminat, das durch einmaliges oder mehrmaliges Ausführen des zweiten temporären Druckbefestigungsschrittes erhalten wurde, in eine Vielzahl von Stücken in der Richtung der Breite geschnitten wird;
einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren einer Vielzahl der Einheitskörper, so dass die keramischen Schichten in der Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und die Einheitskörper erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden, um das keramische Laminat zu erhalten;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats.

10. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 9, wobei ein Größenverhältnis, welches ein Verhältnis der Größe des keramischen Laminats in der Richtung der Laminierung zu dessen Größe in der Richtung der Breite bei rechten Winkeln davon ist, nicht kleiner als 1 ist.

11. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 9, wobei die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt geringer als oder gleich zu der Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist.

12. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 9, wobei die Presskraft in dem temporären Druckbefestigungsschritt geringer als oder gleich zu der Presskraft in dem Hauptdruckbefestigungsschritt ist.

13. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 9, wobei die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt nicht geringer als der Glasübergangspunkt des Bindemittelharzes ist, das in den keramischen Schichten enthalten ist.

14. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 9, wobei die Erwärmungstemperatur in dem Hauptdruckbefestigungsschritt die Erwärmungstemperatur in dem temporären Druckbefestigungsschritt um mehr als 20°C übersteigt, aber geringer als die thermische Zersetzungstemperatur des Bindemittelharzes ist.

15. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 9, wobei die Presskraft in dem temporären Druckbefestigungsschritt von der Richtung der Laminierung allein angelegt wird und in dem Hauptdruckbefestigungsschritt von der Richtung der Laminierung angelegt wird, während das Laminat von der Seitenrichtung bei rechten Winkeln zu der Richtung der Laminierung gehalten wird.

16. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 9, wobei die keramischen Schichten piezoelektrische Keramiken umfassen, und das keramische Laminat dasjenige für einen Piezo-Schalter ist, der durch alternierendes Laminieren der keramischen Schichten und der internen Elektrodenschichten zusammengesetzt ist.

17. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats durch Laminieren einer Vielzahl von Stücken von keramischen Schichten, das folgendes umfasst:
einen ersten temporären Druckbefestigungsschritt zum Laminieren breiter keramischer Blätter, die eine Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite in einer Zahl von Stücken, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, einschließt, gefolgt von Erwärmen und Pressen in der Richtung der Laminierung, um ein Prälaminat auszubilden;
einen Einheitsschneideschritt zum Bilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt und die eine Zahl von Schichten besitzt, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Prälaminat, in einer Vielzahl von Stücken in der Richtung der Breite geschnitten wird;
einen zweiten temporären Druckbefestigungsschritt zum Ausbilden eines Einheitskörpers mit einer Zahl von Schichten, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem das Verfahren zum Ausbilden eines Einheitskörpers einmal oder mehrmals wiederholt wird, indem eine Vielzahl der Einheitskörper laminiert wird, und Erwärmen und Pressen der Einheitskörper in der Richtung der Laminierung; und
einen Hauptdruckbefestigungsschritt zum Laminieren einer Vielzahl der Einheitskörper, so dass die keramischen Schichten in der Endzahl der laminierten Schichten laminiert werden, und die Einheitskörper in der Richtung der Laminierung erwärmt und gepresst werden, um das keramische Laminat zu erhalten;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und, Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist, nachdem der Hauptdruckbefestigungsschritt beendet worden ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats.

18. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats durch alternierendes Laminieren keramischer Schichten und interner Elektrodenschichten, das folgendes umfasst:
einen Druckbefestigungsschritt zum Bilden eines Prälaminats, indem breite keramische Schichten einschließlich einer Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite laminiert werden, und diese erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden;
einen Einheitsschneideschritt zum Ausbilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in Richtung der Breite einschließt, indem das Prälaminat derart gestanzt wird, um eine polygonale äußere Umgrenzung anzunehmen, von welcher die inneren Winkel alle nicht kleiner als 90° sind oder eine glatt gekurvte äußere Umgrenzung anzunehmen;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des Einheitskörpers enthalten ist; und
einen Sinterungsschritt zum Sintern des Einheitskörpers.

19. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 18, wobei ein sekundärer Druckbefestigungsschritt ausgeführt wird, um eine Vielzahl der Einheitskörper zu laminieren und zu erwärmen und diese in der Richtung der Laminierung zwischen dem Einheitsschneideschritt und dem Entwachsungsschritt zu pressen.

20. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 18, wobei der Einheitsschneideschritt das Stanzen in im wesentlichen einer Kreisform, einer Tonnenform oder einer oktogonalen Form ausführt.

21. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 18, wobei die Dicke der internen Elektrodenschicht in einem Bereich von 1/100 bis 1/10 der Dicke der keramischen Schicht ist.

22. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 18, wobei, wenn der Glasübergangspunkt der Harzkomponente, die in den keramischen Schichten enthalten ist, durch G(°C) bezeichnet wird, der Einheitsschneideschritt in einem Bereich von -70(°C) bis G(°C) ausgeführt wird.

23. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 18, wobei das keramische Laminat dasjenige für einen Piezo-Schalter ist.

24. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 18, wobei der Einheitsschneideschritt ausgeführt wird, indem eine Stanzvorrichtung mit einem Ende von einer gewünschten Gestalt verwendet wird und indem eine Form mit einem Stanzloch verwendet wird, in welches die Stanzvorrichtung eingeführt wird, wobei ein vorbestimmter Abstand beibehalten wird, und wenigstens entweder die Stanzvorrichtung oder die Form eine Ausstülpung besitzt, die entlang der Schneidegestalt gebildet ist.

25. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 24, wobei das Stanzloch der Form mit einer Empfangsplatte zum Empfangen der Einheitskörper, die gestanzt werden, ausgestattet ist, und die durch den kontinuierlich ausgeführten Stanzschritt hergestellten Einheitskörper aufeinanderfolgend auf der Empfangsplatte laminiert werden.

26. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 24, wobei die Einheitskörper aufeinanderfolgend auf der Empfangsplatte laminiert werden und aufeinanderfolgend mit Druck befestigt werden.

27. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 18, wobei der Stanzschritt ausgeführt wird, indem eine Stanzvorrichtung verwendet wird, die ein Ende von einer gewünschten Gestalt, eine Form mit einem Stanzloch, in welchem die Stanzvorrichtung unter Beibehaltung eines vorbestimmten Abstandes eingeführt werden kann, und einen Abstreifer, der die Stanzvorrichtung umgebend angeordnet ist, um separat von der Stanzvorrichtung zurückziehbar vorgerückt zu werden, und der eine Ausstülpung an dessen Ende besitzt, aufweist, und wobei der Abstreifer zu dem Prälaminat vorgerückt wird, das auf der Form platziert ist, bis die Ausstülpung zur Hälfte in die Dicke des Prälaminats hineinragt, um hierdurch einen Schlitz auszubilden und dann die Stanzvorrichtung vorgerückt wird, um das Prälaminat zu stanzen, wobei der Einheitskörper ausgebildet wird.

28. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 27, wobei das Stanzloch der Form mit einer Empfangsplatte zum Empfangen der Einheitskörper, die gestanzt werden, ausgestattet ist, und die durch den kontinuierlich ausgeführten Stanzschritt hergestellten Einheitskörper aufeinanderfolgend auf der Empfangsplatte laminiert werden.

29. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats gemäß Anspruch 27, wobei die Einheitskörper aufeinanderfolgend auf der Empfangsplatte laminiert werden und aufeinanderfolgend mit Druck befestigt werden.

30. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Laminats durch alternierendes Laminieren keramischer Schichten und interner Elektrodenschichten, das folgendes umfasst:
einen primären Druckbefestigungsschritt zum Ausbilden eines Prälaminats, indem breite keramische Schichten einschließlich einer Vielzahl von keramischen Schichten in der Richtung der Breite in einer Vielzahl von Stücken laminiert werden, die kleiner als eine Endzahl der laminierten Schichten ist, und diese erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden;
einen Einheitsschneideschritt zum Ausbilden eines Einheitskörpers mit einer Breite, die ein Stück einer keramischen Schicht in der Richtung der Breite einschließt und die Schichten aufweist, die in einer Zahl laminiert sind, die kleiner als die Endzahl der laminierten Schichten ist, indem so das Prälaminat gestanzt wird, um eine im wesentlichen Kreisform, Tonnenform oder oktogonale Form in der Richtung der Breite anzunehmen;
ein sekundärer Druckbefestigungsschritt zum Ausbilden eines keramischen Laminats von der zylindrischen Form, der Tonnenform oder der oktogonalen Form, indem eine Vielzahl der Einheitskörper laminiert wird, diese erwärmt und in der Richtung der Laminierung gepresst werden;
einen Entwachsungsschritt zum Erwärmen und Entfernen von nicht weniger als 90% eines Bindemittelharzes, das in den keramischen Schichten des keramischen Laminats enthalten ist;
einen Sinterungsschritt zum Sintern des keramischen Laminats; und
einen Schleifschritt zum Schleifen oder Schneiden von zwei oder mehreren Seitenteilen des zylindrischen keramischen Laminats, um zwei oder mehrere flache Seitenteile auszubilden.