DE112014002355T5 - Piezokeramische elektronikkomponente und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

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Abstract

Ein piezoelektrisches keramisches Element 1 ist aus einer vielflächigen Form mit Formanisotropie gebildet, wie z. B. einem Kubus mit gegenüberliegenden Oberflächen 3, 4, an denen externe Elektroden gebildet sind. Die gegenüberliegenden Oberflächen weisen erste Seiten 5a, 6a und zweite Seiten 5b, 6b, die parallel zueinander sind, auf. Zwischen der ersten Seite 5a und der zweiten Seite 5b einer der gegenüberliegenden Oberflächen 3, 4 ist eine orthogonale Breitenabmessung L1 orthogonal zu der ersten Seite 5a und der zweiten Seite 5b innerhalb der Oberfläche so gebildet, dass sie größer ist als die Längenabmessung der ersten und zweiten Seiten 5a, 6a, 5b, 6b. Eine Kristallachse ist {100}-orientiert parallel zu den ersten und zweiten Seiten 5a, 6a, 5b, 6b. Das Maß an Orientierung F gemäß einem Lotgering-Verfahren beträgt 0,4 oder mehr. So können durch Formen der Kristallorientierung des piezoelektrischen keramischen Elements in einer spezifischen Richtung hervorragende piezoelektrische Charakteristika erhalten werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine piezokeramische Elektronikkomponente und ein Verfahren zur Herstellung derselben und bezieht sich insbesondere auf eine piezokeramische Elektronikkomponente, wie z. B. ein piezoelektrisches Betätigungsglied, mit einem piezokeramischen Basiskörper mit einer Kristallorientierung und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • Stand der Technik
  • Piezokeramische Elektronikkomponenten werden momentan in verschiedenen elektronischen Vorrichtungen verbaut, wobei für diese piezokeramischen Elektronikkomponenten bisher verbreitet gesinterte Keramikkörper, die jeweils hauptsächlich aus einem Keramikmaterial gebildet sind, eingesetzt wurden.
  • Zusätzlich wurden als Keramikmaterial, das für einen piezoelektrischen Körper verwendet wird, bisher verbreitet Verbundoxide (im Folgenden als „Perowskit-Typ-Verbindung” bezeichnet), wie Bleititanat (im Folgenden als „PT” bezeichnet) und Bleizirkonattitanat (im Folgenden als „PZT” bezeichnet), die jeweils eine Perowskit-Typ-Kristallstruktur aufweisen, eingesetzt.
  • Von diesem Typ gesinterten Keramikkörpers weiß man, dass, wenn die Orientierung des Kristalls gesteuert wird, verschiedene Typen von Charakteristika, wie z. B. piezoelektrische Charakteristika, verbessert werden. Zusätzlich sind als verwandte Techniken zu orientierten Keramiken beispielsweise die folgenden Patentdokumente 1 bis 3 bekannt.
  • Das Patentdokument 1 hat ein piezoelektrisches Element vorgeschlagen, das ein Substrat mit einem Paar einander gegenüberliegender Hauptoberflächen, eine untere Elektrodenschicht, die an einer Hauptoberfläche des Substrats angeordnet ist, eine piezoelektrische Schicht, die an der unteren Elektrodenschicht angeordnet ist, und eine obere Elektrodenschicht, die an der piezoelektrischen Schicht angeordnet ist, beinhaltet, wobei bei diesem piezoelektrischen Element die untere Elektrodenschicht, die oben beschrieben ist, aus einer Lanthan-Nickelat-Keramik gebildet ist.
  • In diesem Patentdokument 1 wird eine Lanthan-Nickelat-Keramik, die vorzugsweise in der (100)-Ebene eines pseuodkubischen Kristallsystems orientiert ist, als die untere Elektrodenschicht verwendet und eine PZT-Keramik, die vorzugsweise in der (001)-Ebene orientiert ist, ist unter Verwendung eines Flüssigphasenwachsverfahrens an der unteren Elektrode gebildet.
  • Zusätzlich hat das Patentdokument 2 eine kristallorientierte Keramik vorgeschlagen, bei der der Kristall in einer vorbestimmten Kristallebene orientiert ist, wobei in dieser kristallorientierten Keramik ein Element, das in derselben beinhaltet ist, eine Zusammensetzungsverteilung in einer Richtung orthogonal zu der obigen Kristallebene aufweist und das Maß einer Orientierung durch ein Lotgering-Verfahren 25% oder mehr beträgt.
  • In diesem Patentdokument 2 wird die kristallorientierte Keramik durch Verwenden eines TGG-Verfahrens (TGG = Templated Grain Growth = Kornwachstum mit Schablone) gebildet. Dies bedeutet, dass, nachdem anisotropisch geformte Teilchen (Schablonenmaterial), die entlang der c-Achse orientiert sind, und nicht orientierte anorganische Teilchen miteinander vermischt wurden, ein Keramikformkörper durch Formen dieser Mischung gebildet und dann gebrannt wird, so dass die kristallorientierte Keramik erzeugt wird.
  • Zusätzlich hat das Patentdokument 3 ein piezoelektrisches/elektrostriktives Filmelement mit einem gesinterten Keramiksubstrat, einer Elektrode und einem piezoelektrischen/elektrostriktiven Körper vorgeschlagen, der an dem gesinterten Keramiksubstrat direkt oder indirekt vorgesehen ist, wobei die Elektrode dazwischen angeordnet ist, das keine Glaskomponenten beinhaltet und das in einer spezifischen Richtung orientiert ist.
  • Dieses Patentdokument 3 hat ein piezoelektrisches/elektrostriktives Filmelement offenbart, bei dem die pseudokubische (100)-Achse entlang einer elektrischen Feldrichtung orientiert ist.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2008-251916 (beispielsweise Ansprüche 1 bis 14)
    • Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2009-167071 (beispielsweise Anspruch 1 und Absätze [0015] bis [0022])
    • Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2010-021512 (beispielsweise Ansprüche 1 und 10)
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Im Patentdokument 1 jedoch können, obwohl die PZT-Keramik, die vorzugsweise in der (001)-Ebene orientiert ist, unter Verwendung eines Flüssigphasenwachsverfahrens an der unteren Elektrode gebildet ist und der Kristall in einer Höhenrichtung der piezoelektrischen Schicht orientiert ist, leider keine ausreichenden piezoelektrischen Charakteristika erhalten werden.
  • Zusätzlich ist im Patentdokument 2, wie dies auch im Patentdokument 1 der Fall ist, der Kristall in einer Höhenrichtung der piezoelektrischen Schicht orientiert und ausreichende piezoelektrische Charakteristika sind ebenso schwierig zu erzielen. Ferner wird im Patentdokument 2, da Keramikteilchen unter Verwendung anistropisch geformter Teilchen durch ein TGG-Verfahren orientiert werden, ein Herstellungsvorgang nicht nur kompliziert, sondern auch Risse, die durch die anisotropisch geformten Teilchen verursacht werden, werden leicht erzeugt und die Zuverlässigkeit ist ebenso schlecht.
  • Im Patentdokument 3 ist, wie dies auch in den Patentdokumenten 1 und 2 der Fall ist, der Kristall in einer Höhenrichtung der piezoelektrischen Schicht orientiert und so ist es schwierig, ausreichende piezoelektrische Charakteristika zu erzielen.
  • Angesichts der oben beschriebenen Probleme zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine piezokeramische Elektronikkomponente, die bevorzugte piezoelektrische Charakteristika durch Ermöglichen, dass ein piezokeramischer Basiskörper in einer spezifischen Richtung kristallorientiert ist, erzielen kann und ein Verfahren zum Herstellen der oben beschriebenen piezokeramischen Elektronikkomponente bereitzustellen.
  • Lösung des Problems
  • Durch intensive Forschung, die durch die vorliegenden Erfinder unternommen wurde, um piezoelektrische Charakteristika einer Perowskit-Typ-Verbindung, wie z. B. PZT, zu verbessern, die bisher verbreitet als piezoelektrisches Material verwendet wurde, hat man herausgefunden, dass der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert werden kann, wenn die Kristallachse {100}-orientiert in einer spezifischen Richtung ist, die sich von einer Höhenrichtung einer piezokeramischen Elektronikkomponente unterscheidet.
  • Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf den oben beschriebenen Erkenntnissen gemacht und eine piezokeramische (bzw. piezoelektrische keramische) Elektronikkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen piezokeramischen Basiskörper, der ein Verbundoxid mit einer Perowskit-Typ-Kristallstruktur als Hauptkomponente und mit zumindest einem Paar einander gegenüberliegender bzw. zugewandter Flächen beinhaltet, sowie ein Paar externer Elektroden auf, die an den Oberflächen der zugwandten Flächen gebildet sind. In der oben beschriebenen piezokeramischen Elektronikkomponente weist der piezokeramische Basiskörper eine vielflächige Form mit Formanisotropie auf; die Oberflächen, die die gegenüberliegenden Flächen bilden weisen jeweils zumindest eine erste Seite und parallel dazu eine zweite Seite auf; zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite einer der Oberflächen, die die gegenüberliegenden Flächen bilden, ist eine Breitenabmessung der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite und der zweiten Seite so gebildet, dass sie größer ist als eine Längenabmessung sowohl der ersten Seite als auch der zweiten Seite; die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers ist {100}-orientiert in einer Richtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten Seite und der zweiten Seite; und das Maß an Orientierung durch ein Lotgering-Verfahren beträgt 0,4 oder mehr.
  • Zusätzlich beinhaltet der Ausdruck „Richtung im Wesentlichen parallel zu” den Fall, in dem vom geometrischen Standpunkt aus eine leichte Abweichung, wie etwa ±15°, von der tatsächlich parallelen Richtung erzeugt wird.
  • Zusätzlich zeigt der Ausdruck „{100}-orientiert sein” nicht den Fall an, in dem nur die (100)-Ebene orientiert ist, sondern zeigt den Fall an, in dem nicht nur die (100)-Ebene orientiert ist, sondern auch die (010)-Ebene und die (001)-Ebene orientiert sind.
  • Zusätzlich könnte die vorliegende Erfindung auf verschiedene Formen anwendbar sein, die die obigen Charakteristika erfüllen.
  • Dies bedeutet, dass bei der piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung die vielflächige Form des piezokeramischen Basiskörpers vorzugsweise eine rechteckige Parallelepipedform ist.
  • Ferner sind bei der piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung die gegenüberliegenden Flächen des piezokeramischen Basiskörpers vorzugsweise jeweils zumindest mit einer Parallelogrammform gebildet.
  • Zusätzlich sind bei der piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung die gegenüberliegenden Flächen des piezokeramischen Basiskörpers vorzugsweise jeweils zumindest mit einer Trapezform gebildet.
  • Zusätzlich weist die piezokeramische Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ferner eine Innenelektrode auf, die in den piezokeramischen Basiskörper eingebettet ist.
  • Ferner beträgt bei der piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung die Breitenabmessung vorzugsweise 1,25-mal die Längenabmessung oder mehr.
  • Zusätzlich weist ein Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung folgende Schritte auf: einen Rohmaterial-Pulver-Bildungsschritt eines Bildens eines Keramik-Rohmaterial-Pulvers mit einem Verbundoxid mit einer Perowskit-Typ-Kristallstruktur als Hauptkomponente; einen Schlammbildungsschritt eines Bildens eines Keramikschlamms durch Aufschlämmen des Keramik-Rohmaterial-Pulvers; einen Beschichtungsschritt eines Auftragens des Keramikschlamms auf einen Transportfilm; und einen Formkörper-Bildungsschritt eines Anlegens eines Magnetfelds in einer Richtung innerhalb der Ebene des Keramikschlamms unter Verwendung eines Hohlelektromagneten, der so angeordnet ist, dass eine Achsenrichtung desselben mit einer Transportrichtung des Transportfilms übereinstimmt, um einen Formkörper zu bilden, dem die Kristallorientierung verliehen wird.
  • Zusätzlich weist ein Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung folgende Schritte auf: einen Rohmaterial-Pulver-Bildungsschritt eines Bildens eines Keramik-Rohmaterial-Pulvers mit einem Verbundoxid mit einer Perowskit-Typ-Kristallstruktur als Hauptkomponente; einen Schlammbildungsschritt eines Bildens eines Keramikschlamms durch Aufschlämmen des Keramik-Rohmaterial-Pulvers; einen Beschichtungsschritt eines Auftragens des Keramikschlamms auf einen Transportfilm; und einen Formkörper-Bildungsschritt eines Anlegens eines Magnetfelds in einer Richtung innerhalb der Ebene des Keramikschlamms unter Verwendung einer Mehrzahl von Hohlelektromagneten, die so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen, wobei sich ein Transportweg für den Transportfilm zwischen denselben befindet, um so einen Formkörper zu bilden, dem die Kristallorientierung verliehen wird.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung wird, da eine Achse der Kristallachsen mit einer Perowskit-Typ-Kristallstruktur in einer spezifischen Richtung orientiert ist, der Übertragungsweg einer mechanischen Schwingungsenergie in einer Richtung, in der die Kristallachse orientiert ist, unterschiedlich zu demjenigen in einer Richtung orthogonal zu der Richtung, in der die Kristallachse orientiert ist, und die Übertragung einer Schwingungsenergie in der Richtung, in der die Kristallachse orientiert ist, wird reduziert, so dass die Übertragung einer Schwingungsenergie in der Richtung orthogonal zu der Richtung, in der die Kristallachse orientiert ist, konzentriert ist.
  • Entsprechend wird beispielsweise der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert und bevorzugte piezoelektrische Charakteristika können erhalten werden.
  • Zusätzlich kann gemäß dem Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung, da der Elektromagnet in einem breiten Bereich in der Transportrichtung des Transportfilms angeordnet ist, eine Magnetfeldanlegeregion erhöht werden. So kann eine Massenproduktion piezokeramischer Elektronikkomponenten, die {100}-orientiert in einer Richtung parallel oder in etwa parallel zu der Längenabmessung sowohl der ersten als auch der zweiten Seite ist, ohne Weiteres durchgeführt werden, so dass ein Herstellungsverfahren, das bei Massenergiebigkeit hervorragend ist, realisiert werden kann.
  • Zusätzlich können gemäß dem Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung die Elektromagneten separat angeordnet sein, so dass ein leicht zu verwendendes Herstellungsverfahren realisiert werden kann.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Ausführungsbeispiel einer piezokeramischen Elektronikkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die einen piezokeramischen Basiskörper der piezokeramischen Elektronikkomponente zeigt.
  • 3 ist eine Draufsicht, die ein erstes modifiziertes Beispiel eines piezokeramischen Basiskörpers zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • 4 ist eine Draufsicht, die ein zweites modifiziertes Beispiel eines piezokeramischen Basiskörpers zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • 5 ist eine Draufsicht, die ein drittes modifiziertes Beispiel eines piezokeramischen Basiskörpers zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • 6 ist eine Draufsicht, die ein viertes modifiziertes Beispiel eines piezokeramischen Basiskörpers zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • 7 ist eine Draufsicht, die ein fünftes modifiziertes Beispiel eines piezokeramischen Basiskörpers zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • 8 ist eine Ansicht, die schematisch ein Ausführungsbeispiel (erstes Ausführungsbeispiel) einer Formkörperbildungsvorrichtung zeigt, die für ein Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 9 ist eine Ansicht, die schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Formkörperbildungsvorrichtung zeigt, die für ein Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 10 ist eine Ansicht, die Röntgenbeugungsspektren von Beispielen zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Als nächstes werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer piezokeramischen Elektronikkomponente der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Diese piezokeramische Elektronikkomponente beinhaltet einen piezokeramischen Basiskörper 1, der so gebildet ist, dass er eine sechsflächige Form (vielflächige Form) mit Formanisotropie aufweist, d. h. eine rechteckige Parallelepipedform, und externe Elektroden 2a und 2b, die an den gesamten Außenoberflächen gegenüberliegender Flächen des Keramikbasiskörpers 1 gebildet sind, die jeweils als Hauptoberfläche fungieren.
  • Zusätzlich wird bei diesem Ausführungsbeispiel der piezokeramische Basiskörper 1 durch eine Polarisierungsbehandlung in einer Pfeil-A-Richtung bearbeitet und durch Anlegen einer Spannung zwischen den externen Elektroden 2a und 2b wird der piezokeramische Basiskörper 1 in einer Pfeil-B-Richtung in Schwingung versetzt.
  • Der piezokeramische Basiskörper 1 ist hauptsächlich aus einem Verbundoxid mit einer Perowskit-Typ-Metallstruktur gebildet (allgemeine Formel: ABO3). Insbesondere ist neben PT und PZT z. B. PbTi1-y(MAII 1/2MBV 1/2)yO3 oder Pb(Ti, Zr)1-y(MAII 1/2MBV 1/2)yO3, bei dem Ti oder (Ti, Zr), das als eine B-Ort-Komponente fungiert, teilweise substituiert ist durch (MAII 1/2MBV 1/2), oder PbTi1-y(MAII 2/3MBV 1/3)yO3 oder Pb(Ti, Zr)1-y(MAIII 2/3MBVI 1/3)yO3, bei dem Ti oder (Ti, Zr) teilweise substituiert ist durch (MAIII 2/3MBVI 1/3), zu erwähnen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt MAII ein Element dar, wie z. B. Ni, Mn, Fe, Co, Zn, Sn, oder Mg, das einen bivalenten Wert aufweisen kann; stellt MAIII ein Element dar, wie z. B. Cr, das einen trivalenten Wert aufweisen kann; stellt MBV ein Element dar, wie z. b. Nb oder Sb, das einen pentavalenten Wert aufweisen kann; und stellt MBVI ein Element dar, wie z. B. W, das einen hexavalenten Wert aufweisen kann.
  • Zusätzlich kann, obwohl ein Molverhältnis der Zusammensetzung des A-Orts zu dem B-Ort von einen stöchiometrischen Standpunkt aus betrachtet 1000 beträgt, solange die Charakteristika nicht negativ beeinflusst werden, falls nötig, das Molverhältnis auf A-Ort-Reich oder B-Ort-Reich eingestellt werden.
  • Zusätzlich werden vorzugsweise, obwohl die externen Elektroden 2a und 2b nicht besonders eingeschränkt sind, Ag und Cu, die jeweils relativ billig sind und eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen, und eine Ag-Legierung und eine Cu-Legierung, die jeweils hauptsächlich daraus gebildet werden, verwendet.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht des piezokeramischen Basiskörpers 1.
  • Bei diesem piezokeramischen Basiskörper 1 beinhalten gegenüberliegende Flächen 3 und 4 mit Oberflächen, auf denen die externen Elektroden 2a und 2b gebildet sind, erste Seiten 5a und 6a und zweite Seiten 5b und 6b, die parallel zueinander sind. Zusätzlich ist zwischen der ersten Seite 5a und der zweiten Seite 5b einer gegenüberliegenden Fläche 3, die eine der gegenüberliegenden Flächen 3 und 4 ist, eine Breitenabmessung L1 der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite 5a und der zweiten Seite 5b so gebildet, dass sie größer ist als eine Längenabmessung M1 jeder der ersten und zweiten Seiten 5a, 6a, 5b und 6b. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt die Breitenabmessung L1 die Länge einer langen Seite dar und die Längenabmessung M1 jeder der ersten und zweiten Seiten 5a, 6a, 5b und 6b stellt die Länge einer kurzen Seite dar.
  • Zusätzlich ist, wenn angenommen wird, dass dieser piezoelektrische Basiskörper 1 ein pseudokubisches Kristallsystem aufweist, die Kristallachse desselben {100}-orientiert. Insbesondere ist, wie durch einen Pfeil C gezeigt ist, die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers 1 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten 5a, 6a, 5b und 6b.
  • Zusätzlich zeigt der Ausdruck „{100}-orientiert sein” nicht den Fall an, in dem nur die (100)-Ebene orientiert ist, sondern zeigt den Fall an, in dem nicht nur die (100)-Ebene orientiert ist, sondern auch die (010)-Ebene und die (001)-Ebene orientiert sind.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann, wenn die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers 1 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten 5a, 6a, 5b und 6b ist, d. h. parallel zu den kurzen Seiten, der elektromechanische Kopplungskoeffizient erhöht werden und die piezoelektrischen Charakteristika können verbessert werden.
  • Als ein Verfahren zum Identifizieren der Orientierungsrichtung von Kristallteilchen, die den piezokeramischen Basiskörper 1 bilden, sind ein Verfahren unter Verwendung eines Elektronenrückstreubeugungsverfahrens (EBSD; EBSD = electron backscatter diffraction) und ein Verfahren unter Verwendung einer Polfigurmessung durch Röntgenbeugung weit bekannt.
  • In dem Fall, in dem ein Elektronenrückstreubeugungsverfahren verwendet wird, werden, nachdem der piezokeramische Basiskörper 1 entlang eines geeigneten Querschnitts geschnitten und poliert ist, zusammengedrückte Elektronenstrahlen schräg auf diese Oberfläche gestrahlt und ein Kikuchi-Muster rückgestreuter Elektronenstrahlen wird erhalten. Durch eine Analyse dieses Kikuchi-Musters wird die Kristallorientierung des Platzes, an den Elektronenstrahlen gestrahlt werden, identifiziert. Nachdem diese Analyse in einem breiten Bereich, wie z. B. einem Bereich mit Kristallteilchen in einer Anzahl von 100 bis 1000 oder mehr, unter Verwendung eines Elektronenmikroskops (SEM) durchgeführt wurde, wird die Verteilung der Kristallorientierungen der einzelnen Teilchen erhalten und die Richtung, in der die Verteilung konzentriert ist, kann als die Orientierungsrichtung betrachtet werden.
  • In dem Fall, in dem eine Polfigurmessung durch Röntgenbeugung verwendet wird, werden, nachdem der piezokeramische Basiskörper 1 entlang eines geeigneten Querschnitts geschnitten und poliert wurde, ein Winkel, in dem Röntgenstrahlen auf diese Oberfläche abgestrahlt werden, und ein Winkel, der Röntgenstrahlen erfasst, die durch diese Oberfläche reflektiert werden, unabhängig angesteuert. Wenn die Messergebnisse, die dadurch erhalten werden, in einem reziproken Gitterraum abgebildet werden, kann die Orientierungsrichtung des piezokeramischen Basiskörpers 1 identifiziert werden.
  • Als Nächstes wird der piezokeramische Basiskörper 1 entlang einer Oberfläche geschnitten und poliert, deren Normale mit der identifizierten Orientierungsrichtung übereinstimmt, und das Maß an Orientierung wird aus einem Röntgenbeugungsmuster dieser Oberfläche unter Verwendung eines Lotgering-Verfahrens berechnet.
  • Ein Lotgering-Verfahren ist als eine Indexauswertung der Kristallorientierung weit bekannt und gemäß einem Lotgering-Verfahren kann ein Maß an Orientierung F durch die folgende Gleichung (1) dargestellt werden.
  • Gleichung 1
    Figure DE112014002355T5_0002
  • In der obigen Gleichung zeigt ΣI(HKL) die Summe von Röntgenspitzenintensitäten einer spezifischen Kristallebene (HKL) einer orientierten Probe an und ΣI(hkl) zeigt die Summe von Röntgenspitzenintensitäten aller Kristallebenen (hkl) der orientierten Probe an. Zusätzlich zeigt ΣI0(HKL) die Summe von Röntgenspitzenintensitäten einer spezifischen Kristallebene (HKL) einer Referenzprobe, wie z. B. einer nicht orientierten Probe, an und ΣI0(hkl) zeigt die Summe von Röntgenspitzenintensitäten aller Kristallebenen (hkl) der Referenzprobe an.
  • Zusätzlich muss, um einen ausreichenden elektromechanischen Kopplungskoeffizienten zu erhalten, wenn die Auswertung durch ein Lotgering-Verfahren durchgeführt wird, das Maß an Orientierung F der {100}-Orientierung des piezokeramischen Basiskörpers 1 0,4 oder mehr betragen.
  • Wenn das Maß an Orientierung F der {100}-Orientierung des piezokeramischen Basiskörpers 1 durch ein Lotgering-Verfahren kleiner als 0,4 ist, kann aufgrund unzureichender Orientierung kein ausreichender elektromechanischer Kopplungseffizient erhalten werden.
  • Entsprechend ist, um zu ermöglichen, dass das Maß an Orientierung F der {100}-Orientierung des piezokeramischen Basiskörpers 1 durch ein Lotgering-Verfahren, wie oben beschrieben wurde, 0,4 oder mehr sein kann, die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers {100}-orientiert in einer Richtung in etwa parallel zu den ersten und den zweiten Seiten 5a, 6a, 5b und 6b. Dies bedeutet, dass die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten ist.
  • Wie oben beschrieben wurde, erfüllt bei der obigen piezokeramischen Elektronikkomponente der piezokeramische Basiskörper 1 die folgenden Anforderungen (1) bis (4). Dies bedeutet, dass die folgenden vier Anforderungen erfüllt sind: (1) die Flächen mit Oberflächen, an denen die externen Elektroden gebildet sind, weisen jeweils zumindest eine erste Seite und parallel dazu eine zweite Seite auf; (2) zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite einer Oberfläche, die die gegenüberliegende Fläche bildet, ist eine Breitenabmessung der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite und der zweiten Seite so gebildet, dass sie größer ist als eine Längenabmessung sowohl der ersten als auch der zweiten Seite; (3) die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers ist {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten; und (4) das Maß an Orientierung F durch ein Lotgering-Verfahren beträgt 0,4 oder mehr.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann, da die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers 1 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten ist, die sich von einer Höhenrichtung unterscheidet, der elektromechanische Kopplungskoeffizient erhöht werden und die piezoelektrischen Charakteristika können verbessert werden.
  • Zusätzlich beträgt, obwohl das Abmessungsverhältnis L1/M1 der Breitenabmessung L1 zu der Längenabmessung M1 nicht besonders eingeschränkt ist, das Abmessungsverhältnis vorzugsweise 1,25 oder mehr. Wenn das Abmessungsverhältnis L1/M1 kleiner ist als 1,25, weist der piezokeramische Basiskörper 1 eine kleine Anisotropie auf, und obwohl der elektromechanische Kopplungskoeffizient verglichen mit demjenigen keiner Orientierung erhöht ist, kann die Anstiegsrate in einigen Fällen sinken.
  • Wie oben beschrieben wurde, könnten bei der piezokeramischen Elektronikkomponente dieses Ausführungsbeispiels, solange der piezokeramische Basiskörper zumindest die obigen (1) bis (4) erfüllt, verschiedenen Modifizierungen derselben durchgeführt werden.
  • Im Folgenden werden verschiedene Typen modifizierter Beispiele unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 beschrieben. Zusätzlich sind die externen Elektroden in den 3 bis 7 nicht gezeigt.
  • 3 ist eine Draufsicht, die ein erstes modifiziertes Beispiel zeigt, und eine gegenüberliegende Fläche, auf der eine externe Elektrode gebildet ist, ist mit einer Parallelogrammform gebildet.
  • Dies bedeutet, dass bei einem piezokeramischen Basiskörper 11 dieses ersten modifizierten Beispiels eine gegenüberliegende Fläche 12 mit einer Oberfläche, an der die externe Elektrode gebildet ist, eine erste Seite 13a und parallel dazu eine zweite Seite 13b aufweist. Zusätzlich ist, wie in 3 gezeigt ist, zwischen der ersten Seite 13a und der zweiten Seite 13b der Fläche 12 eine Breitenabmessung L2 der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite 13a und der zweiten Seite 13b so gebildet, dass sie größer ist als eine Längenabmessung M2 sowohl der ersten Seite 13a als auch der zweiten Seite 13b.
  • Zusätzlich ist, wie durch einen Pfeil D gezeigt ist, die Kristallachse dieses piezokeramischen Basiskörpers 11 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu der ersten und der zweiten Seite 13a und 13b, so dass das Maß an Orientierung F durch ein Lotgering-Verfahren 0,4 oder mehr beträgt.
  • Wie oben beschrieben wurde, erfüllt der piezokeramische Basiskörper 11 des ersten modifizierten Beispiels die obigen (1) bis (4). So kann der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert werden und eine piezokeramischen Elektronikkomponente mit vorteilhaften piezoelektrischen Charakteristika kann erhalten werden.
  • 4 ist eine Draufsicht, die ein zweites modifiziertes Beispiel zeigt, und eine gegenüberliegende Fläche, an der eine externe Elektrode gebildet ist, ist mit einer Trapezform gebildet.
  • Dies bedeutet, dass bei einem piezokeramischen Basiskörper 14 dieses zweiten modifizierten Beispiels eine gegenüberliegende Fläche 15 mit einer Oberfläche, an der die externe Elektrode gebildet ist, eine erste Seite 16a und parallel dazu eine zweite Seite 16b aufweist. Zusätzlich ist, wie in 4 gezeigt ist, zwischen der ersten Seite 16a und der zweiten Seite 16b der Fläche 15 eine Breitenabmessung L3 der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite 16a und der zweiten Seite 16b so gebildet, dass sie größer ist als beide Längenabmessung M3 und M3 der ersten Seite 16a bzw. der zweiten Seite 16b. Zusätzlich ist, wie durch einen Pfeil E gezeigt ist, die Kristallachse dieses piezokeramischen Basiskörpers 14 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu der ersten Seite 16a und der zweiten Seite 16b, so dass das Maß an Orientierung F durch ein Lotgering-Verfahren 0,4 oder mehr beträgt.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann, da der piezokeramische Basiskörper 14 des zweiten modifizierten Beispiels die obigen (1) bis (4) erfüllt, der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert werden und eine piezokeramische Elektronikkomponente mit vorteilhaften piezoelektrischen Charakteristika kann erhalten werden.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein drittes modifiziertes Beispiel zeigt, wobei bei diesem modifizierten Beispiel einzelne Oberflächen eines sechsflächigen Körpers, der einen piezokeramischen Basiskörper bildet, jeweils mit einer Parallelogrammform gebildet sind und externe Elektroden an Oberflächen zweier Hauptflächen gebildet sind.
  • Dies bedeutet, dass bei einem piezokeramischen Basiskörper 17 dieses dritten modifizierten Beispiels gegenüberliegende Aachen 18a und 18b mit Oberflächen, an denen die externen Elektroden gebildet sind, erste Seiten 19a und 19b und zweite Seiten 20a und 20b aufweisen, die parallel zueinander sind. Zusätzlich ist, wie in 5 gezeigt ist, zwischen der ersten Seite 19a und der zweiten Seite 20a der Fläche 18a, die eine der gegenüberliegenden Flächen 18a und 18b ist, eine Breitenabmessung L4 der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite 19a und der zweiten Seite 20a so gebildet, dass sie größer ist als eine Längenabmessung M4 aller ersten und zweiten Seiten 19a, 19b, 20a und 20b. Zusätzlich ist, wie durch einen Pfeil F gezeigt ist, die Kristallachse dieses piezokeramischen Basiskörpers 17 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten 19a, 19b, 20a und 20b, so dass das Maß an Orientierung F durch ein Lotgering-Verfahren 0,4 oder mehr beträgt.
  • Wie oben beschrieben wurde, erfüllt der piezokeramische Basiskörper 17 des dritten modifizierten Beispiels die obigen (1) bis (4). So kann der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert werden und eine piezokeramische Elektronikkomponente mit vorteilhaften piezoelektrischen Charakteristika kann erhalten werden.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein viertes modifiziertes Beispiel zeigt, wobei bei diesem modifizierten Beispiel gegenüberliegende Flächen eines piezokeramischen Basiskörpers 21, an denen externe Elektroden gebildet sind, jeweils mit einer Trapezform gebildet sind, wobei die anderen vier Flächen jeweils mit einer Parallelogrammform gebildet sind.
  • Dies bedeutet, dass bei dem piezokeramischen Basiskörper 21 dieses vierten modifizierten Beispiels gegenüberliegende Flächen 22a und 22b mit Oberflächen, an denen die externen Elektroden gebildet sind, erste Seiten 23a und 23b und zweite Seiten 24a und 24b aufweisen, die parallel zueinander sind. Zusätzlich ist, wie in 6 gezeigt ist, zwischen der ersten Seite 23a und der zweiten Seite 24a der Fläche 22a, die eine der gegenüberliegenden Flächen 22a und 22b ist, eine Breitenabmessung L5 der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite 23a und der zweiten Seite 24a so gebildet, dass sie größer ist als eine Längenabmessung M5 aller ersten und zweiten Seiten 23a, 23b, 24a und 24b. Zusätzlich ist, wie durch einen Pfeil G gezeigt ist, die Kristallachse dieses piezokeramischen Basiskörpers 21 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten 23a, 23b, 24a und 24b, so dass das Maß an Orientierung F durch ein Lotgering-Verfahren 0,4 oder mehr beträgt.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann, da der piezokeramische Basiskörper 21 des vierten modifizierten Beispiels die obigen (1) bis (4) erfüllt, der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert werden und eine piezokeramische Elektronikkomponente mit vorteilhaften piezoelektrischen Charakteristika kann erhalten werden.
  • Zusätzlich werden bei diesem vierten modifizierten Beispiel, wenn auch nicht in der Figur gezeigt, selbst wenn lineare Abschnitte der Trapezform, die die gegenüberliegende Fläche bilden, die nicht parallel zueinander sind, jeweils mit einer runden Form oder einer abgeschrägten Form gebildet sind, die obigen (1) bis (4) erfüllt; so kann der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert werden und eine piezokeramische Elektronikkomponente mit vorteilhaften piezoelektrischen Charakteristika kann erhalten werden.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein fünftes modifiziertes Beispiel zeigt.
  • Dies bedeutet, dass bei dem fünften modifizierten Beispiel ein piezokeramischer Basiskörper 25 insgesamt mit einer rechteckigen Parallelepipedform gebildet ist und außerdem mit einer Laminatstruktur, in der eine Innenelektrode 26 mit einer flachen Form eingebettet ist.
  • Insbesondere weisen bei dem piezokeramischen Basiskörper 25 gegenüberliegende Flächen 27a und 27b mit Oberflächen, an denen externe Elektroden gebildet sind, erste Seiten 28a und 28b und zweite Seiten 29a und 29b auf, die parallel zueinander sind. Zusätzlich ist, wie in 7 gezeigt ist, zwischen der ersten Seite 28a und der zweiten Seite 29a der Fläche 27a, die eine der gegenüberliegenden Flächen 27a und 27b ist, eine Breitenabmessung L6 der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite 28a und der zweiten Seite 29a so gebildet, dass sie größer ist als eine Längenabmessung M6 aller ersten und zweiten Seiten 28a, 28b, 29a und 29b. Zusätzlich ist, wie durch einen Pfeil H gezeigt ist, die Kristallachse dieses piezokeramischen Basiskörpers 25 {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten 28a, 28b, 29a und 29b, so dass das Maß an Orientierung F durch ein Lotgering-Verfahren 0,4 oder mehr beträgt.
  • Wie oben beschrieben wurde, erfüllt der piezokeramische Basiskörper 25 des fünften modifizierten Beispiels die obigen (1) bis (4). So kann der elektromechanische Kopplungskoeffizient verbessert werden und eine piezokeramische Elektronikkomponente mit vorteilhaften piezoelektrischen Charakteristika kann erhalten werden.
  • Zusätzlich ist bei diesem fünften modifizierten Beispiel, obwohl die Innenelektrode 26 mit einer flachen Form gebildet ist, die Form der Innenelektrode 26 nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise könnten, nachdem Elektroden, die jeweils eine Liniensegmentform aufweisen, hergestellt wurden, zumindest zwei Elektroden hiervon elektrisch miteinander verbunden sein oder könnten mit einer Spulenform gebildet sein, wobei diese Typen von Elektroden auch als die oben beschriebene Innenelektrode verwendet werden könnten.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen dieser piezokeramischen Elektronikkomponente detailliert beschrieben.
  • Keramik-Rohmaterialien, wie z. B. Pb3O4, TiO2, ZrO2, NiO und Nb2O5, werden hergestellt und vorbestimmte Mengen derselben abgewogen. Danach wird, nachdem diese so abgewogenen Materialien miteinander gemischt sind, die Mischung, die wie oben beschrieben gebildet wird, zusammen mit einem Lösungsmittel, wie gereinigtem Wasser, in eine Kugelmühle geladen, die ein Pulverisierungsmedium beinhaltet, wie z. B. PSZ-(teilweise stabilisierte Zirkonia-)Kugeln oder dergleichen, und wird dann gemischt und pulverisiert. Nach der Durchführung von Trocknen wird eine Kalzinierung bei einer Temperatur von 1.000°C bis 1.200°C durchgeführt und dann eine Trockenpulverisierung durchgeführt, so dass ein Keramik-Rohmaterial-Pulver erhalten wird.
  • Als Nächstes werden dieses Keramik-Rohmaterial-Pulver, Zusatzstoffe, wie z. B. ein Dispergiermittel, und gereinigtes Wasser wieder zusammen mit einem Pulverisierungsmedium in eine Kugelmühle geladen und werden ausreichend gemischt und pulverisiert, so dass ein Keramikschlamm 31 erhalten wird.
  • Danach wird der Keramikschlamm 31 in ein Magnetfeld geformt und dann gebrannt, so dass ein piezokeramischer Basiskörper erhalten wird.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer Formkörper-Bildungsvorrichtung zeigt, die einen piezokeramischen Basiskörper bildet.
  • Dies bedeutet, dass diese Formkörper-Bildungsvorrichtung einen Schlammbehälter 32 mit einem Abstreifmesser, der den Keramikschlamm 31 lagert; einen riemenförmigen Trägerfilm (Transportfilm) 33, wie z. B. einen Polyethylenterephthalat-(PET-)Film, auf den der Keramikschlamm 31, der aus dem Schlammbehälter 32 abgegeben wird, aufgetragen werden soll; Transportrollen 34, die den Trägerfilm 33 in einer Transportrichtung transportieren, die durch einen Pfeil I gezeigt ist; und einen Hohlelektromagneten 35 aufweist, dessen Achsenrichtung entlang der Transportrichtung des Trägerfilms 33 eingestellt ist. Insbesondere ist der Elektromagnet 35 durch Wickeln einer Spule 37 um den Außenumfang eines Hohlabschnitts 36a eines zylindrischen Magnethauptkörpers 36 gebildet.
  • Bei der Formkörper-Bildungsvorrichtung, die wie oben beschrieben gebildet ist, wird, nachdem ein Keramikschlamm 31, der durch das Abstreifmesser mit einer vorbestimmten Dicke geformt ist, aus dem Schlammbehälter 32 abgegeben wurde und auf den Trägerfilm 33 aufgetragen ist, dieser Keramikschlamm 31 dem Hohlabschnitt 36a des Magnethauptkörpers 36 zugeführt. Zusätzlich wird durch Anlegen von Elektrizität an den Elektromagneten 35 ein Magnetfeld in der Transportrichtung, die durch einen Pfeil I gezeigt ist, angelegt, so dass dem Keramikschlamm 31 die Kristallorientierung verliehen wird. Nachfolgend wird durch Trocknen oder durch Trocknen, während ein vorbestimmtes Magnetfeld angelegt ist, beispielsweise ein piezokeramischer Formkörper, der {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten einer rechteckigen Parallelepipedform ist, gebildet. Zusätzlich wird die Transportrichtung entlang der Oberfläche des Keramikschlamms eingestellt. In diesem Fall bedeutet der Ausdruck „die Oberfläche des Keramikschlamms” „die Oberfläche, die durch die Breitenabmessung L1 und die Längenabmessung M1, in 2 gezeigt, gebildet ist”.
  • Als Nächstes werden, nachdem dieser piezokeramische Formkörper in rechteckige Lagen ausgestanzt ist, diese Lagen laminiert und miteinander pressverbunden, so dass die Magnetfeldrichtungen derselben in der gleichen Richtung eingestellt sind, dann wird Brennen durchgeführt, wodurch ein Keramik-Basiskörper gebildet wird.
  • Nachfolgend wird, nachdem eine leitfähige Externe-Elektrode-Paste, die Ag oder dergleichen beinhaltet, auf die Oberfläche jeder gegenüberliegenden Fläche aufgetragen wurde, eine Brennbehandlung durchgeführt. Ferner wird eine Polarisierungsbehandlung durch Anlegen eines vorbestimmten elektrischen Felds in einem Silikonöl, beispielsweise gesteuert mit einer Temperatur von 80°C, durchgeführt, so dass eine piezokeramische Elektronikkomponente gebildet wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann bei diesem Ausführungsbeispiel, da die Achsenrichtung des Trägerfilms 33 so eingestellt ist, dass sie mit derjenigen des Elektromagneten 35 übereinstimmt, und der Trägerfilm 33 in der Achse des Elektromagneten 35 transportiert wird, die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers ohne Weiteres in einer Richtung innerhalb der Ebene desselben orientiert werden. Zusätzlich kann der Elektromagnet 35 in einem breiten Bereich entlang der Transportrichtung des Trägerfilms 33 angeordnet sein und so kann eine Magnetfeld-Anlegeregion in einem breiten Bereich gebildet werden. Entsprechend kann eine Massenproduktion piezokeramischer Basiskörper, wobei in jedem derselben die Kristallachse {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten ist, durchgeführt werden, so dass ein Herstellungsverfahren realisiert werden kann, das geeignet für Massenproduktion ist.
  • Ferner werden keine anistropisch geformten Teilchen benötigt, im Gegensatz zu dem Fall eines TGG-Verfahrens, und so kann der Herstellungsvorgang vereinfacht werden. Zusätzlich können die Formen von Teilchen, die einen piezokeramischen Basiskörper bilden, der erhalten werden soll, die Erzeugung von Rissen in einer vorbestimmten Richtung im Gegensatz zu dem Fall der Formanisotropie unterdrücken, so dass die Zuverlässigkeit sichergestellt werden kann.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein zweites Ausführungsbeispiel einer Formkörper-Bildungsvorrichtung zeigt, die einen piezokeramischen Basiskörper bildet.
  • Das heißt, dass bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel Elektromagneten 40a und 40b, die aus zylindrischen Magnet-Hauptkörpern 39a und 39b gebildet sind, um die Spulen 38a bzw. 38b gewickelt sind, so angeordnet sind, dass sich der Trägerfilm 33 zwischen denselben befindet, so dass diese sich in einer Richtung parallel zu der Oberfläche des Keramikschlamms 31 gegenüberliegen.
  • Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann, da ein Magnetfeld in einer Richtung parallel zu der Oberfläche des Keramikschlamms 31 angelegt ist, wie durch einen Pfeil J gezeigt ist, ein piezokeramischer Basiskörper, der {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten ist, erhalten werden. Zusätzlich kann, da die Elektromagneten 40a und 40b separat angeordnet sind, ein leicht zu verwendendes Herstellungsverfahren realisiert werden.
  • Übrigens ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele eingeschränkt und kann modifiziert und verändert werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Obwohl die modifizierten Beispiele der vorliegenden Erfindung in den 3 bis 7 gezeigt sind, können auch beliebige modifizierte Beispiele verwendet werden, solange die obigen (1) bis (4) erfüllt sind.
  • Zusätzlich kann bei den obigen Ausführungsbeispielen, obwohl der Keramikschlamm während eines Herstellungsverfahren in eine Lage geformt wird, auch Formgießen verwendet werden, bei dem der Keramikschlamm in eine Form geladen und dann getrocknet wird.
  • Zusätzlich werden bei den obigen Ausführungsbeispielen, obwohl die Kristallachse {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den ersten und den zweiten Seiten ist, selbst wenn die wirklich parallele Richtung aus einem geometrischen Standpunkt nicht erhalten wird, solange eine ungefähr parallele Richtung mit einer Abweichung von etwa ±15° erhalten wird, die Wirkung und der Vorteil der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst.
  • Als Nächstes werden Beispiele der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
  • Beispiel 1
  • Bildung der Probe
  • Probe Nr. 1
  • Als Keramik-Rohmaterialien wurden Pb3O4, TiO2, ZrO2, NiO und Nb2O5 hergestellt. Nachfolgend wurden, nachdem vorbestimmte Mengen dieser Keramik-Rohmaterialien abgewogen wurden, diese so abgewogenen Materialien zusammen mit gereinigtem Wasser als Lösungsmittel und PSZ-Bällen als Pulverisierungsmedium in eine Kugelmühle geladen und wurden dann in der Kugelmühle ausreichend gemischt und pulverisiert.
  • Als Nächstes wurde, nachdem die so erhaltene Mischung getrocknet wurde, eine Kalzinierung bei einer Temperatur von 1.100°C durchgeführt und dann wurde eine Trockenpulverisierung durchgeführt, so dass ein Keramik-Rohmaterial-Pulver erhalten wurde, das durch eine Zusammensetzungsformel Pb{(Ti0,55Zr0,45)0,73(Ni1/3Nb2/3)0,27}O3 erhalten wurde.
  • Danach wurden 1,5 Gewichtsteile Dispergiermittel und 40 Gewichtsteile gereinigten Wassers in Bezug auf 25 g des Keramik-Rohmaterial-Pulvers zugegeben und wurden dann 8 Stunden lang durch eine Kugelmühle unter Verwendung von PSZ-Kugeln gemischt und pulverisiert, so dass ein Keramikschlamm erhalten wurde.
  • Als Nächstes wurde, nachdem der obige Keramikschlamm auf einen PET-Film aufgetragen und dann in eine Lage geformt wurde, ein Magnetfeld mit 10 T angelegt, dann wurde Trocknen durchgeführt, so dass ein piezokeramischer Formkörper gebildet wurde.
  • Nachfolgend wurde dieser piezokeramische Formkörper in rechteckige Lagen ausgestanzt und die so erhaltenen Lagen wurden laminiert und miteinander pressverbunden, so dass die Magnetfeld-Anlegerichtungen derselben in der gleichen Richtung eingestellt waren, und wurden dann bei 1.100°C 3 Stunden lang gebrannt, so dass ein gesinterter Keramikkörper der Probe Nr. 1 erhalten wurde. Zusätzlich wird der Kristall, der in dem lagenförmigen Formkörper beinhaltet ist, von einem tetragonalen Kristall in einen kubischen Kristall verändert, wenn die Temperatur einen Curie-Punkt bei einem Temperaturanstiegsschritt während des Brennens überschreitet. Entsprechend wird die Symmetrieeigenschaft des Kristalls verbessert und eine kristallographische Struktur, die durch Drehung um 180° in Bezug auf die gleiche Richtung wie die Magnetfeld-Anlegerichtung erhalten wird, ist äquivalent zu der Struktur vor der Drehung. So können bei dem Schritt des Laminierens der Lagenformkörper die Lagenformkörper in einer Richtung aneinander laminiert werden, die durch die Drehung um 180° in Bezug auf die Richtung des Magnetfelds erhalten wird, das angelegt wird, wenn der Lagenformkörper gebildet wird.
  • Als Nächstes wurde dieser gesinterte Keramikkörper so geschnitten, dass er eine lange Seite L von 5,5 mm, eine kurze Seite m von 4,4 mm und eine Dicke T von 0,2 mm aufweist und {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten ist. Zusätzlich wurde, nachdem eine Ag-Paste, die Ag als Hauptkomponente beinhaltet, auf die Oberfläche einer gegenüberliegenden Fläche aufgetragen wurde, die durch die lange Seite L und die kurze Seite M gebildet ist, eine Backbehandlung durchgeführt. Nachfolgend wurde, nachdem eine Polarisierungsbehandlung 10 Minuten lang durch Anlegen eines elektrischen Felds mit 3 kV/mm in einer Dickenrichtung in einem Silikonöl bei 80°C durchgeführt wurde, das Silikonöl herausgewaschen und Trocknen wurde durchgeführt, so dass eine piezokeramische Elektronikkomponente der Probe Nr. 1 gebildet wurde.
  • Probe Nr. 2
  • Mit der Ausnahme, dass das Magnetfeld nicht angelegt wurde, wurde eine nicht orientierte piezokeramische Elektronikkomponente der Probe Nr. 2 durch ein Verfahren/einen Vorgang, das/der demjenigen der Probe Nr. 1 ähnelt, gebildet.
  • Probe Nr. 3
  • Mit der Ausnahme, dass ein Magnetfeld von 5 T an den Keramikschlamm angelegt wurde, wurde eine piezokeramische Elektronikkomponente der Probe Nr. 3 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 1 ähnelt.
  • Probe Nr. 4
  • Mit der Ausnahme, dass ein Magnetfeld von 1 T an den Keramikschlamm angelegt wurde, wurde eine piezokeramische Elektronikkomponente der Probe Nr. 4 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 1 ähnelt.
  • Auswertung der Probe
  • Durch die Verwendung einer Röntgenbeugungsmessvorrichtung (charakteristische Röntgenstrahlen: CuKα-Strahlen) wurde ein Röntgenbeugungsspektrum einer Ebene (T-Ebene) orthogonal zu einer kurzen Seitenrichtung jeder der Proben Nr. 1 bis 4 mit einem Beugungswinkel 2θ von 15° bis 65° gemessen.
  • 10 zeigt die Messergebnisse der Röntgenbeugungsspektren. In der Figur stellt die horizontale Achse den Beugungswinkel 2θ dar und die vertikale Achse stellt die Röntgenstrahlintensität (a. u.) dar.
  • Wie aus 10 zu erkennen ist, erscheinen die Beugungsspitzen der (001)-Ebene und der (100)-Ebene bei einem Beugungswinkel 2θ von 21° bis 23°, die Beugungsspitzen der (101)-Ebene und der (110)-Ebene erscheinen bei einem Beugungswinkel 2θ von 30° bis 32° und die Beugungsspitze der (111)-Ebene erscheint bei einem Beugungswinkel 2θ von 38° bis 39°.
  • Entsprechend wurde aus diesen Röntgenbeugungsspektren das Maß an Orientierung F erhalten.
  • Dies bedeutet, dass, wie unter „Beschreibung der Ausführungsbeispiele” beschrieben wurde, gemäß einem Lotgering-Verfahren das Maß an Orientierung F aus der folgenden Gleichung (1) berechnet werden kann. Gleichung 2
    Figure DE112014002355T5_0003
  • Zusätzlich wurden bei diesem Beispiel als Intensität der Röntgenstrahlspitzen aller Kristallebenen (hkl) die Intensitäten der Kristallebenen (001), (100), (101), (110) und (111), die oben beschrieben wurden, verwendet. Zusätzlich wurden als Intensität der Röntgenstrahlspitze einer spezifischen Kristallebene (HKL) die Intensitäten der Kristallebenen (001) und (100) verwendet. Zusätzlich wurde als Referenzprobe die nicht orientierte Probe Nr. 2 verwendet.
  • Dies bedeutet, dass in dem Fall der PZT-Verbindung, die bei diesem Beispiel verwendet wird, obwohl die Verbindung (100)-orientiert oder (001)-orientiert bei der Stufe des piezokeramischen Formkörpers ist, da sich die Temperatur durch Brennen erhöht, sich das Kristallsystem von einem tetragonalen Kristallsystem zu einem kubischen Kristallsystem verändert, so dass die (100)-Orientierung nicht von der (001)-Orientierung unterschieden werden kann. Zusätzlich erscheinen, wenn die Temperatur in diesem Zustand auf Raumtemperatur gesunken ist, die (100)-Orientierung und die (001)-Orientierung wieder willkürlich. So wird bei diesem Beispiel, ohne Unterscheidung zwischen der (100)-Orientierung oder der (001)-Orientierung, angenommen, dass nur die (100)-Orientierung auftritt und das Maß an Orientierung F der {100}-Orientierung erhalten wird.
  • Als Nächstes wurde ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient k31 jeder der Proben der Proben Nr. 1 bis 4 durch ein Resonanz-Antiresonanz-Verfahren unter Verwendung eines Impedanzanalysierers (4294A, hergestellt durch Agilent Technologies, Inc.) gemessen.
  • Tabelle 1 zeigt die Orientierungsrichtung, das Maß an Orientierung F, die Abmessungen der langen Seite L und der kurzen Seite M, das Abmessungsverhältnis L/M der langen Seite L zu der kurzen Seite, den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k31 und die Anstiegsrate jeder der Proben Nr. 1 bis 4 in Bezug auf die nicht orientierte Probe. Tabelle 1
    Probe Nr. Orientierungsrichtung Maß an Orientierung F (–) Lange Seite L (mm) Kurze Seite M (mm) L/M (–) Elektromechanischer Kopplungskoeffizient k31 (–) Anstiegsrate in Bezug auf nicht orientierte Probe
    1 Kurze Seitenrichtung 0,66 5,5 4,4 1,25 0,42 1,11
    2* Ohne Orientierung 0 5,5 4,4 1,25 0,38 1,00
    3 Kurze Seitenrichtung 0,43 5,5 4,4 1,25 0,40 1,05
    4* Kurze Seitenrichtung 0,18 5,5 4,4 1,25 0,38 1,00
    * zeigt den Bereich der vorliegenden Erfindung an (Anspruch 1).
  • Gemäß der Probe Nr. 4 betrug, da das Maß an Orientierung F klein war, wie z. B. 0,18, der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 0,38, unterschied sich nicht von demjenigen der nicht orientierten Probe und konnte nicht verbessert werden.
  • Andererseits hat sich herausgestellt, dass gemäß den Proben Nr. 1 und 3 das Maß an Orientierung F groß war, wie z. B. 0,43 bis 0,66, der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 0,40 bis 0,42 betrug und auf 1,05 bis 1,11 mal denjenigen der nicht orientierten Probe erhöht wurde, und vorteilhafte piezoelektrische Charakteristika konnten erhalten werden. Man glaubt, dass der Grund hierfür wie folgt ist. Da eine Achse der Kristallachsen der Perowskit-Typ-Kristallstruktur in einer spezifischen Richtung orientiert ist, wird die Art einer Übertragung mechanischer Schwingungsenergie in der Richtung, in der die Kristallachse orientiert ist, unterschiedlich zu derjenigen in der Richtung orthogonal dazu und die Übertragung von Schwingungsenergie in der Richtung, in der die Kristallachse orientiert ist, wird reduziert, so dass die Übertragung von Schwingungsenergie in der Richtung orthogonal zu der Richtung konzentriert ist, in der die Kristallachse orientiert ist.
  • Beispiel 2
  • Bildung der Probe
  • Probe Nr. 11
  • Mit der Ausnahme, dass die Länge der langen Seite L auf 5,0 mm eingestellt war und die Länge der kurzen Seite M auf 2,2 mm eingestellt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 11 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 1 ähnelt.
  • Probe Nr. 12
  • Mit der Ausnahme, dass die Länge der langen Seite L auf 5,0 mm eingestellt war, die Länge der kurzen Seite M auf 2,2 mm eingestellt war und ein Magnetfeld angelegt wurde, um so die {100}-Orientierung in einer Richtung parallel zu der langen Seite L zu erhalten, wurde eine Probe der Probe Nr. 12 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 1 ähnelt.
  • Probe Nr. 13
  • Mit der Ausnahme, dass die Länge der langen Seite L auf 5,0 mm eingestellt war und die Länge der kurzen Seite M auf 2,2 mm eingestellt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 13 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 2 ähnelt.
  • Auswertung der Probe
  • Das Maß an Orientierung F und der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 der Probe jeder der Proben Nr. 11 bis 13 wurden durch ein Verfahren/einen Vorgang gemessen, das/der demjenigen des Beispiels 1 ähnelt.
  • Tabelle 2 zeigt die Orientierungsrichtung, das Maß an Orientierung F, die Abmessungen langen Seite L und der kurzen Seite M, das Abmessungsverhältnis L/M der langen Seite L zu der kurzen Seite, den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k31 und die Anstiegsrate jeder der Proben Nr. 11 bis 13 in Bezug auf die nicht orientierte Probe. Tabelle 2
    Probe Nr. Orientierungsrichtung Maß an Orientierung F (–) Lange Seite L (mm) Kurze Seite M (mm) L/M (–) Elektromechanischer Kopplungskoeffizient k31 (–) Anstiegsrate in Bezug auf nicht orientierte Probe
    11 Kurze Seitenrichtung 0,66 5,0 2,2 2,27 0,38 1,19
    12* Lange Seitenrichtung 0,66 5,0 2,2 2,27 0,24 0,75
    13* Ohne Orientierung 0 5,0 2,2 2,27 0,32 1,00
    * zeigt den Bereich der vorliegenden Erfindung an (Anspruch 1).
  • Gemäß der Probe Nr. 12 war, da die Kristallachse {100}-orientiert in einer Richtung parallel zu der langen Seite L ist, der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 verglichen mit demjenigen der nicht orientierten Probe auf 0,75 gesunken.
  • Andererseits war, gemäß der Probe Nr. 11, obwohl das Verhältnis L/M verglichen mit demjenigen der Probe Nr. 1 des Beispiels 1 auf 2,27 erhöht war, da die Länge der kurzen Seite M auf 2,2 mm eingestellt war, der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 auf 0,38 erhöht und konnte um 1,19 mal denjenigen der nicht orientierten Probe verbessert werden.
  • Beispiel 3
  • Probe Nr. 21
  • Mit der Ausnahme, dass die lange Seite L auf 6,2 mm eingestellt war und die kurze Seite M auf 5,6 mm eingestellt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 21 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 1 ähnelt.
  • Probe Nr. 22
  • Mit der Ausnahme, dass die lange Seite L auf 6,2 mm eingestellt war und die kurze Seite M auf 5,6 mm eingestellt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 22 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 2 ähnelt.
  • Auswertung der Probe
  • Das Maß an Orientierung F und der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 der Probe jeder der Proben Nr. 21 bis 22 wurden durch ein Verfahren/einen Vorgang gemessen, das/der demjenigen des Beispiels 1 ähnelt.
  • Tabelle 3 zeigt die Orientierungsrichtung, das Maß an Orientierung F, die Abmessungen der langen Seite L und der kurzen Seite M, das Abmessungsverhältnis L/M der langen Seite L zu der kurzen Seite, den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k31 und die Anstiegsrate jeder der Proben Nr. 21 und 22 in Bezug auf die nicht orientierte Probe. Tabelle 3
    Probe Nr. Orientierungsrichtung Maß an Orientierung F (–) Lange Seite L (mm) Kurze Seite M (mm) L/M (–) Elektromechanischer Kopplungskoeffizient k31 (–) Anstiegsrate in Bezug auf nicht orientierte Probe
    21** Kurze Seitenrichtung 0,66 6,2 5,6 1,11 0,56 1,04
    22* Keine Orientierung 0 6,2 5,6 1,11 0,54 1,00
    * zeigt den Bereich der vorliegenden Erfindung an (Anspruch 1).
    ** zeigt den Bereich der vorliegenden Erfindung an (Anspruch 6).
  • Es hat sich herausgestellt, dass gemäß der Probe Nr. 21, da das Abmessungsverhältnis L/M klein war, wie z. B. 1,11, obwohl sich der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 verglichen mit demjenigen der nicht orientierten Probe leicht auf 0,56 verbesserte, die Anstiegsrate nur leicht auf höchstens 1,04 mal verbessert war.
  • Beispiel 4
  • Bildung der Probe
  • Probe Nr. 31
  • Mit der Ausnahme, dass der piezokeramische Basiskörper so geschnitten wurde, dass in einer Ebene, die eine kurze Seitenrichtung und eine lange Seitenrichtung beinhaltet, eine {100}-orientierte Kristallachse in einer Richtung eingestellt war, die um 5° in Bezug auf die kurze Seitenrichtung geneigt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 31 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 13 ähnelt.
  • Probe Nr. 32
  • Mit der Ausnahme, dass der piezokeramische Basiskörper so geschnitten war, dass in einer Ebenen, die eine kurze Seitenrichtung und eine lange Seitenrichtung beinhaltet, eine {100}-orientierte Kristallachse in einer Richtung eingestellt war, die um 15° in Bezug auf die kurze Seitenrichtung geneigt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 32 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 13 ähnelt.
  • Probe Nr. 33
  • Mit der Ausnahme, dass der piezokeramische Basiskörper so geschnitten war, dass in einer Ebene, die eine kurze Seitenrichtung und eine lange Seitenrichtung beinhaltet, eine {100}-orientierte Kristallachse in einer Richtung eingestellt war, die um 30° in Bezug auf die kurze Seitenrichtung geneigt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 33 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 13 ähnelt.
  • Probe Nr. 34
  • Mit der Ausnahme, dass der piezokeramische Basiskörper so geschnitten war, dass in einer Ebene orthogonal zu einer langen Seitenrichtung eine {100}-orientierte Kristallachse in einer Richtung eingestellt war, die um 15° in Bezug auf einen kurze Seitenrichtung geneigt war, wurde eine Probe der Probe Nr. 34 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 13 ähnelt.
  • Probe Nr. 35
  • Mit der Ausnahme, dass der piezokeramische Basiskörper so geschnitten war, dass in einer Ebene orthogonal zu einer langen Seitenrichtung eine {100}-orientierte Kristallachse in einer Richtung eingestellt war, die um 30° in Bezug auf eine kurze Seitenrichtung geneigt war, wurde eine Probe der Proben Nr. 35 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 13 ähnelt.
  • Probe Nr. 36
  • Der piezokeramische Basiskörper war so geschnitten, dass eine {100}-orientierte Kristallachse in einer spezifischen Richtung eingestellt war. Dies bedeutet, dass die {100}-orientierte Kristallachse zuerst um 15° in Bezug auf eine kurze Seitenrichtung in einer Ebene orthogonal zu einer langen Seitenrichtung geneigt wurde und dann unter Verwendung der Normalen einer Ebene, die eine kurze Seitenrichtung und eine lange Seitenrichtung beinhaltet, als Rotationsachse weiter um 15° gedreht wurde. Mit Ausnahme des oben beschriebenen wurde eine Probe der Probe Nr. 36 durch ein Verfahren/einen Vorgang gebildet, das/der demjenigen der Probe Nr. 13 ähnelt.
  • Auswertung der Probe
  • Das Maß an Orientierung F und der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 der Probe jeder der Proben Nr. 31 bis 36 wurden durch ein Verfahren/einen Vorgang, das/der demjenigen des Beispiels 1 ähnelt, gemessen.
  • Tabelle 4 zeigt das Maß an Orientierung F, die Abmessungen der langen Seite L und der kurzen Seite M, das Abmessungsverhältnis L/M der langen Seite L zu der kurzen Seite, den Winkel der Kristallachse, die in Bezug auf die kurze Seitenrichtung geneigt ist, den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k31 und die Anstiegsrate jeder der Proben Nr. 31 bis 36 in Bezug auf die nicht orientierte Probe.
  • Zusätzlich wurde in der Tabelle als nicht orientierte Probe, die zur Berechnungsbasis der Anstiegsrate verwendet wird, die Probe Nr. 13 des Beispiels 2 verwendet. Tabelle 4
    Probe Nr. Maß an Orientierung F (–) Lange Seite L (mm) Kurze Seite M (mm) L/M (–) Winkel der {100}-orientierten Kristallachse, die in Bezug auf die kurze Seitenrichtung geneigt ist (°) Elektromechanischer Kopplungskoeffizient k31 (–) Anstiegsrate in Bezug auf nicht orientierte Probe
    31 0,66 5,0 2,2 2,27 5 0,38 1,19
    32 0,66 5,0 2,2 2,27 15 0,37 1,16
    33* 0,66 5,0 2,2 2,27 30 0,33 1,03
    34 0,66 5,0 2,2 2,27 15 0,36 1,12
    35* 0,66 5,0 2,2 2,27 30 0,32 1,00
    36 0,66 5,0 2,2 2,27 15 0,35 1,09
    * zeigt den Bereich der vorliegenden Erfindung an (Anspruch 1).
  • Es hat sich herausgestellt, dass gemäß der Probe Nr. 33, da die Richtung der {100}-orientierten Kristallachse wesentlich um 30° in Bezug auf die kurze Seitenrichtung in der Ebene geneigt war, die die kurze Seitenrichtung und die lange Seitenrichtung beinhaltet, obwohl der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 verglichen mit demjenigen der nicht orientierten Probe (k31 = 0,32) leicht auf 0,33 verbessert wurde, die Anstiegsrate niedrig war, wie z. B. kleiner als 1,05.
  • Zusätzlich hat sich herausgestellt, dass gemäß der Probe 35, da die Richtung der {100}-orientierten Kristallachse erheblich um 30° in Bezug auf die kurze Seitenrichtung in der Ebene orthogonal zu der langen Seitenrichtung geneigt war, der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 0,32 betrug und gegenüber demjenigen der nicht orientierten Probe nicht verändert wurde.
  • Andererseits war gemäß den Proben Nr. 31, 32 und 34, da die Richtung der {100}-orientierten Kristallachse einen kleinen geneigten Winkel von 5° bis 15° in Bezug auf die kurze Seitenrichtung in der Ebene hatte, die die kurze Seitenrichtung und die lange Seitenrichtung beinhaltet, oder in der Ebene orthogonal zu der langen Seitenrichtung, und in etwa parallel zu derselben war, der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 groß, wie z. B. 0,36 bis 0,38, und die Anstiegsrate in Bezug auf diejenige der nicht orientierten Probe der Probe Nr. 13 betrug 1,12 bis 1,19. Zusätzlich hat sich gemäß der Probe Nr. 36, da der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 0,35 betrug und die Anstiegsrate 1,09 betrug, herausgestellt, dass der elektromechanische Kopplungskoeffizient k31 verbessert wurde.
  • Wie oben beschrieben wurde, können, selbst wenn die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers in einem in etwa parallelen Zustand ist, in dem eine leichte Abweichung von etwa ±15° in Bezug auf die kurze Seitenrichtung erzeugt wird, verschiedene Typen von Keramik-Elektronikkomponenten, die jeweils einen verbesserten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k31 und vorteilhafte piezoelektrische Charakteristika aufweisen, erhalten werden.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Verschiedene Typen von Keramik-Elektronikkomponenten, die jeweils einen verbesserten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und vorteilhafte piezoelektrische Charakteristika aufweisen, können erhalten werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 11, 14, 17, 21, 25
    piezokeramischer Basiskörper
    2a, 2b
    externe Elektrode
    3, 4, 12, 15, 18a, 18b, 22a, 22b, 27a, 27b
    gegenüberliegende Fläche
    5a, 6a, 13a, 16a, 19a, 19b, 23a, 23b, 28a, 28b
    erste Seite
    5b, 6b, 13b, 16b, 20a, 20b, 24a, 24b, 29a, 29b
    zweite Seite
    26
    Innenelektrode
    31
    Keramikschlamm
    33
    Trägerfilm (Transportfilm)
    35
    Elektromagnet
    40a, 40b
    Elektromagnet

Claims (8)

  1. Eine piezokeramische Elektronikkomponente, die ein Verbundoxid mit einer Perowskit-Typ-Kristallstruktur als Hauptkomponente beinhaltet und die einen piezokeramischen Basiskörper mit zumindest einem Paar gegenüberliegender Flächen und ein Paar externer Elektroden, die an den Oberflächen der gegenüberliegenden Flächen gebildet sind, aufweist, wobei der piezokeramische Basiskörper eine vielflächige Form mit Formanisotropie aufweist, die Oberflächen, die die gegenüberliegenden Flächen bilden, jeweils zumindest eine erste Seite und parallel dazu eine zweite Seite aufweisen, zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite einer der Oberflächen, die die gegenüberliegenden Flächen bilden, eine Breitenabmessung der Oberfläche in einer Richtung orthogonal zu der ersten Seite und der zweiten Seite so gebildet ist, dass sie größer ist als eine Längenabmessung sowohl der ersten Seite als auch der zweiten Seite, die Kristallachse des piezokeramischen Basiskörpers {100}-orientiert in einer Richtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten Seite und der zweiten Seite ist, und das Maß an Orientierung durch ein Lotgering-Verfahren 0,4 oder mehr beträgt.
  2. Die piezokeramische Elektronikkomponente gemäß Anspruch 1, bei der die vielflächige Form des piezokeramischen Basiskörpers eine rechteckige Parallelepipedform ist.
  3. Die piezokeramische Elektronikkomponente gemäß Anspruch 1, bei der die gegenüberliegenden Flächen des piezokeramischen Basiskörpers jeweils zumindest mit einer Parallelogrammform gebildet sind.
  4. Die piezokeramische Elektronikkomponente gemäß Anspruch 1, bei der die gegenüberliegenden Flächen des piezokeramischen Basiskörpers jeweils zumindest mit einer Trapezform gebildet sind.
  5. Die piezokeramische Elektronikkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner einen Innenelektrode aufweist, die in dem piezokeramischen Basiskörper eingebettet ist.
  6. Die piezokeramische Elektronikkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Breitenabmessung 1,25-mal die Längenabmessung oder mehr beträgt.
  7. Ein Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen Rohmaterial-Pulver-Bildungsschritt eines Bildens eines Keramik-Rohmaterial-Pulvers, das ein Verbundoxid mit einer Perowskit-Typ-Kristallstruktur als Hauptkomponente beinhaltet; einen Schlammbildungsschritt eines Bildens eines Keramikschlamms durch Aufschlämmen des Keramik-Rohmaterial-Pulvers; einen Beschichtungsschritt eines Auftragens des Keramikschlamms auf einen Transportfilm; und einen Formkörperbildungsschritt eines Anlegens eines Magnetfelds in einer Richtung innerhalb der Ebene des Keramikschlamms unter Verwendung eines Hohlelektromagneten, der so angeordnet ist, dass eine Achsenrichtung desselben mit einer Transportrichtung des Transportfilms übereinstimmt, um einen Formkörper zu bilden, dem die Kristallorientierung verliehen wird.
  8. Ein Verfahren zum Herstellen einer piezokeramischen Elektronikkomponente, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen Rohmaterial-Pulver-Bildungsschritt eines Bildens eines Keramik-Rohmaterial-Pulvers, das ein Verbundoxid mit einer Perowskit-Typ-Kristallstruktur als Hauptkomponente beinhaltet; einen Schlammbildungsschritt eines Bildens eines Keramikschlamms durch Aufschlämmen des Keramik-Rohmaterial-Pulvers; einen Beschichtungsschritt eines Auftragens des Keramikschlamms auf einen Transportfilm; und einen Formkörperbildungsschritt eines Anlegens eines Magnetfelds in einer Richtung innerhalb der Ebene des Keramikschlamms unter Verwendung einer Mehrzahl von Hohlelektromagneten, die so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen und eine Transportrichtung des Transportfilms sandwichartig umgeben, um so einen Formkörper zu bilden, dem die Kristallorientierung verliehen wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD857020S1 (en) * 2016-05-25 2019-08-20 Tdk Corporation Piezoelectric element
JP1565481S (de) * 2016-05-25 2016-12-19
WO2017213108A1 (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 三井化学株式会社 圧電基材、圧電織物、圧電編物、圧電デバイス、力センサー、及びアクチュエータ
DE102019118198B3 (de) * 2019-07-05 2020-07-09 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Ultraschallaktuator und Motor mit einem solchen Ultraschallaktuator

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4147954B2 (ja) * 2002-03-25 2008-09-10 株式会社村田製作所 圧電素子の製造方法
JP4477830B2 (ja) * 2002-03-25 2010-06-09 太陽誘電株式会社 圧電セラミック部品の製造方法及び圧電セラミック部品
JP4926389B2 (ja) * 2004-06-17 2012-05-09 株式会社豊田中央研究所 結晶配向セラミックス、及びその製造方法
JP4541985B2 (ja) * 2004-10-29 2010-09-08 株式会社デンソー 多結晶体の製造方法
JP4658773B2 (ja) * 2004-10-29 2011-03-23 Ｊｆｅミネラル株式会社 圧電単結晶素子
US7402938B2 (en) * 2004-10-29 2008-07-22 Jfe Mineral Co., Ltd. Piezoelectric single crystal device
KR100956006B1 (ko) * 2006-01-12 2010-05-06 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 이방형상 세라믹입자 및 그 제조방법
JP5013269B2 (ja) * 2006-01-17 2012-08-29 株式会社村田製作所 共振アクチュエータ
JP5008925B2 (ja) * 2006-08-10 2012-08-22 株式会社村田製作所 配向性セラミックスの製造方法
JP5166048B2 (ja) 2008-01-21 2013-03-21 日本碍子株式会社 結晶配向セラミックス
JP5328007B2 (ja) 2007-03-30 2013-10-30 パナソニック株式会社 圧電体素子及びその製造方法
JP2010021512A (ja) 2008-01-30 2010-01-28 Ngk Insulators Ltd 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法
JP2010090021A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Murata Mfg Co Ltd ペロブスカイト構造化合物の焼結体の製造方法
JP2012054299A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Kyocera Corp 圧電電子部品
JP5864168B2 (ja) * 2010-12-28 2016-02-17 キヤノン株式会社 圧電材料、圧電素子、液体吐出ヘッド、超音波モータおよび塵埃除去装置

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