JP2001168408A - 積層型圧電素子およびその製造方法 - Google Patents
積層型圧電素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高湿度環境下でも圧電体層の絶縁抵抗が劣化
せず、耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧電アクチュエ
ータ素子などの積層型圧電素子を提供すること。 【解決手段】 圧電体層４と内部電極層６ａ，６ｂとが
交互に積層されている積層型圧電素子２であって、内部
電極層６ａ，６ｂが、Ａｕを必須成分として含有するこ
とを特徴とする。好ましくは、内部電極層６ａ，６ｂ中
に、Ｐｄ、ＰｔおよびＲｈのうちの少なくとも１種の元
素を含む。好ましくは、内部電極層６ａ，６ｂ中の金属
成分の全重量％を１００とした場合に、前記内部電極層
中のＡｕの含有量が、２０〜９０重量％である。好まし
くは、内部電極層６ａ，６ｂの厚みが１〜３μｍであ
る。
せず、耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧電アクチュエ
ータ素子などの積層型圧電素子を提供すること。 【解決手段】 圧電体層４と内部電極層６ａ，６ｂとが
交互に積層されている積層型圧電素子２であって、内部
電極層６ａ，６ｂが、Ａｕを必須成分として含有するこ
とを特徴とする。好ましくは、内部電極層６ａ，６ｂ中
に、Ｐｄ、ＰｔおよびＲｈのうちの少なくとも１種の元
素を含む。好ましくは、内部電極層６ａ，６ｂ中の金属
成分の全重量％を１００とした場合に、前記内部電極層
中のＡｕの含有量が、２０〜９０重量％である。好まし
くは、内部電極層６ａ，６ｂの厚みが１〜３μｍであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型圧電アクチ
ュエータ素子などの積層型圧電素子およびその製造方法
に係り、さらに詳しくは、耐湿性に優れた積層型圧電素
子およびその製造方法に関する。
ュエータ素子などの積層型圧電素子およびその製造方法
に係り、さらに詳しくは、耐湿性に優れた積層型圧電素
子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、工作機械、産業機械および計測機
械などの精密機械の高精度化に伴い、動作の信頼性が高
く、高速動作が可能な超精密位置決め技術の確立が強く
要望されている。また、マイクロマシン技術の進歩に伴
い、マイクロアクチュエータの開発が強く要望されてい
る。
械などの精密機械の高精度化に伴い、動作の信頼性が高
く、高速動作が可能な超精密位置決め技術の確立が強く
要望されている。また、マイクロマシン技術の進歩に伴
い、マイクロアクチュエータの開発が強く要望されてい
る。
【０００３】従来から、様々なマイクロアクチュエータ
が知られているが、以下の理由から、積層型圧電素子と
しての積層型圧電アクチュエータ素子が有望視されてい
る。すなわち、積層型圧電アクチュエータ素子は、小型
であり、微小変位の高精度制御が可能であり、応答速度
が速く、発生する力も大きく、エネルギー変換効率も高
い。
が知られているが、以下の理由から、積層型圧電素子と
しての積層型圧電アクチュエータ素子が有望視されてい
る。すなわち、積層型圧電アクチュエータ素子は、小型
であり、微小変位の高精度制御が可能であり、応答速度
が速く、発生する力も大きく、エネルギー変換効率も高
い。
【０００４】一般に、積層型圧電アクチュエータ素子
は、圧電体層と内部電極層とが交互に積層されている構
造を有する。従来、積層型圧電アクチュエータ素子にお
ける内部電極層は、特開平９−２６１９７８号公報にも
示すように、コストの安価な銀、もしくは銀とパラジウ
ムからなる合金で構成されることが一般的である。
は、圧電体層と内部電極層とが交互に積層されている構
造を有する。従来、積層型圧電アクチュエータ素子にお
ける内部電極層は、特開平９−２６１９７８号公報にも
示すように、コストの安価な銀、もしくは銀とパラジウ
ムからなる合金で構成されることが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の積層型アクチュエータ素子は、高湿度環境下
において、圧電体層の絶縁性が低下する傾向にあり、耐
久性の点で難点を有している。これは、高湿度環境下に
おいて、電極中の銀のマイグレーション（銀がイオン化
して電極間を移動すること）が発生しているためと考え
られる。積層型圧電アクチュエータ素子の用途などによ
っては、素子の側面から内部電極の端部が露出する構造
にせざるを得ない場合があり、そのような素子では、特
に耐湿性が要求される。
うな従来の積層型アクチュエータ素子は、高湿度環境下
において、圧電体層の絶縁性が低下する傾向にあり、耐
久性の点で難点を有している。これは、高湿度環境下に
おいて、電極中の銀のマイグレーション（銀がイオン化
して電極間を移動すること）が発生しているためと考え
られる。積層型圧電アクチュエータ素子の用途などによ
っては、素子の側面から内部電極の端部が露出する構造
にせざるを得ない場合があり、そのような素子では、特
に耐湿性が要求される。
【０００６】また、特許第２８２６０７８号公報には、
白金、パラジウム、ロジウム、銀−パラジウム、銀−白
金、白金−パラジウムで構成される内部電極層を有する
積層型圧電アクチュエータ素子について記載されてい
る。しかしながら、この公報に示すように、内部電極層
として、銀−パラジウム、銀−白金などの銀を主成分と
する金属を用いる場合には、前述した理由から、高湿度
環境下において、電極中の銀のマイグレーションが生じ
るおそれがあり好ましくない。また、この公報に示すよ
うに、内部電極層として、白金、パラジウム、ロジウム
単独またはこれらの合金を用いる場合には、素子の製造
過程において、焼結による圧電体層の収縮に比べ、電極
層の収縮が小さいことから、圧電体層と内部電極層とが
焼成時に剥がれるデラミネーションが生じる。このデラ
ミネーションにより、素子の耐湿信頼性が劣化する。
白金、パラジウム、ロジウム、銀−パラジウム、銀−白
金、白金−パラジウムで構成される内部電極層を有する
積層型圧電アクチュエータ素子について記載されてい
る。しかしながら、この公報に示すように、内部電極層
として、銀−パラジウム、銀−白金などの銀を主成分と
する金属を用いる場合には、前述した理由から、高湿度
環境下において、電極中の銀のマイグレーションが生じ
るおそれがあり好ましくない。また、この公報に示すよ
うに、内部電極層として、白金、パラジウム、ロジウム
単独またはこれらの合金を用いる場合には、素子の製造
過程において、焼結による圧電体層の収縮に比べ、電極
層の収縮が小さいことから、圧電体層と内部電極層とが
焼成時に剥がれるデラミネーションが生じる。このデラ
ミネーションにより、素子の耐湿信頼性が劣化する。
【０００７】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、高湿度環境下でも圧電体層の絶縁抵抗が劣化せず、
耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧電アクチュエータ素
子などの積層型圧電素子およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
れ、高湿度環境下でも圧電体層の絶縁抵抗が劣化せず、
耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧電アクチュエータ素
子などの積層型圧電素子およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る積層型圧電素子は、圧電体層と内部電
極層とが交互に積層されている積層型圧電素子であっ
て、前記内部電極層が、Ａｕを必須成分として含有する
ことを特徴とする。
に、本発明に係る積層型圧電素子は、圧電体層と内部電
極層とが交互に積層されている積層型圧電素子であっ
て、前記内部電極層が、Ａｕを必須成分として含有する
ことを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る積層型圧電素子の製造
方法は、圧電体層と内部電極層とが交互に積層されてい
る積層型圧電素子を製造する方法であって、前記内部電
極層中に、Ａｕを必須成分として含有させる工程と、前
記圧電体層および内部電極層を、好ましくは１０２０〜
１２２０℃、さらに好ましくは１０６０〜１２００℃の
温度で焼成する工程とを有する。
方法は、圧電体層と内部電極層とが交互に積層されてい
る積層型圧電素子を製造する方法であって、前記内部電
極層中に、Ａｕを必須成分として含有させる工程と、前
記圧電体層および内部電極層を、好ましくは１０２０〜
１２２０℃、さらに好ましくは１０６０〜１２００℃の
温度で焼成する工程とを有する。
【００１０】好ましくは、前記内部電極層中の金属成分
の全重量％を１００とした場合に、前記内部電極層中の
Ａｕの含有量が、好ましくは２０〜９０重量％、さらに
好ましくは６０〜９０重量％、特に好ましくは６０〜８
０重量％である。
の全重量％を１００とした場合に、前記内部電極層中の
Ａｕの含有量が、好ましくは２０〜９０重量％、さらに
好ましくは６０〜９０重量％、特に好ましくは６０〜８
０重量％である。
【００１１】前記内部電極層中に、Ａｕを必須成分とし
て、好ましくはＰｄ、ＰｔおよびＲｈのうちの少なくと
も１種の元素、さらに好ましくはＰｄおよびＰｔのうち
の少なくとも１種の元素、特に好ましくはＰｄを含む。
前記内部電極層中の金属成分の全重量％を１００とした
場合に、前記内部電極層中のＰｄ、ＰｔおよびＲｈ元素
の合計含有量は、好ましくは１０〜８０重量％、さらに
好ましくは１０〜４０重量％、特に好ましくは２０〜４
０重量％である。特に、Ｐｄの含有量は、好ましくは２
０〜４０重量％、さらに好ましくは２５〜３５重量％で
ある。
て、好ましくはＰｄ、ＰｔおよびＲｈのうちの少なくと
も１種の元素、さらに好ましくはＰｄおよびＰｔのうち
の少なくとも１種の元素、特に好ましくはＰｄを含む。
前記内部電極層中の金属成分の全重量％を１００とした
場合に、前記内部電極層中のＰｄ、ＰｔおよびＲｈ元素
の合計含有量は、好ましくは１０〜８０重量％、さらに
好ましくは１０〜４０重量％、特に好ましくは２０〜４
０重量％である。特に、Ｐｄの含有量は、好ましくは２
０〜４０重量％、さらに好ましくは２５〜３５重量％で
ある。
【００１２】好ましくは、前記内部電極層の厚みが１〜
３μｍである。
３μｍである。
【００１３】好ましくは、前記内部電極層が前記圧電体
層を実際に被覆する面積の被覆率が５０〜９９％、さら
に好ましくは７０〜９０％である。なお、被覆率とは、
内部電極層の表面に仮想の所定面積を仮定し、その所定
面積を１００％として、内部電極層が前記圧電体層を実
際に被覆する被覆面積を％で表した比率を言う。内部電
極層に孔などが形成されることがなければ、被覆率は、
１００％となる。
層を実際に被覆する面積の被覆率が５０〜９９％、さら
に好ましくは７０〜９０％である。なお、被覆率とは、
内部電極層の表面に仮想の所定面積を仮定し、その所定
面積を１００％として、内部電極層が前記圧電体層を実
際に被覆する被覆面積を％で表した比率を言う。内部電
極層に孔などが形成されることがなければ、被覆率は、
１００％となる。
【００１４】好ましくは、前記圧電体層が、鉛系圧電材
料で構成してある。
料で構成してある。
【００１５】好ましくは、前記鉛系圧電材料が、組成式
Ｐｂａ ［（β１，β２）ｘ Ｚｒ ｙ Ｔｉｚ ］ｂ
Ｏ３ で表される組成物を含み、ただし、β１は、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、ＭｎおよびＳｎから選ばれる少なくと
も１種の元素、β２は、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳ
ｂから選ばれる少なくとも１種の元素であり、前記組成
式中のｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂが、０＜ｘ＜０．５、
０．１≦ｙ≦０．５５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１、０．９７≦ａ／ｂ≦１の関係にある。
Ｐｂａ ［（β１，β２）ｘ Ｚｒ ｙ Ｔｉｚ ］ｂ
Ｏ３ で表される組成物を含み、ただし、β１は、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、ＭｎおよびＳｎから選ばれる少なくと
も１種の元素、β２は、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳ
ｂから選ばれる少なくとも１種の元素であり、前記組成
式中のｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂが、０＜ｘ＜０．５、
０．１≦ｙ≦０．５５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１、０．９７≦ａ／ｂ≦１の関係にある。
【００１６】あるいは、前記鉛系圧電材料が、組成式
（Ｐｂ１−ｕ αｕ ）ａ ［（β１，β２）ｘ Ｚｒ
ｙ Ｔｉｚ ］ｂ Ｏ３ で表される組成物を含み、た
だし、αは、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＬａから選ばれる
少なくとも１種の元素、β１は、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、Ｍｎ
およびＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素、β２は
Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから選ばれる少なくと
も１種の元素であり、前記組成式中のｘ、ｙ、ｚ、ａ、
ｂおよびｕが、０＜ｘ＜０．５、０．１≦ｙ≦０．５
５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．９７
≦ａ／ｂ≦１、０＜ｕ≦０．１５の関係にあることも好
ましい。
（Ｐｂ１−ｕ αｕ ）ａ ［（β１，β２）ｘ Ｚｒ
ｙ Ｔｉｚ ］ｂ Ｏ３ で表される組成物を含み、た
だし、αは、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＬａから選ばれる
少なくとも１種の元素、β１は、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、Ｍｎ
およびＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素、β２は
Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから選ばれる少なくと
も１種の元素であり、前記組成式中のｘ、ｙ、ｚ、ａ、
ｂおよびｕが、０＜ｘ＜０．５、０．１≦ｙ≦０．５
５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．９７
≦ａ／ｂ≦１、０＜ｕ≦０．１５の関係にあることも好
ましい。
【００１７】
【作用】内部電極層として、白金、パラジウム、ロジウ
ム単独またはこれらの合金を用いる場合には、素子の製
造過程において、焼結による圧電体層の収縮に比べ、電
極層の収縮が小さいことから、圧電体層と内部電極層と
が剥がれるデラミネーションが生じる。このデラミネー
ションにより、素子の耐湿信頼性が劣化する。低融点金
属と高融点金属とを混ぜることで、圧電体層と収縮挙動
を類似させ、デラミネーションを生じ難くすることも考
えられる。低融点金属としては、ＡｇまたはＣｕが考え
られる。しかしながら、これらの金属を含む内部電極層
では、高湿度環境下においてマイグレーションを生じ易
い。
ム単独またはこれらの合金を用いる場合には、素子の製
造過程において、焼結による圧電体層の収縮に比べ、電
極層の収縮が小さいことから、圧電体層と内部電極層と
が剥がれるデラミネーションが生じる。このデラミネー
ションにより、素子の耐湿信頼性が劣化する。低融点金
属と高融点金属とを混ぜることで、圧電体層と収縮挙動
を類似させ、デラミネーションを生じ難くすることも考
えられる。低融点金属としては、ＡｇまたはＣｕが考え
られる。しかしながら、これらの金属を含む内部電極層
では、高湿度環境下においてマイグレーションを生じ易
い。
【００１８】本発明に係る積層型圧電素子およびその製
造方法では、内部電極層として、Ａｕを必須とし、必要
に応じて、Ｐｄ、Ｐｔおよび／またはＲｈを含ませるこ
とで、圧電体層との密着性を良好に保持しつつ、耐湿性
を向上させることができる。
造方法では、内部電極層として、Ａｕを必須とし、必要
に応じて、Ｐｄ、Ｐｔおよび／またはＲｈを含ませるこ
とで、圧電体層との密着性を良好に保持しつつ、耐湿性
を向上させることができる。
【００１９】本発明において、内部電極層の厚みが薄す
ぎると、内部電極層が途切れやすい傾向にあり、厚みが
厚すぎると、焼結時における圧電体層と内部電極層との
収縮差により、デラミネーションが生じやすくなる傾向
にある。また、内部電極層の厚みが大きすぎると、アク
チュエータ素子の場合には、圧電体層の変位を阻害する
傾向にあるので好ましくないと共に、材料の無駄であ
り、製造コストの増大につながる。
ぎると、内部電極層が途切れやすい傾向にあり、厚みが
厚すぎると、焼結時における圧電体層と内部電極層との
収縮差により、デラミネーションが生じやすくなる傾向
にある。また、内部電極層の厚みが大きすぎると、アク
チュエータ素子の場合には、圧電体層の変位を阻害する
傾向にあるので好ましくないと共に、材料の無駄であ
り、製造コストの増大につながる。
【００２０】焼成後の内部電極層には、内部電極層を形
成するための金属ペースト中の溶剤が抜けた孔などの微
細孔が形成されることがある。このような微細孔などの
ために、内部電極層が圧電体層を実際に被覆する被覆面
積が、被覆予定の全面積に比べて小さくなることがあ
る。内部電極層の焼成が進むにつれて、微細孔が集まり
孔となり、被覆面積が低下する。また、内部電極層も高
温に晒されることで収縮し、そのことがさらにこの孔を
大きくする。
成するための金属ペースト中の溶剤が抜けた孔などの微
細孔が形成されることがある。このような微細孔などの
ために、内部電極層が圧電体層を実際に被覆する被覆面
積が、被覆予定の全面積に比べて小さくなることがあ
る。内部電極層の焼成が進むにつれて、微細孔が集まり
孔となり、被覆面積が低下する。また、内部電極層も高
温に晒されることで収縮し、そのことがさらにこの孔を
大きくする。
【００２１】本発明では、内部電極層が圧電体層を実際
に被覆する被覆面積（被覆率）を５０〜９９％、好まし
くは７０〜９０％に制御することで、アクチュエータ素
子として十分な変位を得ることができると共に、デラミ
ネーションを抑制することができる。被覆率が小さすぎ
ると、アクチュエータ素子として十分な変位を得ること
ができない傾向にあり、また、被覆率が大きすぎると、
デラミネーションが生じやすい傾向にある。
に被覆する被覆面積（被覆率）を５０〜９９％、好まし
くは７０〜９０％に制御することで、アクチュエータ素
子として十分な変位を得ることができると共に、デラミ
ネーションを抑制することができる。被覆率が小さすぎ
ると、アクチュエータ素子として十分な変位を得ること
ができない傾向にあり、また、被覆率が大きすぎると、
デラミネーションが生じやすい傾向にある。
【００２２】本発明において、圧電体層の材質として
は、特に限定されないが、特に、焼成温度が１０００〜
１２５０℃と比較的低温の前記鉛系圧電材料で構成する
ことが好ましい。このように構成することで、圧電体層
の焼成時の挙動が、Ａｕを必須成分として含有する内部
電極層の焼成時の挙動と類似することになり、デラミネ
ーションなどの発生も抑制できる。
は、特に限定されないが、特に、焼成温度が１０００〜
１２５０℃と比較的低温の前記鉛系圧電材料で構成する
ことが好ましい。このように構成することで、圧電体層
の焼成時の挙動が、Ａｕを必須成分として含有する内部
電極層の焼成時の挙動と類似することになり、デラミネ
ーションなどの発生も抑制できる。
【００２３】本発明において、焼成温度は、好ましくは
１０２０〜１２２０℃、さらに好ましくは１０６０〜１
２００℃である。この焼成温度が低すぎると、焼結不足
になる傾向にあり、高すぎると、電極の途切れ現象が生
じやすくなる傾向にあり、耐湿性が低下する傾向にあ
る。
１０２０〜１２２０℃、さらに好ましくは１０６０〜１
２００℃である。この焼成温度が低すぎると、焼結不足
になる傾向にあり、高すぎると、電極の途切れ現象が生
じやすくなる傾向にあり、耐湿性が低下する傾向にあ
る。
【００２４】本発明は、圧電体層と内部電極層とが交互
に積層されている積層型圧電素子の全てに対して適用す
ることができるが、積層型圧電アクチュエータ素子に適
用した場合に、特に効果が大きい。また、本発明は、素
子の表面に内部電極層の一部が露出している積層型圧電
素子に適用する場合に、特に効果が大きい。これらの場
合には、特に耐湿性に優れていることが要求されるから
である。
に積層されている積層型圧電素子の全てに対して適用す
ることができるが、積層型圧電アクチュエータ素子に適
用した場合に、特に効果が大きい。また、本発明は、素
子の表面に内部電極層の一部が露出している積層型圧電
素子に適用する場合に、特に効果が大きい。これらの場
合には、特に耐湿性に優れていることが要求されるから
である。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係
る積層型圧電アクチュエータ素子の斜視図である。
形態に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係
る積層型圧電アクチュエータ素子の斜視図である。
【００２６】図１に示すように、本実施形態に係る積層
型圧電アクチュエータ素子２は、たとえばインクジェッ
トプリンタ用ヘッドあるいはハードディスクドライブ用
ヘッドなどの位置決め用アクチュエータとして用いられ
るものである。このアクチュエータ素子２は、圧電体層
４と内部電極層６ａ，６ｂとが交互に積層されている構
造を持つ。
型圧電アクチュエータ素子２は、たとえばインクジェッ
トプリンタ用ヘッドあるいはハードディスクドライブ用
ヘッドなどの位置決め用アクチュエータとして用いられ
るものである。このアクチュエータ素子２は、圧電体層
４と内部電極層６ａ，６ｂとが交互に積層されている構
造を持つ。
【００２７】一方の内部電極層６ａは、素子２の一端に
具備してある外部電極８ａに接続してあり、他方の内部
電極層６ｂは、素子２の他端に具備してある外部電極８
ｂに接続してある。これらの内部電極層６ａおよび６ｂ
の側部は、素子２の側面から露出している。
具備してある外部電極８ａに接続してあり、他方の内部
電極層６ｂは、素子２の他端に具備してある外部電極８
ｂに接続してある。これらの内部電極層６ａおよび６ｂ
の側部は、素子２の側面から露出している。
【００２８】外部電極８ａおよび８ｂに直流電圧または
交流電圧を印加することで、内部電極層６ａおよび６ｂ
間に位置する圧電体層４に電圧が印加されて電気エネル
ギーが機械エネルギーに変換され、素子２は、電極の形
成面に対して水平または垂直のいずれかの方向に変位ま
たは振動することになる。
交流電圧を印加することで、内部電極層６ａおよび６ｂ
間に位置する圧電体層４に電圧が印加されて電気エネル
ギーが機械エネルギーに変換され、素子２は、電極の形
成面に対して水平または垂直のいずれかの方向に変位ま
たは振動することになる。
【００２９】本実施形態では、内部電極層６ａ，６ｂ
は、Ａｕを必須成分として含有し、Ｐｄ、ＰｔおよびＲ
ｈのうちの少なくとも１種の元素、好ましくはＰｄおよ
びＰｔのいずれか一種の元素、さらに好ましくはＰｄ元
素を含む。内部電極層６ａ，６ｂ中の金属成分の全重量
％を１００とした場合に、内部電極層６ａ，６ｂ中のＡ
ｕの含有量は、好ましくは２０〜９０重量％、さらに好
ましくは６０〜９０重量％、特に好ましくは６０〜８０
重量％である。
は、Ａｕを必須成分として含有し、Ｐｄ、ＰｔおよびＲ
ｈのうちの少なくとも１種の元素、好ましくはＰｄおよ
びＰｔのいずれか一種の元素、さらに好ましくはＰｄ元
素を含む。内部電極層６ａ，６ｂ中の金属成分の全重量
％を１００とした場合に、内部電極層６ａ，６ｂ中のＡ
ｕの含有量は、好ましくは２０〜９０重量％、さらに好
ましくは６０〜９０重量％、特に好ましくは６０〜８０
重量％である。
【００３０】圧電体層４は、特に限定されないが、本実
施形態では、Ａｕを含む内部電極層６ａ，６ｂと収縮挙
動が類似した鉛系圧電材料で構成してあることが好まし
い。
施形態では、Ａｕを含む内部電極層６ａ，６ｂと収縮挙
動が類似した鉛系圧電材料で構成してあることが好まし
い。
【００３１】好ましくは、鉛系圧電材料が、組成式Ｐｂ
ａ ［（β１，β２）ｘ ＺｒｙＴｉｚ ］ｂ Ｏ３
で表される組成物を含み、ただし、β１は、Ｚｎ、Ｃ
ｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌ
ｕ、Ｉｎ、ＭｎおよびＳｎから選ばれる少なくとも１種
の元素、β２は、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから
選ばれる少なくとも１種の元素であり、前記組成式中の
ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂが、０＜ｘ＜０．５、０．１≦
ｙ≦０．５５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
１、０．９７≦ａ／ｂ≦１の関係にある。
ａ ［（β１，β２）ｘ ＺｒｙＴｉｚ ］ｂ Ｏ３
で表される組成物を含み、ただし、β１は、Ｚｎ、Ｃ
ｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌ
ｕ、Ｉｎ、ＭｎおよびＳｎから選ばれる少なくとも１種
の元素、β２は、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから
選ばれる少なくとも１種の元素であり、前記組成式中の
ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂが、０＜ｘ＜０．５、０．１≦
ｙ≦０．５５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
１、０．９７≦ａ／ｂ≦１の関係にある。
【００３２】あるいは、前記鉛系圧電材料が、組成式
（Ｐｂ１−ｕ αｕ ）ａ ［（β１，β２）ｘ Ｚｒ
ｙ Ｔｉｚ ］ｂ Ｏ３ で表される組成物を含み、た
だし、αは、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＬａから選ばれる
少なくとも１種の元素、β１は、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、Ｍｎ
およびＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素、β２は
Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから選ばれる少なくと
も１種の元素であり、前記組成式中のｘ、ｙ、ｚ、ａ、
ｂおよびｕが、０＜ｘ＜０．５、０．１≦ｙ≦０．５
５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．９７
≦ａ／ｂ≦１、０＜ｕ≦０．１５の関係にあることも好
ましい。
（Ｐｂ１−ｕ αｕ ）ａ ［（β１，β２）ｘ Ｚｒ
ｙ Ｔｉｚ ］ｂ Ｏ３ で表される組成物を含み、た
だし、αは、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＬａから選ばれる
少なくとも１種の元素、β１は、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、Ｍｎ
およびＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素、β２は
Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから選ばれる少なくと
も１種の元素であり、前記組成式中のｘ、ｙ、ｚ、ａ、
ｂおよびｕが、０＜ｘ＜０．５、０．１≦ｙ≦０．５
５、０．２≦ｚ≦０．６０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．９７
≦ａ／ｂ≦１、０＜ｕ≦０．１５の関係にあることも好
ましい。
【００３３】上記組成式中のｘが０では、圧電特性が低
く、強度も小さくなる傾向にあり好ましくなく、ｘが
０．５以上となると、ペロブスカイト相の他に、パイロ
クロア相も観察され、圧電特性が低くなる傾向にあり好
ましくない。また、ｙが０．１より小さいと、圧電特性
が低くなる傾向にあり好ましくなく、ｙが０．５５を超
えると、同じく圧電特性が低くなる傾向にあり好ましく
ない。さらに、ｚが０．２より小さいと、またはｚが
０．６０を超えると、圧電特性が低くなる傾向にあり好
ましくない。
く、強度も小さくなる傾向にあり好ましくなく、ｘが
０．５以上となると、ペロブスカイト相の他に、パイロ
クロア相も観察され、圧電特性が低くなる傾向にあり好
ましくない。また、ｙが０．１より小さいと、圧電特性
が低くなる傾向にあり好ましくなく、ｙが０．５５を超
えると、同じく圧電特性が低くなる傾向にあり好ましく
ない。さらに、ｚが０．２より小さいと、またはｚが
０．６０を超えると、圧電特性が低くなる傾向にあり好
ましくない。
【００３４】また、上記組成式中のａおよびｂの比（ａ
／ｂ）が０．９７よりも小さいと、圧電特性が低くなる
傾向にあり好ましくなく、ａ／ｂが１を超えると、圧電
特性が低くなると共に、且つ強度も小さくなる傾向にあ
り好ましくない。さらに、ｕが０の場合には、圧電特性
が低くなる傾向にあり好ましくなく、ｕが０．１５を超
えると、圧電特性が低くなると共に、強度も小さくなる
傾向にあり好ましくない。
／ｂ）が０．９７よりも小さいと、圧電特性が低くなる
傾向にあり好ましくなく、ａ／ｂが１を超えると、圧電
特性が低くなると共に、且つ強度も小さくなる傾向にあ
り好ましくない。さらに、ｕが０の場合には、圧電特性
が低くなる傾向にあり好ましくなく、ｕが０．１５を超
えると、圧電特性が低くなると共に、強度も小さくなる
傾向にあり好ましくない。
【００３５】本実施形態において、内部電極層６ａ，６
ｂおよび圧電体層４の厚みは、特に限定されないが、内
部電極層６ａ，６ｂの厚みは、１〜３μｍであることが
好ましく、また、圧電体層４の厚みは、５〜５０μｍで
あることが好ましい。
ｂおよび圧電体層４の厚みは、特に限定されないが、内
部電極層６ａ，６ｂの厚みは、１〜３μｍであることが
好ましく、また、圧電体層４の厚みは、５〜５０μｍで
あることが好ましい。
【００３６】次に、図１に示す積層型圧電アクチュエー
タ素子２の製造方法について説明する。まず、圧電体層
用ペーストと内部電極層用ペーストとを準備する。圧電
体層用ペーストは、圧電体材料と有機ビヒクルとを混練
した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であって
もよい。
タ素子２の製造方法について説明する。まず、圧電体層
用ペーストと内部電極層用ペーストとを準備する。圧電
体層用ペーストは、圧電体材料と有機ビヒクルとを混練
した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であって
もよい。
【００３７】圧電体材料の出発原料としては、上記した
組成の圧電体材料を構成するための酸化物やその混合
物、複合酸化物を用いることができるが、その他、焼成
により上記した組成の圧電体材料となる各種化合物、例
えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金
属化合物等から適宜選択し、混合して用いることができ
る。出発原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記し
た圧電体組成物の組成となるように決定すればよい。出
発原料は、通常、平均粒径１．０〜５．０μｍ程度の粉
末として用いられる。出発原料は、ボールミルなどによ
り湿式混合された後、仮焼きされる。仮焼きは、８００
〜１１００℃の温度で１〜３時間程度行うことが好まし
い。この仮焼きは、大気中で行っても良く、また大気中
よりも酸素分圧が高い雰囲気または純酸素雰囲気で行っ
ても良い。
組成の圧電体材料を構成するための酸化物やその混合
物、複合酸化物を用いることができるが、その他、焼成
により上記した組成の圧電体材料となる各種化合物、例
えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金
属化合物等から適宜選択し、混合して用いることができ
る。出発原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記し
た圧電体組成物の組成となるように決定すればよい。出
発原料は、通常、平均粒径１．０〜５．０μｍ程度の粉
末として用いられる。出発原料は、ボールミルなどによ
り湿式混合された後、仮焼きされる。仮焼きは、８００
〜１１００℃の温度で１〜３時間程度行うことが好まし
い。この仮焼きは、大気中で行っても良く、また大気中
よりも酸素分圧が高い雰囲気または純酸素雰囲気で行っ
ても良い。
【００３８】これにより得られた仮焼き材料を、次にボ
ールミル等を用いて湿式粉砕する。このとき、スラリー
の溶媒として、水もしくはエタノールなどのアルコー
ル、または水とエタノールとの混合溶媒を用いることが
好ましい。湿式粉砕は、仮焼き材料の平均粒径が０．５
〜２．０μｍ程度となるまで行うことが好ましい。
ールミル等を用いて湿式粉砕する。このとき、スラリー
の溶媒として、水もしくはエタノールなどのアルコー
ル、または水とエタノールとの混合溶媒を用いることが
好ましい。湿式粉砕は、仮焼き材料の平均粒径が０．５
〜２．０μｍ程度となるまで行うことが好ましい。
【００３９】仮焼き後に湿式粉砕された粉末を誘電体原
料として、誘電体原料を有機ビヒクル中に分散させる。
有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したも
のである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定さ
れず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通
常の各種バインダから適宜選択すればよい。また、用い
る有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法など、
利用する方法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビ
トール、アセトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜
選択すればよい。
料として、誘電体原料を有機ビヒクル中に分散させる。
有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したも
のである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定さ
れず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通
常の各種バインダから適宜選択すればよい。また、用い
る有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法など、
利用する方法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビ
トール、アセトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜
選択すればよい。
【００４０】また、圧電体層用ペーストを水系の塗料と
する場合には、水溶性のバインダや分散剤などを水に溶
解させた水系ビヒクルと、圧電体原料とを混練すればよ
い。水系ビヒクルに用いる水溶性バインダは特に限定さ
れず、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水
溶性アクリル樹脂などを用いればよい。
する場合には、水溶性のバインダや分散剤などを水に溶
解させた水系ビヒクルと、圧電体原料とを混練すればよ
い。水系ビヒクルに用いる水溶性バインダは特に限定さ
れず、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水
溶性アクリル樹脂などを用いればよい。
【００４１】内部電極層用ペーストは、上記した各種金
属や合金からなる導電材、あるいは焼成後に上記した導
電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等
と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。
属や合金からなる導電材、あるいは焼成後に上記した導
電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等
と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。
【００４２】上記した各ペースト中の有機ビヒクルの含
有量に特に制限はなく、通常の含有量、例えば、バイン
ダは１〜５重量％程度、溶剤は１０〜５０重量％程度と
すればよい。また、各ペースト中には、必要に応じて各
種分散剤、可塑剤、圧電体、絶縁体等から選択される添
加物が含有されていてもよい。これらの総含有量は、１
０重量％以下とすることが好ましい。
有量に特に制限はなく、通常の含有量、例えば、バイン
ダは１〜５重量％程度、溶剤は１０〜５０重量％程度と
すればよい。また、各ペースト中には、必要に応じて各
種分散剤、可塑剤、圧電体、絶縁体等から選択される添
加物が含有されていてもよい。これらの総含有量は、１
０重量％以下とすることが好ましい。
【００４３】印刷法を用いる場合、圧電体層用ペースト
および内部電極層用ペーストを、ＰＥＴ等の基板上に積
層印刷し、所定形状に切断した後、基板から剥離してグ
リーンチップとする。
および内部電極層用ペーストを、ＰＥＴ等の基板上に積
層印刷し、所定形状に切断した後、基板から剥離してグ
リーンチップとする。
【００４４】また、シート法を用いる場合、圧電体層用
ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内
部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグ
リーンチップとする。
ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内
部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグ
リーンチップとする。
【００４５】焼成前に、グリーンチップに脱バインダ処
理を施す。脱バインダ処理は、通常の条件で行えばよい
が、３００〜７００℃の温度で０．５〜５時間程度行う
ことが好ましい。脱バインダー処理は、大気中で行って
も良く、また大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気または
純酸素雰囲気で行っても良い。
理を施す。脱バインダ処理は、通常の条件で行えばよい
が、３００〜７００℃の温度で０．５〜５時間程度行う
ことが好ましい。脱バインダー処理は、大気中で行って
も良く、また大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気または
純酸素雰囲気で行っても良い。
【００４６】脱バインダー処理を行った後、１０００〜
１２５０℃、好ましくは１０２０〜１２２０℃の温度
で、０．５〜５時間程度焼成する。焼成は、大気中で行
っても良く、また大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気ま
たは純酸素雰囲気で行っても良い。焼成後の内部電極層
６ａ，６ｂには、内部電極層６ａ，６ｂを形成するため
の金属ペースト中の溶剤が抜けた孔などの微細孔が形成
されることがある。このような微細孔などのために、内
部電極層６ａ，６ｂが圧電体層４を実際に被覆する被覆
面積が、被覆予定の全面積に比べて小さくなることがあ
る。本実施形態では、内部電極層６ａ，６ｂが圧電体層
４を実際に被覆する被覆面積（被覆率）を５０〜９９％
程度に制御する。具体的には、焼成温度、ペースト中の
金属種、各種酸化物（共材を含む）、有機金属化合物、
レジネートの種類や添加量などを調節することにより、
被覆率を制御する。
１２５０℃、好ましくは１０２０〜１２２０℃の温度
で、０．５〜５時間程度焼成する。焼成は、大気中で行
っても良く、また大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気ま
たは純酸素雰囲気で行っても良い。焼成後の内部電極層
６ａ，６ｂには、内部電極層６ａ，６ｂを形成するため
の金属ペースト中の溶剤が抜けた孔などの微細孔が形成
されることがある。このような微細孔などのために、内
部電極層６ａ，６ｂが圧電体層４を実際に被覆する被覆
面積が、被覆予定の全面積に比べて小さくなることがあ
る。本実施形態では、内部電極層６ａ，６ｂが圧電体層
４を実際に被覆する被覆面積（被覆率）を５０〜９９％
程度に制御する。具体的には、焼成温度、ペースト中の
金属種、各種酸化物（共材を含む）、有機金属化合物、
レジネートの種類や添加量などを調節することにより、
被覆率を制御する。
【００４７】上記範囲内に被覆率を制御することで、ア
クチュエータ素子として十分な変位を得ることができる
と共に、デラミネーションを抑制することができる。被
覆率が小さすぎると、アクチュエータ素子２として十分
な変位を得ることができない傾向にあり、また、被覆率
が大きすぎると、デラミネーションが生じやすい傾向に
ある。
クチュエータ素子として十分な変位を得ることができる
と共に、デラミネーションを抑制することができる。被
覆率が小さすぎると、アクチュエータ素子２として十分
な変位を得ることができない傾向にあり、また、被覆率
が大きすぎると、デラミネーションが生じやすい傾向に
ある。
【００４８】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。
【００４９】
【実施例】以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づ
き説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。
き説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。
【００５０】実施例１ 最終的な圧電体層の組成として、９９．４重量％の（Ｐ
ｂ０．９５７ Ｓｒ０ ．０４）（（Ｃｏ１／３ Ｎｂ
２／３ ）０．０１Ｔｉ０．４５８ Ｚ
ｒ０．５ ３２ ）Ｏ３ と０．６重量％のＷＯ３ とか
ら成る鉛系圧電材料となるように、出発原料として、Ｐ
ｂＯ，ＴｉＯ２ ，ＺｒＯ２ ，ＣｏＯ，Ｎｂ
２ Ｏ５，ＳｒＣＯ３ ，ＳｒＣＯ３ ，ＷＯ３ を、
所定量秤量した。その後、その出発原料を、ボールミル
により５時間湿式混合後、９００℃にて２時間仮焼成し
た。その後、ボールミルを用いて１５時間粉砕し、圧電
体材料とした。この圧電材料を、有機ビヒクル中に分散
させ、圧電体層用ペーストとし、ドクターブレード法に
よりシート化して、圧電体グリーンシートを得た。有機
ビヒクル中のバインダとしては、圧電体組成物を１００
重量％として、４８重量％のアクリル樹脂を用いた。ま
た、有機ビヒクル中の有機溶剤としては、圧電体組成物
を１００重量％として、４０重量％の塩化メチレン、２
０重量％の酢酸エチル、４重量％のアセトンを用いた。
また、シートの厚みは、２０μｍであった。
ｂ０．９５７ Ｓｒ０ ．０４）（（Ｃｏ１／３ Ｎｂ
２／３ ）０．０１Ｔｉ０．４５８ Ｚ
ｒ０．５ ３２ ）Ｏ３ と０．６重量％のＷＯ３ とか
ら成る鉛系圧電材料となるように、出発原料として、Ｐ
ｂＯ，ＴｉＯ２ ，ＺｒＯ２ ，ＣｏＯ，Ｎｂ
２ Ｏ５，ＳｒＣＯ３ ，ＳｒＣＯ３ ，ＷＯ３ を、
所定量秤量した。その後、その出発原料を、ボールミル
により５時間湿式混合後、９００℃にて２時間仮焼成し
た。その後、ボールミルを用いて１５時間粉砕し、圧電
体材料とした。この圧電材料を、有機ビヒクル中に分散
させ、圧電体層用ペーストとし、ドクターブレード法に
よりシート化して、圧電体グリーンシートを得た。有機
ビヒクル中のバインダとしては、圧電体組成物を１００
重量％として、４８重量％のアクリル樹脂を用いた。ま
た、有機ビヒクル中の有機溶剤としては、圧電体組成物
を１００重量％として、４０重量％の塩化メチレン、２
０重量％の酢酸エチル、４重量％のアセトンを用いた。
また、シートの厚みは、２０μｍであった。
【００５１】内部電極用ペーストは、下記の表１に示す
金属種の単体または合金、あるいは有機金属化合物また
はレジネートなどを、有機ビヒクル中に分散させ、３本
ロールにて混練して調整した。有機ビヒクル中のバイン
ダとしては、エチルセルロースを用いた。また、有機ビ
ヒクル中の有機溶剤としては、テルピネオールを用い
た。
金属種の単体または合金、あるいは有機金属化合物また
はレジネートなどを、有機ビヒクル中に分散させ、３本
ロールにて混練して調整した。有機ビヒクル中のバイン
ダとしては、エチルセルロースを用いた。また、有機ビ
ヒクル中の有機溶剤としては、テルピネオールを用い
た。
【００５２】圧電体グリーンシート上に、内部電極用ペ
ーストをスクリーン印刷法により塗布し、これらを積層
後、加圧し、その後、所定サイズに切断してグリーンチ
ップとした。内部電極用ペーストの塗布厚みは４．２μ
ｍであり、内部電極用ペーストが塗布された圧電体グリ
ーンシートの積層数は、９であった。
ーストをスクリーン印刷法により塗布し、これらを積層
後、加圧し、その後、所定サイズに切断してグリーンチ
ップとした。内部電極用ペーストの塗布厚みは４．２μ
ｍであり、内部電極用ペーストが塗布された圧電体グリ
ーンシートの積層数は、９であった。
【００５３】次に、このグリーンチップを、３５０℃お
よび３時間で脱バインダ処理し、その後１０６０℃およ
び２時間で焼成処理を行い、積層型圧電アクチュエータ
素子本体を得た。その後、素子本体に、サンドブラスト
により端面研磨処理を行い、内部電極の側端部を露出さ
せた後、外部電極用ペーストとして金ペーストを印刷
し、７００℃で焼き付けを行い、耐湿試験用試料とし
た。この実施例１に係る試料のサイズは、３．２×１．
６×０．６ｍｍであり、内部電極層の厚みは１．８μ
ｍ、圧電体層の厚みは１５μｍであった。また、内部電
極層中の金属種の重量比率は、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：
３：０であった。さらに、内部電極層の被覆率を測定し
たところ、７０％であった。被覆率は、５０μｍ×５０
μｍの範囲の電極部をＳＥＭにより写真に撮り、この範
囲を画像処理し、全面積に対して電極により実際に被覆
されている面積を％で表した。
よび３時間で脱バインダ処理し、その後１０６０℃およ
び２時間で焼成処理を行い、積層型圧電アクチュエータ
素子本体を得た。その後、素子本体に、サンドブラスト
により端面研磨処理を行い、内部電極の側端部を露出さ
せた後、外部電極用ペーストとして金ペーストを印刷
し、７００℃で焼き付けを行い、耐湿試験用試料とし
た。この実施例１に係る試料のサイズは、３．２×１．
６×０．６ｍｍであり、内部電極層の厚みは１．８μ
ｍ、圧電体層の厚みは１５μｍであった。また、内部電
極層中の金属種の重量比率は、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：
３：０であった。さらに、内部電極層の被覆率を測定し
たところ、７０％であった。被覆率は、５０μｍ×５０
μｍの範囲の電極部をＳＥＭにより写真に撮り、この範
囲を画像処理し、全面積に対して電極により実際に被覆
されている面積を％で表した。
【００５４】この実施例１に係る試料を、８５℃および
８５％ＲＨの高温多湿環境下において、２ｋＶ／ｍｍの
直流電圧を試料に印加し、絶縁抵抗（ＩＲ）信頼性試験
を行った。ＩＲが初期値に比較して、２桁落ちするまで
の時間を試料の寿命とした。１５０時間まで測定を行
い、１５０時間経ても、ＩＲが２桁落ちしない試料を良
品とし、２０個の試料について試験を行い、良品の割合
をパーセント表示し、この割合を、耐湿試験生存率とし
た。結果を表１に示す。表１に示すように、実施例１で
は、耐湿試験生存率が７０％であった。生存率が６０％
以上なので、総合判定は○であった。なお、総合判断で
は、生存率が９０％以上を◎とし、６０％以上を○と
し、それ以外を×とした。
８５％ＲＨの高温多湿環境下において、２ｋＶ／ｍｍの
直流電圧を試料に印加し、絶縁抵抗（ＩＲ）信頼性試験
を行った。ＩＲが初期値に比較して、２桁落ちするまで
の時間を試料の寿命とした。１５０時間まで測定を行
い、１５０時間経ても、ＩＲが２桁落ちしない試料を良
品とし、２０個の試料について試験を行い、良品の割合
をパーセント表示し、この割合を、耐湿試験生存率とし
た。結果を表１に示す。表１に示すように、実施例１で
は、耐湿試験生存率が７０％であった。生存率が６０％
以上なので、総合判定は○であった。なお、総合判断で
は、生存率が９０％以上を◎とし、６０％以上を○と
し、それ以外を×とした。
【００５５】
【表１】
【００５６】実施例２ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：７：０とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例１と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、７５％であり、生存率は６０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：７：０とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例１と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、７５％であり、生存率は６０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
【００５７】実施例３ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：８：０とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例１と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、８５％であり、生存率は６０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：８：０とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例１と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、８５％であり、生存率は６０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
【００５８】比較例１ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝０：１０：０とし、焼成温度を１１
４０℃とした以外は、実施例１と同様にして、被覆率お
よび耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１
に示すように、被覆率は、１００％であり、生存率は１
０％であった。生存率が５０％以下なので、総合判定は
×であった。また、得られた試料の断面を観察したとこ
ろ、内部電極層と圧電体層とのデラミネーションが観察
された。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝０：１０：０とし、焼成温度を１１
４０℃とした以外は、実施例１と同様にして、被覆率お
よび耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１
に示すように、被覆率は、１００％であり、生存率は１
０％であった。生存率が５０％以下なので、総合判定は
×であった。また、得られた試料の断面を観察したとこ
ろ、内部電極層と圧電体層とのデラミネーションが観察
された。
【００５９】また、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝０：１０：０の
電極では、電極内の添加物または焼成パターンなどを最
適化する必要があるため製造が困難であり、再現性に乏
しく、量産には不適である。また、Ｐｔを使用すること
で、製造コストが上昇すると共に、焼成温度も高くしな
ければならないなどのデメリットがある。
電極では、電極内の添加物または焼成パターンなどを最
適化する必要があるため製造が困難であり、再現性に乏
しく、量産には不適である。また、Ｐｔを使用すること
で、製造コストが上昇すると共に、焼成温度も高くしな
ければならないなどのデメリットがある。
【００６０】比較例２ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｇ：Ｐｄ＝７：３とし、内部電極層の厚みを２μｍと
し、焼成温度を１０６０℃とした以外は、実施例１と同
様にして、被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果
を表１に示す。表１に示すように、被覆率は、７０％で
あり、生存率は０％であった。生存率が５０％以下なの
で、総合判定は×であった。
Ａｇ：Ｐｄ＝７：３とし、内部電極層の厚みを２μｍと
し、焼成温度を１０６０℃とした以外は、実施例１と同
様にして、被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果
を表１に示す。表１に示すように、被覆率は、７０％で
あり、生存率は０％であった。生存率が５０％以下なの
で、総合判定は×であった。
【００６１】実施例４ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：３：０とし、最終的に得られる
圧電体層の組成を、９９．６重量％の（Ｐｂ０ ．９５Ｓ
ｒ０．０４）（（Ｚｎ１／３ Ｎｂ２／３ ）０．１
Ｔｉ０．４２Ｚｒ０．４８）Ｏ３ と０．４重量％のＴ
ａ２ Ｏ５ とから成る鉛系圧電材料とした以外は、実
施例１と同様にして、被覆率および耐湿試験生存率を求
めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被覆率
は、７０％であり、生存率は１００％であった。生存率
が９０％以上なので、総合判定は◎であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：３：０とし、最終的に得られる
圧電体層の組成を、９９．６重量％の（Ｐｂ０ ．９５Ｓ
ｒ０．０４）（（Ｚｎ１／３ Ｎｂ２／３ ）０．１
Ｔｉ０．４２Ｚｒ０．４８）Ｏ３ と０．４重量％のＴ
ａ２ Ｏ５ とから成る鉛系圧電材料とした以外は、実
施例１と同様にして、被覆率および耐湿試験生存率を求
めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被覆率
は、７０％であり、生存率は１００％であった。生存率
が９０％以上なので、総合判定は◎であった。
【００６２】実施例５ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：１．５：１．５とし、焼成温度
を１１００℃とした以外は、実施例４と同様にして、被
覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示
す。表１に示すように、被覆率は、８５％であり、生存
率は１００％であった。生存率が９０％以上なので、総
合判定は◎であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：１．５：１．５とし、焼成温度
を１１００℃とした以外は、実施例４と同様にして、被
覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示
す。表１に示すように、被覆率は、８５％であり、生存
率は１００％であった。生存率が９０％以上なので、総
合判定は◎であった。
【００６３】実施例６ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：０：３とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、９０％であり、生存率は１００％であった。生
存率が９０％以上なので、総合判定は◎であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：０：３とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、９０％であり、生存率は１００％であった。生
存率が９０％以上なので、総合判定は◎であった。
【００６４】実施例７ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：７：０とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、８０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：７：０とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、８０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
【００６５】実施例８ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：５：２とし、内部電極層の厚み
を２．０μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、９０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：５：２とし、内部電極層の厚み
を２．０μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、９０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
【００６６】実施例９ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：４：３とし、内部電極層の厚み
を２．０μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、９０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：４：３とし、内部電極層の厚み
を２．０μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、９０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
【００６７】実施例１０ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：８：０とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例４と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、８５％であり、生存率は８０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：８：０とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例４と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、８５％であり、生存率は８０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
【００６８】実施例１１ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：７：１とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、８５％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：７：１とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、８５％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
【００６９】実施例１２ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：６：２とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例４と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、９０％であり、生存率は８０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：６：２とし、焼成温度を１１０
０℃とした以外は、実施例４と同様にして、被覆率およ
び耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に
示すように、被覆率は、９０％であり、生存率は８０％
であった。生存率が６０％以上なので、総合判定は○で
あった。
【００７０】比較例３ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝０：１０：０とし、内部電極層の厚
みを２．０μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、１００％であり、生存率は２０％であった。生
存率が５０％以下なので、総合判定は×であった。ま
た、得られた試料の断面を観察したところ、内部電極層
と圧電体層とのデラミネーションが観察された。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝０：１０：０とし、内部電極層の厚
みを２．０μｍとし、焼成温度を１１００℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、１００％であり、生存率は２０％であった。生
存率が５０％以下なので、総合判定は×であった。ま
た、得られた試料の断面を観察したところ、内部電極層
と圧電体層とのデラミネーションが観察された。
【００７１】比較例４ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｇ：Ｐｄ＝７：３とし、内部電極層の厚みを２．０μ
ｍとした以外は、実施例４と同様にして、被覆率および
耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示
すように、被覆率は、７０％であり、生存率は１０％で
あった。生存率が５０％以下なので、総合判定は×であ
った。
Ａｇ：Ｐｄ＝７：３とし、内部電極層の厚みを２．０μ
ｍとした以外は、実施例４と同様にして、被覆率および
耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示
すように、被覆率は、７０％であり、生存率は１０％で
あった。生存率が５０％以下なので、総合判定は×であ
った。
【００７２】比較例５ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｇ：Ｐｄ＝３：７とし、内部電極層の厚みを２．１μ
ｍとした以外は、実施例４と同様にして、被覆率および
耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示
すように、被覆率は、８０％であり、生存率は１０％で
あった。生存率が５０％以下なので、総合判定は×であ
った。
Ａｇ：Ｐｄ＝３：７とし、内部電極層の厚みを２．１μ
ｍとした以外は、実施例４と同様にして、被覆率および
耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示
すように、被覆率は、８０％であり、生存率は１０％で
あった。生存率が５０％以下なので、総合判定は×であ
った。
【００７３】参考例１ 最終的に得られる内部電極層の厚みを０．８μｍとした
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、３０％であり、内部電極層の途切れが観
察され、耐湿試験は不可能であった。したがって、総合
判定は×であった。内部電極層の途切れは、内部電極層
の厚みが１μｍ未満であったためと考えられる。
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、３０％であり、内部電極層の途切れが観
察され、耐湿試験は不可能であった。したがって、総合
判定は×であった。内部電極層の途切れは、内部電極層
の厚みが１μｍ未満であったためと考えられる。
【００７４】実施例１３ 最終的に得られる内部電極層の厚みを１．３μｍとした
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、６０％であり、生存率は８０％であっ
た。生存率が６０％以上なので、総合判定は○であっ
た。
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、６０％であり、生存率は８０％であっ
た。生存率が６０％以上なので、総合判定は○であっ
た。
【００７５】実施例１４ 最終的に得られる内部電極層の厚みを２．８μｍとした
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、６５％であり、生存率は７０％であっ
た。生存率が６０％以上なので、総合判定は○であっ
た。
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、６５％であり、生存率は７０％であっ
た。生存率が６０％以上なので、総合判定は○であっ
た。
【００７６】参考例２ 最終的に得られる内部電極層の厚みを３．５μｍとした
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、６０％であり、生存率は２０％であっ
た。生存率が５０％以下なので、総合判定は×であっ
た。また、得られた試料の断面を観察したところ、内部
電極層と圧電体層とのデラミネーションが観察された。
内部電極層の厚みが３μｍよりも大きいためと考えられ
る。
以外は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験
生存率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、被覆率は、６０％であり、生存率は２０％であっ
た。生存率が５０％以下なので、総合判定は×であっ
た。また、得られた試料の断面を観察したところ、内部
電極層と圧電体層とのデラミネーションが観察された。
内部電極層の厚みが３μｍよりも大きいためと考えられ
る。
【００７７】参考例３ 焼成温度を１１８０℃とした以外は、実施例４と同様に
して、被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表
１に示す。表１に示すように、被覆率は、４０％であ
り、生存率は３０％であった。生存率が５０％以下なの
で、総合判定は×であった。焼成温度が高すぎたため
に、被覆率が５０％未満に低下したためと考えられる。
して、被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表
１に示す。表１に示すように、被覆率は、４０％であ
り、生存率は３０％であった。生存率が５０％以下なの
で、総合判定は×であった。焼成温度が高すぎたため
に、被覆率が５０％未満に低下したためと考えられる。
【００７８】実施例１５ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：７：０とし、最終的に得られる
圧電体層の組成を、（Ｐｂ０．９４Ｓｒ０．０ ４）
（（Ｍｇ１／３ Ｎｂ２／３ ）０．２６５ Ｔｉ
０．３９５ Ｚｒ０．３ ３５）Ｏ３ から成る鉛系圧電
材料とし、内部電極層の厚みを１．９μｍとし、焼成温
度を１１８０℃とした以外は、実施例１と同様にして、
被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示
す。表１に示すように、被覆率は、８０％であり、生存
率は７０％であった。生存率が６０％以上なので、総合
判定は○であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝３：７：０とし、最終的に得られる
圧電体層の組成を、（Ｐｂ０．９４Ｓｒ０．０ ４）
（（Ｍｇ１／３ Ｎｂ２／３ ）０．２６５ Ｔｉ
０．３９５ Ｚｒ０．３ ３５）Ｏ３ から成る鉛系圧電
材料とし、内部電極層の厚みを１．９μｍとし、焼成温
度を１１８０℃とした以外は、実施例１と同様にして、
被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示
す。表１に示すように、被覆率は、８０％であり、生存
率は７０％であった。生存率が６０％以上なので、総合
判定は○であった。
【００７９】実施例１６ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：８：０とし、内部電極層の厚み
を１．８μｍとした以外は、実施例１５と同様にして、
被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示
す。表１に示すように、被覆率は、８５％であり、生存
率は７０％であった。生存率が６０％以上なので、総合
判定は○であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝２：８：０とし、内部電極層の厚み
を１．８μｍとした以外は、実施例１５と同様にして、
被覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表１に示
す。表１に示すように、被覆率は、８５％であり、生存
率は７０％であった。生存率が６０％以上なので、総合
判定は○であった。
【００８０】実施例１７ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝８：２：０とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１０２０℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、６０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝８：２：０とし、内部電極層の厚み
を１．９μｍとし、焼成温度を１０２０℃とした以外
は、実施例４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、被
覆率は、６０％であり、生存率は８０％であった。生存
率が６０％以上なので、総合判定は○であった。
【００８１】実施例１８ 最終的に得られる内部電極層中の金属種の重量比率を、
Ａｕ：Ｒｈ＝７：３とし、内部電極層の厚みを２．０μ
ｍとし、焼成温度を１１００°Ｃとした以外は、実施例
４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存率を求め
た。結果を表１に示す。表１に示すように、被覆率は、
８０％であり、生存率は８０％であった。生存率が６０
％以上なので、総合判定は○であった。
Ａｕ：Ｒｈ＝７：３とし、内部電極層の厚みを２．０μ
ｍとし、焼成温度を１１００°Ｃとした以外は、実施例
４と同様にして、被覆率および耐湿試験生存率を求め
た。結果を表１に示す。表１に示すように、被覆率は、
８０％であり、生存率は８０％であった。生存率が６０
％以上なので、総合判定は○であった。
【００８２】実施例１９〜２３、参考例４および５ 表２に示すように、内部電極層の厚みを２．０μｍまた
は１．９μｍとし、焼成温度を１０００°Ｃ〜１２４０
℃と変化させた以外は、実施例６と同様にして、被覆率
および耐湿試験生存率を求めた。結果を表２に示す。表
２に示すように、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：０：３の場合
には、焼成温度が１０６０〜１２２０℃、好ましくは１
０６０〜１２００℃の時に、耐湿性が向上することが判
明した。
は１．９μｍとし、焼成温度を１０００°Ｃ〜１２４０
℃と変化させた以外は、実施例６と同様にして、被覆率
および耐湿試験生存率を求めた。結果を表２に示す。表
２に示すように、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝７：０：３の場合
には、焼成温度が１０６０〜１２２０℃、好ましくは１
０６０〜１２００℃の時に、耐湿性が向上することが判
明した。
【００８３】
【表２】
【００８４】参考例６および７ 表２に示すように、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝１０：０：０と
し、内部電極層の厚みを２．２μｍまたは２．１μｍと
し、焼成温度を１０００℃または１０６０℃とした以外
は、実施例６と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表２に示す。表２に示すように、内
部電極層中の金属成分をＡｕ１００％とした場合には、
焼成温度を低くしなければならないが、焼結不足または
電極の途切れが生じ、耐湿性が低下することが判明し
た。
し、内部電極層の厚みを２．２μｍまたは２．１μｍと
し、焼成温度を１０００℃または１０６０℃とした以外
は、実施例６と同様にして、被覆率および耐湿試験生存
率を求めた。結果を表２に示す。表２に示すように、内
部電極層中の金属成分をＡｕ１００％とした場合には、
焼成温度を低くしなければならないが、焼結不足または
電極の途切れが生じ、耐湿性が低下することが判明し
た。
【００８５】実施例２４〜２６、参考例８および９ 表２に示すように、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝９：０：１と
し、内部電極層の厚みを２．０μｍ、２．１μｍまたは
２．３μｍとし、焼成温度を１０００°Ｃ〜１１４０℃
と変化させた以外は、実施例６と同様にして、被覆率お
よび耐湿試験生存率を求めた。結果を表２に示す。表２
に示すように、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝９：０：１の場合に
は、焼成温度が１０２０〜１１００℃、好ましくは１０
２０〜１０６０℃の時に、耐湿性が向上することが判明
した。
し、内部電極層の厚みを２．０μｍ、２．１μｍまたは
２．３μｍとし、焼成温度を１０００°Ｃ〜１１４０℃
と変化させた以外は、実施例６と同様にして、被覆率お
よび耐湿試験生存率を求めた。結果を表２に示す。表２
に示すように、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄ＝９：０：１の場合に
は、焼成温度が１０２０〜１１００℃、好ましくは１０
２０〜１０６０℃の時に、耐湿性が向上することが判明
した。
【００８６】実施例２７〜３０および比較例６ 表２に示すように、Ａｕ：Ｐｔ：Ｐｄの比を変化させ、
内部電極層の厚みを１．８μｍ、１．９μｍまたは２．
０μｍとし、焼成温度を１１００°Ｃ、１１４０℃およ
び１１８０℃とした以外は、実施例６と同様にして、被
覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表２に示
す。
内部電極層の厚みを１．８μｍ、１．９μｍまたは２．
０μｍとし、焼成温度を１１００°Ｃ、１１４０℃およ
び１１８０℃とした以外は、実施例６と同様にして、被
覆率および耐湿試験生存率を求めた。結果を表２に示
す。
【００８７】考察 比較例１〜６に比較し、本実施例１〜３０によれば、耐
湿試験生存率が向上し、高湿度環境下でも圧電体層の絶
縁抵抗が劣化せず、耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧
電アクチュエータ素子を実現できることが確認できた。
湿試験生存率が向上し、高湿度環境下でも圧電体層の絶
縁抵抗が劣化せず、耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧
電アクチュエータ素子を実現できることが確認できた。
【００８８】また、参考例１および２と、実施例１３お
よび１４とを比較することで、内部電極層の厚みが１〜
３μｍである場合に、本発明の効果が向上することが確
認できた。
よび１４とを比較することで、内部電極層の厚みが１〜
３μｍである場合に、本発明の効果が向上することが確
認できた。
【００８９】さらに、比較例３および参考例３と、実施
例４〜１４とを比較することで、被覆率が５０〜９９％
である場合に、本発明の効果が向上することが確認でき
た。
例４〜１４とを比較することで、被覆率が５０〜９９％
である場合に、本発明の効果が向上することが確認でき
た。
【００９０】さらにまた、参考例７および比較例６と、
実施例２６〜３０とを比較することで、内部電極層中の
Ａｕの含有量が、好ましくは２０〜９０重量％、さらに
好ましくは６０〜９０重量％、特に好ましくは６０〜８
０重量％の場合に、耐湿性が特に向上することが確認で
きた。
実施例２６〜３０とを比較することで、内部電極層中の
Ａｕの含有量が、好ましくは２０〜９０重量％、さらに
好ましくは６０〜９０重量％、特に好ましくは６０〜８
０重量％の場合に、耐湿性が特に向上することが確認で
きた。
【００９１】また、実施例１９〜２６を参照すること
で、焼成温度は、好ましくは１０２０〜１２２０℃、さ
らに好ましくは１０６０〜１２００℃であることが確認
できた。
で、焼成温度は、好ましくは１０２０〜１２２０℃、さ
らに好ましくは１０６０〜１２００℃であることが確認
できた。
【００９２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高湿度環境下でも圧電体層の絶縁抵抗が劣化せず、
耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧電アクチュエータ素
子などの積層型圧電素子を提供することができる。
ば、高湿度環境下でも圧電体層の絶縁抵抗が劣化せず、
耐湿性に優れ、高信頼性の積層型圧電アクチュエータ素
子などの積層型圧電素子を提供することができる。
【図１】 図１は本発明の一実施形態に係る積層型圧電
アクチュエータ素子の斜視図である。
アクチュエータ素子の斜視図である。
２… 積層型圧電アクチュエータ素子 ４… 圧電体層 ６ａ，６ｂ… 内部電極層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G030 AA07 AA11 AA15 AA16 AA17 AA20 AA22 AA24 AA25 AA27 AA28 AA29 AA32 AA33 AA34 AA39 AA40 BA10 GA27
Claims (17)
- 【請求項１】 圧電体層と内部電極層とが交互に積層さ
れている積層型圧電素子であって、 前記内部電極層が、Ａｕを必須成分として含有すること
を特徴とする積層型圧電素子。 - 【請求項２】 前記内部電極層中の金属成分の全重量％
を１００とした場合に、前記内部電極層中のＡｕの含有
量が、２０〜９０重量％である請求項１に記載の積層型
圧電素子。 - 【請求項３】 前記内部電極層中の金属成分の全重量％
を１００とした場合に、前記内部電極層中のＡｕの含有
量が、６０〜８０重量％である請求項１に記載の積層型
圧電素子。 - 【請求項４】 前記内部電極層中に、Ｐｄ、Ｐｔおよび
Ｒｈのうちの少なくとも１種の元素を含む請求項１〜３
のいずれかに記載の積層型圧電素子。 - 【請求項５】 前記内部電極層中に、ＰｄおよびＰｔの
うちの少なくとも１種の元素を含む請求項１〜３のいず
れかに記載の積層型圧電素子。 - 【請求項６】 前記内部電極層中に、Ｐｄ元素を含む請
求項１〜３のいずれかに記載の積層型圧電素子。 - 【請求項７】 前記内部電極層中の金属成分の全重量％
を１００とした場合に、前記内部電極層中のＰｄの含有
量が、２０〜４０重量％である請求項６に記載の積層型
圧電素子。 - 【請求項８】 前記内部電極層の厚みが１〜３μｍであ
る請求項１〜７のいずれかに記載の積層型圧電素子。 - 【請求項９】 前記内部電極層が前記圧電体層を実際に
被覆する面積の被覆率が５０〜９９％である請求項１〜
８のいずれかに記載の積層型圧電素子。 - 【請求項１０】 前記圧電体層が、鉛系圧電材料で構成
してある請求項１〜９のいずれかに記載の積層型圧電素
子。 - 【請求項１１】 前記鉛系圧電材料が、組成式Ｐｂａ
［（β１，β２）ｘ Ｚｒｙ Ｔｉｚ ］ｂ Ｏ３ で表
される組成物を含み、 ただし、β１は、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、ＭｎおよびＳｎか
ら選ばれる少なくとも１種の元素、β２は、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから選ばれる少なくとも１種の
元素であり、 前記組成式中のｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂが、 ０＜ｘ＜０．５、 ０．１≦ｙ≦０．５５、 ０．２≦ｚ≦０．６０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、 ０．９７≦ａ／ｂ≦１ の関係にある請求項１０に記載の積層型圧電素子。 - 【請求項１２】 前記鉛系圧電材料が、組成式（Ｐｂ
１−ｕ αｕ ）ａ［（β１，β２）ｘ Ｚｒｙ Ｔｉ
ｚ ］ｂ Ｏ３ で表される組成物を含み、 ただし、αは、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＬａから選ばれ
る少なくとも１種の元素、β１は、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｉｎ、Ｍ
ｎおよびＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素、β２
はＮｂ、Ｔａ、Ｗ、ＴｅおよびＳｂから選ばれる少なく
とも１種の元素であり、 前記組成式中のｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂおよびｕが、 ０＜ｘ＜０．５、 ０．１≦ｙ≦０．５５、 ０．２≦ｚ≦０．６０、 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、 ０．９７≦ａ／ｂ≦１、 ０＜ｕ≦０．１５ の関係にある請求項１０に記載の積層型圧電素子。 - 【請求項１３】 圧電体層と内部電極層とが交互に積層
されている積層型圧電素子を製造する方法であって、 前記内部電極層中に、Ａｕを必須成分として含有させる
工程と、 前記圧電体層および内部電極層を、１０２０〜１２２０
℃の温度で焼成する工程とを有する積層型圧電素子の製
造方法。 - 【請求項１４】 前記内部電極層中の金属成分の全重量
％を１００とした場合に、前記内部電極層中に、含有量
が２０〜９０重量％となるように、Ａｕを含有させる請
求項１３に記載の積層型圧電素子の製造方法。 - 【請求項１５】 前記内部電極層中の金属成分の全重量
％を１００とした場合に、前記内部電極層中に、含有量
が６０〜８０重量％となるように、Ａｕを含有させる請
求項１３に記載の積層型圧電素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記内部電極層中に、Ｐｄ、Ｐｔおよ
びＲｈのうちの少なくとも１種の元素を含ませる請求項
１３〜１５のいずれかに記載の積層型圧電素子の製造方
法。 - 【請求項１７】 前記内部電極層中の金属成分の全重量
％を１００とした場合に、前記内部電極層中に、含有量
が２０〜４０重量％となるように、Ｐｄを含有させる請
求項１６に記載の積層型圧電素子の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190654A JP3397753B2 (ja) | 1999-09-30 | 2000-06-26 | 積層型圧電素子およびその製造方法 |
| US09/671,351 US6384517B1 (en) | 1999-09-30 | 2000-09-27 | Multilayer piezoelectric device and method of producing same |
| SG200005588A SG98427A1 (en) | 1999-09-30 | 2000-09-28 | Multilayer piezoelectric device and method of producing same |
| CNB001370138A CN1188916C (zh) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | 多层压电器件及其制造方法 |
| HK02101936.3A HK1040568B (zh) | 1999-09-30 | 2002-03-13 | 多層壓電器件及其製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-280016 | 1999-09-30 | ||
| JP28001699 | 1999-09-30 | ||
| JP2000190654A JP3397753B2 (ja) | 1999-09-30 | 2000-06-26 | 積層型圧電素子およびその製造方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2001168408A true JP2001168408A (ja) | 2001-06-22 |
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ID=26553578
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JP3397753B2 (ja) |
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Cited By (7)
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