JP2001196656A - Manufacturing method for laminated piezoelectric material and manufacture product - Google Patents

Manufacturing method for laminated piezoelectric material and manufacture product

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JP2001196656A JP2000007904A JP2000007904A JP2001196656A JP 2001196656 A JP2001196656 A JP 2001196656A JP 2000007904 A JP2000007904 A JP 2000007904A JP 2000007904 A JP2000007904 A JP 2000007904A JP 2001196656 A JP2001196656 A JP 2001196656A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a laminated piezoelectric body excellent in reliability by forming a uniform glass insulation layer with suppressed defects in a side where the end of an internal electrode layer of a laminated piezoelectric material is exposed, and to provide its manufactured product. SOLUTION: This is a method for manufacturing a laminated piezoelectric material 1 to form an insulation by electrodepositing fine particles consisting of a glass insulation material on a part where an internal electrode layer 3 by electrophoresis to a laminated piezoelectric material having an interlaminated structure of a plurality of piezoelectric ceramic layers 2 and internal electrode layers 3 with exposed end faces of the internal electrode layers 3, wherein a glass insulating layer 4 consisting of a glass insulating material is so constituted as to be uniform on only the exposed part of the said internal electrode layer 3, or on both exposed part of the said internal electrode layer 3 and the surface of the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3, 3 by combining the said electrophoresis and a heat treating at a predetermined temperature.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、積層型圧電体の製
造方法に関し、特に、積層型圧電体の信頼性を高めた積
層型圧電体の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer piezoelectric body, and more particularly to a method for manufacturing a multilayer piezoelectric body with improved reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、薄型の圧電アクチュエータとし
て、積層型圧電体が多用されている。この積層型圧電体
は、一般に、板状の圧電セラミックス層と電圧を印加す
るための膜状の内部電極層とが交互に複数積層され、こ
の内部電極層の端面の所定位置に外部電極が設けられた
構造を有する。
2. Description of the Related Art At present, laminated piezoelectric bodies are frequently used as thin piezoelectric actuators. In general, the laminated piezoelectric body is formed by alternately laminating a plurality of plate-like piezoelectric ceramic layers and film-like internal electrode layers for applying a voltage, and external electrodes are provided at predetermined positions on end faces of the internal electrode layers. Having a given structure.

【0003】前記積層型圧電体が小型であったり、形状
が複雑な場合には、積層型圧電体の側面に内部電極層の
端面が露出した部分が存在することがある。このように
前記端面に水分が浸透しうる状態で内部電極層に電圧を
印加し積層型圧電体を駆動させると、内部電極層を構成
する金属等がイオン化し電極間を電界に応じて移動す
る、いわゆるマイグレーション現象が誘起される。な
お、内部電極層としてはコスト等の制約により、一般
に、銀を主成分とする合金、例えば、銀(Ag)−パラ
ジウム(Pd)合金が採用されている。しかしながら、
Agを含む合金からなる内部電極層においては、マイグ
レーションが生じ易く、甚だしい場合には、互いに対向
する内部電極層の間にAg等からなる金属の架橋が形成
される。その結果、金属の架橋によって、対向する内部
電極層の間に電気的ショートが生じる場合があり、信頼
性が損なわれるおそれがある。
When the laminated piezoelectric body is small or has a complicated shape, there may be a portion where the end face of the internal electrode layer is exposed on the side surface of the laminated piezoelectric body. As described above, when a voltage is applied to the internal electrode layer and the multilayer piezoelectric body is driven in a state where moisture can permeate the end face, the metal or the like constituting the internal electrode layer is ionized and moves between the electrodes according to the electric field. That is, a so-called migration phenomenon is induced. In addition, an alloy containing silver as a main component, for example, a silver (Ag) -palladium (Pd) alloy is generally used for the internal electrode layer due to cost and other restrictions. However,
In an internal electrode layer made of an alloy containing Ag, migration is likely to occur, and in extreme cases, a metal bridge made of Ag or the like is formed between the internal electrode layers facing each other. As a result, cross-linking of the metal may cause an electrical short between the internal electrode layers facing each other, which may impair reliability.

【0004】このようなマイグレーションは、特に、高
温・高湿度、高電界下で促進される。そこで以下のよう
な諸方策により、前記積層型圧電体の耐湿性向上が図ら
れてきた。 (1)前記積層型圧電体の外面を、樹脂フィルムまたは
ガラス絶縁層からなる絶縁材でコーティングする方法。
[0004] Such migration is particularly promoted under high temperature, high humidity and high electric field. Therefore, the following measures have been taken to improve the moisture resistance of the multilayer piezoelectric body. (1) A method of coating the outer surface of the laminated piezoelectric body with an insulating material made of a resin film or a glass insulating layer.

【0005】(2)前記積層型圧電体の外面を、シリカ
(SiO2 )からなる絶縁材でコーティングする方法。
例えば、特開昭61−15382号公報では、内部電極
層の露出部に、シリカからなる絶縁膜を減圧CVD法に
よって均一に形成し、内部電極層の露出部をシリカ膜で
コーティングする技術が開示されている。
(2) A method of coating the outer surface of the laminated piezoelectric body with an insulating material made of silica (SiO 2 ).
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-15382 discloses a technique in which an insulating film made of silica is uniformly formed on an exposed portion of an internal electrode layer by a low-pressure CVD method, and the exposed portion of the internal electrode layer is coated with a silica film. Have been.

【0006】(3)前記積層型圧電体の外面にガラス絶
縁層を乾式または湿式の転写法によって形成する方法。
例えば、特開平7−7193号公報では、乾式転写紙、
または、湿式転写紙にガラス絶縁材ペーストを形成しは
く離した後、積層型圧電体の4つの側面にこのガラス絶
縁材ペーストを貼り付け加熱してガラス絶縁材をコーテ
ィングする技術が開示されている。
(3) A method of forming a glass insulating layer on the outer surface of the laminated piezoelectric body by a dry or wet transfer method.
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7193, dry transfer paper,
Alternatively, there is disclosed a technique in which a glass insulating material paste is formed on a wet transfer paper and then separated, and then the glass insulating material paste is attached to four side surfaces of the laminated piezoelectric body and heated to coat the glass insulating material.

【0007】(4)前記積層型圧電体の内部電極層が側
面に露出した部分のみに、無機材料、または、高分子材
料からなる絶縁体を選択的にコーティングする方法。例
えば、特開平7−176802号公報では、電気泳動法
により、圧電セラミックス等の無機物、または、ポリイ
ミド等の高分子の絶縁体からなる粒子を、前記積層型圧
電体の内部電極層が露出した部分のみに選択的に固着さ
せコーティングする技術が開示されている。
(4) A method of selectively coating an insulator made of an inorganic material or a polymer material only on a portion where the internal electrode layer of the laminated piezoelectric body is exposed on the side surface. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176802, particles made of an inorganic substance such as piezoelectric ceramics or a polymer insulator such as polyimide are exposed by electrophoresis to a portion where the internal electrode layer of the laminated piezoelectric body is exposed. There is disclosed a technique of selectively fixing and coating only on the surface.

【0008】(5)前記積層型圧電体に孔部が設けられ
た構造を有するものにおいて、その孔部に充填材を充填
し、その内面に内部電極層の端面が露出している部分を
コーティングした構造。例えば、特開平10−1366
65号公報では、前記積層型圧電体に孔部が設けられた
構造を有するものにおいて、その孔部にシリコーン樹脂
やウレタン樹脂等の柔軟性充填材が充填された構造が開
示されており、孔部の内部電極層の端面が露出している
部分がコーティングされていることによって耐湿性を向
上させる効果も付与されている。
(5) In the above-mentioned laminated piezoelectric body having a structure in which a hole is provided, a filler is filled in the hole, and a portion of the inner surface where the end face of the internal electrode layer is exposed is coated. Structure. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-1366
No. 65 discloses a structure in which a hole is provided in the laminated piezoelectric body, in which the hole is filled with a flexible filler such as a silicone resin or a urethane resin. By coating the portion of the portion where the end face of the internal electrode layer is exposed, the effect of improving the moisture resistance is also provided.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た方策によっても、以下の点で、積層型圧電体の信頼性
向上にはなお充分とは言い難い。前記(1)の方策によ
れば、前記積層型圧電体の外面を樹脂フィルムでコーテ
ィングした場合、耐湿性付与の効果が小さく信頼性の点
で問題が残る。また、通常の方法で前記積層型圧電体の
外面をガラス絶縁層でコーティングした場合、耐湿性は
向上するが、前記積層型を駆動させた際、ガラス絶縁層
と圧電セラミックスとの弾性率が大きく異なる場合に
は、ガラス絶縁層が圧電セラミックスの変位を阻害する
おそれがある。
However, even with the above-mentioned measures, it is difficult to say that it is still sufficient to improve the reliability of the laminated piezoelectric material in the following points. According to the measure (1), when the outer surface of the multilayer piezoelectric body is coated with a resin film, the effect of imparting moisture resistance is small, and a problem remains in reliability. Further, when the outer surface of the laminated piezoelectric body is coated with a glass insulating layer by a normal method, moisture resistance is improved, but when the laminated type is driven, the elastic modulus between the glass insulating layer and the piezoelectric ceramic is large. If different, the glass insulating layer may hinder the displacement of the piezoelectric ceramic.

【0010】前記(2)の方策によれば、耐湿性は向上
するが、前記積層型圧電体を駆動させシリカ膜に引張応
力が繰返し作用した場合に、シリカ膜にクラックが発生
し易くなる。シリカ膜にクラックが発生すると内部電極
層の端面が再び露出して信頼性が損なわれるという問題
が内包される。
According to the measure (2), the moisture resistance is improved, but when the laminated piezoelectric body is driven and tensile stress is repeatedly applied to the silica film, cracks are easily generated in the silica film. When a crack occurs in the silica film, the end face of the internal electrode layer is exposed again, which impairs reliability.

【0011】また、前記シリカ膜を所定の膜厚に形成さ
せるには、比較的長い処理時間を要するため、コストア
ップの要因となるという問題もある。
Also, forming the silica film to a predetermined thickness requires a relatively long processing time, which causes a problem of an increase in cost.

【0012】前記(3)の方策によれば、前記積層型圧
電体の外面をガラス絶縁層でコーティングすることによ
って耐湿性が向上し高湿度下で使用する場合に不良発生
率が低下するが、前記(1)と同様にガラス絶縁層と圧
電セラミックスとの弾性率が大きく異なる場合には、ガ
ラス絶縁層が圧電セラミックスの変位を阻害するおそれ
がある。
According to the above-mentioned measure (3), the outer surface of the laminated piezoelectric body is coated with a glass insulating layer to improve moisture resistance and reduce the rate of occurrence of defects when used under high humidity. If the elastic modulus of the glass insulating layer is significantly different from that of the piezoelectric ceramic as in (1), the glass insulating layer may hinder the displacement of the piezoelectric ceramic.

【0013】前記(4)の方策によれば、耐湿性が向上
し、更に、内部電極層が露出している部分のみに選択的
に絶縁体がコーティングされるため、前記積層型圧電体
を駆動させ、無機物のコーティング層に引張応力が繰返
し作用した場合でも、クラックの発生を抑止することが
可能となる。したがって、信頼性を大きく向上させるこ
とができる。また、電気泳動法によれば,前記(2)の
方策に比べ絶縁体のコーティング時間も短くなりコスト
アップをより低く抑えることが可能となる。
According to the above-mentioned measure (4), the moisture resistance is improved, and further, only the portion where the internal electrode layer is exposed is selectively coated with an insulator, so that the multilayer piezoelectric body is driven. This makes it possible to suppress the occurrence of cracks even when tensile stress repeatedly acts on the inorganic coating layer. Therefore, the reliability can be greatly improved. In addition, according to the electrophoresis method, the coating time of the insulator is shortened as compared with the method (2), and the increase in cost can be suppressed.

【0014】しかしながら、絶縁体が内部電極層が露出
している部分のみに形成されているため、絶縁体が形成
されていない部分、例えば、内部電極層間の圧電セラミ
ックス層の耐湿性が充分ではなく、特に、圧電セラミッ
クス層に微細な気孔が存在する場合には信頼性が損なわ
れる危険性がある。
However, since the insulator is formed only in the portion where the internal electrode layer is exposed, the moisture resistance of the portion where the insulator is not formed, for example, the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers is not sufficient. In particular, when fine pores exist in the piezoelectric ceramic layer, there is a risk that the reliability may be impaired.

【0015】前記(5)の方策によれば、孔部で露出し
ている部分の耐湿性は向上するが、外面に内部電極層が
露出している部分については、別途コーティング層を設
けることが必要となる。
According to the above-mentioned measure (5), the moisture resistance of the portion exposed in the hole is improved, but a coating layer is separately provided on the portion where the internal electrode layer is exposed on the outer surface. Required.

【0016】したがって、本発明は、前記積層型圧電体
の内部電極層の端面が露出している側面部分に欠陥を抑
えた均一なガラス絶縁層を形成し、信頼性に優れた積層
型圧電体を製造する方法およびその製造物を提供するこ
とを目的とする。
Therefore, the present invention provides a multilayer piezoelectric body having excellent reliability by forming a uniform glass insulating layer with suppressed defects on the side face where the end face of the internal electrode layer of the multilayer piezoelectric body is exposed. And a product thereof.

【0017】なお、ここで「ガラス絶縁層」とは、非晶
質の無機化合物からなり、水分の浸透を防止するように
欠陥を充分に抑えたコーティング層のことをいう。
Here, the "glass insulating layer" refers to a coating layer made of an amorphous inorganic compound and having defects sufficiently suppressed so as to prevent penetration of moisture.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために、以下のように構成することで前記目
的を達成できることを見出し、本発明を創作するに至っ
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that, in order to solve the above-mentioned problems, the above-mentioned object can be achieved by configuring as follows, and have led to the creation of the present invention.

【0019】本発明の第1の態様は、圧電セラミックス
層と内部電極層とを交互に複数積層させ、かつ、その内
部電極層の端面が露出した構造を有する積層型圧電体の
製造方法において、前記積層型圧電体の内部電極層が露
出した側面に、電気泳動法によりガラス絶縁材からなる
微粒子を電着させ、その後、所定の温度で熱処理して積
層型圧電体の表面にガラス絶縁材からなるガラス絶縁層
を、前記内部電極層の露出部分のみ、または、内部電極
層の露出部分および内部電極層間の圧電セラミックス層
の表面の両方に形成する構成とした。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a laminated piezoelectric body having a structure in which a plurality of piezoelectric ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated and an end surface of the internal electrode layer is exposed. On the side surface of the laminated piezoelectric body where the internal electrode layer is exposed, fine particles made of a glass insulating material are electrodeposited by an electrophoresis method, and then heat-treated at a predetermined temperature to form a surface of the laminated piezoelectric body from the glass insulating material. The glass insulating layer is formed only on the exposed portion of the internal electrode layer or on both the exposed portion of the internal electrode layer and the surface of the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers.

【0020】本発明の第2の態様は、前記第1の態様に
おいて、前記ガラス絶縁層の厚みが、0.3〜10μm
であることが好ましい。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the thickness of the glass insulating layer is 0.3 to 10 μm.
It is preferred that

【0021】本発明の第3の態様は、前記第1または第
2の態様において、前記ガラス微粒子およびガラス絶縁
層の熱処理温度が積層型圧電体の焼成温度よりも低く、
ガラス成分が単一成分系、または、前記ガラス成分が複
数からなる混合成分系、または、前記単一成分系のガラ
スマトリックス中に圧電セラミックスを分散させた成分
系、あるいは、前記混合成分系のガラスマトリックス中
に圧電セラミックスを分散させた成分系の中から選ばれ
た1つで構成されることが望ましい。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the heat treatment temperature of the glass fine particles and the glass insulating layer is lower than the firing temperature of the laminated piezoelectric material.
The glass component is a single component system, or a mixed component system comprising a plurality of the glass components, or a component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the single component glass matrix, or the mixed component system glass It is desirable to be composed of one selected from component systems in which piezoelectric ceramics are dispersed in a matrix.

【0022】なお、このようなガラス絶縁材の軟化点
は、500〜900℃であることが好ましい。
The softening point of such a glass insulating material is preferably 500 to 900 ° C.

【0023】本発明の第4の態様は、前記第3の態様に
おいて、ガラス絶縁層に圧電セラミックスが含まれる場
合に、その圧電セラミックスが前記積層型圧電体を構成
する圧電セラミックスと同一であると都合がよい。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, when the glass insulating layer contains piezoelectric ceramics, the piezoelectric ceramics are the same as the piezoelectric ceramics constituting the laminated piezoelectric body. convenient.

【0024】本発明の第5の態様は、前記第1の態様ま
たは第3の態様のいずれかにおいて、前記ガラス微粒子
およびガラス絶縁層が、PbOを10〜80質量%、S
iO 2 を10〜80質量%、Al2 3 を0〜50質量
%、積層型圧電体本体の圧電セラミックスと同一のもの
を0〜50質量%、を含むように構成してもよい。
The fifth aspect of the present invention is the same as the first aspect.
Or the glass fine particles according to any of the third aspects,
And the glass insulating layer contains 10 to 80% by mass of PbO,
iO TwoFrom 10 to 80% by mass, AlTwoOThree0 to 50 mass
%, The same as the piezoelectric ceramics of the multilayer piezoelectric body
From 0 to 50% by mass.

【0025】本発明の第6の態様は、前記第1〜第5の
態様の積層型圧電体が、圧電アクチュエータ用であって
もよい。
According to a sixth aspect of the present invention, the laminated piezoelectric body according to the first to fifth aspects may be used for a piezoelectric actuator.

【0026】本発明の第7の態様は、前記第1の態様〜
第5の態様によって製造された積層型圧電体として構成
した。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method according to the first aspect.
This was configured as a laminated piezoelectric body manufactured according to the fifth aspect.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら、具体的に説明する。図1は本発明に係
る積層型圧電体1の構成を示す模式的斜視図であり、図
2(a)は図1のA−A線断面図であり、同図(b)は
図1のB−B線断面図である。図1、図2(a)・
(b)に示すように、積層型圧電体1は、圧電セラミッ
クス層2と、圧電セラミックス層2に電界を印加するた
めの内部電極層3と、内部電極層3の端面が露出してい
る部分と内部電極層3、3間の圧電セラミックス層2と
を外界から絶縁するためのガラス絶縁層4と、内部電極
層3に電圧投入するための図略の外部電極とから構成さ
れ、側面で内部電極層3の端面が一層おきに圧電セラミ
ックス層2の外部に露出した構造となっている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a laminated piezoelectric element 1 according to the present invention, FIG. 2 (a) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. It is BB sectional drawing. 1 and 2 (a)
As shown in (b), the laminated piezoelectric body 1 has a piezoelectric ceramic layer 2, an internal electrode layer 3 for applying an electric field to the piezoelectric ceramic layer 2, and a portion where an end face of the internal electrode layer 3 is exposed. And a glass insulating layer 4 for insulating the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3 from the outside, and an external electrode (not shown) for applying a voltage to the internal electrode layer 3. The electrode layer 3 has such a structure that every other end face is exposed to the outside of the piezoelectric ceramic layer 2.

【0028】図3は本発明に係る積層型圧電体1を製造
する工程のフローを示す図であり、図4は図3の主要部
を示した模式図である。図3に示すように、まず、圧電
セラミックスの原料微粒子を秤量し、これを水中、Zr
2 ボールで混合し(S1)乾燥した後、仮焼成を行う
(S2)。次に、これを水中でZrO2 ボールを用いて
粉砕し(S3)、乾燥後、これに有機溶剤、および樹脂
成分を混練してペースト化する(S4)。その後、この
ペーストをPETフィルム上に塗布してシート状に成形
し、グリーンシートを形成する(S5)。
FIG. 3 is a view showing a flow of a process for manufacturing the laminated piezoelectric body 1 according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic view showing a main part of FIG. As shown in FIG. 3, first, the raw material fine particles of the piezoelectric ceramic are weighed and
After mixing with an O 2 ball (S1) and drying, pre-firing is performed (S2). Next, this is pulverized in water using a ZrO 2 ball (S3), dried, and kneaded with an organic solvent and a resin component to form a paste (S4). Then, this paste is applied on a PET film and formed into a sheet to form a green sheet (S5).

【0029】このような圧電セラミックスを含むグリー
ンシート上に、AgおよびPdを主成分とする導体ペー
ストを用い、印刷法等によって所定のパターンに内部電
極層3を形成した(S6)後、所定の形状に加工し所定
層数に積層(S7〜S9)したグリーンシート積層体を
作製する(S10)。このグリーンシート積層体に脱バ
インダ処理(S11)と焼成(S12)とを施した後、
加工を施し(S13)所定形状の成形体7を作製する。
この成形体7は、例えば図4に示すように、内部電極層
3が側面に露出した構造となっている。そして、この成
形体7に外部電極5、5が形成された(S14〜S1
5)後、電気泳動法によって、内部電極層3が露出した
端面に所定のガラス微粒子を電着させ(S16)、乾燥
(S17)、熱処理(S18)を施し、積層型圧電体1
が作製される(S19)。
On the green sheet containing such piezoelectric ceramics, the internal electrode layer 3 is formed in a predetermined pattern by a printing method or the like using a conductive paste containing Ag and Pd as main components (S6). A green sheet laminate is formed (S10), which is processed into a shape and laminated in a predetermined number of layers (S7 to S9). After performing a binder removal treatment (S11) and firing (S12) on the green sheet laminate,
Processing is performed (S13) to form a molded body 7 having a predetermined shape.
This molded body 7 has a structure in which the internal electrode layer 3 is exposed on the side surface, as shown in FIG. 4, for example. Then, the external electrodes 5 and 5 were formed on the molded body 7.
5) Then, predetermined glass particles are electrodeposited on the exposed end surface of the internal electrode layer 3 by electrophoresis (S16), dried (S17), and heat-treated (S18), and the laminated piezoelectric body 1 is formed.
Is produced (S19).

【0030】〔ガラス絶縁層〕図1、図2(a)・
(b)に示すように、本発明に係る積層型圧電体1に形
成されるガラス絶縁層4は、内部電極層3の端面が圧電
セラミックス層2の外部に露出した部分のみ、または、
内部電極層3の端面が圧電セラミックス層2の外部に露
出した部分と内部電極層3、3の間の圧電セラミックス
層の表面との両方に形成されることによって積層型圧電
体1の耐湿性を向上させるとともに、積層型圧電体1の
駆動時の変位の阻害を充分に低く抑えて信頼性を高める
ものである。
[Glass insulating layer] FIGS. 1 and 2 (a)
As shown in (b), the glass insulating layer 4 formed on the multilayer piezoelectric body 1 according to the present invention has only a portion where the end face of the internal electrode layer 3 is exposed to the outside of the piezoelectric ceramic layer 2, or
The end surface of the internal electrode layer 3 is formed on both the portion of the piezoelectric ceramic layer 2 exposed to the outside and the surface of the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers 3, 3, thereby improving the moisture resistance of the multilayer piezoelectric body 1. In addition to improving the reliability, the inhibition of displacement during driving of the multilayer piezoelectric body 1 is sufficiently suppressed to enhance reliability.

【0031】(ガラス絶縁層の形成方法)このようなガ
ラス絶縁層4の形成方法は、以下の事項を要件とする。 (A)少なくとも、内部電極層3が圧電セラミックス層
2の外部に露出した部分にガラス絶縁層4を形成できる
こと。 (B)所定の厚みに均一に、制御性よく形成でき、更に
厚みの精度に優れたガラス絶縁層4を形成できること。 (C)ガラス絶縁層4を形成する速度が、生産性を阻害
しない程度に充分に速いこと。
(Method of Forming Glass Insulating Layer) The method of forming such a glass insulating layer 4 requires the following items. (A) The glass insulating layer 4 can be formed at least in a portion where the internal electrode layer 3 is exposed to the outside of the piezoelectric ceramic layer 2. (B) The glass insulating layer 4 can be formed uniformly at a predetermined thickness with good controllability, and further excellent in thickness accuracy. (C) The speed at which the glass insulating layer 4 is formed is sufficiently fast so as not to hinder productivity.

【0032】このような要件を満たすガラス絶縁層4の
形成方法として、電気泳動法と熱処理とを組み合わせた
方法が挙げられる。以下に、電気泳動法を用いたガラス
絶縁層4の形成方法について、図5、図6を用いて説明
する。
As a method for forming the glass insulating layer 4 that satisfies such requirements, there is a method combining electrophoresis and heat treatment. Hereinafter, a method for forming the glass insulating layer 4 using the electrophoresis method will be described with reference to FIGS.

【0033】(電気泳動法)本発明に用いられる電気泳
動法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法
を用いることができる。この電気泳動法は、図5に一例
を示すように、まず、所定のガラス微粒子10を分散さ
せた懸濁液11中に、内部電極層3の露出部分に電気泳
動法用の外部電極5、5が設けられた成形体7と、対向
電極6とを浸漬する。この外部電極5、5と対向電極6
とは、電気的に接続されている。次に、対向電極6と外
部電極5、5との間に備えられている電源から所定の電
圧を印加する。このようにすると前記懸濁液11中に分
散しているガラス微粒子10を電界に沿って内部電極層
3が露出している部分に向けて移動させ、内部電極層3
が露出している端面に選択的にガラス微粒子10を電着
させたガラス電着成形体8を形成することができる。
(Electrophoresis Method) The electrophoresis method used in the present invention is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. In this electrophoresis method, as shown in FIG. 5, an external electrode 5 for electrophoresis is first placed on an exposed portion of the internal electrode layer 3 in a suspension 11 in which predetermined glass particles 10 are dispersed. The molded body 7 provided with 5 and the counter electrode 6 are immersed. The external electrodes 5, 5 and the counter electrode 6
And are electrically connected. Next, a predetermined voltage is applied from a power supply provided between the counter electrode 6 and the external electrodes 5 and 5. In this way, the glass particles 10 dispersed in the suspension 11 are moved along the electric field toward the portion where the internal electrode layer 3 is exposed, and
The glass electrodeposited molded body 8 in which the glass fine particles 10 are selectively electrodeposited on the exposed end face can be formed.

【0034】その後、前記ガラス電着成形体8を大気中
で、所定の温度で熱処理し、均一なガラス絶縁層4を形
成する。このとき、前記熱処理の温度を前記ガラス微粒
子10の軟化点以上、かつ積層型圧電体の焼成温度以下
の温度に設定し、ガラス微粒子10を軟化させ適度に流
動させることによって、欠陥を充分に抑えた均一なガラ
ス絶縁層4を形成することができる。その際、軟化した
ガラス微粒子10の流動範囲を抑えるように比較的低い
温度、または、比較的短い時間で熱処理を行うようにす
れば、例えば、図6(b)の(b−1)に示すように、
ガラス絶縁層4を内部電極層3が露出した部分の近傍の
みに均一に形成させることが可能である。
Thereafter, the glass electrodeposition molded body 8 is heat-treated at a predetermined temperature in the air to form a uniform glass insulating layer 4. At this time, the temperature of the heat treatment is set to a temperature equal to or higher than the softening point of the glass microparticles 10 and equal to or lower than the firing temperature of the laminated piezoelectric material, and the defects are sufficiently suppressed by softening the glass microparticles 10 and appropriately flowing the same. Thus, a uniform glass insulating layer 4 can be formed. At this time, if the heat treatment is performed at a relatively low temperature or for a relatively short time so as to suppress the flow range of the softened glass fine particles 10, for example, as shown in (b-1) of FIG. like,
It is possible to form the glass insulating layer 4 uniformly only near the portion where the internal electrode layer 3 is exposed.

【0035】一方、前記熱処理の温度を前記ガラス微粒
子10の軟化点以上の温度に設定し、軟化したガラス微
粒子10の流動範囲を適度に拡大させるように比較的高
い温度、または、比較的長い時間で熱処理を行うように
すれば、例えば、図6(b)の(b−2)に示すよう
に、ガラス絶縁層4を内部電極層3が露出した部分およ
び内部電極層3、3間の圧電セラミックス層2表面の両
方に形成することができる。
On the other hand, the temperature of the heat treatment is set to a temperature equal to or higher than the softening point of the glass fine particles 10, and a relatively high temperature or a relatively long time is set so as to appropriately expand the flow range of the softened glass fine particles 10. If the heat treatment is performed in the step (b), for example, as shown in (b-2) of FIG. It can be formed on both surfaces of the ceramic layer 2.

【0036】そして、前記したように内部電極層3およ
び内部電極層3、3間の圧電セラミックス層2の両方に
ガラス絶縁層4を形成した場合、圧電セラミックス層2
の表面に微細な気孔が存在するときには、その気孔内部
に軟化したガラス微粒子10が侵入することで気孔内部
にもガラス絶縁層4を充填させることができるため、圧
電セラミックス層2表面から積層型圧電体1の内部への
水分の浸透を防止することができる。
When the glass insulating layer 4 is formed on both the internal electrode layer 3 and the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 as described above, the piezoelectric ceramic layer 2
When fine pores are present on the surface of the piezoelectric ceramic layer 2, since the softened glass particles 10 enter the pores, the pores can be filled with the glass insulating layer 4 as well. It is possible to prevent moisture from penetrating into the body 1.

【0037】このように、電気泳動法によって、成形体
7の内部電極層3が露出した部分にガラス微粒子10を
電着させた後、ガラス微粒子10の軟化点以上、かつ積
層型圧電体の焼成温度以下で前記した所定の時間熱処理
することにより、内部電極層3が露出した部分のみ、ま
たは、内部電極層3が露出した部分および内部電極層
3、3間の圧電セラミックス層2の両方のいずれかの形
態でガラス絶縁層4を形成させることができる。このよ
うにして、成形体7の性状や、積層型圧電体1の要求特
性に合わせてガラス絶縁層4を形成できるため、性能と
コストとを好ましい調和点で満足させることができる。
As described above, the glass particles 10 are electrodeposited by electrophoresis on the portion where the internal electrode layer 3 of the molded body 7 is exposed. By performing the heat treatment at a temperature equal to or lower than the above-described predetermined time, either the portion where the internal electrode layer 3 is exposed, or both the portion where the internal electrode layer 3 is exposed and the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3 are formed. The glass insulating layer 4 can be formed in such a form. In this manner, since the glass insulating layer 4 can be formed according to the properties of the molded body 7 and the required characteristics of the laminated piezoelectric body 1, performance and cost can be satisfied at a favorable harmony point.

【0038】(電気泳動法によるガラス微粒子の電着)
図6(a)は電気泳動法によってガラス微粒子10が、
成形体7に電着する過程を模式的に示すものであり、同
図(b)は同図(a)のようにガラス微粒子10が成形
体7に電着して形成された層が熱処理によってガラス絶
縁層が形成された状態を模式的に示す図である。
(Electrodeposition of Glass Fine Particles by Electrophoresis)
FIG. 6A shows that the glass microparticles 10 are formed by electrophoresis.
FIG. 3B schematically shows a process of electrodepositing the compact 7 on the molded body 7. FIG. 2B shows a layer formed by electrodepositing the glass particles 10 on the compact 7 as shown in FIG. It is a figure which shows the state in which the glass insulating layer was formed typically.

【0039】図6(a)に示すように、電気泳動法にお
いては、まず、ガラス微粒子10等の電着物が、対向電
極6から外部電極5に向かう電界に沿って移動して内部
電極層3の露出部分等に到達し、図略の初期核を形成す
る。その後、この初期核が成長し、例えば半径rを有す
る略半球形の島状の層Nに成長する。そして、この島状
の層Nの半径rが次第に大きくなり、近傍にある島状の
層N同士が接触すると合体し、やがて比較的平坦な層
(図略)を形成していくことが知られている。
As shown in FIG. 6A, in the electrophoresis method, first, an electrodeposit such as glass fine particles 10 moves along the electric field from the counter electrode 6 to the external electrode 5 and moves to the internal electrode layer 3. To form an initial nucleus (not shown). Thereafter, the initial nucleus grows, for example, into a substantially hemispherical island-shaped layer N having a radius r. It is known that the radius r of the island-shaped layers N gradually increases, and when the adjacent island-shaped layers N come into contact with each other, they are united to form a relatively flat layer (not shown). ing.

【0040】なお、このような電気泳動法によって形成
された島状の層N、もしくは比較的平坦な層等からなる
層状の構造を、ここでは「ガラス電着層」という。
The layered structure composed of the island-like layer N formed by such an electrophoresis method or a relatively flat layer is referred to herein as a “glass electrodeposition layer”.

【0041】本発明においては、図6(a)に示すよう
にして、成形体7に電気泳動法を施し、ガラス電着層
に、所定の温度で熱処理を施すことによって、欠陥を充
分に抑えたガラス絶縁層4を均一の厚みに効率的に形成
させるものである。
In the present invention, as shown in FIG. 6 (a), the molded body 7 is subjected to an electrophoresis method, and the glass electrodeposition layer is subjected to a heat treatment at a predetermined temperature to sufficiently suppress defects. The glass insulating layer 4 is formed to have a uniform thickness efficiently.

【0042】このようなガラス電着層に熱処理を施すこ
とにより、ガラス微粒子10が溶融され均一な非晶質状
のガラス絶縁層4が形成される。このように形成される
ガラス絶縁層4の形状は、前記熱処理の温度と時間を適
宜に設定することで、以下のようにして2つのタイプの
うちのいずれかとすることができる。すなわち、前記熱
処理の温度を比較的低く設定するか、あるいは、時間を
比較的短く設定すれば、図6(b)の(b−1)に示す
ように内部電極層3が露出した部分の近傍のみにガラス
電着層4を形成することができ、また、前記熱処理の温
度を比較的高く設定するか、あるいは、時間を比較的長
く設定すれば、同図(b)の(b−2)に示すように内
部電極層3の露出部分と内部電極層3、3間の圧電セラ
ミックス層2の両方にガラス電着層4を形成することが
できる。以上説明したように、前記熱処理を適宜に条件
設定することにより、ガラス絶縁層4の形状を、積層型
圧電体1に要求される品質、または特性に適合させるこ
とができる。
By subjecting such a glass electrodeposition layer to heat treatment, the glass fine particles 10 are melted to form a uniform amorphous glass insulating layer 4. The shape of the glass insulating layer 4 thus formed can be one of the following two types by appropriately setting the temperature and time of the heat treatment. That is, if the temperature of the heat treatment is set to be relatively low or the time is set to be relatively short, the vicinity of the portion where the internal electrode layer 3 is exposed as shown in (b-1) of FIG. Only when the glass electrodeposition layer 4 can be formed, and when the temperature of the heat treatment is set relatively high or the time is set relatively long, (b-2) in FIG. As shown in (1), the glass electrodeposition layer 4 can be formed on both the exposed portion of the internal electrode layer 3 and the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3. As described above, by appropriately setting the conditions of the heat treatment, the shape of the glass insulating layer 4 can be adapted to the quality or characteristics required for the laminated piezoelectric body 1.

【0043】なお、本発明において、ガラス電着層4
は、内部電極層3の露出部分と内部電極層3、3間の圧
電セラミックス層2の表面以外に、最上部の内部電極層
3の上面の圧電セラミックス表面および最下部の内部電
極層3の下面の圧電セラミックス表面の両方、あるいは
いずれか一方の少なくとも一部に形成されていてもよ
い。
In the present invention, the glass electrodeposition layer 4
Are the piezoelectric ceramic surface on the upper surface of the uppermost internal electrode layer 3 and the lower surface of the lowermost internal electrode layer 3, in addition to the exposed portion of the internal electrode layer 3 and the surface of the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3. May be formed on both or at least a part of either of the piezoelectric ceramic surfaces.

【0044】(ガラス絶縁層を形成するための熱処理温
度)本発明に係るガラス絶縁層4を形成するための熱処
理温度の要件として、その熱処理温度が圧電セラミック
ス層2、および内部電極層3に悪影響を及ぼさない範囲
で、かつ、電着したガラス微粒子を軟化させ均一な層に
形成できることが挙げられる。圧電セラミックス層2が
PZT{Pb(Zr,Ti)O3 }系のセラミックス材
料、内部電極層3が前記したAg−Pd合金で構成され
る場合には、前記ガラス電着層からガラス絶縁層4を形
成するための熱処理温度として、積層型圧電体の焼成温
度よりも低い1000℃以下が望ましい。
(Heat Treatment Temperature for Forming Glass Insulating Layer) As a requirement for the heat treatment temperature for forming the glass insulating layer 4 according to the present invention, the heat treatment temperature has an adverse effect on the piezoelectric ceramic layer 2 and the internal electrode layer 3. And the electrodeposited glass fine particles can be softened to form a uniform layer. When the piezoelectric ceramic layer 2 is made of a PZT {Pb (Zr, Ti) O 3 } -based ceramic material and the internal electrode layer 3 is made of the above-mentioned Ag-Pd alloy, the glass electrodeposition layer to the glass insulating layer 4 Is desirably 1000 ° C. or lower, which is lower than the firing temperature of the laminated piezoelectric material, for the heat treatment for forming the substrate.

【0045】(ガラス絶縁層の厚み)本発明に係るガラ
ス絶縁層4の厚みの要件として、ガラス絶縁層4が積層
型圧電体1の駆動時の変位の阻害を充分に低く抑えるこ
と、および、積層型圧電体1の内部電極層3が露出して
いる部分を外界と絶縁し充分な耐湿性を付与することが
挙げられる。このような要件を満たすガラス絶縁層4
は、その厚みが0.3μm 〜10μm であることが好ま
しい。ガラス絶縁層4の厚みが0.3μm よりも薄いと
耐湿性の付与が充分ではなく、10μm より厚いと積層
型圧電体1の駆動時の変位の阻害が過大となり、圧電ア
クチュエータとして使用する場合に不都合が生じるおそ
れがある。
(Thickness of Glass Insulating Layer) As a requirement for the thickness of the glass insulating layer 4 according to the present invention, it is necessary that the glass insulating layer 4 sufficiently suppress the displacement of the laminated piezoelectric body 1 during driving, and Insulating the exposed portion of the internal electrode layer 3 of the multilayer piezoelectric body 1 from the outside world and imparting sufficient moisture resistance can be mentioned. Glass insulating layer 4 satisfying such requirements
Preferably has a thickness of 0.3 μm to 10 μm. If the thickness of the glass insulating layer 4 is less than 0.3 μm, the moisture resistance is not sufficiently imparted. If the thickness is more than 10 μm, the displacement of the laminated piezoelectric body 1 during driving becomes excessively large. Inconvenience may occur.

【0046】また、前記ガラス絶縁層4の厚みとして、
積層型圧電体1の性能をより安定して発揮させるため、
あるいは、製品の品質のばらつき具合をより小さく抑え
る観点から、0.5μm 〜7μm とすることがより好ま
しい。
The thickness of the glass insulating layer 4 is as follows:
In order to more stably exhibit the performance of the multilayer piezoelectric body 1,
Alternatively, the thickness is more preferably 0.5 μm to 7 μm from the viewpoint of minimizing variation in product quality.

【0047】(ガラス絶縁層の化学成分)本発明に係る
積層型圧電体1のガラス絶縁層4の化学成分は、内部電
極層3が露出した部分に、欠陥が比較的少ない均一な厚
みの層を形成させるために、内部電極層3に悪影響を及
ぼさない温度および時間で熱処理を施して積層型圧電体
1の駆動時の変位を阻害しない厚みに形成できることが
必要とされる。
(Chemical Component of Glass Insulating Layer) The chemical component of the glass insulating layer 4 of the multilayer piezoelectric body 1 according to the present invention is a layer having a uniform thickness with relatively few defects in a portion where the internal electrode layer 3 is exposed. In order to form the multilayer piezoelectric element 1, it is necessary that the internal electrode layer 3 be heat-treated at a temperature and time that does not adversely affect the internal electrode layer 3 so that the multilayer piezoelectric element 1 can be formed to a thickness that does not hinder the displacement during driving.

【0048】以上のような好ましい熱処理温度範囲およ
び弾性率が適度に大きなガラス絶縁層4の構成材料とし
て、例えば、PbO、SiO2 、Al2 3 といったガ
ラス絶縁材が挙げられる。
As a constituent material of the glass insulating layer 4 having a suitably large heat treatment temperature range and an elastic modulus as described above, for example, a glass insulating material such as PbO, SiO 2 , and Al 2 O 3 can be mentioned.

【0049】また、ガラス絶縁層4の弾性率を積層型圧
電体1の弾性率により近づけるために、前記ガラス成分
を有するガラス・マトリックス中に圧電セラミックスを
ガラス絶縁層4の非晶質的性質を阻害しない範囲で適量
添加してもよい。
Further, in order to make the elastic modulus of the glass insulating layer 4 closer to the elastic modulus of the laminated piezoelectric body 1, piezoelectric ceramics are added to the glass matrix having the glass component so that the amorphous property of the glass insulating layer 4 is reduced. An appropriate amount may be added as long as it is not inhibited.

【0050】すなわち、以上説明した要件を満たすガラ
ス絶縁層4は、以下のような成分系で構成されることが
望ましい。 (1)前記ガラス成分が単一成分系。 (2)前記ガラス成分が複数からなる混合成分系。 (3)前記単一成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。 (4)前記混合成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。
That is, it is desirable that the glass insulating layer 4 that satisfies the above-described requirements is composed of the following components. (1) The glass component is a single component system. (2) A mixed component system comprising a plurality of the glass components. (3) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the single-component glass matrix. (4) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the mixed component glass matrix.

【0051】更に、前記(3)または(4)の場合にお
いて、前記圧電セラミックスを、積層型圧電体1の圧電
セラミックス2と同一とすることにより、ガラス絶縁層
4の弾性率と積層型圧電体1の弾性率がより一層近くな
って好ましい。
Further, in the case of the above (3) or (4), by making the piezoelectric ceramics the same as the piezoelectric ceramics 2 of the laminated piezoelectric body 1, the elastic modulus of the glass insulating layer 4 and the laminated piezoelectric body The elastic modulus of No. 1 is more preferable.

【0052】そして、ガラス絶縁層4を、PbO:10
〜80質量%、SiO2 :10〜80質量%、Al2
3 :0〜50質量%、積層型圧電体1と同一の圧電セラ
ミックス:0〜50質量%で構成すると、積層型圧電体
1の駆動時の変位の阻害を充分に低く抑えるとともに、
耐湿性を高めて信頼性と耐久性とを向上させ、なおか
つ、コストを比較的低廉にした積層型圧電体1となる。
Then, the glass insulating layer 4 is made of PbO: 10
80 wt%, SiO 2: 10~80 wt%, Al 2 O
3 : 0 to 50% by mass, and the same piezoelectric ceramics as the multilayer piezoelectric body 1: 0 to 50% by mass, the displacement of the multilayer piezoelectric body 1 at the time of driving is suppressed sufficiently, and
The laminated piezoelectric body 1 has improved humidity resistance to improve reliability and durability, and has a relatively low cost.

【0053】〔内部電極層〕本発明に係る積層型圧電体
1の内部電極層3は、所定の電圧を印加することによっ
て、圧電セラミックス層2に変位を発生させ、積層型圧
電体1を駆動させるものである。この内部電極層3は、
圧電セラミックスからなるグリーンシート上に所定のパ
ターン形状を備える膜状に形成され、グリーンシートを
積層することにより圧電セラミックス層2と内部電極層
3とが交互に複数積層され、圧電セラミックス層2に電
界を作用させるための対向電極となる。
[Internal Electrode Layer] The internal electrode layer 3 of the multilayer piezoelectric body 1 according to the present invention generates a displacement in the piezoelectric ceramic layer 2 by applying a predetermined voltage to drive the multilayer piezoelectric body 1. It is to let. This internal electrode layer 3
It is formed in a film shape having a predetermined pattern shape on a green sheet made of piezoelectric ceramics, and by laminating the green sheets, a plurality of piezoelectric ceramic layers 2 and internal electrode layers 3 are alternately stacked, and an electric field is applied to the piezoelectric ceramic layer 2. To act as a counter electrode.

【0054】(内部電極層の要件)内部電極層3の要件
として以下の事項が挙げられる。 (a)グリーンシート上の所定の位置に容易に形成でき
ること。 (b)グリーンシート上に密着性よく形成できること。 (c)所定の温度で焼成した後にも電極としての機能を
保持できること。 (d)所定の電極構造を保持したまま圧電セラミックス
層2の変位に対応して変位できること。
(Requirements for Internal Electrode Layer) The requirements for the internal electrode layer 3 include the following. (A) It can be easily formed at a predetermined position on the green sheet. (B) It can be formed on a green sheet with good adhesion. (C) The function as an electrode can be maintained even after firing at a predetermined temperature. (D) Being able to be displaced in accordance with the displacement of the piezoelectric ceramic layer 2 while maintaining a predetermined electrode structure.

【0055】前記(a)〜(d)の要件を満たし、か
つ、経済性を加味して、これらを可及的に好ましい調和
点で満足させる内部電極層としては、通常、Agをベー
スとしこれにPdを適量加えたAg−Pd合金が用いら
れる。このように構成される内部電極層3は、例えば、
ペースト状のAg−Pd合金に他の金属、金属酸化物、
または、有機金属化合物の中の少なくとも1種を添加し
て構成してもよい。なお、積層型圧電体1の最も外側の
位置の内部電極層3の更に外側には、いわゆる蓋として
の圧電セラミックス層2が形成されている。
The internal electrode layer that satisfies the requirements (a) to (d) and satisfies the above requirements at the best possible harmony point in view of economy is usually based on Ag. Ag-Pd alloy obtained by adding an appropriate amount of Pd to Pb is used. The internal electrode layer 3 configured as described above is, for example,
Paste Ag-Pd alloy with other metals, metal oxides,
Alternatively, at least one of the organometallic compounds may be added. Further, a piezoelectric ceramic layer 2 as a so-called lid is formed further outside the internal electrode layer 3 at the outermost position of the multilayer piezoelectric body 1.

【0056】(内部電極層の形成方法)このような内部
電極層3の形成方法は特に限定されず、従来公知の方法
を用いることができる。例えば、導電性ペーストを用い
て形成する場合には、所定のパターン形状を有するスタ
ンプやローラー、スクリーン、あるいは、マスク等を用
いてグリーンシート上に塗布して行う、いわゆる印刷法
で行ってもよい。また、スパッタリング法や蒸着法等の
乾式による膜形成法で内部電極層3を形成する場合に
は、まず、グリーンシートの表面にフォトレジスト膜を
形成し、所定のマスクを用いて露光処理を行うフォトリ
ソグラフィ法により所定のパターン形状にフォトレジス
ト膜を形成し、その後、前記乾式による膜形成法により
内部電極層3を形成してもよい。あるいは、所定の金属
等を含む電解溶液にグリーンシートを浸漬して行う無電
解メッキ法で内部電極層3を形成してもよい。
(Method of Forming Internal Electrode Layer) The method of forming such an internal electrode layer 3 is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, in the case of forming using a conductive paste, a stamp or a roller having a predetermined pattern shape, a screen, or a mask, or the like, may be applied on a green sheet, that is, a so-called printing method. . When the internal electrode layer 3 is formed by a dry film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method, first, a photoresist film is formed on the surface of the green sheet, and an exposure process is performed using a predetermined mask. A photoresist film may be formed in a predetermined pattern shape by a photolithography method, and then, the internal electrode layer 3 may be formed by the dry film formation method. Alternatively, the internal electrode layer 3 may be formed by an electroless plating method in which a green sheet is immersed in an electrolytic solution containing a predetermined metal or the like.

【0057】なお、本発明に係る積層型圧電体1には、
内部電極層3の端面の所定の位置に接続される外部電極
が設けられている。そして、この外部電極はリード端子
(図略)等を介して外部電源に導出される。
The multilayer piezoelectric body 1 according to the present invention includes:
An external electrode connected to a predetermined position on the end face of the internal electrode layer 3 is provided. The external electrode is led to an external power supply via a lead terminal (not shown) or the like.

【0058】また、本発明に係る積層型圧電体1は、圧
電セラミックス層2と内部電極層3との積層数や大きさ
(面積、厚み、幅等)について特に限定されるものでは
なく、少なくとも2層からなる積層型圧電体であればよ
い。
The number of layers and the size (area, thickness, width, etc.) of the piezoelectric ceramic layer 2 and the internal electrode layer 3 are not particularly limited in the multilayer piezoelectric body 1 according to the present invention. What is necessary is just a laminated | stacked piezoelectric body consisting of two layers.

【0059】更に、本発明に係る積層型圧電体1は、形
状について特に限定されるものではなく、前記した構成
のガラス絶縁層4が形成可能であればよい。例えば、積
層型圧電体1の内部に孔部が設けられた形状のものであ
ってもよい。
Furthermore, the shape of the laminated piezoelectric element 1 according to the present invention is not particularly limited as long as the glass insulating layer 4 having the above-described configuration can be formed. For example, it may have a shape in which a hole is provided inside the multilayer piezoelectric body 1.

【0060】そして、本発明に係る積層型圧電体1は、
駆動時の変位方向について特に限定されるものではな
く、各層の面内に垂直な方向に変位する、いわゆる圧電
縦効果、または各層の面内に平行な方向に変化する、い
わゆる圧電横効果のいずれの圧電効果を有するものであ
ってもよい。
The multilayer piezoelectric body 1 according to the present invention
There is no particular limitation on the displacement direction at the time of driving, and any of a so-called piezoelectric longitudinal effect that displaces in a direction perpendicular to the plane of each layer, or a so-called piezoelectric transverse effect that changes in a direction parallel to the plane of each layer. May have the above piezoelectric effect.

【0061】[0061]

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例について
図面を参照して説明する。図1は本実施例の積層型圧電
体1の構成を示す模式的斜視図であり、図2(a)は図
1のA−A線断面図であり、図2(b)は図1のB−B
線断面図である。図1、図2(a)・(b)に示すよう
に、積層型圧電体1は、圧電セラミックス層2と、圧電
セラミックス層2に電界を印加するための内部電極層3
と、内部電極層3の端面が露出している部分と内部電極
層3、3間の圧電セラミックス層2を絶縁するためのガ
ラス絶縁層4と、内部電極層3に電圧を投入するための
外部電極(図略)とから構成され、側面で内部電極層3
の端面が一層おきに圧電セラミックス層2の外部に露出
した構造となっている。
Embodiments of the present invention and comparative examples will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the multilayer piezoelectric body 1 of the present embodiment, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. BB
It is a line sectional view. As shown in FIGS. 1, 2 (a) and 2 (b), the laminated piezoelectric body 1 includes a piezoelectric ceramic layer 2 and an internal electrode layer 3 for applying an electric field to the piezoelectric ceramic layer 2.
A glass insulating layer 4 for insulating a portion where the end face of the internal electrode layer 3 is exposed and the piezoelectric ceramics layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3; and an external for applying a voltage to the internal electrode layer 3. And electrodes (not shown).
Are exposed outside the piezoelectric ceramic layer 2 every other layer.

【0062】〔積層型圧電体の作製方法〕図3は本実施
例の積層型圧電体1を製造する工程のフローを示す図で
あり、図4は図3の主要部を示した模式図である。図
3、図4において、まず、圧電セラミックス層2の原料
である圧電セラミックス微粒子、バインダ、および有機
溶剤等を混練してペーストを調製し(S1〜S4)、こ
れを成形してグリーンシートを作製した(S5)。ま
た、別途、導電性材料、バインダ、有機溶剤等を混練し
て内部電極層用ペーストを調製した。
[Method of Manufacturing Laminated Piezoelectric Material] FIG. 3 is a diagram showing a flow of a process of manufacturing the laminated piezoelectric material 1 of this embodiment, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of FIG. is there. 3 and 4, first, a paste is prepared by kneading piezoelectric ceramic fine particles, a binder, an organic solvent, and the like, which are raw materials of the piezoelectric ceramic layer 2, (S1 to S4), and the paste is formed to produce a green sheet. (S5). Separately, a conductive material, a binder, an organic solvent and the like were kneaded to prepare an internal electrode layer paste.

【0063】次に、前記グリーンシート上に所定のパタ
ーンの内部電極層用ペーストを印刷した(S6)後、こ
れを所定の大きさに切断し(S7)、30枚積層し(S
8)、プレスする(S9)ことによりグリーンシートを
積層したグリーンシート積層体を形成し(S10)、こ
れを脱バインダ処理した(S11)後、焼成して(S1
2)内部電極層3が側面に露出した所定形状の成形体7
に加工した(S13)。そして、この成形体7の内部電
極層3の露出部分の所定位置に外部電極5を形成し(S
14)焼き付け処理を施した(S15)後、図5に示す
ような電気泳動法を行った。
Next, after a predetermined pattern of the internal electrode layer paste is printed on the green sheet (S6), it is cut into a predetermined size (S7), and 30 sheets are laminated (S6).
8) Pressing (S9) to form a green sheet laminate in which green sheets are laminated (S10), removing the binder (S11), and firing (S1).
2) Molded body 7 of predetermined shape with internal electrode layer 3 exposed on the side
(S13). Then, an external electrode 5 is formed at a predetermined position of the exposed portion of the internal electrode layer 3 of the molded body 7.
14) After the baking treatment (S15), an electrophoresis method as shown in FIG. 5 was performed.

【0064】すなわち、ガラス微粒子10を分散させた
懸濁液11に積層型圧電体を浸漬させ、外部電極5、5
と対向電極6と電源11とを接続し電圧を印加すること
によりガラス微粒子10を電界に沿って移動させ、内部
電極3が露出した部分およびその近傍にガラス微粒子1
0を電着させ(S16)、外部電極5とガラス電着層と
を備えるガラス電着成形体8を形成した。その後、前記
ガラス電着成形体8を乾燥させ(S17)、所定の温度
で熱処理を施して(S18)ガラス絶縁層4を形成し、
積層型圧電体1の試験サンプルを作製した(S19)。
That is, the laminated piezoelectric material is immersed in the suspension 11 in which the glass fine particles 10 are dispersed,
The glass fine particles 10 are moved along the electric field by connecting the counter electrode 6 to the power supply 11 and applying a voltage, so that the glass fine particles 1
0 was electrodeposited (S16) to form a glass electrodeposited molded body 8 including the external electrode 5 and the glass electrodeposition layer. Thereafter, the glass electrodeposition molded body 8 is dried (S17), and is subjected to a heat treatment at a predetermined temperature (S18) to form the glass insulating layer 4;
A test sample of the multilayer piezoelectric body 1 was produced (S19).

【0065】また、前記電気泳動法において、印加電圧
を適宜に水準振りすることにより、ガラス絶縁層4の厚
みが本発明の規定範囲内にある実施例(1〜7)と、ガ
ラス絶縁層4を形成しなかった比較例8、およびガラス
絶縁層4の厚みが本発明の規定範囲外である比較例9の
各試験サンプルを作製した(S16〜S19)。
In the above-mentioned electrophoresis method, by applying an appropriate voltage to the applied voltage, the examples (1 to 7) in which the thickness of the glass insulating layer 4 is within the specified range of the present invention, Were formed (S16 to S19), and Comparative Example 9 in which the thickness of the glass insulating layer 4 was out of the specified range of the present invention.

【0066】そして、このように作製した各試験サンプ
ルについて絶縁抵抗、容量等の初期電気特性測定を行い
評価する(S20)とともに、内部電極層3からのマイ
グレーション現象を促進させるべく高温高湿度条件下で
の耐湿性試験(S21)による信頼性評価を行い、各試
験時間(10〜1000時間)での累積不良率について
調べた。
Then, the initial electrical characteristics such as insulation resistance and capacitance are measured and evaluated for each of the test samples prepared as described above (S20), and at high temperature and high humidity to promote the migration phenomenon from the internal electrode layer 3. Was evaluated by a moisture resistance test (S21), and the cumulative failure rate at each test time (10 to 1000 hours) was examined.

【0067】また、積層型圧電体1の駆動時の変位の阻
害を抑制する割合である変位阻害抑制率に対するガラス
絶縁層4の厚みの依存性を調べるため、前記各試験サン
プルの分極処理を行い、渦電流式の変位測定器を用いて
変位を測定した。前記各試験サンプルの構成ならびに耐
湿性試験の条件を以下に示す。また、表1にこれらの試
験結果を示す。
Further, in order to examine the dependency of the thickness of the glass insulating layer 4 on the displacement inhibition suppression rate, which is the rate of suppressing the displacement inhibition during the operation of the multilayer piezoelectric body 1, the polarization treatment of each of the test samples is performed. The displacement was measured using an eddy current type displacement measuring device. The configuration of each test sample and the conditions of the moisture resistance test are shown below. Table 1 shows the test results.

【0068】〔試験サンプルの構成〕 外形寸法:5.0×5.0×3.0mm 圧電セラミックス層: 化学組成;Pb0.96Sr0.04{(Co1/3Nb2/3)0.01Ti0.48Zr
0.53}O3+WO3、 厚み;25μm 内部電極層: Ag−Pd合金(化学組成比;Ag/Pd=70質量%
/30質量%)、 厚み;2μm 積層数:30(圧電セラミックス層1と内部電極層1と
の組み合わせを1層とする) 外部電極:Ag−Pd合金
[Configuration of Test Sample] External dimensions: 5.0 × 5.0 × 3.0 mm Piezoelectric ceramic layer: Chemical composition: Pb 0.96 Sr 0.04 {(Co 1/3 Nb 2/3 ) 0.01 Ti 0.48 Zr
0.53 } O 3 + WO 3 , thickness: 25 μm Internal electrode layer: Ag—Pd alloy (chemical composition ratio; Ag / Pd = 70 mass%)
/ 30 mass%), thickness: 2 μm Number of layers: 30 (combination of piezoelectric ceramic layer 1 and internal electrode layer 1 is one layer) External electrode: Ag-Pd alloy

【0069】〔試験サンプルの作製条件〕 グリーンシートの焼成温度:1100℃ (電気泳動法の条件)懸濁液の構成:ガラス微粒子+分
散媒(分散媒:無水酢酸) ガラス微粒子の化学成分組成: PbO;60質量%、 SiO2 ;20質量%、 Al2 3 ;20質量%、 圧電セラミックス層2と同一の化学成分組成のもの;0
質量% 懸濁液中のガラス微粒子濃度;1質量% 処理条件: 印加電圧;D.C.10〜100V 処理時間;30秒 処理温度;25℃ ガラス電着層の熱処理条件;800℃、20分
[Preparation Conditions of Test Sample] Firing temperature of green sheet: 1100 ° C. (conditions of electrophoresis) Composition of suspension: glass fine particles + dispersion medium (dispersion medium: acetic anhydride) Chemical component composition of glass fine particles: PbO: 60% by mass, SiO 2 : 20% by mass, Al 2 O 3 : 20% by mass, having the same chemical composition as the piezoelectric ceramic layer 2;
% By mass of glass fine particles in the suspension; 1% by mass Processing conditions: applied voltage; C. 10 to 100 V Processing time; 30 seconds Processing temperature; 25 ° C. Heat treatment conditions for glass electrodeposited layer; 800 ° C., 20 minutes

【0070】〔信頼性評価試験〕 耐湿性試験の条件: 試験槽の雰囲気;85℃/85%RH 試験サンプル駆動時の印加電圧;D.C.50V(2k
V/mm) 信頼性評価基準;絶縁抵抗について初期値と比較し、オ
ーダーが3桁低下したものを不良とし、2桁以内のもの
を合格として評価した。 変位測定条件;室温にて電圧50V(2kV/mm)を
印加した。
[Reliability Evaluation Test] Conditions for moisture resistance test: atmosphere in test tank; 85 ° C./85% RH Applied voltage when driving test sample; C. 50V (2k
V / mm) Reliability evaluation criteria: Insulation resistance was compared with the initial value. If the order was reduced by three digits, it was evaluated as defective, and if less than two digits, it was evaluated as acceptable. Displacement measurement condition: A voltage of 50 V (2 kV / mm) was applied at room temperature.

【0071】[0071]

【表1】 [Table 1]

【0072】〔変位測定ならびに信頼性試験評価の結
果〕表1は、実施例(1〜7)、比較例(8、9)にお
いて、各々のガラス絶縁層4の厚み(μm )、変位測定
による変位量(μm )、ガラス層4を形成していない裸
の積層型圧電体である比較例8の変位量(0.85μm
)を基準(100%)として算出した変位の阻害を抑
制する程度を表す変位阻害抑制率、および10〜100
0時間で行った耐湿性試験における累積不良率を表す。
[Results of Displacement Measurement and Reliability Test Evaluation] Table 1 shows the thickness (μm) of each glass insulating layer 4 and the displacement measurement in Examples (1-7) and Comparative Examples (8, 9). Displacement (μm), the displacement (0.85 μm) of Comparative Example 8 which is a bare laminated piezoelectric body having no glass layer 4 formed thereon
) As a reference (100%), the displacement inhibition suppression ratio representing the degree of suppressing the displacement inhibition, and 10 to 100.
It represents the cumulative failure rate in a moisture resistance test performed at 0 hours.

【0073】表1より、ガラス絶縁層4を形成していな
い比較例8では、累積不良率が10時間経過後では60
%、50時間経過後では100%となっており、信頼性
が著しく低いものとなっている。また、ガラス絶縁層4
の厚みが15μm である比較例9では1000時間経過
後で累積不良率が0%であり信頼性が飛躍的に向上して
いるものの、変位阻害抑制率がガラス絶縁層4を形成し
ていない比較例1の72%に留まっており、圧電アクチ
ュエータとしての変位の性能が大きく低下したものとな
っている。
According to Table 1, in Comparative Example 8 in which the glass insulating layer 4 was not formed, the cumulative defective rate was 60 after 10 hours.
%, And 100% after 50 hours, indicating that the reliability is extremely low. In addition, the glass insulating layer 4
In Comparative Example 9 having a thickness of 15 μm, the cumulative failure rate was 0% after 1000 hours, and the reliability was dramatically improved. This is only 72% of Example 1, and the displacement performance as the piezoelectric actuator is greatly reduced.

【0074】それに対して、ガラス絶縁層4の厚みが
0.3〜10μm である実施例1〜7では変位阻害抑制
率が80〜95%と変位の阻害が充分に抑えられ、ま
た、累積不良率は実施例1(ガラス絶縁層4の厚み:
0.3μm )において500時間経過後で60%、実施
例2〜7(ガラス絶縁層の厚み:0.5〜10μm )に
おいては1000時間経過後でも0%となっており信頼
性と耐久性が飛躍的に向上したものとなっている。
On the other hand, in Examples 1 to 7 in which the thickness of the glass insulating layer 4 was 0.3 to 10 μm, the displacement inhibition suppression rate was 80 to 95%, and the inhibition of displacement was sufficiently suppressed. The rate was determined in Example 1 (thickness of glass insulating layer 4:
0.3%), 60% after 500 hours, and 0% even after 1000 hours in Examples 2 to 7 (thickness of glass insulating layer: 0.5 to 10 μm). It has been dramatically improved.

【0075】以上の実施例(1〜7)および比較例
(8、9)の結果に示される通り、本発明に係る積層型
圧電体1は、形成されたガラス絶縁層4が駆動時の変位
の阻害を充分に抑えて充分な変位性能を発揮することが
でき、また、ガラス絶縁層4によって高温高湿度下でも
信頼性と耐久性を充分に確保して所期の性能をいかんな
く発揮できる。
As shown in the results of the above Examples (1 to 7) and Comparative Examples (8, 9), in the laminated piezoelectric body 1 according to the present invention, the formed glass insulating layer 4 has a displacement during driving. And the displacement performance can be sufficiently exhibited by inhibiting the inhibition of the deformation. In addition, the glass insulating layer 4 can sufficiently secure the reliability and durability even under high temperature and high humidity, and can exhibit the expected performance without any restriction. .

【0076】なお、本発明は、本実施例に限定されるも
のではなく、本発明の効果を奏する限りにおいて種々の
変形が可能である。圧電体組成においては、変位を起こ
すものであれば前記PZT系のセラミックス材料に限定
されることなく、PZTを適宜に変成させたもの、更に
は、鉛を含まない組成で構成することもできる。
The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications are possible as long as the effects of the present invention can be obtained. The composition of the piezoelectric body is not limited to the PZT-based ceramic material as long as it causes a displacement. The piezoelectric body may be formed by appropriately modifying PZT or a composition containing no lead.

【0077】また、内部電極においてもマイグレーショ
ンを起こす金属成分が含有されているものであれば本発
明にとって好適な対象である。そして、外部電極におい
てもガラスを熱処理した後も機能を充分に保持できるも
のであれば良く、本実施例で用いた以外の化学組成から
なる電極で構成されても良い。また、本発明はアクチュ
エータのみに適用範囲が限定されるものではなく、例え
ば、積層型圧電トランス等、比較的印加電圧の低いもの
に本発明を適用しても同様の構成で耐湿性を向上させ、
ひいては信頼性を高めることができる。
Further, it is a preferable object of the present invention that the internal electrode contains a metal component which causes migration. In addition, the external electrode may be any electrode as long as the function can be sufficiently maintained even after the glass is heat-treated, and may be an electrode having a chemical composition other than that used in this embodiment. In addition, the present invention is not limited to the scope of application only to the actuator. For example, even when the present invention is applied to a device having a relatively low applied voltage, such as a laminated piezoelectric transformer, the moisture resistance is improved by the same configuration. ,
As a result, reliability can be improved.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明した構成により、本発明は以下
の効果を奏する。請求項1の発明によれば、内部電極層
の露出部分のみ、または、内部電極層の露出部分と内部
電極層間の圧電セラミックス層表面との両方にガラス絶
縁層が形成されているため、耐湿性が向上し、信頼性と
耐久性に優れた積層型圧電体を提供することができる。
With the configuration described above, the present invention has the following effects. According to the first aspect of the invention, since the glass insulating layer is formed only on the exposed portion of the internal electrode layer or on both the exposed portion of the internal electrode layer and the surface of the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers, the moisture resistance is improved. And a laminated piezoelectric body having excellent reliability and durability can be provided.

【0079】更に、電気泳動法と所定の温度で施される
熱処理とを組み合わせることによって、内部電極層間の
圧電セラミックス層にもガラス絶縁層を均一な厚みに精
度よく形成でき、また、圧電セラミックス層に微細な気
孔が存在する場合には気孔内部へもガラス層を浸透でき
るため、内部への水分の浸入を防いだ積層型圧電体を提
供することができる。
Further, by combining the electrophoresis method and the heat treatment performed at a predetermined temperature, a glass insulating layer can be formed with a uniform thickness on the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers with high accuracy. When fine pores are present, the glass layer can penetrate into the pores as well, so that it is possible to provide a laminated piezoelectric body in which penetration of moisture into the pores is prevented.

【0080】請求項2の発明によれば、前記ガラス絶縁
層の厚みが規定されているため、前記した効果に加え、
ガラス絶縁層の欠陥と積層型圧電体の変位の阻害とを確
実に低く抑え、積層型圧電体の信頼性と耐久性をより安
定して向上できる。
According to the second aspect of the present invention, since the thickness of the glass insulating layer is defined, in addition to the effects described above,
Defects in the glass insulating layer and inhibition of displacement of the multilayer piezoelectric body are reliably suppressed to a low level, and the reliability and durability of the multilayer piezoelectric body can be more stably improved.

【0081】請求項3の発明によれば、前記ガラス絶縁
層形成時の熱処理が内部電極層に悪影響を及ぼさず、か
つ、前記ガラス絶縁層が積層型圧電体の駆動時の変位の
阻害を抑えるようにガラス絶縁層の熱処理温度を規定す
るとともに、積層型圧電体の種々のニーズに適合させる
ことができるようにガラス絶縁層の成分を構成したの
で、前記した効果に加え、所期の性能を充分に発揮さ
せ、しかも、より一層ニーズに適合させた積層型圧電体
を提供することができる。
According to the third aspect of the present invention, the heat treatment at the time of forming the glass insulating layer does not adversely affect the internal electrode layer, and the glass insulating layer suppresses the inhibition of displacement during driving of the laminated piezoelectric body. In addition to defining the heat treatment temperature of the glass insulating layer, and configuring the components of the glass insulating layer so that it can be adapted to various needs of the laminated piezoelectric body, in addition to the above-described effects, in addition to the expected performance, It is possible to provide a laminated piezoelectric material that can be sufficiently exerted and that further meets needs.

【0082】請求項4の発明によれば、前記ガラス絶縁
層に添加される圧電セラミックスを積層型圧電体の圧電
セラミックスと同一の成分で構成したため、ガラス絶縁
層が積層型圧電体の駆動時にその変位と略同一に変位す
ることができ、前記した効果に加え、積層型圧電体の変
位の阻害を可及的に抑えることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the piezoelectric ceramic added to the glass insulating layer is composed of the same component as the piezoelectric ceramic of the laminated piezoelectric body, the glass insulating layer is driven when the laminated piezoelectric body is driven. The displacement can be substantially the same as the displacement, and in addition to the above-described effects, the inhibition of the displacement of the multilayer piezoelectric body can be suppressed as much as possible.

【0083】請求項5の発明によれば、前記ガラス絶縁
層を、PbO、SiO2 、Al2 3 、および積層型圧
電体と同一の圧電セラミックスで構成し、それぞれの含
有量を規定したので、前記した効果とコストを好ましい
調和点で満足させる積層型圧電体を提供することができ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, the glass insulation
The layer is made of PbO, SiOTwo, AlTwoO Three, And stacked pressure
It is composed of the same piezoelectric ceramic as the conductor,
Since the amount is specified, the effects and costs described above are preferable.
We can provide a laminated piezoelectric material that satisfies the harmony point
You.

【0084】請求項6の発明によれば、前記した効果を
備える圧電アクチュエータを提供することができる。
According to the invention of claim 6, it is possible to provide a piezoelectric actuator having the above-mentioned effects.

【0085】請求項7の発明によれば、信頼性、性能、
コスト、精度、および耐久性を向上させた積層型圧電体
が得られるため、積層型圧電体の用途を拡大させること
ができる。
According to the seventh aspect of the present invention, reliability, performance,
Since a multilayer piezoelectric body with improved cost, accuracy, and durability can be obtained, applications of the multilayer piezoelectric body can be expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る積層型圧電体の構成を模式的に示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a multilayer piezoelectric body according to the present invention.

【図2】(a)図1のA−A線断面図である。 (b)図1のB−B線断面図である。FIG. 2A is a sectional view taken along line AA of FIG. (B) It is BB sectional drawing of FIG.

【図3】本発明に係る積層型圧電体を製造する工程のフ
ローを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a flow of a process for manufacturing a multilayer piezoelectric body according to the present invention.

【図4】本発明に係る工程フローの主要部を示す模式図
である。
FIG. 4 is a schematic view showing a main part of a process flow according to the present invention.

【図5】本発明に係る電気泳動法の一例を示す模式図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view showing one example of an electrophoresis method according to the present invention.

【図6】(a)本発明に係る電気泳動法によってガラス
微粒子が内部電極層に電着する過程を示す図である。 (b)本発明に係る電気泳動法で電着させたガラス電着
層に熱処理を施すことによって形成されたガラス絶縁層
の形態を示す模式図である。
FIG. 6 (a) is a view showing a process in which glass particles are electrodeposited on an internal electrode layer by the electrophoresis method according to the present invention. (B) It is a schematic diagram which shows the form of the glass insulating layer formed by performing heat processing to the glass electrodeposition layer electrodeposited by the electrophoresis method concerning this invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 積層型圧電体 2 圧電セラミックス層 3 内部電極層 4 ガラス絶縁層 5 外部電極 6 対向電極 7 成形体 8 ガラス電着成形体 10 ガラス微粒子 11 懸濁液 N 島状の層 r 島状の層(略半球形)の半径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated piezoelectric body 2 Piezoelectric ceramic layer 3 Internal electrode layer 4 Glass insulating layer 5 External electrode 6 Counter electrode 7 Molded body 8 Glass electrodeposited molded body 10 Glass fine particles 11 Suspension N Island layer r Island layer ( Radius of approximately hemisphere)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電セラミックス層と内部電極層とを交
互に複数積層させ、内部電極層の端面が露出した構造を
有する積層型圧電体に対し、電気泳動法により内部電極
層が露出した部分にガラス絶縁材からなる微粒子を電着
させて絶縁部を形成する積層型圧電体の製造方法であっ
て、前記電気泳動法と所定の温度で行う熱処理とを組み
合わせることによって、ガラス絶縁材からなるガラス絶
縁層を、前記内部電極層の露出部分のみ、または、内部
電極層の露出部分と内部電極層間の圧電セラミックス層
表面との両方に均一に形成することを特徴とする積層型
圧電体の製造方法。
1. A laminated piezoelectric body having a structure in which a plurality of piezoelectric ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated, and an end face of the internal electrode layer is exposed. What is claimed is: 1. A method for manufacturing a laminated piezoelectric body, comprising forming an insulating portion by electrodepositing fine particles made of a glass insulating material, wherein the electrophoresis method and a heat treatment performed at a predetermined temperature are combined to form a glass made of a glass insulating material. A method of manufacturing a laminated piezoelectric element, wherein an insulating layer is uniformly formed only on the exposed portion of the internal electrode layer or on both the exposed portion of the internal electrode layer and the surface of the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers. .
【請求項2】 前記ガラス絶縁層の厚みが、0.3〜1
0μm であることを特徴とする請求項1に記載の積層型
圧電体の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the thickness of the glass insulating layer is 0.3 to 1
2. The method according to claim 1, wherein the thickness is 0 [mu] m.
【請求項3】 前記ガラス絶縁層は、熱処理温度が積層
型圧電体の焼成温度よりも低く、以下の(1)乃至
(4)のいずれか1つの成分系で構成されることを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の積層型圧電体の
製造方法。 (1)前記ガラス成分が単一成分系。 (2)前記ガラス成分が複数からなる混合成分系。 (3)前記単一成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。 (4)前記混合成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。
3. The glass insulating layer, wherein a heat treatment temperature is lower than a firing temperature of the laminated piezoelectric material, and the glass insulating layer is constituted by any one of the following component systems (1) to (4). A method for manufacturing a multilayer piezoelectric body according to claim 1. (1) The glass component is a single component system. (2) A mixed component system comprising a plurality of the glass components. (3) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the single-component glass matrix. (4) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in a glass matrix of the mixed component system.
【請求項4】 前記ガラス絶縁層に圧電セラミックスが
含まれる場合に、その圧電セラミックスが前記積層型圧
電体の圧電セラミックスと同一であることを特徴とする
請求項3に記載の積層型圧電体の製造方法。
4. The multilayer piezoelectric body according to claim 3, wherein when the glass insulating layer contains piezoelectric ceramics, the piezoelectric ceramics are the same as the piezoelectric ceramics of the multilayer piezoelectric body. Production method.
【請求項5】 前記ガラス絶縁層が、PbO:10〜8
0質量%、SiO2 :10〜80質量%、Al2 3
0〜50質量%、積層型圧電体と同一の圧電セラミック
ス:0〜50質量%の化学組成で構成されることを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の積層型圧電体の
製造方法。
5. The glass insulating layer according to claim 1, wherein PbO: 10 to 8
0 wt%, SiO 2: 10~80 wt%, Al 2 O 3:
The method for producing a multilayer piezoelectric body according to claim 1, wherein the piezoelectric ceramic is composed of a chemical composition of 0 to 50 mass% and the same piezoelectric ceramic as the multilayer piezoelectric body: 0 to 50 mass%. .
【請求項6】 前記積層型圧電体が、圧電アクチュエー
タ用であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のい
ずれか1項に記載の積層型圧電体の製造方法。
6. The method for manufacturing a multilayer piezoelectric body according to claim 1, wherein the multilayer piezoelectric body is used for a piezoelectric actuator.
【請求項7】 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に
記載の方法によって製造されたことを特徴とする積層型
圧電体。
7. A multilayer piezoelectric body manufactured by the method according to claim 1. Description:
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