JP2002314161A

JP2002314161A - セラミック積層体の製造方法

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Publication number: JP2002314161A
Application number: JP2001119997A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Sato; 一秀佐藤; Toshiaki Kamiya; 敏明神谷; Hidekazu Hattori; 秀和服部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-10-25
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP4765191B2

Abstract

(57)【要約】【課題】デラミ，クラック等の発生を抑制することが
でき，高信頼性が得られるセラミック積層体を製造する
方法を提供すること。【解決手段】セラミック層１１を幅方向に含む幅広の
セラミックシート１１０を積層し，加熱すると共に積層
方向に加圧して予備積層体１１１を形成する仮圧着工程
と，予備積層体１１１を切断することにより，１枚のセ
ラミック層を幅方向に含む幅寸法を有しているユニット
体１１５を形成するユニット切断工程と，ユニット体１
１５を積層してセラミック層１１の積層数を最終積層数
とすると共に，積層方向に加圧すると共に加熱してセラ
ミック積層体１を形成する本圧着工程と，本圧着工程後
のセラミック積層体１のバインダ樹脂を９０％以上加熱
除去する脱脂工程と，セラミック積層体１を焼成する焼
成工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，セラミック層を複数積層してな
るセラミック積層体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】セラミック積層体は，例えば圧電アクチュ
エータ等の高性能部品に用いられる場合がある。上記圧
電アクチュエータには，セラミック層と内部電極層とを
交互に積層して構成したセラミック積層体が用いられ
る。これを例に取ると，近年，圧電アクチュエータは，
低電圧で高い変位を得るために，セラミック層の薄肉化
と積層数の増加が図られ，さらに装置への組み込みを容
易にするために全体の小型化が図られている。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，セラミック層
の薄肉化と積層数の増大は，得られるセラミック積層体
において，デラミ（層間剥離）や，クラックが生じ易く
なるという問題を招く。このデラミやクラックは，セラ
ミック積層体の動作不良を引き起こす原因となってしま
う。

【０００４】これに対し，特表２０００−５００９２５
号公報には，大きな面積のグリーンシートを最大で３ｍ
ｍまでの第１積層体を形成し，この第１積層体を脱脂し
た後に全高が５ｍｍ以上となるように積層して第２の積
層体を形成することが提案されている。この方法では，
圧着時の応力不均一が低減される。しかしながら，脱脂
後の第１積層体が非常にもろいので，脱脂炉からの取り
出し，搬送，積層時の少しの応力によってダメージが加
えられ，このダメージを受けた部分がその後製品におい
てデラミやクラックの発生ヶ所となってしまう。また，
このような問題は，圧電アクチュエータに用いる場合に
限らず，その他のセラミック積層体においても同様に発
生しうる。

【０００５】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，デラミ，クラック等の発生を抑制するこ
とができ，高信頼性が得られるセラミック積層体を製造
する方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題の解決手段】第１の発明は，セラミック層を複数
枚積層してなるセラミック積層体を製造する方法におい
て，複数のセラミック層を幅方向に含む幅広のセラミッ
クシートを，最終積層数よりも少ない枚数だけ積層し，
加熱すると共に積層方向に加圧して予備積層体を形成す
る仮圧着工程と，上記予備積層体を幅方向において複数
に切断することにより，１枚のセラミック層を幅方向に
含む幅寸法を有していると共に最終積層数よりも少ない
積層数のユニット体を形成するユニット切断工程と，上
記ユニット体を複数個積層して上記セラミック層の積層
数を最終積層数とすると共に，加熱すると共に積層方向
に加圧して上記セラミック積層体を形成する本圧着工程
と，該本圧着工程後の上記セラミック積層体の上記セラ
ミック層に含有されているバインダ樹脂を９０％以上加
熱除去する脱脂工程と，上記セラミック積層体を焼成す
る焼成工程とを含むことを特徴とするセラミック積層体
の製造方法にある（請求項１）。

【０００７】本発明においては，上記仮圧着工程，ユニ
ット切断工程を行った後に本圧着工程を行い，その後に
脱脂工程及び焼成工程を行う。そして，仮圧着工程にお
いては，上記幅広のセラミックシートを積層して仮圧着
する。このとき，セラミックシートが幅広なので，圧着
時の圧力を略均一に付与することができる。それ故，仮
圧着工程においては，圧力の偏りによるダメージ部の発
生を抑制することができる。

【０００８】次に，上記ユニット切断工程においては，
得ようとするセラミック積層体の基本面積である，１枚
のセラミック層を含む幅寸法に切断したユニット体を得
る。そして，上記本圧着工程において，ユニット体を積
層して熱圧着することにより，最終の積層数を有するセ
ラミック積層体を得る。このときの熱圧着においては，
上記ユニット体を積層して加圧するので，ユニット体を
用いないで１枚単位で積層して熱圧着する場合と比べ
て，安定した加圧を行うことができる。そのため，本圧
着工程におけるダメージ部の発生を抑制することができ
る。また，ユニット体は，未だ脱脂工程が施されておら
ず，十分にセラミック層の柔軟性が維持されているの
で，もろくて欠けるということもない。

【０００９】そして，この本圧着工程を行って最終積層
数を有するセラミック積層体を形成した後に，該セラミ
ック積層体に対して脱脂工程を施す。そのため，もろく
なった脱脂後のセラミック積層体を取り扱う工程が主に
焼成工程だけになり，もろさによって損傷を受けること
が少なくなる。

【００１０】このように，上記仮圧着工程，ユニット切
断工程，本圧着工程，脱脂工程及び焼成工程を順次行う
ことによって，ダメージ部の発生を抑制することができ
る製造方法が得られる。それ故，デラミ，クラック等の
発生を抑制することができ，高信頼性が得られるセラミ
ック積層体を製造する方法を提供することができる。

【００１１】第２の発明は，セラミック層を複数枚積層
してなるセラミック積層体を製造する方法において，複
数のセラミック層を幅方向に含む幅広のセラミックシー
トを，最終積層数よりも少ない枚数だけ積層し，加熱す
ると共に積層方向に加圧して予備積層体を形成する第１
の仮圧着工程と，上記予備積層体を幅方向において複数
に切断すると共に，切断後の予備積層体を複数個積層
し，加熱すると共に積層方向に加圧して新たな予備積層
体を形成する第２の仮圧着工程と，上記第２の仮圧着工
程を１回又は複数回繰り返した後に得られた予備積層体
を幅方向において複数に切断することにより，１枚のセ
ラミック層を幅方向に含む幅寸法を有していると共に最
終積層数よりも少ない積層数のユニット体を形成するユ
ニット切断工程と，上記ユニット体を複数個積層して上
記セラミック層の積層数を最終積層数とすると共に，加
熱すると共に積層方向に加圧して上記セラミック積層体
を形成する本圧着工程と，該本圧着工程後の上記セラミ
ック積層体の上記セラミック層に含有されているバイン
ダ樹脂を９０％以上加熱除去する脱脂工程と，上記セラ
ミック積層体を焼成する焼成工程とを含むことを特徴と
するセラミック積層体の製造方法にある（請求項２）。

【００１２】本発明は，上記第１の発明に加えて第２の
仮圧着工程を追加した発明である。そして，この第２の
仮圧着工程は１回あるいは複数回行う。即ち，第１の仮
圧着工程において得られた予備積層体を，１回または複
数回の第２の仮圧着工程において積層数を増やすと共に
幅寸法を減らしていく。その後，上記ユニット切断工程
によってユニット体を得る。その後は第１の発明と同様
である。

【００１３】本発明の場合には，上記第２の仮圧着工程
を追加することによって，ユニット切断工程を行う前の
予備積層体の積層数を増やすことができる。そのため，
ユニット体単体の積層数を増加させることができ，上記
本圧着工程の安定性をさらに向上させることができる。
その他は上述した第１の発明と同様の作用効果が得られ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】上記第１及び第２の発明におい
て，上記セラミック積層体の積層方向の寸法とこれに直
交する幅方向の寸法の比である縦横比は１以上であるこ
とが好ましい（請求項３）。縦横比が１以上である縦長
のセラミック積層体においては，デラミやクラックが発
生する確率が高い。そのため，上記製造方法の適用が非
常に有効である。特に縦横比が３以上である場合には，
その効果が顕著である。

【００１５】また，上記仮圧着工程の加熱温度は，上記
本圧着工程の加熱温度よりも低い又は同じであることが
好ましい（請求項４）。これにより，上記本圧着工程に
おける熱圧着により確実な圧着作用を得ることができ
る。一方，上記本圧着工程の加熱温度よりも仮圧着工程
の加熱温度が高い場合には，本圧着工程において十分に
圧着作用が得られない場合がある。

【００１６】また，上記仮圧着工程の加圧力は，上記本
圧着工程の加圧力よりも低い又は同じであることが好ま
しい（請求項５）。この場合にも，上記本圧着工程にお
ける熱圧着により確実な圧着作用を得ることができる。
一方，上記本圧着工程の加圧力よりも仮圧着工程の加圧
力が高い場合には，本圧着工程において十分に圧着作用
が得られない場合がある。

【００１７】また，上記仮圧着工程の加熱温度は，上記
セラミック層に含有されたバインダ樹脂のガラス転移点
以上の温度であることが好ましい（請求項６）。仮圧着
工程における加熱温度が上記ガラス転移点未満の温度で
ある場合には，十分な圧着作用が得られない場合があ
る。

【００１８】また，上記本圧着工程の加熱温度は，上記
仮圧着工程の加熱温度よりも２０度以上高く，かつ，上
記バインダ樹脂の熱分解温度よりも低いことが好ましい
（請求項７）。上記本圧着工程における加熱温度が仮圧
着工程の加熱温度よりも２０度以上高くない場合には，
仮圧着工程において上記バインダ樹脂中の低分子良性分
が気化するなどの変化の影響が現れて十分な圧着状態が
得られないおそれがある。一方，上記バインダ樹脂の熱
分解温度よりも本圧着工程の加熱温度が高い場合には，
バインダ樹脂成分がほとんど気化してしまい，十分な圧
着が得られないという問題がある。

【００１９】また，上記仮圧着工程においては積層方向
からのみ加圧し，上記本圧着工程においては積層方向か
らの加圧とこれに直交する側面方向からの加圧を行うこ
とが好ましい（請求項８）。これにより，上記仮圧着工
程においては，一軸方向からの略均一な加圧を行うこと
ができ，ダメージ部の発生を抑制することができる。ま
た，上記本圧着工程においては，積層方向と側面方向か
らの加圧を組み合わせることにより，積層形状に優れた
セラミック積層体を得ることができる。そして，その後
の脱脂工程及び焼成工程においても優れた形状を維持す
ることができる。それ故，焼成工程の後に，セラミック
積層体の形状を整えるための切削あるいは研削工程等を
行う場合においても，最小の削除に抑えることができ，
工程合理化等を図ることができる。

【００２０】また，上記セラミック層は圧電セラミック
スよりなり，上記セラミック積層体は，上記セラミック
層と内部電極層とを交互に積層して構成されたピエゾア
クチュエータ用セラミック積層体であることが好まし
い。即ち，圧電セラミックスの積層体を用いたアクチュ
エータであるピエゾアクチュエータは，駆動時に大きな
発生力を発揮すると共に大きな変位を生ずる。そのた
め，上記デラミやクラックの発生が大きな問題となる。
それ故，上記製造方法の適用が有効である。なお，上記
ピエゾアクチュエータとしては，例えば，エンジンに燃
料を噴射するインジェクタの弁制御に使うこともでき，
この場合には特に過激な使用がなされるので，上記製造
方法の適用による耐久性の向上が有効である。

【００２１】

【実施例】（実施例１）本発明のセラミック積層体の製
造方法に係る実施例につき，図１〜図７を用いて説明す
る。本例は，図７に示すごとく，セラミック層１１を複
数枚積層してなるセラミック積層体１を製造する方法で
ある。特に本例のセラミック積層体１は，セラミック層
１１が圧電セラミックスよりなり，セラミック層１１と
内部電極層２とを交互に積層して構成されたピエゾアク
チュエータ用セラミック積層体である。また，本例のセ
ラミック積層体１は，その縦横比が３を超えるものであ
る。

【００２２】このセラミック積層体１を製造するに当た
り，図１に示すごとく，本例では，少なくとも下記の仮
圧着工程Ｓ４，ユニット切断工程Ｓ５，本圧着工程Ｓ
６，脱脂工程Ｓ７，焼成工程Ｓ８を行う。上記仮圧着工
程Ｓ４は，複数のセラミック層１１を幅方向に含む幅広
のセラミックシート１１０を，最終積層数よりも少ない
枚数だけ積層し，加熱すると共に積層方向に加圧して予
備積層体１１１を形成する工程である。

【００２３】上記ユニット切断工程Ｓ５は，上記予備積
層体１１１を幅方向において複数に切断することによ
り，１枚のセラミック層１１を幅方向に含む幅寸法を有
していると共に最終積層数よりも少ない積層数のユニッ
ト体１１５を形成する工程である。上記本圧着工程は，
ユニット体１１５を複数個積層してセラミック層１１の
積層数を最終積層数とすると共に，加熱すると共に積層
方向に加圧してセラミック積層体１を形成する工程であ
る。

【００２４】上記脱脂工程は，本圧着工程後のセラミッ
ク積層体１のセラミック層１１に含有されているバイン
ダ樹脂を９０％以上加熱除去する工程である。上記焼成
工程は，脱脂工程後のセラミック積層体１を焼成する工
程である。以下，これを詳説する。

【００２５】本例では，上記セラミック積層体１を製造
するに当たって，まず図１に示すごとく，セラミック層
１１の基となる長尺のセラミックシートを成形するシー
ト成形工程Ｓ１と，この長尺のセラミックシートから所
定の大きさのセラミックシート１１０（図２）を打ち抜
くシート打抜き工程Ｓ２を行う。

【００２６】シート成形工程Ｓ１は，ドクターブレード
法，押出成形法，その他の種々の方法を採ることができ
るが，本例では，ドクターブレード法によってロール状
に巻き上げた長尺のセラミックシートを作製する。この
原料としては，焼成後に所望の圧電セラミックスとなる
よう調整されたものを用いる。具体的には，種々の原料
を用いることができるが，本例では，ＰＺＴ（ジルコン
酸チタン酸鉛）となる原料を用いた。上記シート打抜き
工程Ｓ２では，１６枚のセラミック層１１が採取可能な
大きさのセラミックシート１１０を上記の長尺のセラミ
ックシートから切り出す。

【００２７】次に，図１，図２（ａ）に示すごとく，内
部電極印刷工程Ｓ３を実施する。この工程では，各セラ
ミックシート１１０に内部電極層２をパターン印刷す
る。このとき，内部電極層２の印刷位置は，最終的にセ
ラミック層１１上に控え部１５（図５）が形成されるよ
うに設定しておく。

【００２８】次に，図１，図２（ｂ）（ｃ）に示すごと
く，仮圧着工程Ｓ４を行う。この仮圧着工程Ｓ４では，
内部電極層２を印刷済みのセラミックシート１１０を１
０枚積層して熱圧着する。なお，図２では，枚数等を簡
略化して描いている。このときの熱圧着条件は，後述の
本圧着工程Ｓ６よりも低温，低圧の条件で行う。具体的
な条件は，加熱温度８０℃，加圧力５ＭＰａであり，上
下からのみ治具（図示略）により３分間プレスするとい
う条件とした。また，上記セラミックシート１１０の積
層は，内部電極２の存在しない上記控え部１５の位置
が，積層した状態で交互に左右にずれるようにする。こ
れにより，幅広の予備積層体１１１が得られる。

【００２９】次に，図１，図２（ｄ）に示すごとく，ユ
ニット切断工程Ｓ５を行う。このユニット切断工程Ｓ５
では，上記セラミックシート１１０を１０枚積層してな
る予備積層体１１１を幅方向において複数に切断する。
これにより，１枚のセラミック層を幅方向に含む幅寸法
を有していると共に１０枚のセラミック層が仮圧着され
ているユニット体１１５が，上記各予備積層体１１１か
らそれぞれ１６個ずつ得られる。

【００３０】次に，図１，図２（ｅ），（ｆ），図３，
図４に示すごとく，２０個のユニット体１１５を積層し
て本圧着工程Ｓ６を実施する。具体的には，図３に示す
ごとく，側面治具７１として，断面コの字状の第１側面
治具７１１とこれに被せる第２側面治具７１２を用い
る。また，端面治具７２としては，上記第１側面治具７
１１の凹部７１３に挿入可能な一対のものを用いる。

【００３１】そして，同図に示すごとく，２０個のユニ
ット体１１５を積層させながら第１側面治具７１１の凹
部７１３に挿入する。次いで，第１側面治具７１２に第
２側面治具７１２を被せる。この状態で，側面治具７１
の両端から上記端面治具７２を第１側面治具７１１の凹
部７１３挿入して熱圧着工程を実施する。

【００３２】本例では，加熱温度は１２０℃とすると共
に，端面治具７２から積層方向への加圧力を３４０ＭＰ
ａとした。また，加圧の時間は３分間とした。なお，加
熱温度は１００〜２５０℃の範囲で変更することができ
る。さらに加圧力は５〜１００ＭＰａの範囲で変更する
ことができる。また，加圧及び加熱の時間は，セラミッ
ク層１１の大きさ，積層数などによって変更することが
できる。

【００３３】また，本例では，上記本圧着工程Ｓ６の加
熱及び加圧を所定時間行った後加圧力を除去し，上記端
面治具７２を取り外すと共に，側面治具７１を分解し
た。これにより，図２（ｆ）に示すごとく，四角柱形状
を有したセラミック積層体１が得られた。

【００３４】このセラミック積層体１の展開図を図５に
示す。同図に示すごとく，セラミック積層体１を構成す
る各セラミック層１１と内部電極層２とは四角形状を有
している。また，セラミック積層体１は，隣り合ったセ
ラミック層１１の間に内部電極層２が存在しない控え部
１５を上記側面における対向する２つの側面側１０１，
１０２に交互に有している。

【００３５】次に，図１に示すごとく，セラミック積層
体１のセラミック層１１に含有されているバインダ樹脂
を９０％以上加熱除去する脱脂工程Ｓ７を行う。具体的
には，上記セラミック積層体１を大気またはＮ₂雰囲気
の下，温度３５０℃，保持時間５時間の条件で加熱して
バインダ樹脂を除去する。

【００３６】次に，図１に示すごとく，脱脂後のセラミ
ック積層体１を焼成する焼成工程Ｓ８を行う。本例で
は，温度１１００℃，保持時間２時間という条件で行っ
た。

【００３７】次に，本例では，図１に示すごとく，側面
研削工程Ｓ９を行う。図６に示すごとく，砥石５を用い
て，側面１０１〜１０４を研削する。このとき，本例で
は，控え部１５を有する側面１０１，１０２は平坦に研
削し，控え部１５を有していない側面１０３，１０４を
円弧状に研削する。これにより，図７に示すごとく，断
面形状が樽形のセラミック積層体１が得られる。

【００３８】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例においては，上記のごとく，その製造工程において
は，上記仮圧着工程Ｓ４，ユニット切断工程Ｓ５を行っ
た後に本圧着工程Ｓ６を行い，その後に脱脂工程Ｓ７及
び焼成工程Ｓ８を行う。そして，仮圧着工程Ｓ４におい
ては，上記幅広のセラミックシート１１を積層して仮圧
着する。このとき，セラミックシートが幅広なので，圧
着時の圧力を略均一に付与することができる。それ故，
仮圧着工程Ｓ４においては，圧力の偏りによるダメージ
部の発生を抑制することができる。

【００３９】次に，上記ユニット切断工程Ｓ５において
は，得ようとするセラミック積層体１の基本面積であ
る，１枚のセラミック層を含む幅寸法に切断したユニッ
ト体１１５を得る。そして，上記本圧着工程Ｓ６におい
て，ユニット体１１５を積層して熱圧着することによ
り，最終の積層数を有するセラミック積層体１を得る。
このときの熱圧着においては，上記ユニット体１１５を
積層して加圧するので，ユニット体１１５を用いないで
１枚単位で積層して熱圧着する場合と比べて，安定した
加圧を行うことができる。そのため，本圧着工程Ｓ６に
おけるダメージ部の発生を抑制することができる。ま
た，ユニット体１１５は，未だ脱脂工程が施されておら
ず，十分にセラミック層１１の柔軟性が維持されている
ので，もろくて欠けるということもない。

【００４０】そして，この本圧着工程Ｓ６を行って最終
積層数を有するセラミック積層体１を形成した後に，該
セラミック積層体１に対して脱脂工程Ｓ７を施す。その
ため，もろくなった脱脂後のセラミック積層体１を取り
扱う工程が主に焼成工程Ｓ８だけになり，もろさによっ
て損傷を受けることが少なくなる。

【００４１】このように，上記仮圧着工程Ｓ４，ユニッ
ト切断工程Ｓ５，本圧着工程Ｓ６，脱脂工程Ｓ７及び焼
成工程Ｓ８を順次行うことによって，セラミック積層体
１を製造する際にダメージ部が発生することを抑制する
ことができる。それ故，デラミ，クラック等の発生を抑
制することができ，高信頼性が得られるセラミック積層
体１が得られる。

【００４２】また，本例セラミック積層体１は，上記の
ごとく，積層数が多く，縦横比が３を超えている。それ
にも関わらず，上記製造工程を採用したことによって，
デラミやクラックがほとんど発生しないセラミック積層
体１を得ることができた。

【００４３】また，仮圧着工程Ｓ４と本圧着工程Ｓ６の
処理条件を異なる条件とし，仮圧着工程Ｓ４の方を低
温，低圧力の条件とした。さらに，加熱温度は，いずれ
もセラミック層に含有されたバインダ樹脂のガラス転移
点以上の温度とした。さらに，本圧着工程Ｓ６において
は，上記のごとく，仮圧着工程Ｓ４の加熱温度よりも２
０度以上高く，かつ，バインダ樹脂の熱分解温度よりも
低い加熱温度に設定した。

【００４４】そのため，仮圧着工程Ｓ４での圧着作用を
十分に確保することができると共に，仮圧着工程Ｓ４に
上記本圧着工程Ｓ６を行った際にも十分な圧着作用を得
ることができる。さらに，本圧着工程Ｓ６後において
も，バインダ樹脂が十分に残存するので，脆さが生じ
ず，十分な柔軟性が維持される。それ故，本圧着工程Ｓ
６後にセラミック積層体１が損傷することをさらに抑制
することができる。

【００４５】そして，本例では，上記仮圧着工程Ｓ４に
おいては積層方向からのみ加圧し，上記本圧着工程Ｓ６
においては，上記側面治具７１及び端面治具７２を用い
ることにより，積層方向からの加圧とこれに直交する側
面方向からの加圧を行う。これにより，仮圧着工程Ｓ４
においては，一軸方向からの略均一な加圧を行うことが
でき，ダメージ部の発生をさらに抑制することができ
る。

【００４６】また，本圧着工程Ｓ６においては，積層方
向と側面方向からの加圧を組み合わせることにより，積
層形状に優れたセラミック積層体１を得ることができ
る。また，そのため，その後の脱脂工程Ｓ７及び焼成工
程Ｓ８においても優れた形状を維持することができ，側
面研削工程Ｓ９での削り代を少なくすることができる。
それ故，工程合理化を図ることもできる。

【００４７】また，上記セラミック積層体１は，圧電セ
ラミックスの積層体を用いたアクチュエータであるピエ
ゾアクチュエータである。そしてまた，セラミック積層
体１は，上記のごとく，デラミやクラックの発生が抑制
される。それ故，非常に過酷な使用がなされる，インジ
ェクタに内蔵させた場合にも，優れた耐久性を発揮しう
る。

【００４８】（比較例１）本例では，実施例１の製造方
法により得られたセラミック積層体１の優れた点を定量
的に評価するため，実施例１と異なる製造方法（比較例
１）によりセラミック積層体を作製し，デラミ及びクラ
ックの発生率を調べた。本比較例１の製造方法は，図８
に示すごとく，仮圧着工程Ｓ４の後にユニット切断工程
Ｓ５，脱脂工程Ｓ５５を実施し，その後本圧着工程Ｓ
６，焼成工程Ｓ８，側面研削工程Ｓ９を順次行う方法で
ある。各工程の内容は，実施例１と同じであり，脱脂工
程の順序を変えたことのみが実施例１と異なる。

【００４９】本例では，上記比較例１及び実施例１の製
造方法により，それぞれ３０台のセラミック積層体１を
作製し，デノミとクラックの発生数を調べた。

【００５０】結果を図９に示す。同図は，横軸に製造工
程の区別を，縦軸に不良率をとった。同図より知られる
ごとく，比較例１においては，デラミの発生率Ｃ１１が
３／３０，クラックの発生率が４／３０であり，全体の
不良発生率は２３％に達した。これに対し，実施例１の
場合には，不良が全く発生しなかった。

【００５１】（実施例２）本例では，図１０に示すごと
く，実施例１における仮圧着工程Ｓ４に代えて，第１仮
圧着工程Ｓ４１と第２仮圧着工程Ｓ４２とを行った。第
１仮圧着工程Ｓ４１は，図１１（ｂ）（ｃ）に示すごと
く，実施例１の仮圧着工程Ｓ４と同じ工程であり，セラ
ミックシート１１０を１０枚積層してなる予備積層体１
１１を得る。なお，図１１も，枚数等を簡略化して描い
ている。

【００５２】次に，第２仮圧着工程Ｓ４２では，図１１
（ｄ）〜（ｆ）に示すごとく，上記予備積層体１１１を
およそ１／４の大きさに切断した第２の予備積層体１１
２を形成し，これを２つ重ねて仮圧着することにより，
セラミック層が２０枚積層された状態の予備積層体１１
３を作製する。

【００５３】次に，ユニット切断工程Ｓ５では，予備積
層体１１３を切断して，１枚のセラミック層を幅方向に
含む幅寸法を有していると共に２０枚のセラミック層が
仮圧着されているユニット体１１６を得る。また，次の
本圧着工程Ｓ６では，１０個のユニット体１１６を積層
させ，実施例１と同様に側面治具７１及び端面治具７２
を用いて行った。

【００５４】そして，本例では，第１仮圧着工程Ｓ４１
の処理条件は，加熱温度８０℃，加圧力５ＭＰａ，第２
仮圧着工程Ｓ４２の処理条件は，加熱温度１００℃，加
圧力１０ＭＰａ，本圧着工程Ｓ６の処理条件は，加熱温
度１２０℃，加圧力３４ＭＰａとした。そして，後の工
程ほど，高温，高圧力の条件を採用した。上記本圧着工
程Ｓ６の後には，実施例１と同様に，脱脂工程Ｓ７及び
焼成工程Ｓ８を行う。その他は実施例１と同様である。

【００５５】本例の場合には，上記のごとく，上記第２
仮圧着工程Ｓ４１を追加する。そして，第１仮圧着工程
Ｓ４１において得られた予備積層体１１１を，積層数を
増やすと共に幅寸法を減らした別の予備積層体１１３を
作製し，その後，上記ユニット切断工程Ｓ５以降を行
う。

【００５６】そのため，本例では，ユニット体１１６単
体の積層数を増加させることができ，上記本圧着工程Ｓ
６の安定性をさらに向上させることができる。その他は
実施例１と同様の作用効果が得られる。なお，上記実施
例では，内部電極層の印刷パターンを各セラミックシー
トに対して４×４の合計１６とした例を示したが，本発
明はこれに限定されるものではなく，例えば７×６の合
計４２，その他のパターンにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，製造工程を示す説明図。

【図２】実施例１における，製造工程を示す説明図。

【図３】実施例１における，熱圧着工程に使用する治具
を示す説明図。

【図４】実施例１における，熱圧着工程を行っている状
態を示す説明図。

【図５】実施例１における，セラミック層の積層状態を
示す展開説明図。

【図６】実施例１における，側面研削工程を行っている
状態を示す説明図。

【図７】実施例１における，得られたセラミック積層体
を示す斜視図。

【図８】比較例１における，製造工程を示す説明図。

【図９】実施例１と比較例１の不良発生率を示す説明
図。

【図１０】実施例２における，製造工程を示す説明図。

【図１１】実施例２における，製造工程を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．セラミック積層体，１１．．．セラミック層，１１０．．．セラミックシート，１１１，１１２，１１３．．．予備積層体，１１５，１１６．．．ユニット体，１５．．．控え部，２．．．内部電極層，７１．．．側面治具，７１１．．．第１側面治具，７１２．．．第２側面治具，７２．．．端面治具，

フロントページの続き (72)発明者服部秀和愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック層を複数枚積層してなるセラ
ミック積層体を製造する方法において，複数のセラミッ
ク層を幅方向に含む幅広のセラミックシートを，最終積
層数よりも少ない枚数だけ積層し，加熱すると共に積層
方向に加圧して予備積層体を形成する仮圧着工程と，上
記予備積層体を幅方向において複数に切断することによ
り，１枚のセラミック層を幅方向に含む幅寸法を有して
いると共に最終積層数よりも少ない積層数のユニット体
を形成するユニット切断工程と，上記ユニット体を複数
個積層して上記セラミック層の積層数を最終積層数とす
ると共に，加熱すると共に積層方向に加圧して上記セラ
ミック積層体を形成する本圧着工程と，該本圧着工程後
の上記セラミック積層体の上記セラミック層に含有され
ているバインダ樹脂を９０％以上加熱除去する脱脂工程
と，上記セラミック積層体を焼成する焼成工程とを含む
ことを特徴とするセラミック積層体の製造方法。
【請求項２】セラミック層を複数枚積層してなるセラ
ミック積層体を製造する方法において，複数のセラミッ
ク層を幅方向に含む幅広のセラミックシートを，最終積
層数よりも少ない枚数だけ積層し，加熱すると共に積層
方向に加圧して予備積層体を形成する第１の仮圧着工程
と，上記予備積層体を幅方向において複数に切断すると
共に，切断後の予備積層体を複数個積層し，加熱すると
共に積層方向に加圧して新たな予備積層体を形成する第
２の仮圧着工程と，上記第２の仮圧着工程を１回又は複
数回繰り返した後に得られた予備積層体を幅方向におい
て複数に切断することにより，１枚のセラミック層を幅
方向に含む幅寸法を有していると共に最終積層数よりも
少ない積層数のユニット体を形成するユニット切断工程
と，上記ユニット体を複数個積層して上記セラミック層
の積層数を最終積層数とすると共に，加熱すると共に積
層方向に加圧して上記セラミック積層体を形成する本圧
着工程と，該本圧着工程後の上記セラミック積層体の上
記セラミック層に含有されているバインダ樹脂を９０％
以上加熱除去する脱脂工程と，上記セラミック積層体を
焼成する焼成工程とを含むことを特徴とするセラミック
積層体の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２において，上記セラミッ
ク積層体の積層方向の寸法とこれに直交する幅方向の寸
法の比である縦横比は１以上であることを特徴とするセ
ラミック積層体の製造方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項において，
上記仮圧着工程の加熱温度は，上記本圧着工程の加熱温
度よりも低い又は同じであることを特徴とするセラミッ
ク積層体の製造方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項において，
上記仮圧着工程の加圧力は，上記本圧着工程の加圧力よ
りも低い又は同じであることを特徴とするセラミック積
層体の製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項において，
上記仮圧着工程の加熱温度は，上記セラミック層に含有
されたバインダ樹脂のガラス転移点以上の温度であるこ
とを特徴とするセラミック積層体の製造方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項において，
上記本圧着工程の加熱温度は，上記仮圧着工程の加熱温
度よりも２０度以上高く，かつ，上記バインダ樹脂の熱
分解温度よりも低いことを特徴とするセラミック積層体
の製造方法。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項において，
上記仮圧着工程においては積層方向からのみ加圧し，上
記本圧着工程においては積層方向からの加圧とこれに直
交する側面方向からの加圧を行うことを特徴とするセラ
ミック積層体の製造方法。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項において，
上記セラミック層は圧電セラミックスよりなり，上記セ
ラミック積層体は，上記セラミック層と内部電極層とを
交互に積層して構成されたピエゾアクチュエータ用セラ
ミック積層体であることを特徴とするセラミック積層体
の製造方法。