JP2006121012A - 圧電／電歪デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電／電歪素子の側端面に水分が付着することを効果的に抑制し得る圧電／電歪デバイスを提供すること。
【解決手段】 この圧電／電歪デバイスは、固定部１１と、固定部に支持された薄板部１２と、複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層されてなる圧電／電歪素子１４とを備えている。圧電／電歪デバイスは、後に薄板部１２を構成する薄板体と圧電／電歪層積層体とを切断加工した後、この切断面（側端面）に対して所定の特定処理（例えば、ラップ加工）を施すことで製造される。これにより、圧電／電歪素子１４の側端面の正射影の面積に対する同圧電／電歪素子１４の実際の表面積の割合が「４」以下となり、漏電やイオンマイグレーションが実質的に発生しない程度にまで同側端面への水分の付着が抑制され得る。この結果、耐久性の高い圧電／電歪デバイスが提供され得る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、固定部と、固定部に支持された薄板部と、層状の電極及び圧電／電歪層からなる圧電／電歪素子とを備えた圧電／電歪デバイスに関する。

この種の圧電／電歪デバイスは、精密加工を行うためのアクチュエータ、光学的情報や磁気的情報等の読取り及び／又は書込み用素子（例えば、ハードディスクドライブの磁気ヘッド）の位置を制御するアクチュエータ、或いは機械的振動を電気信号に変換するセンサ等として活発に開発されてきている。

このような圧電／電歪デバイスの一例として特許文献１に開示されているものは、図１３に示したように、固定部１００と、固定部１００に支持された薄板部１１０と、前記薄板部１１０の先端に設けられた対象物（例えば、ハードディスクドライブの磁気ヘッドそのもの）を保持するための保持部（可動部）１２０と、少なくとも前記薄板部１１０の平面上に形成されるとともに複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層された圧電／電歪素子１３０とを備えている。そして、この圧電／電歪デバイスは、圧電／電歪素子１３０の電極間に電界を形成して同圧電／電歪素子１３０の圧電／電歪層を伸縮させることで薄板部１１０を変形させ、これにより、保持部１２０（従って、同保持部１２０に保持される対象物）を変位させるようになっている。

また、図１３に示した圧電／電歪デバイスは、先ず、図１４に示したように、複数のセラミックグリーンシート（及び／又は、セラミックグリーンシート積層体）を準備し、図１５に示したように、これらのセラミックグリーンシートを積層して一体焼成することでセラミックの積層体２００を形成し、図１６に示したように、外表面に複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層された圧電／電歪層積層体２１０を形成し、この圧電／電歪層積層体２１０をワイヤーソーＷＳを利用したワイヤーソー加工（或いは、ダイシング加工等）により図１７に示した切断線Ｃ１〜Ｃ４にて切断することにより製造され得るものである。
特開２００１−３２０１０３号公報

ところで、上記開示された圧電／電歪デバイスが実際に使用される場合（例えば、ハードディスクドライブの磁気ヘッドの位置決め用のアクチュエータとして使用される場合）において、圧電／電歪素子１３０の側端面（図１７の切断線Ｃ３又はＣ４に沿った切断面）に水分が付着する場合がある。係る水分は、例えば、雰囲気中（空気中）の水蒸気の結露等に起因して発生し得る。

圧電／電歪素子１３０の側端面（特に、圧電／電歪素子１３０の側端面の一部である圧電／電歪層の側端面）に水分が付着すると、側端面に水分が付着した圧電／電歪層の絶縁抵抗値が減少することで同圧電／電歪層を挟む両側の電極間にて漏電が発生し易くなる。或いは、圧電／電歪層の側端面に付着した水分の存在により同側端面上にて所謂イオンマイグレーションが助長され、この結果、同側端面に水分が付着した圧電／電歪層を挟む両側の電極間でショート（短絡）が発生し易くなる。

係る漏電が発生すると、電極間の電圧が減少することで同電極間に形成される電界が弱くなる。この結果、圧電／電歪層の伸縮量が小さくなって圧電／電歪素子１３０（従って、圧電／電歪デバイス）による所期の作動が達成され得なくなる。また、係るショートが発生すると、電極間の電圧が発生し得なくなることで圧電／電歪素子１３０が伸縮し得なくなり、この結果、圧電／電歪素子１３０（従って、圧電／電歪デバイス）が作動し得なくなる。

以上のことから、上記開示された圧電／電歪デバイスにおいては、同圧電／電歪デバイスが実際に使用される場合において圧電／電歪素子１３０の側端面に水分が付着することを効果的に抑制することが要求されているところである。

従って、本発明の目的は、圧電／電歪素子の側端面に水分が付着することを効果的に抑制し得る圧電／電歪デバイスを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の特徴は、薄板部と、前記薄板部を支持する固定部と、少なくとも前記薄板部の平面上に形成されるとともに複数の電極と少なくとも一つの圧電／電歪層とが積層されてなり、同複数の電極の各側端面と同少なくとも一つの圧電／電歪層の側端面とにより形成された側端面を有する圧電／電歪素子とを備えた圧電／電歪デバイスにおいて、前記圧電／電歪素子の側端面の正射影の面積に対する同圧電／電歪素子の側端面の実際の表面積の割合が４以下であることにある。

一般に、或る表面に水分が付着する場合、その表面の実際の表面積（即ち、表面上の大小総ての凹凸が考慮された三次元的な総表面積）が小さいほど水分が付着し難くなる。従って、圧電／電歪素子の側端面の実際の表面積が小さいほど同側端面に水分が付着し難くなるということができる。

また、圧電／電歪素子の側端面の実際の表面積を小さくすることは、圧電／電歪素子の側端面の正射影の面積に対する同圧電／電歪素子の側端面の実際の表面積の割合（以下、「表面積増加率」と称呼する。）を小さくすることに繋がる。

ここで、本発明者は、係る圧電／電歪デバイスを通常の使用条件下にて実際に使用する場合において、圧電／電歪素子の側端面の表面積増加率が「４」以下であれば、上述した漏電やイオンマイグレーションが実質的に発生しない程度にまで同側端面への水分の付着が抑制され得ることを見出した。

従って、上記構成によれば、圧電／電歪素子の側端面に水分が付着することが効果的に抑制され得、圧電／電歪デバイスの所期の作動が長時間に亘って維持され得る。換言すれば、耐久性の高い圧電／電歪デバイスが提供され得る。

一般に、圧電／電歪素子の側端面をワイヤーソー加工、ダイシング加工等の機械加工等のみにて形成すると（仕上げると）、圧電／電歪素子の側端面の表面積増加率が「４」よりも大きくなる。従って、上記本発明に係る圧電／電歪デバイスを提供するためには、実際には、前記電極と前記圧電／電歪層の積層体を切断加工する工程に加え、前記切断加工により形成された切断面に対して所定の特定処理を施すことにより、前記圧電／電歪素子の側端面の表面積増加率が４以下となる同圧電／電歪素子の側端面を形成する（仕上げる）工程を含んだ製造方法が採用される。

即ち、本発明は、このような製造方法により、前記圧電／電歪素子の側端面が、前記電極と前記圧電／電歪層の積層体を切断加工することで形成された切断面に対して所定の特定処理を施すことにより形成された端面であることを特徴とする圧電／電歪デバイスを提供することができる。

上記特定処理は、前記切断面に対してラップ加工を行う処理であることが好適である。上記特定処理としてラップ加工を行う処理を採用すれば、比較的簡易な処理にて確実に、圧電／電歪素子の側端面の表面積増加率を「４」以下とすることができる。

以下、図面を参照しながら本発明による圧電／電歪デバイスの実施形態について説明する。図１に斜視図を示した前記実施形態に係る圧電／電歪デバイス１０は、直方体の固定部１１と、固定部から立設するように同固定部１１に支持されるとともに互いに対向する一対の薄板部１２，１２と、前記薄板部１２，１２の先端近傍の各内側に設けられた突起部１２ａ，１２ａよりも先端側の各内側に設けられた保持部（可動部）１３，１３と、少なくとも前記薄板部１２，１２の各外側の平面上に形成された層状の電極と圧電／電歪層とが交互に積層された圧電／電歪素子１４,１４とを備えている。これらの構成の概略は、例えば、前述した特開２００１−３２０１０３に開示されている。

この圧電／電歪デバイス１０は、例えば、一対の保持部１３，１３の間に対象物（図示せず）を接着材により接着させることで同対象物を保持し、圧電／電歪素子１４，１４が発生する力によって薄板部１２，１２を変形せしめ、これにより保持部１３,１３を変位させて対象物の位置を制御し得るアクチュエータとして使用されるようになっている。即ち、突起部１２ａ，１２ａは、接着剤を使用する領域を規定する機能を有する。この対象物は、磁気ヘッド、光ヘッド、或いは、センサとしての感度調整用重り等である。

固定部１１、薄板部１２，１２、及び保持部１３，１３から構成された部分（これらは「基体部」とも総称される。）は、後に詳述するようにセラミックグリーンシートの積層体を焼成により一体化したセラミック積層体により構成されている。このようなセラミックスの一体化物は、各部の接合部に接着剤が介在しないことから、経時的な状態変化が殆ど生じないので、接合部位の信頼性が高く、かつ、剛性確保に有利である。また、セラミック積層体は、後述するセラミックグリーンシート積層法により、容易に製造することができる。

なお、基体部は、全体をセラミックス又は金属により構成してもよく、セラミックスと金属とを組合せたハイブリッド構造とすることもできる。また、基体部は、セラミックスを有機樹脂やガラス等の接着剤で接着して構成したり、金属をロウ付け、半田付け、共晶接合、拡散接合、或いは溶接等で接合して構成することもできる。

圧電／電歪素子１４は、図２に拡大して示したように、固定部１１（の一部）と薄板部１２（の一部）がなす外側壁面（外側平面）上に形成されるとともに、複数の層状電極と複数の圧電／電歪層を有し、層状の電極と圧電／電歪層とが交互に積層された積層体である。電極と圧電／電歪層の各層は薄板部１２の平面と平行な層を形成している。より具体的に述べると、圧電／電歪素子１４は、薄板部１２の外側平面上に、電極１４ａ１、圧電／電歪層１４ｂ１、電極１４ａ２、圧電／電歪層１４ｂ２、電極１４ａ３、圧電／電歪層１４ｂ３、電極１４ａ４、圧電／電歪層１４ｂ４、及び電極１４ａ５が順に積層されてなる積層体である。電極１４ａ１，１４ａ３，１４ａ５は互いに電気的に接続され、互いに電気的に接続された電極１４ａ２，１４ａ４と、絶縁状態を維持するように形成されている。換言すると、互いに電気的に接続された電極１４ａ１，１４ａ３，１４ａ５と、互いに電気的に接続された電極１４ａ２，１４ａ４とは、櫛歯状の電極を構成している。

この圧電／電歪素子１４は、後述するように、膜形成方法により基体部に一体的に形成される。また、圧電／電歪素子１４を基体部とは別体として製造しておき、有機樹脂等の接着剤を用いて、或いは、ガラス、ロウ付け、半田付け、共晶接合等により基体部に貼り付けてもよい。

なお、ここでは、電極が全部で５層である多層構造を有する例を示したが、層の数は特に限定されない。一般には、層の数を多くすることにより、薄板部１２，１２を変形する力（駆動力）が増大する一方、消費電力も増大する。従って、実施にあたっては、用途及び使用状態等に応じて層の数を適宜選定すればよい。

以下、上記圧電／電歪デバイス１０の各構成要素について追加的な説明を行う。

保持部１３，１３は、薄板部１２，１２の変位に基づいて作動する部分であり、同保持部１３，１３には圧電／電歪デバイス１０の使用目的に応じて種々の部材が取り付けられる。例えば、圧電／電歪デバイス１０を物体を変位させる素子（変位素子）として使用する場合、特に、ハードディスクドライブの磁気ヘッドの位置決めやリンギング抑制のために使用するのであれば、磁気ヘッドを有するスライダ、磁気ヘッドそのもの、及びスライダを有するサスペンション等の部材（即ち、位置決めを必要とする部材）が取り付けられてもよい。また、光シャッタの遮蔽板等が取り付けられてもよい。

固定部１１は、上述したように、薄板部１２，１２並びに保持部１３，１３を支持する部分である。この圧電／電歪デバイス１０を、例えば、前記ハードディスクドライブの磁気ヘッドの位置決めに利用する場合には、固定部１１はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）に取り付けられたキャリッジアーム、同キャリッジアームに取り付けられた固定プレート、又はサスペンション等に支持固定される。また、この固定部１１には、圧電／電歪素子１４，１４を駆動するための図示しない端子（端子電極）及びその他の部材が配置される場合もある。端子電極の構造は上記電極と同様な幅であっても良いし、上記電極より狭いもの、或いは、一部が狭いものであっても良い。

保持部１３，１３及び固定部１１を構成する材料は、保持部１３，１３及び固定部１１が剛性を有するように構成される限りにおいて特に限定されない。一般には、これらの材料として、後述するセラミックグリーンシート積層法を適用できるセラミックスを用いることが好適である。より具体的には、この材料として、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアをはじめとするジルコニア、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、窒化アルミニウム、又は酸化チタンを主成分とする材料等が挙げられるほか、これらの混合物を主成分とした材料が挙げられる。ジルコニア、特に安定化ジルコニアを主成分とする材料と部分安定化ジルコニアを主成分とする材料は、機械的強度や靱性が高い点において圧電／電歪デバイス１０にとって好適である。また、保持部１３，１３及び固定部１１を金属材料により製造する場合、その金属材料としては、ステンレス鋼、ニッケル等が好適である。

薄板部１２，１２は、上述したように、圧電／電歪素子１４，１４により駆動される部分である。薄板部１２，１２は、可撓性を有する薄板状の部材であって、表面に配設された圧電／電歪素子１４，１４の伸縮変位を屈曲変位に変換し、保持部１３，１３に伝達する機能を有する。従って、薄板部１２，１２の形状や材質は、可撓性を有し、屈曲変形によって破損しない程度の機械的強度を有するものであれば足り、保持部１３，１３の応答性、操作性等を考慮して選択される。

薄板部１２の厚みＤｄ（図１を参照）は、２μｍ〜１００μｍ程度とすることが好ましく、薄板部１２と圧電／電歪素子１４とを合わせた厚みは７μｍ〜５００μｍとすることが好ましい。電極１４ａ１〜１４ａ５の各厚みは０．１μｍ〜５０μｍ、圧電／電歪層１４ｂ１〜１５ｂ５の各厚みは３μｍ〜３００μｍとすることが好ましい。

薄板部１２，１２を構成する材料には、保持部１３，１３や固定部１１と同様のセラミックスを用いることが好適であり、ジルコニア、中でも安定化ジルコニアを主成分とする材料と部分安定化ジルコニアを主成分とする材料は、薄肉であっても機械的強度が大きいこと、靱性が高いこと、圧電／電歪素子１４の電極１４ａ１を構成する電極材や圧電／電歪層１４ｂ１との反応性が小さいことから更に好適である。

また、薄板部１２，１２は、可撓性を有し、屈曲変形が可能な金属材料で形成することもできる。薄板部１２，１２に好適な金属材料のうち鉄系材料としては、各種ステンレス鋼、各種バネ鋼鋼材を挙げることができ、非鉄系材料としては、ベリリウム銅、リン青銅、ニッケル、ニッケル鉄合金を挙げることができる。

この圧電／電歪デバイス１０に使用する前述した安定化ジルコニア並びに部分安定化ジルコニアは、次のように安定化並びに部分安定化されたものが好ましい。即ち、ジルコニアに、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム、酸化カルシウム、及び酸化マグネシウムのうち少なくとも１つの化合物、又はこれらのうち二つ以上の化合物を、同ジルコニアを安定化並びに部分安定化させる化合物として添加・含有させる。

なお、それぞれの化合物の添加量としては、酸化イットリウムや酸化イッテルビウムの場合にあっては、１〜３０モル％、好ましくは１．５〜１０モル％、酸化セリウムの場合にあっては、６〜５０モル％、好ましくは８〜２０モル％、酸化カルシウムや酸化マグネシウムの場合にあっては、５〜４０モル％、好ましくは５〜２０モル％とすることが望ましい。特に、酸化イットリウムを安定化剤として用いることが好ましく、その場合においては、１．５〜１０モル％、（機械的強度を特に重視するときには更に好ましくは２〜４モル％、耐久信頼性を特に重視するときには更に好ましくは５〜７モル％）とすることが望ましい。

また、ジルコニアに、焼結助剤等の添加物としてアルミナ、シリカ、遷移金属酸化物等を０．０５〜２０ｗｔ％の範囲で添加することが可能である。圧電／電歪素子１４，１４の形成手法として、膜形成法による焼成一体化を採用する場合は、アルミナ、マグネシア、遷移金属酸化物等を添加物として添加することも好ましい。

なお、固定部１１、薄板部１２、及び保持部１３の少なくとも一つをセラミックスで構成する場合、そのセラミックスの機械的強度が高く且つ安定した結晶相が得られるように、ジルコニアの平均結晶粒子径を０．０５〜３μｍとすることが好ましく、０．０５〜１μｍとすることが更に望ましい。また、上述のように、薄板部１２，１２は、保持部１３，１３並びに固定部１１と同様（同様であるが異種）のセラミックスにより形成することができるが、好ましくは、保持部１３，１３並びに固定部１１と実質的に同一の材料を用いて形成することが、接合部分の信頼性の向上、圧電／電歪デバイス１０の強度の向上、及び同デバイス１０の製造の煩雑さの低減を図る上で有利である。

圧電／電歪デバイスには、ユニモルフ型、バイモルフ型等の圧電／電歪素子を用いることができるが、薄板部１２，１２と組み合わせたユニモルフ型の方が、発生する変位量の安定性に優れ、軽量化に有利であり、且つ、圧電／電歪素子の発生応力の力の向きとデバイスの変形に伴う歪の向きとが相反することがないように保つことが容易に設計可能であることから、このような圧電／電歪デバイス１０に適している。

前記圧電／電歪素子１４，１４は、図１に示したように、その一端を固定部１１（又は保持部１３でも良い。）上に位置させ、他端を薄板部１２，１２の側面の平面上に形成すると、薄板部１２，１２をより大きく駆動させることができる。

圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４は、圧電セラミックスにより構成されることが好適である。その一方、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４は、電歪セラミックス、強誘電体セラミックス、或いは反強誘電体セラミックスにより構成することも可能である。また、このような圧電／電歪デバイス１０において、保持部１３，１３の変位量と駆動電圧（又は出力電圧）とのリニアリティが重要とされる場合、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４は歪み履歴の小さい材料で形成されることが好ましく、従って、それらの抗電界が１０ｋＶ／ｍｍ以下の材料で形成されることが好ましい。

圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の具体的な材料としては、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス等を単独であるいは混合物として含有するセラミックスが挙げられる。

圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料には、特に、高い電気機械結合係数と圧電定数を有し、同圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の焼結時における薄板部（セラミックス）１２との反応性が小さく、且つ、安定した組成のものが得られる点において、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、及びマグネシウムニオブ酸鉛を主成分とする材料、もしくはチタン酸ナトリウムビスマスを主成分とする材料が好適である。

更に、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、スズ等の酸化物等を混合したセラミックスを用いてもよい。この場合、例えば、主成分であるジルコン酸鉛、チタン酸鉛、及びマグネシウムニオブ酸鉛に、ランタンやストロンチウムを含有させることにより、抗電界や圧電特性を調整可能となる等の利点を得られる場合がある。

なお、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料にシリカ等のガラス化し易い材料を添加することは避けることが望ましい。なぜならば、シリカ等の材料は、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の熱処理時に、圧電／電歪材料と反応し易く、その組成を変動させ、圧電特性を劣化させるからである。

一方、圧電／電歪素子１４，１４の電極１４ａ１〜１４ａ５は、室温で固体であり、導電性に優れた金属で構成されていることが好ましく、例えばアルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等の金属単体、もしくはこれらの合金で構成され得る。更に、これらの金属に圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４、或いは薄板部１２，１２と同じ材料を分散させたサーメット材料を電極材として用いてもよい。

圧電／電歪素子１４における電極材の選定は、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の形成方法に依存して決定される。例えば、薄板部１２の上に一つの電極１４ａ１を形成した後、この電極１４ａ１の上に圧電／電歪層１４ｂ１を焼成により形成する場合、電極１４ａ１を、圧電／電歪層１４ｂ１の焼成温度においても変化しない白金、パラジウム、白金−パラジウム合金、銀−パラジウム合金等の高融点金属で形成しておく必要がある。このことは、形成後に圧電／電歪層が焼成される電極（電極１４ａ２〜電極１４ａ４）についても同様である。

これに対し、圧電／電歪層１４ｂ４の上に形成される最外層の電極１４ａ５は、同電極１４ａ５の形成後に圧電／電歪層の焼成がなされないので、アルミニウム、金、銀等の低融点金属を主成分とした材料で形成することができる。

また、層状の電極１４ａ１〜１４ａ５は、圧電／電歪素子１４の変位を低下させる要因ともなるため、各層は薄いことが望ましい。特に圧電／電歪層１４ｂ４の焼成後に形成される電極１４ａ５には、焼成後に緻密でより薄い膜が得られる有機金属ペースト、例えば金レジネートペースト、白金レジネートペースト、銀レジネートペースト等の材料を用いることが好ましい。

図１に示した圧電／電歪デバイス１０においては、接着剤を使用する領域を規定するための突起部１２ａ，１２ａが設けられているが、図３に示したように、突起部１２ａ，１２ａを省略してもよい。これにより、保持部１３，１３に物品を取り付ける場合に、保持部１３，１３間に薄板部１２，１２間の距離に相当する大きさの物品を挟み込むように取り付けることが可能となる。この場合、物品を取り付けるための接着剤が使用される領域が実質的に保持部１３，１３を構成することになる。

上述した圧電／電歪デバイス１０は、超音波センサや加速度センサ、角速度センサや衝撃センサ、質量センサ等の各種センサとしても利用することもできる。また、かかる圧電／電歪デバイス１０を各種センサとして利用する場合には、同圧電／電歪デバイス１０は、対向する保持部１３，１３間、或いは薄板部１２，１２間に取り付けられる物体のサイズを適宜調整することにより、センサの感度調整を容易に行い得るという更なる長所を有する。

次に、上記圧電／電歪デバイス１０の製造方法について説明する。圧電／電歪デバイス１０の圧電／電歪素子１４，１４を除く基体部（即ち、固定部１１、薄板部１２，１２、並びに保持部１３，１３）は、セラミックグリーンシート積層法を用いて製造されることが好ましい。一方、圧電／電歪素子１４，１４は、薄膜や厚膜等の膜形成手法を用いて製造されることが好ましい。

圧電／電歪デバイス１０の基体部における各部材を一体的に成形することが可能なセラミックグリーンシート積層法によれば、各部材の接合部の経時的な状態変化がほとんど生じないため、接合部位の信頼性を高くすることができ、かつ、剛性を確保することができる。また、基体部を金属板を積層して形成する場合、金属の拡散接合法によれば、各部材の接合部の経時的な状態変化がほとんど生じず、接合部位の信頼性と剛性とを確保することができる。

この実施の形態に係る図１に示した圧電／電歪デバイス１０においては、薄板部１２，１２と固定部１１との境界部分（接合部分）並びに薄板部１２，１２と保持部１３，１３との境界部分（接合部分）は、変位発現の支点となるため、これらの接合部分の信頼性は圧電／電歪デバイス１０の特性を左右する重要なポイントである。

また、以下において説明する製造方法は、生産性が高く成形性にも優れるため、所定形状の圧電／電歪デバイス１０を短時間に、かつ、再現性よく得ることができる。

なお、以下において、複数のセラミックグリーンシートを積層して得られた積層体をセラミックグリーンシート積層体２２（図５を参照。）と定義し、このセラミックグリーンシート積層体２２を焼成して一体化したものをセラミック積層体２３（図６を参照。）と定義する。

また、かかる製造方法の実施にあたっては、図６のセラミック積層体を縦横に複数個並べたものと同等の１枚のシートを準備し、このシートの表面に後に圧電／電歪素子１４となる積層体２４（図７を参照。）を所定の部位に複数個分だけ連続させたものを形成し、このシートを切断することで、同一工程で多数個の圧電／電歪デバイス１０を製造することが望ましい。更には、一つの窓（図４に示したＷｄ１等）から２個以上の複数の圧電／電歪デバイス１０が取り出されるように製造することが望ましい。但し、以下においては、説明を簡単にするため、セラミック積層体の切断により圧電／電歪デバイス１０を１個だけ取り出す方法について説明する。

まず、ジルコニア等のセラミック粉末にバインダ、溶剤、分散剤、可塑剤等を添加混合してスラリーを作製し、これを脱泡処理後、リバースロールコーター法、ドクターブレード法等の方法により、所定の厚みを有する長方形のセラミックグリーンシートを作製する。

次に、図４に示したように、必要に応じて金型を用いた打抜加工やレーザ加工等の方法によりセラミックグリーンシートを種々の形状に加工し、複数枚のセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆを得る。

図４に示した例においては、セラミックグリーンシート２１ｂ〜２１ｅに対して、長方形の窓Ｗｄ１〜Ｗｄ４をそれぞれ形成する。窓Ｗｄ１と窓Ｗｄ４は略同一形状であり、窓Ｗｄ２と窓Ｗｄ３は略同一形状である。セラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆは、後に薄板部１２,１２を構成する部分を含む。なお、セラミックグリーンシートの枚数は、あくまでも一例である。また、図示された例では、セラミックグリーンシート２１ｃ,２１ｄは、所定の厚みを有する一枚のグリーンシートでもよく、或いは、同所定の厚みを得るために複数枚のセラミックグリーンシートを積層する又は積層したものであってもよい。

その後、図５に示したように、セラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆを積層・圧着してセラミックグリーンシート積層体２２を形成する。次いで、そのセラミックグリーンシート積層体を焼成して図６に示したセラミック積層体２３を形成する。

なお、セラミックグリーンシート積層体２２を形成するための（積層一体化のための）圧着回数や順序は限定されない。なお、一軸加圧（一方向への加圧）によっては圧力が十分に伝達されない箇所が存在する場合、複数回圧着を繰り返すか、或いは圧力伝達物を充填して圧着を行うことが望ましい。また、製造する圧電／電歪デバイス１０の構造や機能に応じて、例えば窓Ｗｄ１〜Ｗｄ４の各形状、セラミックグリーンシートの枚数や厚み等は適宜決定され得る。

上記積層一体化のための圧着を加熱しながら行うようにすると、より確実な積層状態を得ることができる。また、セラミック粉末、バインダを主体としたペースト、又はスラリー等を接合補助層としてセラミックグリーンシート上に塗布、又は印刷して圧着を行えば、セラミックグリーンシート界面の接合状態をより良好な状態とすることができる。この場合、接合補助剤として使用されるセラミック粉末は、セラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆに使用されたセラミックスと同一又は類似した組成を有していることが、接合の信頼性確保の点で好ましい。更に、セラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆが薄い場合、プラスチックフィルム（特に、表面にシリコーン系の離型剤をコーティングしたポリエチレンテレフタレートフィルム）を用いて同セラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆを取り扱うことが好ましい。また、セラミックグリーンシート２１ｂ，２１ｅ等の比較的薄いシートに窓Ｗｄ１，Ｗｄ４等を形成する際、これらのシートを前記プラスチックフィルムに取り付けた状態で同窓Ｗｄ１，Ｗｄ４等を形成するための加工を行ってもよい。

次に、図７に示すように、前記セラミック積層体２３の両表面、即ち、積層されたセラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆの焼成後の表面にそれぞれ圧電／電歪層積層体２４，２４を形成する。圧電／電歪層積層体２４，２４の形成法としては、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、及び電気泳動法等の厚膜形成法や、イオンビーム法、スパッタリング法、真空蒸着、イオンプレーティング法、化学気相成長法（ＣＶＤ）、及びめっき等の薄膜形成法を用いることができる。

このような膜形成法を用いて圧電／電歪層積層体２４，２４を形成することにより、接着剤を用いることなく、圧電／電歪層積層体２４，２４と薄板部１２，１２とを一体的に接合（配設）することができ、信頼性、再現性を確保できると共に、集積化を容易にすることができる。

この場合、厚膜形成法により圧電／電歪層積層体２４，２４を形成することがより好ましい。厚膜形成法を用いれば、平均粒径０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０５〜３μｍの圧電セラミックスの粒子や粉末を主成分とするペーストやスラリー、又はサスペンションやエマルジョン、ゾル等を用いて膜化することができ、それを焼成することによって良好な圧電／電歪特性を得ることができるからである。

なお、電気泳動法は、膜を高い密度で、かつ、高い形状精度で形成できるという利点を有する。また、スクリーン印刷法によれば、膜厚の制御とパターン形成とを同時に行うことができるので、製造工程を簡略化することが可能である。

ここで、セラミック積層体２３及び圧電／電歪層積層体２４，２４の形成方法の一例について詳述する。まず、セラミックグリーンシート積層体２２を１２００〜１６００℃の温度で焼成して一体化し、図６に示したセラミック積層体２３を得た後、図２に示したように、同セラミック積層体２３の両表面の所定位置に電極１４ａ１,１４ａ１を印刷して焼成し、次いで、圧電／電歪層１４ｂ１,１４ｂ１を印刷して焼成し、その上に電極１４ａ２,１４ａ２を印刷して焼成する。このような処理を所定回数繰り返して圧電／電歪層積層体２４，２４を形成する。その後、電極１４ａ１，１４ａ３，１４ａ５、及び電極１４ａ２，１４ａ４を駆動回路にそれぞれ電気的に接続するための端子電極（図示省略）を印刷、焼成する。

なお、最下層の電極１４ａ１を印刷して焼成し、その後、圧電／電歪層１４ｂ１と電極１４ａ２とを印刷してから同時に焼成し、その後、同様に、一つの圧電／電歪層と一つの電極とを印刷してから同時に焼成する工程を所定回数だけ繰り返すことで圧電／電歪層積層体２４，２４を形成してもよい。

この場合、例えば、電極１４ａ１,１４ａ２,１４ａ３,１４ａ４を白金（Ｐｔ）を主体とした材料、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４をジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を主体とした材料、他の電極１４ａ５を金（Ａｕ）、更に、端子電極を銀（Ａｇ）でそれぞれ構成するように、各部材の焼成温度が積層順に従って低くなるように材料を選定すると、ある焼成段階において、それより以前に焼成された材料の再焼結が起こらず、電極材等の剥離や凝集といった不具合の発生を回避することができる。

なお、適当な材料を選択することにより、圧電／電歪層積層体２４，２４の各部材と端子電極とを逐次印刷して、１回で一体焼成することも可能である。また、最外層の圧電／電歪層１４ｂ４の焼成温度を圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ３の焼成温度より高くして、これらの圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の最終的な焼結状態を同一にするように圧電／電歪積層体２４を形成してもよい。

また、圧電／電歪層積層体２４，２４の各部材と端子電極は、スパッタ法や蒸着法等の薄膜形成法によって形成してもよく、この場合には、必ずしも熱処理を必要としない。

圧電／電歪層積層体２４，２４の形成においては、セラミックグリーンシート積層体２２の両表面、即ち、セラミックグリーンシート２１ａ及び２１ｆの各表面に予め圧電／電歪層積層体２４，２４を形成しておき、そのセラミックグリーンシート積層体２２と圧電／電歪層積層体２４，２４とを同時に焼成してもよい。

圧電／電歪層積層体２４，２４とセラミックグリーンシート積層体２２とを同時焼成する方法としては、スラリー原料を用いたテープ成形法等によって圧電／電歪層積層体２４，２４の前駆体を成形し、この焼成前の圧電／電歪層積層体２４，２４の前駆体をセラミックグリーンシート積層体２２の表面上に熱圧着等で積層し、その後、これらを同時に焼成する方法が挙げられる。但し、この方法では、上述した膜形成法を用いて、セラミックグリーンシート積層体２２の表面及び／又は圧電／電歪層積層体２４，２４に予め電極１４ａ１，１４ａ１を形成しておく必要がある。

その他の方法としては、セラミックグリーンシート積層体２２の少なくとも最終的に薄板部１２，１２となる部分にスクリーン印刷により圧電／電歪層積層体２４，２４の各構成層である電極１４ａ１〜１４ａ５、及び圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４を形成し、これらを同時に焼成する方法が挙げられる。

圧電／電歪層積層体２４，２４の構成膜の焼成温度は、これを構成する材料によって適宜決定されるが、一般には、５００〜１５００℃であり、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４に対しては、１０００〜１４００℃が好適な焼成温度である。この場合、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の組成を制御するためには、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料の蒸発が制御される状態（例えば、蒸発源の存在下）で焼結することが好ましい。なお、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４とセラミックグリーンシート積層体２２を同時焼成する場合には、両者の焼成条件を合わせることが必要である。圧電／電歪層積層体２４，２４は、必ずしもセラミック積層体２３もしくはセラミックグリーンシート積層体２２の両面に形成される必要はなく、セラミック積層体２３もしくはセラミックグリーンシート積層体２２の片面のみに形成されてもよい。

次に、上述のようにして、圧電／電歪層積層体２４，２４が形成されたセラミック積層体２３（以下、後に圧電／電歪デバイス１０を構成する「セラミック積層体２３及び圧電／電歪層積層体２４からなるもの」を「被加工物」と云うこともある。）のうちの不要な部分を切除する。即ち、図８に示した切断線（破線）Ｃ１〜Ｃ４に沿って被加工物を切断する。切断は、ワイヤーソー加工やダイシング加工等の機械加工等により行うことが可能である。

この切断のうち、図８に示した切断線Ｃ３及びＣ４に沿う被加工物の切断は、比較的強度が小さく脆い圧電／電歪層と粘り易い延性を有する金属とからなる圧電／電歪層積層体２４，２４の切断を含むから、切断時に被加工物に対して大きな加工負荷が加わるダイシング加工によることは好ましくなく、被加工物に対する加工負荷が小さい他の加工によることが望ましい。中でも複数個の圧電／電歪デバイス１０を同時に形成するための同時切断に適し、加工負荷が小さいワイヤーソー加工が係る切断に適している。

また、切断線Ｃ３及びＣ４に沿う切断のように機械的な特性（切断加工に対する物理的な特性）が互いに異なる複数のセラミック、電極、及び圧電／電歪層からなる複合体の切断ではなく、切断線Ｃ１及びＣ２に沿う切断のように均一又は類似の機械的特性を有するセラミックで構成された部分の切断には、ワイヤーソー加工のほか、他の加工方法を用いても良い。例えば、切断線Ｃ１及びＣ２に沿う切断には、ダイシング加工を採用することが好ましい。

上述のようにして、図８に示した切断線Ｃ１〜Ｃ４に沿って被加工物を切断すると、突起部１２ａ、１２ａが形成される前であって、且つ後述する特定処理が施される前の図１に示した圧電／電歪デバイス１０に相当する被加工物が得られる。

次に、係る被加工物に対して上述したセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆの作製に使用されたスラリーと同一のスラリーを用いて後に突起部１２ａ，１２ａを構成する突起体（即ち、焼成前の突起部１２ａ，１２ａ）を同被加工物の所定の位置にそれぞれ形成する。係る突起体の形成法としても、上述した圧電／電歪層積層体２４，２４の形成法と同様、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、及び電気泳動法等の厚膜形成法や、イオンビーム法、スパッタリング法、真空蒸着、イオンプレーティング法、化学気相成長法（ＣＶＤ）、及びめっき等の薄膜形成法を用いることができる。

次いで、その突起体が形成された被加工物を焼成する。これにより、薄板部１２，１２と同一の材料で一体焼結された突起部１２ａ，１２ａが形成される。この結果、特定処理が施される前の図１に示した圧電／電歪デバイス１０に相当する被加工物（以下、「特定処理前圧電／電歪デバイス」と称呼する。）が得られる。

そして、最後に、圧電／電歪素子デバイス１０の２つの側端面に対応する特定処理前圧電／電歪デバイスの２つの側端面（即ち、上記切断線Ｃ３及びＣ４に沿った切断面）に対して特定処理を施す。これにより、図１に示した圧電／電歪デバイス１０が製造される。

以下、係る特定処理について詳述する。この特定処理は、圧電／電歪デバイス１０が実際に使用される場合において、圧電／電歪素子１４，１４の側端面（特に、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の側端面。図２を参照）に水分が付着することを効果的に抑制することで上述した漏電やイオンマイグレーションの発生を効果的に抑制するための処理である。

より具体的には、この特定処理は、圧電／電歪素子１４の側端面（即ち、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の側端面と電極１４ａ１〜１４ａ５の側端面とにより形成された側端面全体）の実際の表面積（以下、「実表面積Sact」と称呼する。）を小さくし、その結果、同圧電／電歪素子１４の側端面の正射影の面積Sproに対する同圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sactの割合「Sact/Spro」（従って、前記表面積増加率Smag）を小さくするための処理である。これは、圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sactが小さいほど（従って、表面積増加率Smagが小さいほど）、同圧電／電歪素子１４の側端面（従って、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の側端面）に水分が付着し難くなるという事実に基づく。

特定処理として、本例では、ラップ加工を採用する。ラップ加工は、例えば、Lap
Master-SFT 社製の１５インチラップ盤「LP−15」を使用して下記条件下にて、特定処理前圧電／電歪デバイスの２つの側端面に対して行われる。これにより、圧電／電歪素子１４，１４の側端面の凹凸が小さくなり、この結果、同側端面の実表面積Sact（従って、表面積増加率Smag）が小さくなる。
<ラップ加工条件>
・研磨材として粒径が１μｍ以下のダイヤモンド粉を含んだダイヤモンドスラリーを使用する。
・ラップ盤の回転速度は４０r.p.m.に設定する。
・ラップ荷重は０．４kgに設定する。

次に、上記特定処理としてのラップ加工の効果を確認するための効果確認試験を行ったので、その試験内容、及びその結果について説明する。この効果確認試験は、以下の手順にて行った。

先ず、本発明に係る試験品として、上記条件にてラップ加工を行ったもの（ラップ加工品。サンプル数n=2）を準備するとともに、比較対象に係る試験品として、特定処理前圧電／電歪デバイス（特定処理無し品。サンプル数n=2）を準備した。

次に、各試験品についての圧電／電歪素子１４の側端面の表面積増加率Smag（＝Sact/Spro）をそれぞれ測定した。この測定は、ＯＬＹＭＰＵＳ（株）製の走査型共焦点レーザー顕微鏡「ＯＬＳ１１００」を用いて、各試験品についての圧電／電歪素子１４の側端面の微細な凹凸形状（三次元形状）を画像解析により評価することで行った。なお、この走査型共焦点レーザー顕微鏡に代えて、或る表面の画像解析を行うことで微細な凹凸形状を含めた同表面の三次元的な形状を三次元的な位置データとして認識できるその他の装置によっても同様に、上記表面積増加率Smagを測定することができる。このような装置としては、例えば、原子間力顕微鏡（例えば、Digital
Instruments 社製 Nano Scope 4等）が挙げられる。

この効果確認試験の結果を表１に示す。特定処理による表面積増加率Smagの減少効果をより把握し易くするため、表１は、各試験品の表面積増加率Smagの測定結果のみならず、表面積増加率Smag＝５となった特定処理無し品を基準品として扱った場合における、基準品の表面積増加率である基準表面積増加率Smagref（＝５）に対する各試験品の表面積増加率Smagの割合「Smag/Smagref」（以下、「表面積増加率比ratioSmag」と称呼する。）の計算結果をも示している。また、上記表面積増加率比ratioSmagの計算結果をグラフにて表すと図９に示すようになる。

表１から理解できるように、圧電／電歪素子１４の側端面の表面積増加率Smagは、特定処理無し品（試験品数：2）では総て「４」より大きくなる一方、特定処理（ラップ加工）が施された本発明に係る圧電／電歪デバイス１０（試験品数：2）では総て「４」以下となっている。

換言すれば、ワイヤーソー加工による切断により形成されたままの圧電／電歪素子１４の側端面の表面積増加率Smagは「４」より大きくなる一方、特定処理としてのラップ加工を施すと、同表面積増加率Smagが小さくなって「４」以下となる（或いは、「１．５」以下となる）。このように、特定処理としてラップ加工を施すと、表面積増加率Smagの大きな低減効果を得ることができた。

このようにして、特定処理による圧電／電歪素子１４の側端面の表面積増加率Smagの低減効果（従って、実表面積Sactの低減効果）を確認することができた。なお、この例（基準表面積増加率Smagref＝５の場合）では、「表面積増加率Smag＝４」は、「表面積増加率比ratioSmag＝０．８」に相当する（図９を参照）。

更に、本発明者は、係る圧電／電歪デバイス１０を通常の使用条件下にて実際に使用する場合において、圧電／電歪素子１４の側端面の表面積増加率Smagが「４」以下であれば、同側端面への水分の付着が十分に抑制され得、この結果、上述した漏電やイオンマイグレーションが実質的に発生しないことを、別途、所定の耐久試験、加速試験等を通して確認している。

例えば、本発明者は、タバイエスペック（株）製のクリーン恒温恒湿器度 「PCR-3KP」
を使用して、温度85℃ 湿度85% の環境下で電極間電圧をsin波 6kHz 20±20Vで印加する1000時間の耐久試験を行った。上述した漏電やイオンマイグレーションの発生の程度は、圧電／電歪素子の電極間の絶縁抵抗値Ｒを測定することで確認した。

表２、及び図１０は、表１（従って、図９）に示したデータを測定する際に使用した試験品と同じ試験品についての圧電／電歪素子１４の電極間の絶縁抵抗値Ｒをそれぞれ測定した結果を示している。

表２、及び図１０から理解できるように、圧電／電歪素子１４の電極間の絶縁抵抗値Ｒは、特定処理無し品（試験品数：1）では大きく低下している一方、特定処理（ラップ加工）が施された本発明に係る圧電／電歪デバイス１０（試験品数：2）では殆ど低下していない。即ち、係る圧電／電歪デバイス１０を通常の使用条件下にて実際に使用する場合において、圧電／電歪素子１４の側端面に特定処理を施すと、同側端面への水分の付着が十分に抑制され得ること（即ち、耐電圧性が高いこと）が確認できた。

ところで、上述したように、特定処理による圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sact（従って、表面積増加率Smag）の低減効果を確認するために表面積増加率Smagを直接的に測定・評価しようとする場合、走査型共焦点レーザー顕微鏡、原子間力顕微鏡等の比較的高価、且つ精密な装置が必要となる。従って、本発明者は、より安価、且つ簡便に圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sact（従って、表面積増加率Smag）を評価できる手法はないかと研究を重ねた。

その結果、圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sact（従って、表面積増加率Smag）は、同側端面からの微小粒子の離脱（以下、粒子が離脱することを「脱粒」と呼ぶ。）の程度（脱粒する粒子数Ｎ）と強い相関があることを見出した。

表３、及び図１１は、表１（従って、図９）に示したデータを測定する際に使用した試験品と同じ試験品についての圧電／電歪素子１４の側端面からの脱粒粒子数Ｎをそれぞれ測定した結果を示している。

係る脱粒粒子数Ｎの測定は、RION社製のＬＰＣ（liquid particle
counter）「KL−26」を利用して行った。具体的には、試験品を所定の超純水が入った容量1000mlのビーカーに投入して超音波洗浄を行う。これにより、試験品から脱粒した粒子を超純水中に拡散させる。そして、係る超純水中の粒径が０．５μｍ以上の粒子数を上記ＬＰＣで計測することで、試験品の圧電／電歪素子１４の側端面からの脱粒粒子数Ｎをカウントする。なお、超純水中に拡散した脱粒粒子が圧電／電歪素子１４の側端面から発生していることは、同拡散した脱粒粒子をフィルターで捕集し、堀場製作所（株）製
EDS（Energy Dispersive X-ray Spectrometer）「HORIBA XerophyS-298HXI」を使用してその組成分析を行うことで確認している。

図１１と図９の比較結果から理解できるように、圧電／電歪素子１４の側端面からの脱粒粒子数Ｎと、圧電／電歪素子１４の側端面の表面積増加率Smag（従って、実表面積Sact）とは、定性的な傾向がほぼ一致するということができる。

これは、一般に、或る表面の微細な凹凸が大きくてその表面の表面積が大きくなるほど、表面の微細な凸部が同表面から離脱することで脱粒が発生し易くなるという関係があることに基づくものと考えられる。

以上のように、圧電／電歪素子１４の側端面からの脱粒粒子数Ｎは、周知のＬＰＣを利用することにより、安価、且つ簡便に測定できる。また、圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sact（従って、表面積増加率Smag）は、同側端面からの脱粒粒子数Ｎと強い相関があることが判った。従って、圧電／電歪素子１４の側端面からの脱粒粒子数Ｎを測定することで、安価、且つ簡易に圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sact（従って、表面積増加率Smag）を評価（検査）することができた。

また、ＬＰＣは圧電／電歪デバイス１０からのゴミ、ほこり等の発生（以下、ゴミ、ほこり等が発生することを「発塵」と云う。）を確認していることになる。ここで、圧電／電歪デバイス１０の使用環境によっては（例えば、半導体製造装置の位置決めアクチュエータ等に使用される場合）、発塵はできる限り回避されなければならない。以上のことから、本発明による特定処理を行うことにより、圧電／電歪素子１４の側端面の実表面積Sactの減少効果のみならず、同側端面からの脱粒による発塵の防止効果をも発揮され得ることがわかる。

ところで、圧電／電歪素子１４の構成要素である複数の電極１４ａ１〜１４ａ５は、例えば、粘り強い延性を有する白金等の金属から成るとともに、同構成要素である複数の圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４は、例えば、比較的強度が小さく脆い（脆弱な）ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を主体とした圧電セラミック材料から成っている。比較的強度が小さく脆い（脆弱な）材料は、脱粒が発生する可能性が高い。従って、圧電／電歪素子１４の側端面のうち脱粒が発生する可能性が最も高いのは圧電セラミック材料から成る圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の側端面であると云える。換言すれば、上記脱粒粒子数Ｎの殆どは、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４からの脱粒によるものと考えられる。

なお、圧電／電歪素子１４の側端面からの脱粒を防止するための他の手法として、例えば、同側端面にコーティング処理を行うことが考えられる。そこで、表３、及び図１１は、例えば、クラリアントジャパン（株）製の下記型番のポリシラザンを特定処理前圧電／電歪デバイスの圧電／電歪素子１４の側端面にディッピングし、その後、窒素雰囲気中で250℃で１時間加熱することでコーティング処理を行った場合における各コーティング処理品の脱粒粒子数Ｎのデータも併せて示している。
<コーティング処理条件>
コーティング処理Ａ：NN110（触媒無し）
コーティング処理Ｂ：NN310（触媒無し、末端メチル化品）
コーティング処理Ｃ：NL110A（パラジウム系の触媒）
コーティング処理Ｄ：NP110（アミン系の触媒）

表３、及び図１１から理解できるように、圧電／電歪素子１４の側端面からの脱粒を防止する観点からは、コーティング処理を採用することが好適であるということができる。なお、係るコーティング処理品について上記と同じ耐久試験を行った場合における圧電／電歪素子の電極間の絶縁抵抗値Ｒの測定結果を上述の表２、及び図１０に示している。表２、及び図１０から理解できるように、係るコーティング処理品の圧電／電歪素子の電極間の絶縁抵抗値Ｒは上記耐久試験によっても殆ど低下していない。即ち、圧電／電歪デバイス１０を通常の使用条件下にて実際に使用する場合において、圧電／電歪素子の側端面に係るコーティング処理を施しても、同側端面への水分の付着が十分に抑制され得ること（即ち、耐電圧性が高いこと）が確認できた。

以上、説明したように、本発明による圧電／電歪デバイスは、各種トランスデューサ、各種アクチュエータ、周波数領域機能部品（フィルタ）、トランス、通信用や動力用の振動子や共振子、発振子、ディスクリミネータ等の能動素子のほか、超音波センサや加速度センサ、角速度センサや衝撃センサ、質量センサ等の各種センサ用のセンサ素子として利用することができる。また、この圧電／電歪デバイスは、光学機器、精密機器等の各種精密部品等の変位や位置決め調整、角度調整の機構に用いられる各種アクチュエータとして利用することができる。

また、この圧電／電歪デバイスは、機械加工（ワイヤーソー加工）により切断された圧電／電歪素子１４の側端面（切断面）に上述した特定処理（ラップ加工）を施すことにより、圧電／電歪素子１４の側端面の正射影の面積Sproに対する同圧電／電歪素子１４の側端面の実際の表面積Sactの割合（表面積増加率Smag）が「４」以下となっている。従って、上述した漏電やイオンマイグレーションが実質的に発生しない程度にまで圧電／電歪素子１４の側端面への水分の付着が抑制され得、この結果、圧電／電歪デバイスの所期の作動が長時間に亘って維持され得る。換言すれば、耐久性の高い圧電／電歪デバイスが提供され得る。

本発明は上記実施形態に限らず、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、圧電／電歪素子１４は、複数の電極１４ａ１〜１４ａ５と複数の圧電／電歪素子層１４ｂ１〜１４ｂ４を備えていたが、圧電／電歪素子を、一対の電極と同一対の電極に挟まれた一つの圧電／電歪層を備えてなるように構成してもよい。

また、固定部１１、薄板部１２，１２、及び保持部１３，１３を金属で構成する場合、図６に示したセラミック積層体２３に代えて、このセラミック積層体と同形の金属構造物を鋳造により形成してもよく、或いは、図４に示した各セラミックグリーンシートと同形の薄板状の金属を準備し、これらの金属板をクラッディング法により接合（拡散接合）してセラミック積層体２３と同形の金属構造体を形成することもできる。また、断面長方形の棒状金属をコの字状に屈曲させることで、固定部１１、薄板部１２，１２、及び保持部１３，１３を構成してもよい。

また、上記実施形態においては、圧電／電歪デバイス１０の全長（保持部１３の端部から固定部１１の端部までの長さ）の規定が図６に示した焼成体（セラミック積層体２３）の切断加工（ダイシング加工）により行われているが、図４に示したセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆの加工の際に行うようにしてもよい。具体的には、保持部１３の端面に対応する面を内壁面の一部とする開口窓と固定部１１の端面に対応する面を内壁面の一部とする開口窓とをセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆに加工しておいてもよい。これにより、厚い焼成体を切断する場合に比して圧電／電歪デバイス１０の全長を製品毎に均一にする（全長を精度良く規定する）ことができる。

また、上記実施形態の圧電／電歪デバイス１０においては、一対の保持部１３，１３の間に対象物を保持していたが、一対の保持部１３，１３の間にスペーサ（図示せず）を接着剤により介在させてもよい。更に、上記実施形態に係る圧電／電歪デバイスの保持部の側面側（図１においては前面側、又は背面側）に保持すべき対象物を接着等により保持してもよい。

更に、図１２に示したように、上述した実施形態における固定部１１の中央部を切除して、一対の固定部１１ａ，１１ａを形成し、各固定部が各薄板部を保持するように構成するとともに、上記一対の薄板部１２，１２の先端部分を一体に連結する部分で保持部１３ａを構成してもよい。

本発明の実施形態に係る圧電／電歪デバイスの斜視図である。 図１に示した圧電／電歪デバイスの部分拡大正面図である。 図１に示した圧電／電歪デバイスの変形例の斜視図である。 本発明による圧電／電歪デバイスの製造方法において積層されるセラミックグリーンシートの斜視図である。 図４に示したセラミックグリーンシートを積層・圧着したセラミックグリーンシート積層体の斜視図である。 図５に示したセラミックグリーンシートが一体焼成されて形成されたセラミック積層体の斜視図である。 圧電／電歪層積層体が形成された図６に示したセラミック積層体の斜視図である。 図７に示したセラミック積層体及び圧電／電歪層積層体の切断工程を示した図である。 本発明に係る特定処理を施した試験品、及び同特定処理を施す前の試験品についての、圧電／電歪素子の側端面の表面積増加率比のデータをそれぞれ示したグラフである。 本発明に係る特定処理を施した試験品、及び同特定処理を施す前の試験品についての、圧電／電歪素子の電極間の絶縁抵抗値のデータをそれぞれ示したグラフである。 本発明に係る特定処理を施した試験品、及び同特定処理を施す前の試験品についての、圧電／電歪素子の側端面からの脱粒粒子数のデータをそれぞれ示したグラフである。 図１に示した圧電／電歪デバイスの他の変形例の斜視図である。 従来の圧電／電歪デバイスの斜視図である。 図１３に示した圧電／電歪デバイスの製造過程において積層されるセラミックグリーンシートの斜視図である。 図１４に示したセラミックグリーンシートが積層・圧着された後に一体焼成されて形成されたセラミック積層体の斜視図である。 圧電／電歪層積層体が形成された図１５に示したセラミック積層体の斜視図である。 図１６に示したセラミック積層体及び圧電／電歪層積層体の切断工程を示した図である。

符号の説明

１１…固定部、１２…薄板部、１３…保持部、１４…圧電／電歪素子、１４ａ１〜１４ａ５…電極（層状の電極、電極層）、１４ｂ１〜１４ｂ４…圧電／電歪層、２１ａ〜２１ｆ…セラミックグリーンシート、２２…セラミックグリーンシート積層体、２３…セラミック積層体、２４…圧電／電歪層積層体

Claims (4)

1. 薄板部と、
   前記薄板部を支持する固定部と、
   少なくとも前記薄板部の平面上に形成されるとともに複数の電極と少なくとも一つの圧電／電歪層とが積層されてなり、同複数の電極の各側端面と同少なくとも一つの圧電／電歪層の側端面とにより形成された側端面を有する圧電／電歪素子と、
   を備えた圧電／電歪デバイスにおいて、
   前記圧電／電歪素子の側端面の正射影の面積に対する同圧電／電歪素子の側端面の実際の表面積の割合が４以下であることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
2. 請求項１に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
   前記圧電／電歪素子の側端面は、前記電極と前記圧電／電歪層の積層体を切断加工することで形成された切断面に対して所定の特定処理を施すことにより形成された端面であることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
3. 薄板部と、
   前記薄板部を支持する固定部と、
   少なくとも前記薄板部の平面上に形成されるとともに複数の電極と少なくとも一つの圧電／電歪層とが積層されてなり、同複数の電極の各側端面と同少なくとも一つの圧電／電歪層の側端面とにより形成された側端面を有する圧電／電歪素子と、
   を備えた圧電／電歪デバイスの製造方法であって、
   前記電極と前記圧電／電歪層の積層体を切断加工する工程と、
   前記切断加工により形成された切断面に対して所定の特定処理を施すことにより、前記圧電／電歪素子の側端面の正射影の面積に対する同圧電／電歪素子の側端面の実際の表面積の割合が４以下となる同圧電／電歪素子の側端面を形成する工程と、
   を含んだ圧電／電歪デバイスの製造方法。
4. 請求項２に記載の圧電／電歪デバイス、又は請求項３に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、
   前記特定処理は、
   前記切断面に対してラップ加工を行う処理であることを特徴とする圧電／電歪デバイス、又は請求項３に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
   

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