JP2007149995A - 積層型圧電素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の電極層と第2の電極層とが圧電体層を挟んで交互に積層されている積層型圧電素子であって、複数の圧電体層10と、積層体の第1の側面において、端部の少なくとも一部が、隣接する圧電体層よりも外側に突出し、積層体の第2の側面との間に絶縁領域12aが設けられている第1の電極層11aと、積層体の第2の側面において、端部の少なくとも一部が、隣接する圧電体層よりも外側に突出し、積層体の第1の側面との間に絶縁領域12bが設けられている第2の電極層11bと、積層体の第1の側面に形成され、第1の電極層の端部の少なくとも一部に接続され、第2の電極層から絶縁されている第1の側面電極13aと、積層体の第2の側面に形成され、第2の電極層の端部の少なくとも一部に接続され、第1の電極層から絶縁されている第2の側面電極13bとを含む。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る積層型圧電素子の構造を示す一部断面斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係る積層型圧電素子は、例えば、底面の一辺が200μm〜1.0mm程度で高さが300μm〜1.0mm程度の柱状の構造体である。また、この積層型圧電素子は、複数の圧電体層10並びに複数の内部電極層11a及び11bを含む積層体と、側面電極13a及び13bとを含んでいる。複数の内部電極層11aと複数の内部電極層11bとは、圧電体層10を挟んで交互に積層されている。また、本実施形態に係る積層型圧電素子は、上部電極層14及び下部電極層15をさらに含んでも良い。
まず、図2の(a)に示すように、基板9上に、圧電体層20と、内部電極層21aと、圧電体層20と、内部電極層21bとをこの順に繰り返して形成することにより、積層体23を形成する。
エアロゾル生成室1は、原料粉が配置される容器である。エアロゾル生成室1には、エアロゾル生成室1に振動等を与えることにより、その内部に配置された原料粉を攪拌するための容器駆動部1aが設けられている。
キャリアガス及び圧調整ガスとしては、窒素(N2)、酸素(O2)、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、又は、乾燥空気等が用いられる。
成膜チャンバ5の内部は、排気ポンプ6によって排気されており、それによって所定の真空度に保たれている。成膜チャンバ5内に配置されている噴射ノズル7は、所定の形状及び大きさの開口を有しており、エアロゾル生成室1からエアロゾル搬送管4を介して供給されたエアロゾルを、開口から基板9に向けて高速で噴射する。
なお、この工程において、積層体23から基板9を剥離しても良い。
また、図1に示す上部電極層14及び下部電極層15については、側面電極26a及び26bと同時に形成しても良いし、その後で形成しても良い。それにより、本実施形態に係る積層型圧電素子が完成する。
ここで、本発明の第1の実施形態においては、絶縁領域を設けることにより内部電極層を側面電極から絶縁しているのに対して、本発明の第2の実施形態においては、内部電極層の端部を絶縁膜によって覆うことにより側面電極から絶縁している点において異なっている。
側面電極33a側において、内部電極層31aの端部は、側面電極33aに埋没するように覆われている。また、同じ側面において、内部電極層31bの端部を覆うように、絶縁膜32bが形成されている。同様に、側面電極33b側において、内部電極層31bの端部は側面電極33bに覆われていると共に、内部電極層31aの端部の覆うように絶縁膜32aが形成されている。
このように絶縁膜31a及び31bを形成することにより、側面電極33aは、内部電極層31aに接続されると共に、内部電極層31bから絶縁される。一方、側面電極33bは、内部電極層31bに接続されると共に、内部電極層31aから絶縁される。
まず、図5の(a)に示すように、基板9上に、圧電体層40と内部電極層41とを交互に積層することにより、積層体42を形成する。圧電体層40は、第1の実施形態におけるのと同様にAD法によって形成される。また、内部電極層41は、第1の実施形態において説明したものと同様の材料を用いてスパッタ法又はメッキ法によって形成される。
2 巻き上げガスノズル
3 圧調整ガスノズル
4 エアロゾル搬送管
5 成膜チャンバ
6 排気ポンプ
7 噴射ノズル
8 基板ホルダ
9 基板
10、20、30、40、100 圧電体層
11a、11b、21a、21b、31a、31b、41、
101a、101b 内部電極層
12a、12b、22a、22b、27、47、102a、102b 絶縁領域
13a、13b、26a、26b、33a、33b、46a、46b、
103a、103b 側面電極
14、34、103 上部電極層
15、35、105 下部電極層
23、24、42、43 積層体
24a、24b、43a、43b 側面
25、44 端部
32a、32b、45a、45b 絶縁膜
Claims (14)
- 複数の圧電体層と、少なくとも1つの第1の電極層と、少なくとも1つの第2の電極層とを有し、前記少なくとも1つの第1の電極層と前記少なくとも1つの第2の電極層とが、圧電体層を挟んで交互に積層されている積層体を含む積層型圧電素子であって、
複数の圧電体層と、
前記積層体の第1の側面において、端部の少なくとも一部が、隣接する圧電体層よりも外側に突出していると共に、前記積層体の第2の側面との間に絶縁領域が設けられている少なくとも1つの第1の電極層と、
前記積層体の第2の側面において、端部の少なくとも一部が、隣接する圧電体層よりも外側に突出していると共に、前記積層体の第1の側面との間に絶縁領域が設けられている少なくとも1つの第2の電極層と、
前記積層体の第1の側面に形成され、前記第1の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されていると共に、前記第2の電極層から絶縁されている第1の側面電極と、
前記積層体の第2の側面に形成され、前記第2の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されていると共に、前記第1の電極層から絶縁されている第2の側面電極と、
を具備する積層型圧電素子。 - 複数の圧電体層と、少なくとも1つの第1の電極層と、少なくとも1つの第2の電極層とを有し、前記少なくとも1つの第1の電極層と前記少なくとも1つの第2の電極層とが、圧電体層を挟んで交互に積層されている積層体を含む積層型圧電素子であって、
複数の圧電体層と、
前記積層体の2つの側面において、端部の少なくとも一部が、隣接する圧電体層よりも外側に突出している少なくとも1つの第1の電極層と、
前記積層体の前記2つの側面の内の第1の側面において前記第1の電極層の前記端部を覆う第1の絶縁膜と、
前記積層体の前記2つの側面において、端部の少なくとも一部が、隣接する圧電体層よりも外側に突出している少なくとも1つの第2の電極層と、
前記積層体の前記2つの側面の内の第2の側面において前記第2の電極層の前記端部を覆う第2の絶縁膜と、
前記積層体の第1の側面に形成され、前記第1の絶縁膜によって前記第1の電極層から絶縁されていると共に、前記第2の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されている第1の側面電極と、
前記積層体の第2の側面に形成され、前記第2の絶縁膜によって前記第2の電極層から絶縁されていると共に、前記第1の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されている第2の側面電極と、
を具備する積層型圧電素子。 - 前記複数の圧電体層が、基板又は前記少なくとも1つの第1若しくは第2の電極層に向けて圧電材料の粉体を吹き付けることにより圧電材料を堆積させるエアロゾルデポジション法によって形成されている、請求項1又は2記載の積層型圧電素子。
- 前記少なくとも1つの第1及び第2の電極層が、スパッタ法又はメッキ法によって形成されている、請求項1〜3のいずれか1項記載の積層型圧電素子。
- 前記少なくとも1つの第1及び第2の電極層の各々が、導電層と、前記導電層と圧電体層との間に形成された密着層とを含む、請求項1〜4のいずれか1項記載の積層型圧電素子。
- 複数の圧電体層と、少なくとも1つの第1の電極層と、少なくとも1つの第2の電極層とを有し、前記少なくとも1つの第1の電極層と前記少なくとも1つの第2の電極層とが、圧電体層を挟んで交互に積層されている積層体を含む積層型圧電素子の製造方法であって、
圧電体層を形成する工程(a)と、
前記圧電体層上に、前記積層体の第1の側面との間に第1の絶縁領域が設けられるように、第1の電極層を形成する工程(b)と、
前記第1の電極層上に圧電体層を形成する工程(c)と、
前記圧電体層上に、前記積層体の第2の側面との間に第2の絶縁領域が設けられるように、第2の電極層を形成する工程(d)と、
前記第2の電極層上に圧電体層を形成する工程(e)と、
形成された積層体をダイシングして第1の側面を形成することにより、前記第2の電極層の端部の少なくとも一部を、隣接する圧電体層よりも外側に突出させる工程(f)と、
前記積層体をダイシングして第2の側面を形成することにより、前記第1の電極層の端部の少なくとも一部を、隣接する圧電体層よりも外側に突出させる工程(g)と、
前記積層体の第1の側面に、前記第2の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されると共に、前記第1の絶縁領域によって前記第1の電極層から絶縁されるように、第1の側面電極を形成する工程(h)と、
前記積層体の第2の側面に、前記第1の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されると共に、前記第2の絶縁領域によって前記第2の電極層から絶縁されるように、第2の側面電極を形成する工程(i)と、
を具備する積層型圧電素子の製造方法。 - 工程(a)及び(c)及び(e)の各々が、基板又は前記第1若しくは第2の電極層に向けて圧電材料の粉体を吹き付けることにより圧電材料を堆積させるエアロゾルデポジション法を用いることにより前記圧電体層を形成することを含む、請求項6記載の積層型圧電素子の製造方法。
- 工程(b)及び(d)の各々が、スパッタ法又はメッキ法を用いることにより前記第1又は第2の電極層を形成することを含む、請求項6又は7記載の積層型圧電素子の製造方法。
- 工程(b)及び(d)の各々が、前記圧電体層上に密着層を介して導電層を配置することにより、前記第1又は第2の電極層を形成することを含む、請求項6〜8のいずれか1項記載の積層型圧電素子の製造方法。
- 複数の圧電体層と、少なくとも1つの第1の電極層と、少なくとも1つの第2の電極層とを有し、前記少なくとも1つの第1の電極層と前記少なくとも1つの第2の電極層とが、圧電体層を挟んで交互に積層されている積層体を含む積層型圧電素子の製造方法であって、
圧電体層と第1及び第2の電極層とを積層することにより積層体を形成する工程(a)と、
形成された積層体をダイシングして第1の側面を形成することにより、前記第1及び第2の電極層の端部の少なくとも一部を、隣接する圧電体層よりも外側に突出させる工程(b)と、
前記積層体をダイシングして第2の側面を形成することにより、前記第1及び第2の電極層の端部の少なくとも一部を、隣接する圧電体層よりも外側に突出させる工程(c)と、
前記積層体の第1の側面において、前記第1の電極層の端部を覆うように第1の絶縁膜を形成する工程(d)と、
前記積層体の第2の側面において、前記第2の電極層の端部を覆うように第2の絶縁膜を形成する工程(e)と、
前記積層体の第1の側面に、前記第1の絶縁膜によって前記第1の電極層から絶縁されると共に、前記第2の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されるように、第1の側面電極を形成する工程(f)と、
前記積層体の第2の側面に、前記第2の絶縁膜によって前記第2の電極層から絶縁されると共に、前記第1の電極層の前記端部の少なくとも一部に接続されるように、第2の側面電極を形成する工程(g)と、
を具備する積層型圧電素子の製造方法。 - 工程(a)が、基板又は前記第1若しくは第2の電極層に向けて圧電材料の粉体を吹き付けることにより圧電材料を堆積させるエアロゾルデポジション法を用いることにより前記圧電体層を形成することを含む、請求項10記載の積層型圧電素子の製造方法。
- 工程(a)が、スパッタ法又はメッキ法を用いることにより前記第1及び第2の電極層を形成することを含む、請求項10又は11記載の積層型圧電素子の製造方法。
- 工程(a)が、前記圧電体層上に密着層を介して導電層を配置することにより、前記第1及び第2の電極層を形成することを含む、請求項10〜12のいずれか1項記載の積層型圧電素子の製造方法。
- 工程(d)及び(e)の各々が、前記第1又は第2の電極層の端部に向けて絶縁材料の粉体を吹き付けることにより絶縁材料を堆積させるエアロゾルデポジション法、又は、電着法を用いることにより、第1及び第2の絶縁膜をそれぞれ形成することを含む、請求項10〜13のいずれか1項記載の積層型圧電素子の製造方法。
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