JP2014527712A - 多層圧電デバイスの製造方法、助剤を含む多層圧電デバイス、および多層圧電デバイスの破壊応力抑制のための助剤の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
A)電極材料と、圧電材料を含むグリーンシートとを準備するステップ。
B)少なくとも第1および第2の成分を含む助剤を準備するステップ。
C)圧電性のグリーンシートと、助剤を含む少なくとも1つの薄層と、電極材料を含む層とが交互に重なって配設された積層体を形成するステップ。
D)この積層体を焼結するステップ。
ここで方法ステップD)において、助剤の第1および第2の成分が化学的に反応して、上記の薄層が分解される。
10 圧電層
20 内部電極
21 脆弱層
25 亀裂
30 外部電極
Claims (15)
- 多層圧電デバイスの製造方法であって、
A)電極材料と、圧電材料を含むグリーンシートとを準備するステップ。
B)少なくとも第1および第2の成分を含む助剤を準備するステップ。
C)圧電性のグリーンシートと、前記助剤を含む少なくとも1つの薄層および前記電極材料を含む層とが交互に重なって設けられた積層体(1)を形成するステップと、
D)前記積層体(1)を焼結するステップ、
とを備え、
前記方法ステップD)において、前記助剤の前記第1および第2の成分が化学的に反応して、前記少なくとも1つの薄層が分解されることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記電極材料および前記助剤は、これらが同じ金属を含み、当該金属が前記電極材料に存在する分量が、前記助剤におけるよりも少ない分量となるように選択されることを特徴とする方法。 - 請求項1または2に記載の方法において、
前記方法ステップD)で、前記第1および第2の成分は反応して第3の成分となり、および/または前記第1の成分は第3の成分および第4の成分に分解し、前記第4の成分が前記第2の成分と反応して前記第1の成分となることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法において、
前記方法ステップD)で、前記第3の成分および/または前記第1の成分は、前記電極材料(20)を含む層の少なくとも1つに拡散侵入(hindiffundieren)することを特徴とする方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法において、
前記積層体(1)の薄層の領域での拡散によって、脆弱層(21)が形成されることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法において、
前記第1の成分としてCuO、前記第2の成分としてCu、および前記電極材料としてCu合金が選択されることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法において、
前記助剤は第5の成分を含み、当該第5の成分は、前記圧電材料の好適な焼結温度、とりわけ最高で1050℃において、最大でもほんの僅かな焼結活性を有し、使用されている前記圧電材料と反応しないことを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、
前記第5の成分は、セラミック材料であることを特徴とする方法。 - 請求項7または8に記載の方法において、
前記第5の成分は、二酸化ジルコニウム、チタン酸バリウムおよびこれらの混合物からなるグループから選択された要素成分を含むことを特徴とする方法。 - 請求項7乃至9のいずれか1項に記載の方法において、
前記第5の成分は、二酸化ジルコニウムを含むことを特徴とする方法。 - 請求項7乃至10のいずれか1項に記載の方法において、
前記第5の成分は、最大で100ppmのケイ素含有量を有することを特徴とする方法。 - 請求項7乃至11のいずれか1項に記載の方法において、
前記第1の成分としてCuO、前記第2の成分としてCu、前記第5の成分としてZrO2、および前記電極材料としてCu合金が選択されることを特徴とする方法。 - 電極材料および圧電セラミックからなる交互に重ねられた複数の層と、電極材料からなる他の層に対して破壊負荷が低下された、助剤からなる少なくとも1つの層とを備えた多層圧電デバイスであって、
前記助剤は、請求項7乃至11のいずれか1項に記載の助剤であることを特徴とする多層圧電デバイス。 - 請求項13に記載の多層圧電デバイスにおいて、
前記多層圧電デバイスは、最大破壊応力が20Mpa、好ましくは10Mpa、とりわけ好ましくは8Mpaであることを特徴とする多層圧電デバイス。 - 破壊応力を低下するための、多層圧電デバイスの助剤でのZrO2、BaTiO3またはこれらの混合物の使用。
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