JP2915714B2 - 圧電セラミックの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に肉厚の圧電セラミ
ックの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば厚みすべり振動用圧電セラミック
では、図４に示すように、プレス成形により成形された
大きなブロック状のセラミック体５０の一方面及び他方
面にそれぞれ分極用電極５１，５２を設け、この分極用
電極５１，５２を通じてセラミック体５０に１０〜４０
ｋＶ程度の高圧を印加し、セラミック体５０を所定方向
に分極する。その後、図５において、ブレード６０によ
って所定厚さのセラミックウエハ５５に切断することに
より、発振子用のセラミックウエハとしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造では、分極処理後にセラミック体５０からセラ
ミックウエハを得るため、切断工程が不可欠である。し
かも、切断時にブレード６０による切代７０が必要であ
るため、切断に際しては予め切代７０を見込んでおかな
ければならず、切代７０分だけセラミック材料が無駄に
なる。特に、例えばセラミック材料としてＰｂ系材料を
使用する場合、Ｐｂは有毒であるため、生物や自然環境
に悪影響が及ばないように公害処理を要する。

【０００４】又、図６に示すように、セラミックからな
るシート（グリーンシート）を打ち抜いて焼成したセラ
ミックウエハ５５の一方面及び他方面に発振子用の電極
５６，５７を形成し、圧電セラミックを個々に製造しよ
うとすると、電極用材が端面から流れ出すダレ５８が生
じ易い。ダレ５８が発生すると、その部分（図の点線部
分）での一方及び他方の電極５６，５７間の距離が短く
なり、分極の時にその部分で電界集中が起こり、放電に
よってセラミック５５が破壊することがある。

【０００５】更に、厚み縦振動モードの圧電セラミック
の製造として、押し出し成形等のシート成形により成形
されたシート状のセラミック体を用い、このセラミック
体を個々に打ち抜いたものに電極形成、分極を行うこと
で圧電セラミックを製造する場合があるが、前記ブロッ
ク状のセラミック体を用いる厚みすべり振動モードと、
上記厚み縦振動モードとの製造で同じ工程を共用できな
いという不都合がある。

【０００６】従って、本発明の目的は、セラミック材料
の節約、電極用材のダレ防止、製造工程の共用化を実現
する圧電セラミックの製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の圧電セラミックの製造方法は、セラミック
からなるシート（グリーンシート）を成形し、このグリ
ーンシートから所定形状のセラミックウエハを打ち抜
き、打ち抜いたセラミックウエハを焼成した後、複数枚
のセラミックウエハを接着により一体化してセラミック
ウエハ体とし、このセラミックウエハ体の一方面と他方
面に電極を形成し、続いて一方面と他方面の電極を利用
してセラミックウエハを所定方向に分極することを特徴
とする。

【０００８】この製造方法によると、成形したグリーン
シートから所定形状のセラミックウエハを打ち抜くため
切断工程は不要となり、無駄な切代は出ず、セラミック
材料を浪費しなくて済む。しかも、焼成済みの複数枚の
セラミックウエハを一体に接着した後に、ウエハ体の一
方面及び他方面に電極を形成するため、セラミックウエ
ハは隙間無く密接し、電極用材の端面からのダレは殆ど
起こらなくなり、放電によるセラミックの破壊が防止さ
れる。これに加えて、先に所定形状のセラミックウエハ
を形成してから、セラミックウエハを所定方向に分極す
るので、厚みすべりモードと厚み縦モードでシート製造
工程を共用することができる。

【０００９】特に、分極工程においては、請求項２に記
載してあるように、一方の分極用電極上に複数枚のセラ
ミックウエハを、一方面の電極を分極用電極に接触させ
て並列させ、他方の分極用電極を並列状態のセラミック
ウエハ上に他方面の電極に接触させて載せ、両分極用電
極間に高電圧を印加することにより行えば、複数枚のセ
ラミックウエハを一度に分極処理することが可能とな
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の圧電セラミックの製造方法を
実施例に基づいて説明する。まず、図１の（ａ）におい
て、所定の厚さ及び幅を持つと共にセラミックからなる
柔軟なシート（グリーンシート）１を連続成形する。次
に、図１の（ｂ）に示すように、グリーンシート１を所
定の長さ（点線部分参照）で例えば金型によって打ち抜
き、グリーンシート１からセラミックウエハ２を分離す
る。そして、セラミックウエハ２を焼成することによ
り、ウエハ２は固化してセラミックとなる。

【００１１】その後、図２の（ｃ）で、セラミック化し
た複数枚のセラミックウエハ２を適当な接着剤で接着
し、一体化したセラミックウエハ体とする。それから、
セラミックウエハ体の一方面（上面）と他方面（下面）
を研磨し、上下面にそれぞれ電極用材３’，４’を印刷
する。続いて、電極用材３’，４’を焼成し、セラミッ
クウエハ２の上面と下面にそれぞれ電極３，４を仕上げ
る。この電極用材の焼成時に、接着剤が熱により蒸散す
るため、相互に接着していたセラミックウエハ２は自然
に分離し、両電極３，４を有するセラミックウエハ２が
得られる〔図２の（ｄ）参照〕。

【００１２】次いで、図３の（ｅ）に示す如く、分極用
電極となる接地した金属板１０上に複数枚のセラミック
ウエハ２を並列させ、ウエハ２の下面電極４を金属板１
０に接触させる。一方、並列させたセラミックウエハ２
の上面電極３上には別の分極用電極１１を載せる。そし
て、金属板１０と電極１１との間に高電圧を印加する。
すると、図３の場合にはセラミックウエハ２の上面電極
３側がプラスに、下面電極４側がマイナスに分極し、厚
みすべりモードの発振子が得られる。

【００１３】以上の製造工程から分かるように、セラミ
ックウエハを成形・打ち抜き加工により得るため、切断
加工に比べてセラミック材料の無駄が遙に少ない。しか
も、電極形成は複数枚のセラミックウエハを一体に接着
して行うため、電極用材のダレが起こるようなことはな
く、放電によるセラミックの破壊を防ぐことができる。

【００１４】上記実施例は、厚みすべりモード用の圧電
セラミックの製造に関するものであるが、厚み縦モード
用の場合もほぼ同様に製造することができ、前記のよう
な製造工程も共通することが可能である。

【００１５】

【発明の効果】本発明の圧電セラミックの製造方法は、
以上説明したように構成されるため、下記の効果を有す
る。 （１）打ち抜き、焼成、接着・一体化、電極形成、分極
の工程を順に採用するため、電極形成時にセラミックウ
エハでの電極用材のダレを防止することができ、電界集
中に起因する放電によるセラミックの破壊を防ぐことが
できるだけでなく、グリーンシートの製造工程を厚みす
べりモードと厚み縦モードで共用することができ、生産
性が向上する。 （２）電極を形成してから分極を行うため、分極処理時
に分極用の金属板（電極）とセラミックウエハの電極と
が密着接触し、セラミックウエハを所定方向に確実に分
極することができる。 （３）成形したグリーンシートからセラミックウエハを
打ち抜くため、従来の切断加工を用いる場合に比べて、
切代は要らなくなり、セラミック材料を節約することが
できる。 （４）切代等の廃材が殆ど出ないため、セラミック材料
がＰｂ系等の有毒材料であっても、公害処理等の対策に
多くの費用がかからない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を説明するための工程図であ
る。

【図２】図１に続く工程図である。

【図３】図２に続く工程図である。

【図４】従来の製造方法におけるセラミック体の分極工
程図である。

【図５】従来の製造方法におけるセラミック体の切断工
程図である。

【図６】セラミックウエハに電極を形成した場合に生ず
る電極用材のダレを説明するための図である。

【符号の説明】

１ グリーンシート（セラミックシート） ２ セラミックウエハ ３ 上面電極 ４ 下面電極 １０ 分極用金属板 １１ 分極用電極

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミックからなるシート（グリーンシー
   ト）を成形し、このグリーンシートから所定形状のセラ
   ミックウエハを打ち抜き、打ち抜いたセラミックウエハ
   を焼成した後、複数枚のセラミックウエハを接着により
   一体化してセラミックウエハ体とし、このセラミックウ
   エハ体の一方面と他方面に電極を形成し、続いて一方面
   と他方面の電極を利用してセラミックウエハを所定方向
   に分極することを特徴とする圧電セラミックの製造方
   法。
2. 【請求項２】前記セラミックウエハの分極は、一方の分
   極用電極上に複数枚のセラミックウエハを、一方面の電
   極を分極用電極に接触させて並列させ、他方の分極用電
   極を並列状態のセラミックウエハ上に他方面の電極に接
   触させて載せ、両分極用電極間に高電圧を印加すること
   により行うことを特徴とする請求項１記載の圧電セラミ
   ックの製造方法。