JP3334651B2 - 圧電トランス及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック層を介
して複数の内部電極が積層されている積層型の圧電トラ
ンス及びその製造方法に関し、より詳細には、電極構造
を改良することにより、最大効率の向上及びそのばらつ
きの低減が図られている圧電トランス及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、矩形板状の圧電セラミック層を用
いたローゼン型圧電トランスが知られている。

【０００３】図８及び図９を参照して、従来のローゼン
型圧電トランスの一例を説明する。圧電トランス５１
は、圧電セラミックスよりなる矩形板状のセラミック焼
結体５２を用いて構成されている。セラミック焼結体５
２は、図９に示す各グリーンシートを内部電極を介して
積層し、得られた積層体を焼成することにより得られて
いる。

【０００４】図９に示すように、圧電セラミック粉末を
主体とするグリーンシート５３〜６６が図示の方向に積
層される。グリーンシート５３，５９，６３上には、導
電ペーストをスクリーン印刷することにより第１の内部
電極６７がそれぞれ形成されている。また、グリーンシ
ート５６，６２，６６上には、同じく導電ペーストをス
クリーン印刷することにより第２の内部電極６８が形成
されている。

【０００５】第１，第２の内部電極６７，６８は、各グ
リーンシート上において、長手方向一端側に寄せられて
形成されている。また、第１，第２の内部電極６７，６
８は、積層後には、セラミック層を介して厚み方向に重
なり合うようにして配置されている。もっとも、最終的
に得られたセラミック焼結体５２（図８）においては、
内部電極６７が長辺側に延びる第１の側面５２ａに露出
され、第２の内部電極６８が第１の側面５２ａとは反対
側の第２の側面５２ｂに露出される。

【０００６】セラミック焼結体５２の第１の側面５２ａ
上には、上記第１の内部電極６７が露出されている部分
に第１の外部電極６９が形成されている。また、第２の
側面５２ｂにも、特に図示はしないが、第２の内部電極
６８に電気的に接続される第２の外部電極が形成されて
いる。

【０００７】上記第１，第２の外部電極間に直流電圧を
印加することにより、第１，第２の内部電極６７，６８
で挟まれたセラミック層が厚み方向に分極処理されてい
る。他方、セラミック焼結体５２の短辺側に沿う第３の
側面５２ｃ上に、第３の外部電極７０が形成されてい
る。

【０００８】また、第１の外部電極６９及び上記第２の
外部電極と、第３の外部電極７０との間に直流電圧を印
加することにより、内部電極６７，６８が積層されてい
ないセラミック焼結体５２の右側部分は矢印Ｐで示すよ
うにセラミック焼結体５２の長さ方向に分極処理されて
いる。

【０００９】圧電トランス５１では、例えば第１の電極
６９と第２の電極とを入力側電極とし、入力電圧を第
１，第２の外部電極間に印加すると、セラミック焼結体
５２が長さ方向振動モードで励振され、出力電極として
の第３の外部電極７０から昇圧された出力電圧を得るこ
とができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記圧
電トランス５１では、設計値どおりの最大効率を得るこ
とができず、最大効率が設計値より低下しがちであると
いう問題があった。また、上記セラミック焼結体５２を
得るにあたり、量産性を高めるためにマザーの積層体を
用意し、マザーの積層体を個々の圧電トランス５１単位
に切断して積層体チップを得、該積層体チップを焼成し
てセラミック焼結体５２を得たり、あるいはマザーの焼
結体を得た後に、該マザーの焼結体を切断して個々の圧
電トランス単位のセラミック焼結体５２を得た場合、最
終的に得られた圧電トランス５１の最大効率のばらつき
が比較的大きいという問題もあった。

【００１１】本発明の目的は、最大効率を高めることが
できると共に、最大効率のばらつきを効果的に低減する
ことができる圧電トランスを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上述した
従来の圧電トランス５１において、設計値どおりの最大
効率を得ることができないことに鑑み、種々検討した結
果、最終的に得られたセラミック焼結体５２内において
内部電極６７，６８が設計値どおりの寸法を有せず、部
分的に電極切れ等が生じていることを見出した。すなわ
ち、焼成に際し、内部電極を構成しているＡｇなどの内
部電極構成金属がセラミックス側に拡散し、設計値どお
りの内部電極が形成されていないため、最大効率の低下
や最大効率のばらつきが生じていることを見出した。

【００１３】本願発明者は、このような知見に基づき、
内部電極構成金属のセラミックス焼成に際しての拡散を
抑制することができれば、最大効率の向上及びそのばら
つきの低減を図り得ると考え、本発明をなすに至った。

【００１４】本願の第１の発明に係る圧電トランスは、
互いに対向し合っており、長辺側に位置する第１，第２
の側面と、互いに対向し合っており、短辺側に位置する
第３，第４の側面とを有する矩形板状の形状を有し、圧
電セラミックスからなるセラミック焼結体と、前記セラ
ミック焼結体の第１，第２の側面において第４の側面側
に寄せられてそれぞれ形成されている第１，第２の外部
電極と、前記セラミック焼結体の第３の側面に形成され
た第３の外部電極と、前記セラミック焼結体内におい
て、セラミック層を介して厚み方向に重なり合うように
積層されており、かつ第１または第２の外部電極に電気
的に接続されている複数の内部電極と、少なくとも１つ
の前記内部電極が形成されている高さ位置において、該
内部電極の外部電極と接続されている端部とは反対側の
端部と、該内部電極が接続されていない外部電極との間
に設けられたダミー電極とを備えることを特徴とする。

【００１５】第１の発明に係る圧電トランスの特定の局
面によれば、内部電極積層方向において隣り合う内部電
極間のセラミック層及び／または積層方向最外側の内部
電極の外側のセラミック層の内の少なくとも１つのセラ
ミック層に形成されており、第１，第２の外部電極に電
気的に接続されないように設けられている少なくとも１
層のフロート電極がさらに備えられる。

【００１６】また、第１の発明に係る圧電トランスにお
いては、好ましくは、内部電極のダミー電極側端部と、
ダミー電極との間の距離は、内部電極間のセラミック層
の厚み以上、３００μｍ以下の範囲とされる。

【００１７】

【００１８】第２の発明は、第１の発明に係る圧電トラ
ンスの製造方法であり、圧電セラミックスを主体とする
グリーンシート上に、内部電極及びダミー電極を印刷す
る工程と、前記内部電極及びダミー電極が印刷された複
数枚のグリーンシートを積層し、複数の内部電極が厚み
方向において交互に対向し合う第１の側面または第２の
側面に導出されており、内部電極の導出されている側の
端部とは反対側の端部と、該内部電極が導出されていな
い側の側面との間にダミー電極が配置されており、かつ
互いに対向する第３，第４の側面を有する積層体を得る
工程と、前記積層体を焼成してセラミック焼結体を得る
工程と、前記セラミック焼結体の内部電極が導出されて
いる第１，第２の側面において第４の側面に寄せられた
第１，第２の外部電極を形成する工程と、前記セラミッ
ク焼結体の第３の側面に第３の外部電極を形成する工程
と、前記第１，第２の外部電極間に直流電界を印加して
分極する工程と、前記第１，第２の外部電極と第３の外
部電極との間に直流電界を印加して分極する工程とを備
えることを特徴とする。

【００１９】第３の発明は、互いに対向し合っており、
長辺側に位置する第１，第２の側面と、互いに対向し合
っており、短辺側に位置する第３，第４の側面とを有す
る矩形板状の形状を有し、セラミックスからなるセラミ
ック焼結体と、前記セラミック焼結体の第１，第２の側
面において第４の側面側に寄せられてそれぞれ形成され
ている第１，第２の外部電極と、前記セラミック焼結体
内において、セラミック層を介して厚み方向に重なり合
うように積層されており、かつ第１または第２の外部電
極に電気的に接続されている複数の内部電極と、積層方
向において隣り合う内部電極間のセラミック層及び／ま
たは積層方向最外側の内部電極の外側のセラミック層の
うち少なくとも１つのセラミック層に形成されており、
第１，第２の外部電極に電気的に接続されないように設
けられている少なくとも１層のフロート電極とを備える
圧電トランスの製造方法である。すなわち、第３の発明
は、圧電セラミックスを主体とするグリーンシート上
に、内部電極及びダミー電極を印刷する工程と、圧電セ
ラミックスを主体とするグリーンシート上に、フロート
電極を印刷する工程と、内部電極及びダミー電極が印刷
された複数枚のグリーンシートと、前記フロート電極が
印刷されたグリーンシートとを積層し、積層方向におい
て隣り合う内部電極間のセラミック層及び／または積層
方向最外側の内部電極の外側のセラミック層のうち少な
くとも１つのセラミック層に少なくとも１層のフロート
電極が配置されており、かつ複数の内部電極が厚み方向
において交互に第１，第２の側面に導出されており、内
部電極の導出されている側の端部とは反対側の端部と、
該内部電極が導出されていない側の側面との間にダミー
電極が配置されており、かつ互いに対向する第３，第４
の側面を有する積層体を得る工程と、前記積層体を焼成
してセラミック焼結体を得る工程と、前記セラミック焼
結体の第１，第２の側面において第４の側面に寄せられ
た第１，第２の外部電極をそれぞれ形成する工程と、前
記セラミック焼結体の第３の側面に第３の外部電極を形
成する工程と、前記第１，第２の外部電極間に直流電界
を印加してセラミック焼結体を分極する工程と、前記第
１，第２の外部電極と第３の外部電極との間に直流電界
を印加して分極する工程とを備えることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
説明することにより、本発明を明らかにする。

【００２１】図１〜図５を参照して、本発明の第１の実
施例に係る圧電トランスの製造方法及び該圧電トランス
の構造を説明する。先ず、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電
セラミック粉末を主成分とするスラリーを用い、ドクタ
ーブレード法によりシート成形し、厚さ２０〜１００μ
ｍ程度のグリーンシートを得る。このグリーンシートを
矩形形状に切断する。

【００２２】しかる後、グリーンシートの上面に内部電
極及びダミー電極を印刷する。この印刷は、Ａｇ−Ｐｄ
ペーストを数μｍ程度の厚みとなるようにスクリーン印
刷し、乾燥することにより行われる。なお、内部電極及
びダミー電極を構成するための導電ペーストについて
は、Ａｇ−Ｐｄペーストに限らず、Ａｇペーストなどの
様々な金属もしくは合金粉末を含むものを用いることが
できる。

【００２３】上記のようにして得たグリーンシートを複
数枚積層し、積層体を得る。この積層方法を図２を参照
して説明する。図２では、積層体の上方部分を構成する
グリーンシート１〜１０が図示されている。グリーンシ
ート１は、上面に内部電極及びダミー電極が印刷されて
いない無地のグリーンシートであり、積層体の最上層を
構成するものである。

【００２４】グリーンシート２，８上には、第１の内部
電極１１と、第１のダミー電極１２とが印刷されてい
る。第１の内部電極１１は、グリーンシート２，８の一
方の長辺側の端縁２ａ，８ａに沿うように形成されてい
る。また、第１のダミー電極１２は、グリーンシート
２，８の他方の長辺側の端縁２ｂ，８ｂに沿うように形
成されている。内部電極１１と、ダミー電極１２とは、
ギャップ１３を隔てて対向されている。

【００２５】グリーンシート５の上面には、第２の内部
電極１４及び第２のダミー電極１５が形成されている。
第２の内部電極１４及び第２のダミー電極１５は、グリ
ーンシート２，８上に形成されていた第１の内部電極１
１及び第１のダミー電極１２とは反対側に形成されてい
る。すなわち、積層された際に、グリーンシート２，８
の端縁２ａ，８ａと重なる位置に位置するグリーンシー
ト５の端縁５ａに沿うように第２のダミー電極１５が形
成されており、他方の端縁５ｂに沿うように第２の内部
電極１４が形成されている。

【００２６】第２の内部電極１４と第２のダミー電極１
５とは、ギャップ１６を隔てて対向されている。また、
グリーンシート３，４，６，７，９，１０は、無地のグ
リーンシートである。すなわち、第１の内部電極１１及
び第１のダミー電極１２が印刷されたグリーンシート
と、第２の内部電極１４及び第２のダミー電極１５が形
成されているグリーンシートとの間に２枚の無地のグリ
ーンシートが配置される。

【００２７】図２に示した順序で複数枚のグリーンシー
トを積層し、さらに、最下部に同じく無地のグリーンシ
ートを積層し、厚み方向に加圧することにより積層体が
得られる。

【００２８】上記のようにして得られた積層体を図３
（ａ）及び（ｂ）に示す。図３（ｂ）から明らかなよう
に、積層体１７の第１の側面１７ａには、第１の内部電
極１１が導出されている。また、第２の側面１７ｂに
は、第２の内部電極１４が導出されている。

【００２９】また、第１の内部電極１１が形成されてい
る高さ位置においては、第１のダミー電極１２が形成さ
れており、第１のダミー電極１２は、第２の側面１７ｂ
に導出されている。同様に、第２の内部電極１４が形成
されている高さ位置では、第２のダミー電極１５が第１
の側面１７ａに導出されている。

【００３０】次に、上記積層体１７を１０００〜１２０
０℃程度の温度で数時間焼成し、セラミック焼結体を得
る。上記のようにして、図４に示すセラミック焼結体１
８が得られる。

【００３１】セラミック焼結体１８の長辺側に沿う第
１，第２の側面１８ａ，１８ｂにおいて、短辺側に沿う
第４の側面１８ｄ側に寄せて第１，第２の外部電極１
９，２０を形成する。第１の外部電極１９は、図示のよ
うに、第１の側面１８ａの長さ方向中央から第４の側面
１８ｄ側において形成されている。同様に、第２の外部
電極２０についても、第２の側面１８ｂにおいて、長さ
方向中央よりも第４の側面１８ｄ側に形成されている。

【００３２】第１，第２の外部電極１９，２０は、Ａｇ
ペーストを焼付けることにより構成されている。もっと
も、蒸着やメッキなどの他の方法により形成してもよ
い。また、図４（ｂ）から明らかなように、第１の外部
電極１９は、第１の内部電極１１及び第２のダミー電極
１５に電気的に接続されている。また、第２の外部電極
２０は、第２の内部電極１４及び第１のダミー電極１２
に電気的に接続されている。

【００３３】次に、セラミック焼結体１８の短辺側の側
面である第３の側面１８ｃ上に、Ａｇペーストを塗布
し、焼き付けることにより、第３の外部電極２１を形成
する。次に、第１，第２の外部電極１９，２０間に直流
電圧を印加し、セラミック焼結体１８において、内部電
極１１，１４が重なり合っている部分を分極する。この
ようにして、図１（ｂ）に示すように、内部電極１１，
１４が重なり合っているセラミック層が矢印Ｐ１，Ｐ２
で示す方向に分極処理される。すなわち、内部電極１
１，１４が重なり合っている部分では、セラミック層が
厚み方向に分極処理される。もっとも、１つの内部電極
１１または１４の両側のセラミック層は、厚み方向にお
いて逆方向に分極処理される。

【００３４】次に、第１，第２の外部電極１９，２０を
短絡し、第１，第２の外部電極１９，２０と、出力側電
極となる第３の外部電極２１との間に直流電圧を印加
し、セラミック焼結体１８の長さ方向中央から第３の側
面１８ｃ側の部分を図１の（ａ）の矢印Ｐで示すように
分極処理する。すなわち、セラミック焼結体１８の図面
上の右側半分は、セラミック焼結体１８の長さ方向に沿
うように分極処理される。

【００３５】このようにして、図１に示す本実施例の圧
電トランス２２が得られる。圧電トランス２２では、第
１，第２の外部電極１９，２０間に入力電圧を印加する
と、内部電極１１，１４が積層されているセラミック層
が長さ振動モードで励振され、セラミック焼結体１８全
体として、長さ振動モードの振動が励起され、それによ
って出力電極である第３の外部電極２１から昇圧された
出力電圧を得ることができる。

【００３６】本実施例の圧電トランス２２の特徴は、内
部電極１１，１４だけでなく、内部電極１１，１４と同
じ高さ位置にダミー電極１２，１５が形成されており、
それによって圧電トランス２２の最大効率が高められる
と共に、かつ最大効率のばらつきが低減されることにあ
る。すなわち、上記セラミック焼結体１８を得る焼成工
程において、内部電極１１，１４から内部電極構成金
属、すなわちＡｇなどがセラミックス中に拡散しようと
する。従来の圧電トランスに用いられているセラミック
焼結体では、この拡散により、最終的に得られた内部電
極が部分的に切断され、設計値どおりの内部電極を得る
ことができなかった。

【００３７】これに対して、本実施例では、上記ダミー
電極１２，１５が内部電極１１，１４と同じ高さ位置に
おいて、ギャップ１３，１６を隔てて対向されているの
で、ダミー電極１２，１５からも内部電極構成金属がセ
ラミックス中に拡散しようとする。従って、内部電極１
１，１４とダミー電極１２，１５の双方から同じ金属が
セラミックス中に拡散しようとするため、内部電極１
１，１４とセラミックスとの間の該金属の濃度勾配が緩
和され、それによって内部電極１１，１４からの内部電
極構成金属の拡散が抑制される。

【００３８】従って、焼結体１８においては、内部電極
１１，１４が、ほぼ設計値どおりの形状を維持する。よ
って、最大効率を高めることができると共に、内部電極
１１，１４の形状ばらつきが生じ難いため、最大効率の
ばらつきも低減される。これを具体的な実験例に基づき
説明する。

【００３９】チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックス
よりなるセラミック焼結体内に、上記第１，第２の内部
電極１１，１４及びダミー電極１２，１５を以下の要領
で形成し、種々の圧電トランスを作製した。

【００４０】すなわち、セラミック焼結体１８として、
長さ２０ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１．２ｍｍのものを用意
した。また、内部電極間に挟まれるセラミック層の厚み
は１００μｍとした。

【００４１】比較のために、図５に示すように、ダミー
電極を設けないことを除いては、上記実施例と同様に構
成された圧電トランスを作製した。ここでは、第１，第
２の内部電極１１Ａ，１４Ａの先端と、相手方の外部電
極２０Ａ，１９Ａとの間の距離Ｘは５００μｍとした。
また、本発明に従って構成された圧電トランスとして、
上記内部電極１１Ａ，１４Ａが形成されたセラミック焼
結体の５００μｍの幅の領域に、種々の大きさのダミー
電極を形成したものを用意した。すなわち、図４（ｂ）
におけるギャップ１３，１６の距離（内部電極１１，１
４の外部電極１９，２０と接続されていない側の端部
と、ダミー電極１２，１５との間の距離）を、５０、１
００、２００、３００及び４００μｍとした圧電トラン
スを作製した。

【００４２】上記のようにして得られた各圧電トランス
について、入力電圧の周波数を変化させ、その場合の最
大効率＝（出力電力／入力電力）×１００％）の最大値
を求めた。結果を図６に示す。

【００４３】図６における●は各圧電トランス７０個の
最大効率の平均値を示し、●の上下の━はばらつきσを
示す。なお、図６におけるギャップ距離５００μｍは、
図５に示した構造を示し、すなわちギャップ距離が５０
０μｍであるため、ダミー電極が形成されていない構造
とされている。

【００４４】図６から明らかなように、ダミー電極１
２，１５を有しない比較例の圧電トランスに比べ、ダミ
ー電極１２，１５を設けた各圧電トランスでは、最大効
率が高められると共に、そのばらつきが小さくなること
がわかる。特に、ギャップ距離が小さくなるにつれて、
最大効率がさらに高まり、かつそのばらつきが著しく小
さくなることがわかる。これは、ギャップ距離を小さく
することにより、内部電極１１，１４からの内部電極構
成金属の拡散がより確実に抑制されるためと考えられ
る。

【００４５】加えて、ダミー電極１２，１５の存在によ
り、内部電極１１，１４の電極切れが起こり難くなるの
で、厚み方向にセラミック層を分極する際に分極される
体積が大きくなり、それによっても最大効率のばらつき
が抑制されると考えられる。

【００４６】従って、最大効率を高め、最大効率のばら
つきを小さくするには、上記内部電極１１，１４と、ダ
ミー電極１２，１５との間のギャップ距離を小さくすれ
ばよいことがわかる。

【００４７】しかしながら、ギャップ距離が厚み方向に
重なり合う内部電極間距離より小さくなると、内部電極
１１，１４間で挟まれているセラミック層を分極する際
に絶縁破壊が生じ易くなる。従って、ギャップ距離は、
厚み方向に隣合う内部電極間の距離以上とすることが好
ましい。よって、本実験例の圧電トランスでは、ギャッ
プ距離は、１００μｍ以上、３００μｍ以下とすること
が好ましく、それによって最大効率を高め得ると共に、
最大効率のばらつきを小さくすることができ、さらに絶
縁破壊を確実に回避することができる。

【００４８】図７は、本発明の第２の実施例に係る圧電
トランスを示す横断面図である。図１に示した実施例の
圧電トランス２２では、セラミック焼結体１８内におい
て、内部電極１１，１４と、同一高さ位置にダミー電極
１２，１５が形成されていたが、本発明においては、ダ
ミー電極に代えて、内部電極間にフロート電極を設ける
ことによっても、最大効率のばらつきを低減することが
できる。

【００４９】図７に示す圧電トランス３１は、チタン酸
ジルコン酸鉛などの圧電セラミックスからなるセラミッ
ク焼結体３２を用いて構成されている。セラミック焼結
体３２内には、厚み方向において重なり合うように、第
１，第２の内部電極３３，３４が複数枚積層されてい
る。第１の内部電極３３は、セラミック焼結体３２の第
１の側面３２ａに引き出されており、第２の内部電極３
４は、側面３２ａとは反対側の第２の側面３２ｂに引き
出されている。

【００５０】第１の側面３２ａを覆うように、第１の外
部電極３５が形成されており、第２の側面３ｂを覆うよ
うに、第２の外部電極３６が形成されている。また、内
部電極３３，３４間には、外部電極３５，３６に電気的
に接続されていないフロート電極３７が配置されてい
る。

【００５１】内部電極３３，３４間のセラミック層は、
図示の矢印で示すように、厚み方向に分極処理されてい
る。すなわち、第１の実施例の場合と同様に、内部電極
の両側のセラミック層が厚み方向において逆方向に分極
処理されている。

【００５２】なお、上記第１，第２の内部電極３３，３
４が積層されている部分は、第１の実施例の場合と同様
に、矩形板状のセラミック焼結体３２の長さ方向中央か
ら一方の短辺側側面に至る部分とされている。その他の
部分については、第１の実施例の圧電トランスと同様と
されている。

【００５３】本実施例の圧電トランス３１では、フロー
ト電極３７が内部電極３３，３４間に複数層積層されて
いるので、セラミック焼結体３２を得る焼成に際し、内
部電極３３，３４からの内部電極構成金属の厚み方向に
おける拡散が抑制される。すなわち、内部電極３３，３
４を構成している内部電極構成金属は、焼成に際しセラ
ミックス側に拡散しようとするが、厚み方向において、
フロート電極３７が対向されており、フロート電極３７
からもフロート電極構成金属が厚み方向に拡散しようと
する。従って、内部電極３３，３４からの内部電極構成
金属の拡散が抑制される。

【００５４】よって、内部電極３３，３４の形状が、ほ
ぼ設計値どおりに維持されるため、従来の圧電トランス
に比べて、最大効率のばらつきを低減することができ
る。もっとも、最大効率を高めるには、内部電極３３，
３４間のセラミック層の厚みを薄くすれば実現できる
が、圧電トランスの入力インピーダンスの設計上、内部
電極間のセラミック層の厚みを薄くすることができない
場合がある。フロート電極３７を有する圧電トランス３
１は、内部電極間のセラミック層が厚い場合でも、入力
インピーダンスを変えることなく内部電極構成金属の拡
散が抑制されるので、入力インピーダンスが高く、最大
効率のばらつきの精度が求められる用途に好適である。

【００５５】なお、フロート電極３７を積層方向最外側
の内部電極３３，３４のさらに外側のセラミック層に配
置してもよく、その場合には、最外側の内部電極３３，
３４からの内部電極構成金属の積層方向外側への拡散を
抑制することができる。

【００５６】また、特に図示はしないが、第１の実施例
に係る圧電トランス２２において、第２の実施例の圧電
トランス３１で構成されていたフロート電極３７を組み
合わせ、それによって内部電極１１，１４から内部電極
構成金属が厚み方向に拡散することを抑制してもよく、
より一層最大効率のばらつきを低減することができる。
同様に、第２の実施例に係る圧電トランス３１におい
て、第１の実施例の圧電トランス２２と同様にダミー電
極１２，１５を設けてもよく、それによって内部電極１
１，１４の外部電極とは接続されていない側の端部から
水平方向への内部電極構成金属の拡散を効果的に抑制す
ることができる。

【００５７】

【発明の効果】第１の発明に係る圧電トランスでは、セ
ラミック焼結体内の内部電極が形成されている高さ位置
において、該内部電極の外部電極と接続されている端部
とは反対側の端部と、この内部電極が接続されていない
外部電極との間にダミー電極が設けられているので、焼
成に際して内部電極構成金属のセラミック中への拡散が
ダミー電極の存在により抑制される。従って、内部電極
切れなどの所望でない現象が生じ難く、ほぼ設計値に近
い形状の内部電極が形成されている。よって、最大効率
が高く、かつ最大効率のばらつきが少ない圧電トランス
を提供することが可能となる。

【００５８】また、第１の発明に係る圧電トランスにお
いて、フロート電極を配置した場合には、フロート電極
の存在により、内部電極構成金属の厚み方向に沿った拡
散を抑制されるので、内部電極の電極切れなどをより一
層抑制することができる。従って、最大効率のばらつき
をさらに小さくすることができる。

【００５９】第１の発明において、内部電極のダミー電
極側の端部と、ダミー電極との間のギャップの距離を、
内部電極間のセラミック層の厚み以上、３００μｍ以下
とした場合には、分極に際しての絶縁破壊が生じ難く、
かつ内部電極からの内部構成金属の拡散を効果的に抑制
することができ、それによって、最大効率が大きく、か
つ最大効率のばらつきが小さい圧電トランスを安定に得
ることが可能となる。

【００６０】

【００６１】第２の発明に係る圧電トランスの製造方法
は、第１の発明に係る圧電トランスを得るものであり、
内部電極及びダミー電極が印刷されたグリーンシートを
積層し、得られた積層体を焼成してセラミック焼結体を
得ているので、焼成に際し、ダミー電極の存在により、
内部電極構成金属のセラミックスへの拡散が抑制され
る。よって、設計値に近い形状の内部電極を確実に形成
することができ、それによって圧電トランスの最大効率
を高めることができると共に、最大効率のばらつきを小
さくすることが可能となる。

【００６２】また、第３の発明に係る圧電トランスの製
造方法では、さらに、フロート電極が印刷されたグリー
ンシートを内部電極間または最外側の内部電極の外側に
位置するように積層されるので、ダミー電極及びフロー
ト電極の双方の存在により焼成に際して内部電極構成金
属の拡散が抑制される。よって、より一層最大効率のば
らつきの少ない圧電トランスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施例に
係る圧電トランスを示す斜視図及び（ａ）のＡ−Ａ線に
沿う断面図。

【図２】第１の実施例の圧電トランスを得るのに用いた
グリーンシート及びその上に形成される電極形状を説明
するための分解斜視図。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例を得るのに
用意した積層体の斜視図及び（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断
面図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例で用意され
たセラミック焼結体及び外部電極を説明するための斜視
図及び（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図。

【図５】実験例で用意した比較例としての圧電トランス
の構造を説明するための 的横断面図。

【図６】内部電極端部とダミー電極との間のギャップ距
離と、圧電トランスの最大効率及びそのばらつきとの関
係を示す図。

【図７】本発明の第２の実施例に係る圧電トランスを説
明するための断面図。

【図８】従来の圧電トランスの一例を説明するための斜
視図。

【図９】従来の圧電トランスを得るのに用いられるグリ
ーンシート及びその上に形成される電極パターンを説明
するための分解斜視図。

【符号の説明】

１〜１０…グリーンシート １１…内部電極 １２…ダミー電極 １３…ギャップ １４…内部電極 １５…ダミー電極 １６…ギャップ １７…積層体 １８…セラミック焼結体 １８ａ，１８ｂ…第１，第２の側面 １８ｃ…第３の側面 １８ｄ…第４の側面 １９，２０…第１，第２の外部電極 ２１…第３の外部電極 ２２…圧電トランス ３１…圧電トランス ３２…セラミック焼結体 ３２ａ，３２ｂ…第１，第２の側面 ３３，３４…内部電極 ３５，３６…第１，第２の外部電極 ３７…フロート電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 41/107 H01L 41/22

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向し合っており、長辺側に位置
   する第１，第２の側面と、互いに対向し合っており、短
   辺側に位置する第３，第４の側面とを有する矩形板状の
   形状を有し、圧電セラミックスからなるセラミック焼結
   体と、 前記セラミック焼結体の第１，第２の側面において第４
   の側面側に寄せられてそれぞれ形成されている第１，第
   ２の外部電極と、 前記セラミック焼結体の第３の側面に形成された第３の
   外部電極と、 前記セラミック焼結体内において、セラミック層を介し
   て厚み方向に重なり合うように積層されており、かつ第
   １または第２の外部電極に電気的に接続されている複数
   の内部電極と、 少なくとも１つの前記内部電極が形成されている高さ位
   置において、該内部電極の外部電極と接続されている端
   部とは反対側の端部と、該内部電極が接続されていない
   外部電極との間に設けられたダミー電極とを備えること
   を特徴とする、圧電トランス。
2. 【請求項２】 内部電極積層方向において隣り合う内部
   電極間のセラミック層及び／または積層方向最外側の内
   部電極の外側のセラミック層の内の少なくとも１つのセ
   ラミック層に形成されており、第１，第２の外部電極に
   電気的に接続されないように設けられている少なくとも
   １層のフロート電極をさらに備えることを特徴とする、
   請求項１に記載の圧電トランス。
3. 【請求項３】 前記内部電極のダミー電極側端部と、ダ
   ミー電極との間の距離が、内部電極間のセラミック層の
   厚み以上、３００μｍ以下の範囲とされていることを特
   徴とする、請求項１または２に記載の圧電トランス。
4. 【請求項４】 圧電セラミックスを主体とするグリーン
   シート上に、内部電極及びダミー電極を印刷する工程
   と、 前記内部電極及びダミー電極が印刷された複数枚のグリ
   ーンシートを積層し、 複数の内部電極が厚み方向において交互に対向し合う第
   １の側面または第２の側面に導出されており、内部電極
   の導出されている側の端部とは反対側の端部と、該内部
   電極が導出されていない側の側面との間にダミー電極が
   配置されており、かつ互いに対向する第３，第４の側面
   を有する積層体を得る工程と、 前記積層体を焼成してセラミック焼結体を得る工程と、 前記セラミック焼結体の内部電極が導出されている第
   １，第２の側面において第４の側面に寄せられた第１，
   第２の外部電極を形成する工程と、 前記セラミック焼結体の第３の側面に第３の外部電極を
   形成する工程と、 前記第１，第２の外部電極間に直流電界を印加して分極
   する工程と、 前記第１，第２の外部電極と第３の外部電極との間に直
   流電界を印加して分極する工程とを備えることを特徴と
   する、圧電トランスの製造方法。
5. 【請求項５】 圧電セラミックスを主体とするグリーン
   シート上に、内部電極及びダミー電極を印刷する工程
   と、 圧電セラミックスを主体とするグリーンシート上に、フ
   ロート電極を印刷する工程と、 内部電極及びダミー電極が印刷された複数枚のグリーン
   シートと、前記フロート電極が印刷されたグリーンシー
   トとを積層し、積層方向において隣り合う内部電極間の
   セラミック層及び／または積層方向最外側の内部電極の
   外側のセラミック層のうち少なくとも１つのセラミック
   層に少なくとも１層のフロート電極が配置されており、
   かつ複数の内部電極が厚み方向において交互に第１，第
   ２の側面に導出されており、内部電極の導出されている
   側の端部とは反対側の端部と、該内部電極が導出されて
   いない側の側面との間にダミー電極が配置されており、
   かつ互いに対向する第３，第４の側面を有する積層体を
   得る工程と、 前記積層体を焼成してセラミック焼結体を得る工程と、 前記セラミック焼結体の第１，第２の側面において第４
   の側面に寄せられた第１，第２の外部電極をそれぞれ形
   成する工程と、 前記セラミック焼結体の第３の側面に第３の外部電極を
   形成する工程と、 前記第１，第２の外部電極間に直流電界を印加してセラ
   ミック焼結体を分極する工程と、 前記第１，第２の外部電極と第３の外部電極との間に直
   流電界を印加して分極する工程とを備えることを特徴と
   する、圧電トランスの製造方法。