JP3551918B2 - 圧電セラミック素子の検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発振子やフィルタなどの圧電セラミック素子の品質に影響を与えるマイクロクラックなどの内部欠陥を非破壊で検査する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電セラミック素子の内部欠陥を非破壊で検査する方法として、特開平６−３３０５号公報に記載のように、圧電セラミック素子のインピーダンス特性及び／又は位相特性を測定し、この特性を示す曲線パターンを基準となる曲線パターンと比較し、両曲線パターンが異なる場合に、この圧電セラミック素子にマイクロクラックが存在すると判定する検査法が知られている。
このような検査方法では、自動判定が可能となるので、短時間で大量に良否判定できるとともに、目視による判定ではないので、検査精度が高いという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の検査方法では常温下で電気的特性を測定し、基準となる特性と比較している。しかしながら、常温下では良／不良による特性の違いが少ないか、あるいは無い場合が多く、これだけでは内在するマイクロクラック等の内部欠陥を完全に検出できない。
【０００４】
図１は、セラミック発振子（発振周波数：２５ＭＨｚ）を発振回路に接続し、発振させた状態で、発振子のみを２００℃以上の温度雰囲気に入れ、その時の発振電圧の挙動を測定した結果を示す。これら発振子は常温では特性に差のないものである。
図１から分かるように、温度上昇とともに発振電圧は僅かずつ低下していくが、１５０℃以下で発振電圧が０Ｖ近くまで低下し、発振が停止するもの（ＮＧ）と、２００℃以上になっても発振が停止しないもの（Ｇ）とに別れる。
【０００５】
これらの発振子を開封し、内部の素子を顕微鏡で観察したところ、低い温度で発振が停止した素子ＮＧにはマイクロクラックが生じていることが確かめられた。このことから、常温で正常に発振し、正常な特性を有するものの中にもマイクロクラックが内在するものがあり、加熱したときの特性を測定することにより、このような内部欠陥を検出できることが判明した。
【０００６】
本発明は上記のような知見に基づいてなされたものであり、その目的は、常温では検出することができない内部欠陥を、非破壊で確実に検出することができる圧電セラミック素子の検査方法を提供することにある。
また、他の目的は、内部欠陥を高速にかつ簡単な設備で検出できる圧電セラミック素子の検査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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、圧電セラミック素子を加熱昇温する工程と、加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定する工程と、測定された位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する工程と、上記比較結果から圧電セラミック素子の内部欠陥の有無を検出する工程と、を有し、上記加熱昇温工程は、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱するものであり、上記測定工程は、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するものであることを特徴とする圧電セラミック素子の検査方法を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、圧電セラミック素子を加熱昇温する工程と、加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定する工程と、測定された位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する工程と、上記比較結果から圧電セラミック素子の内部欠陥の有無を検出する工程と、を有し、上記加熱昇温工程は、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱すると同時に、圧電セラミック素子の外部から加熱するものであり、上記測定工程は 、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するものであることを特徴とする圧電セラミック素子の検査方法を提供する。
【０００９】
まず圧電セラミック素子を加熱昇温する。
次に、加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定すると、温度上昇に伴って内部欠陥のある圧電セラミック素子には常温時では現れない大きな変化が現れるようになる。
そこで、測定した位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する。基準となる特性は、例えば良品である（内部欠陥のない）圧電セラミック素子の位相特性またはインピーダンス特性から求めればよい。
上記のように比較した結果、基準特性と一定範囲以上異なる場合には、圧電セラミック素子に内部欠陥があると判定する。
なお、本発明では、マイクロクラックだけでなく、電極に異物が付着している場合も判定可能である。
【００１０】
圧電セラミック素子を加熱昇温する方法としては、例えば素子を高温雰囲気中に入れたり、ヒータで外部から加熱する方法があるが、これでは素子の昇温に数秒以上の時間がかかり、非常に効率が悪いだけでなく、設備が大がかりとなる。そこで、請求項１では、加熱昇温工程を、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱することにより行い、測定工程を、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定することにより行う。
【００１１】
すなわち、本発明者らは測定信号のパワーレベルを大きくすると、誘電加熱により素子が高速に加熱されることを発見した。この時、パワーレベルが大き過ぎると、温度が高温になり過ぎて素子の特性が劣化し、常温に戻しても圧電特性が戻らなくなってしまう。そのため、圧電特性が戻る範囲で、できるだけ大きなレベルである、定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を選定する必要がある。また、素子の発振周波数が異なると、素子の厚みも異なるので、それに応じてパワーレベルを選定する必要がある。
このように加熱昇温工程と測定工程とを同時に、かつ同一の設備で実施できるので、加熱および測定時間を短縮できるとともに、既存の測定機器のパワーレベルを上げるだけでよいので、簡単な設備で実現できる。
【００１２】
図４は誘電加熱により素子を加熱した場合の温度上昇カーブ（計算値）を示す。各カーブは測定信号のパワーレベルを３０ｄＢｍ〜４０ｄＢｍへ段階的に変えたものである。図から明らかなように、いずれの場合も印加から４００ｍｓｅｃ程度経過すれば、最高温度付近まで上昇していることがわかる。
このように、誘電加熱により素子を加熱した場合、数百ｍｓ程度で目標とする温度まで昇温できるので、昇温時間を非常に短縮でき、内部欠陥の検出時間も短縮できる。また、瞬間的で局部的な加熱であるから、高周波信号の印加後に、素子の温度が元に戻る時間が早いという利点がある。
【００１３】
請求項１では、高レベルの高周波信号の印加による誘電加熱を用いて圧電セラミック素子を内部から加熱したものであるが、４００ｍｓｅｃ程度の不良検出時間を必要とする。そこで、この内部加熱と同時に、外部から加熱すれば、圧電セラミック素子を所定温度まで速やかに加熱できるので、測定時間をさらに短縮することが可能となる。請求項２は、このような測定時間を短縮する目的で、誘電加熱による内部加熱と外部加熱とを併用したものである。
内部加熱（誘電加熱）は圧電セラミック素子の振動電極部分で発熱し、その熱が外周部に 伝わるのに対し、外部加熱は圧電セラミック素子の外周部から内部へと伝わる。したがって、内部加熱と外部加熱とを併用すれば、測定時間を短縮できるだけでなく、圧電セラミック素子をほぼ全域で均等に昇温させることができる効果もある。
外部加熱の方法としては、対流を利用する方法、輻射熱を利用する方法、伝熱を利用する方法などがあるが、短時間にかつ簡単が設備で昇温させるには、伝熱法が好ましい。
【００１４】
加熱昇温時の昇温温度としては、請求項３のように、圧電セラミック素子を昇温後に常温に戻したときに加熱前とほぼ同じ圧電特性に戻る最高温度付近の温度とするのが望ましい。圧電特性が戻る範囲でできるだけ高い温度に加熱することで、常温では検出できない内部欠陥を確実に検出できるからである。なお、上記温度よりさらに高温に加熱すると、圧電セラミック素子自体の圧電特性が非可逆的に変化してしまうため、好ましくない。
【００１５】
測定すべき位相特性としては、請求項４のように最大位相角θmax を用いることができる。常温では図２の実線Ｐ1 で示すような位相特性を有するが、高温になると破線Ｐ2 で示すように位相が低下し、内部欠陥のある素子ほど低下度が大きい。請求項４はこの位相の低下を利用して内部欠陥を判定している。
【００１６】
図３は、内部欠陥のある素子ＮＧと内部欠陥のない素子Ｇに同様に熱を加えた時の発振周波数ｆosc 付近の最大位相角を測定した結果を示す。図３から明らかなように、内部欠陥のある素子ＮＧは、内部欠陥のない素子Ｇに比べて最大位相角の低下が大きく、内部欠陥と最大位相角との間に相関関係があることがわかる。
内部欠陥のある素子ＮＧは１５０℃程度で位相が６０°以下になっているのに対し、内部欠陥のない素子Ｇは７０°以上となっている。この素子の場合、良否判定のための昇温温度を１５０℃以上とし、良否判定のしきい値である最大位相角を６０°〜７０°とすれば、内部欠陥の有無を確実に検出することができる。
【００１７】
また、測定すべきインピーダンス特性としては、請求項５のように、反共振インピーダンス値Ｚａと共振インピーダンス値Ｚｒとの差Ｚａ−Ｚｒを用いることができる。インピーダンス特性は、常温では図２の実線Ｉ1 で示すような特性を有するが、高温になると破線Ｉ2 で示すように反共振点および共振点が共に高周波側へ移行し、かつインピーダンス値の差Ｚａ−Ｚｒが小さくなる。請求項５ではこの特性を用いて内部欠陥を判定している。
Ｚａ−Ｚｒ以外にも、Ｚａ，Ｚｒそのものの値や、反共振点における周波数変化率（ｄＺａ／ｄｆ）、共振点における周波数変化率（ｄＺｒ／ｄｆ）、発振周波数ｆosc 、反共振周波数ｆａ、共振周波数ｆｒの値を用いてもよい。
なお、測定すべき位相特性，インピーダンス特性はこれに限るものではない。
【００１８】
圧電セラミック素子を加熱昇温した状態におけるその位相特性やインピーダンス特性を測定することで、常温時には検出できなかった不良を検出可能となるが、圧電セラミック素子によっては、温度上昇に伴って位相あるいはインピーダンスが一旦基準値範囲から離れ、内部欠陥が判明した後、温度がさらに上昇すると、基準値範囲に復帰してしまうものもある。このような圧電セラミック素子も不良品である。
【００１９】
図５は圧電セラミック素子を外部から加熱した場合の加熱昇温過程における温度と最大位相角θmax との関係を示す。
図５において、Ｇは良品の平均的位相特性、ＮＧ１，ＮＧ２は内部欠陥のある不良品の位相特性である。ＮＧ１，ＮＧ２の場合、所定温度（７０°Ｃまたは１２０°Ｃ）で一旦は基準特性（Ｇの特性）から外れ、内部欠陥を判定できるが、さらに昇温すると、基準特性と殆ど差がなくなり、内部欠陥を判定できなくなる。
【００２０】
図６は圧電セラミック素子を誘電加熱した時の経過時間と最大位相角θmax との関係を示す。
図６から明らかなように、ＮＧ１では約１５０ｍｓｅｃで不良が判明し、その後、正常な特性に復帰するのに対し、ＮＧ２では３００ｍｓｅｃ以前では正常であるが、３００ｍｓｅｃ以後に不良が判明する。なお、図６におけるＮＧ１とＮＧ２は、図５におけるＮＧ１，ＮＧ２と同一の圧電セラミック素子である。
なお、不良品ＮＧ１，ＮＧ２によって欠陥の現れ方が異なるのは、マイクロクラックの発生部位の違いによるものであると考えられる。
【００２１】
このように、ある一定の温度あるいは一定の時刻でのみ検査していたのでは、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子の不良を検出できない。
そこで、請求項６では、圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を、圧電セラミック素子内温度の複数の異なる温度で測定している。複数の温度で測定すれば、一旦基準特性から外れた後、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子でも、内部欠陥を検出できる。
なお、測定の温度間隔は、図５を参照すれば、少なくとも５０℃より小さい間隔とするのがよい。
【００２２】
請求項６では、圧電セラミック素子内温度の複数の異なる温度で測定したが、圧電セラミック素子に高周波信号を印加して内部加熱する場合には、圧電セラミック素子の内部温度を直接検出することは難しい。そこで、請求項７では、定格レベルより高いレベルの高周波信号の印加後の複数の経過時間で測定するものである。
高レベルの高周波信号を印加すると、図４に示すように、その経過時間に応じて素子の内部温度が上昇するので、複数の経過時間で測定すれば、請求項６と同様に、ある温度範囲でのみ欠陥を判定できるような圧電セラミック素子でも、内部欠陥を確実に検出できる。また、経過時間によって測定タイミングを決定する方法の場合には、素子の内部温度を検出する必要がないので、測定が簡単となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図７は本発明にかかる検査方法を実施するための検査装置の一例を示す。ここでは、圧電セラミック素子としてセラミック発振子２を用いた。
１は被測定用のセラミック発振子２の電気的特性を周波数の関数として測定、解析するネットワークアナライザである。内蔵した正弦波掃引発振器から高周波測定信号を出力端１ａから出力し、測定端子３ａ，３ｂを介してセラミック発振子２に印加することにより、セラミック発振子２の位相特性やインピーダンス特性などを測定する。図７では１チャンネル分のみが図示されているが、複数のチャンネルにすることも可能である。
【００２４】
ネットワークアナライザ１の出力端１ａと測定端子３ａとの間には、印加電力を増幅するＲＦパワーアンプ４が接続され、増幅された電力が測定端子３ａを介してセラミック発振子２に印加される。具体的には、通常インピーダンス特性を測定する場合の信号レベルは０ｄＢｍ程度が用いられるが、本発明ではパワーアンプ４の出力レベルを２０〜４０ｄＢｍになるように設定する。セラミック発振子２を流れた信号は、測定端子３ｂから減衰器５へ送られ、減衰器５で元の電力まで減衰され、ネットワークアナライザ１の入力端１ｂへ入力される。
【００２５】
ネットワークアナライザ１は、１個のセラミック発振子２当たり数百ｍｓの間高周波測定信号を印加し、セラミック発振子２を誘電加熱で所定温度まで加熱した状態でインピーダンス特性および位相特性を測定する。例えば、発振子２を２００℃まで加熱する場合であれば、図４から明らかなように、パワーアンプ４の出力レベルを３４ｄＢｍに設定した場合、約２００ｍｓで到達する。位相特性は、周知のように電流と電圧の位相差（位相角）の各測定値の平均によって得られた値から、位相差（位相角）の周波数特性を表したものである。この位相特性から、例えば発振周波数ｆosc 付近の最大位相角θmax を測定する。この最大位相角θmax が基準値以上であれば良品、基準値より小さければ内部欠陥のある不良品と選別する。
【００２６】
図８は、図１に示す素子に、３４ｄＢｍの測定信号を加えた時のｆosc 付近のθmax の値と、図１で示される発振停止温度との関係を示す図である。図８を参照すると、基準値としては、４０°〜５０°に設定すれば、良品Ｇと不良品ＮＧとを明確に判別できることがわかる。
【００２７】
図５，図６でも説明したように、内部欠陥のある圧電セラミック素子の中には、温度上昇に伴って位相あるいはインピーダンスが基準値範囲から離れた後、基準値範囲に復帰してしまうものもある。このような圧電セラミック素子を検査する方法の一例を図９に示す。
図９において、測定を開始すると、圧電セラミック素子に第１回目の高周波測定信号をＴ0 秒間だけ印加する（ステップＳ１）。これにより、圧電セラミック素子は誘電加熱により温度上昇するので、Ｔ0 秒後に最大位相角θと基準値θｓとを比較する（ステップＳ２）。比較により、θ＜θｓであれば、不良品であると判定する（ステップＳ３）。
ステップＳ２において、θ≧θｓであれば、圧電セラミック素子に第２回目の高周波測定信号をＴ0 秒間だけ印加する（ステップＳ４）。これにより、圧電セラミック素子はさらに加熱されるので、Ｔ0 秒後に最大位相角θと基準値θｓとを比較する（ステップＳ５）。θ＜θｓであれば、不良品であると判定する（ステップＳ６）。以後、同様のステップを繰り返す。
最後に、圧電セラミック素子に第ｎ回目の高周波測定信号をＴ0 秒間だけ印加する（ステップＳ７）。この時点で圧電セラミック素子は最高温度付近まで加熱されるので、Ｔ0 秒後に最大位相角θと基準値θｓとを比較する（ステップＳ８）。ここで、θ＜θｓであれば不良品であると判定し（ステップＳ９）、θ≧θｓであれば良品であると判定する（ステップＳ１０）。
なお、第１回〜第ｎ回の高周波信号の印加の間には休止期間を設けず、連続的に印加するものである。
【００２８】
図９では、第１回から第ｎ回まで高周波信号の印加時間（検査時間）Ｔ0 を一定としたが、印加時間Ｔ0 を任意に変更してもよい。特に、不良が顕著に現れない時間帯では印加時間Ｔ0 を長くし、不良が顕著になる時間帯では印加時間Ｔ0 を短くしてもよい。
また、検査時間Ｔ0 を短くすれば、ほぼ連続的に検査したことと同等となり、圧電セラミック素子の位相角がどの温度で基準値から外れても、確実に見つけ出すことが可能である。
【００２９】
図１０は本発明にかかる検査方法を実施するための検査装置の第２実施例を示す。この実施例は、測定時間を短縮する目的で、誘電加熱による内部加熱と外部加熱とを併用したものである。
図１０は、圧電セラミック素子２の電極２ａ，２ｂに一対の測定端子３ａ，３ｂを接触させた状態を示す。なお、図７と同様に、一方の測定端子３ａはＲＦパワーアンプ４に接続され、他方の測定端子３ｂは減衰器５に接続されている。
圧電セラミック素子２は、図示しないエアー吸引によって伝熱盤６に吸着されている。伝熱盤６はヒータ７によって所定温度に加熱されているので、圧電セラミック素子２も所定温度に加熱される。測定端子３ａ，３ｂを介して高レベルの高周波信号を圧電セラミック素子２に印加すると、素子２が誘電加熱されると同時に、伝熱盤６により素子２は外部加熱される。この状態で、測定端子３ａ，３ｂに接続されたネットワークアナライザ（図７参照）により圧電セラミック素子２の位相角またはインピーダンスを測定することができる。
【００３０】
図１１は内部加熱と外部加熱とを併用したときの時間短縮効果を示す。すなわち、周囲温度が２０℃、４０℃、６０℃の環境下において、良品Ｇおよび不良品ＮＧに高周波信号（信号レベル０．９Ｗ）の印加による誘電加熱を行って位相特性を測定したものである。
なお、良品Ｇおよび不良品ＮＧはそれぞれ同一の圧電セラミック素子を用いた。
図１１から明らかなように、周囲温度が高くなるに従い、不良の検出時間を短縮できることがわかる。具体的には、２０℃の場合には約３５０ｍｓｅｃで不良が現れているのに対し、４０℃の場合には１００〜１５０ｍｓｅｃ、６０℃の場合には約５０ｍｓｅｃで不良が現れる。
このように、誘電加熱による内部加熱と外部加熱とを併用することで、内部加熱のみの場合に比べて、測定時間を１／５〜１／１０に短縮できる。
【００３１】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
図９の例では、誘電加熱を実施しながら時間Ｔ0 のタイミングで位相角を基準値と比較することにより、複数回の検査を行ったが、例えば圧電セラミック素子の内部温度を検出できる場合には、複数の異なる温度における位相角を求め、これら位相角を基準値と比較することにより、複数回の検査を行ってもよい。
上記実施例では、加熱昇温時の最大位相角を基準値と比較することで内部欠陥を判別したが、インピーダンス値Ｚａ，Ｚｒを用いて内部欠陥を判別してもよいし、位相角とインピーダンス値の双方を用いて判別してもよい。
また、外部加熱法として、伝熱盤との接触による伝熱法を用いたが、温度制御された液体中や気体中に入れて加熱してもよいし、熱線や輻射熱を利用してもよい。
本発明の圧電セラミック素子としては、セラミック発振子に限らず、セラミックフィルタ、ディスクリミネータ、トラップなど如何なる圧電セラミック素子であってもよい。
また、厚み縦振動，厚みすべり振動，面積振動などの振動モードの違いに関係なく、内部欠陥を検出可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、圧電セラミック素子を加熱昇温し、この状態で位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定し、測定値を基準となる特性と比較することで内部欠陥を判別するようにしたので、常温では検出することができない内部欠陥を非破壊で確実に検出することができる。
特に、圧電セラミック素子に定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱すると同時に、圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するようにしたので、加熱昇温および測定のための時間を大幅に短縮できるとともに、簡単な設備で実現できるという効果がある。
【００３３】
請求項２のように、圧電セラミック素子の内部加熱（誘電加熱）と外部加熱とを併用すれば、一層短時間で圧電セラミック素子の内部欠陥を検出することができる。
【００３４】
請求項６のように、圧電セラミック素子の位相特性またはインピーダンス特性を、圧電セラミック素子内温度の複数の異なる温度で測定すれば、一旦基準特性から外れた後、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子でも確実に検出できる。
【００３５】
請求項７のように、圧電セラミック素子への高周波信号の印加後の複数の経過時間で測定すれば、請求項６と同様に一旦基準特性から外れた後、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子でも確実に検出できるとともに、時間のみで測定タイミングを決定できるので、測定が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部欠陥のある発振子とない発振子の昇温時の発振電圧の変化図である。
【図２】セラミック発振子のインピーダンス特性および位相特性図である。
【図３】内部欠陥のある素子と無い素子の昇温時の最大位相角の変化図である。
【図４】誘電加熱による素子の温度上昇の時間変化図である。
【図５】外部加熱時における内部欠陥のある素子と無い素子の昇温時の最大位相角の変化図である。
【図６】誘導加熱時における内部欠陥のある素子と無い素子の昇温時の最大位相角の変化図である。
【図７】本発明の検査方法を実施する装置の一例の構成図である。
【図８】内部欠陥のある素子と無い素子の発振停止温度と高レベル信号印加による誘電加熱時の最大位相角の相関関係図である。
【図９】複数回の検査による良否判別方法を示すフローチャート図である。
【図１０】内部加熱と外部加熱を併用した場合の検査方法を示す図である。
【図１１】内部加熱と外部加熱を併用した場合における良品と不良品との位相角の時間変化図である。
【符号の説明】
１ ネットワークアナライザ
２ セラミック発振子（被検体）
４ ＲＦパワーアンプ
５ 減衰器
【発明の属する技術分野】
本発明は発振子やフィルタなどの圧電セラミック素子の品質に影響を与えるマイクロクラックなどの内部欠陥を非破壊で検査する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電セラミック素子の内部欠陥を非破壊で検査する方法として、特開平６−３３０５号公報に記載のように、圧電セラミック素子のインピーダンス特性及び／又は位相特性を測定し、この特性を示す曲線パターンを基準となる曲線パターンと比較し、両曲線パターンが異なる場合に、この圧電セラミック素子にマイクロクラックが存在すると判定する検査法が知られている。
このような検査方法では、自動判定が可能となるので、短時間で大量に良否判定できるとともに、目視による判定ではないので、検査精度が高いという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の検査方法では常温下で電気的特性を測定し、基準となる特性と比較している。しかしながら、常温下では良／不良による特性の違いが少ないか、あるいは無い場合が多く、これだけでは内在するマイクロクラック等の内部欠陥を完全に検出できない。
【０００４】
図１は、セラミック発振子（発振周波数：２５ＭＨｚ）を発振回路に接続し、発振させた状態で、発振子のみを２００℃以上の温度雰囲気に入れ、その時の発振電圧の挙動を測定した結果を示す。これら発振子は常温では特性に差のないものである。
図１から分かるように、温度上昇とともに発振電圧は僅かずつ低下していくが、１５０℃以下で発振電圧が０Ｖ近くまで低下し、発振が停止するもの（ＮＧ）と、２００℃以上になっても発振が停止しないもの（Ｇ）とに別れる。
【０００５】
これらの発振子を開封し、内部の素子を顕微鏡で観察したところ、低い温度で発振が停止した素子ＮＧにはマイクロクラックが生じていることが確かめられた。このことから、常温で正常に発振し、正常な特性を有するものの中にもマイクロクラックが内在するものがあり、加熱したときの特性を測定することにより、このような内部欠陥を検出できることが判明した。
【０００６】
本発明は上記のような知見に基づいてなされたものであり、その目的は、常温では検出することができない内部欠陥を、非破壊で確実に検出することができる圧電セラミック素子の検査方法を提供することにある。
また、他の目的は、内部欠陥を高速にかつ簡単な設備で検出できる圧電セラミック素子の検査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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、圧電セラミック素子を加熱昇温する工程と、加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定する工程と、測定された位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する工程と、上記比較結果から圧電セラミック素子の内部欠陥の有無を検出する工程と、を有し、上記加熱昇温工程は、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱するものであり、上記測定工程は、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するものであることを特徴とする圧電セラミック素子の検査方法を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、圧電セラミック素子を加熱昇温する工程と、加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定する工程と、測定された位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する工程と、上記比較結果から圧電セラミック素子の内部欠陥の有無を検出する工程と、を有し、上記加熱昇温工程は、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱すると同時に、圧電セラミック素子の外部から加熱するものであり、上記測定工程は 、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するものであることを特徴とする圧電セラミック素子の検査方法を提供する。
【０００９】
まず圧電セラミック素子を加熱昇温する。
次に、加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定すると、温度上昇に伴って内部欠陥のある圧電セラミック素子には常温時では現れない大きな変化が現れるようになる。
そこで、測定した位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する。基準となる特性は、例えば良品である（内部欠陥のない）圧電セラミック素子の位相特性またはインピーダンス特性から求めればよい。
上記のように比較した結果、基準特性と一定範囲以上異なる場合には、圧電セラミック素子に内部欠陥があると判定する。
なお、本発明では、マイクロクラックだけでなく、電極に異物が付着している場合も判定可能である。
【００１０】
圧電セラミック素子を加熱昇温する方法としては、例えば素子を高温雰囲気中に入れたり、ヒータで外部から加熱する方法があるが、これでは素子の昇温に数秒以上の時間がかかり、非常に効率が悪いだけでなく、設備が大がかりとなる。そこで、請求項１では、加熱昇温工程を、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱することにより行い、測定工程を、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定することにより行う。
【００１１】
すなわち、本発明者らは測定信号のパワーレベルを大きくすると、誘電加熱により素子が高速に加熱されることを発見した。この時、パワーレベルが大き過ぎると、温度が高温になり過ぎて素子の特性が劣化し、常温に戻しても圧電特性が戻らなくなってしまう。そのため、圧電特性が戻る範囲で、できるだけ大きなレベルである、定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を選定する必要がある。また、素子の発振周波数が異なると、素子の厚みも異なるので、それに応じてパワーレベルを選定する必要がある。
このように加熱昇温工程と測定工程とを同時に、かつ同一の設備で実施できるので、加熱および測定時間を短縮できるとともに、既存の測定機器のパワーレベルを上げるだけでよいので、簡単な設備で実現できる。
【００１２】
図４は誘電加熱により素子を加熱した場合の温度上昇カーブ（計算値）を示す。各カーブは測定信号のパワーレベルを３０ｄＢｍ〜４０ｄＢｍへ段階的に変えたものである。図から明らかなように、いずれの場合も印加から４００ｍｓｅｃ程度経過すれば、最高温度付近まで上昇していることがわかる。
このように、誘電加熱により素子を加熱した場合、数百ｍｓ程度で目標とする温度まで昇温できるので、昇温時間を非常に短縮でき、内部欠陥の検出時間も短縮できる。また、瞬間的で局部的な加熱であるから、高周波信号の印加後に、素子の温度が元に戻る時間が早いという利点がある。
【００１３】
請求項１では、高レベルの高周波信号の印加による誘電加熱を用いて圧電セラミック素子を内部から加熱したものであるが、４００ｍｓｅｃ程度の不良検出時間を必要とする。そこで、この内部加熱と同時に、外部から加熱すれば、圧電セラミック素子を所定温度まで速やかに加熱できるので、測定時間をさらに短縮することが可能となる。請求項２は、このような測定時間を短縮する目的で、誘電加熱による内部加熱と外部加熱とを併用したものである。
内部加熱（誘電加熱）は圧電セラミック素子の振動電極部分で発熱し、その熱が外周部に 伝わるのに対し、外部加熱は圧電セラミック素子の外周部から内部へと伝わる。したがって、内部加熱と外部加熱とを併用すれば、測定時間を短縮できるだけでなく、圧電セラミック素子をほぼ全域で均等に昇温させることができる効果もある。
外部加熱の方法としては、対流を利用する方法、輻射熱を利用する方法、伝熱を利用する方法などがあるが、短時間にかつ簡単が設備で昇温させるには、伝熱法が好ましい。
【００１４】
加熱昇温時の昇温温度としては、請求項３のように、圧電セラミック素子を昇温後に常温に戻したときに加熱前とほぼ同じ圧電特性に戻る最高温度付近の温度とするのが望ましい。圧電特性が戻る範囲でできるだけ高い温度に加熱することで、常温では検出できない内部欠陥を確実に検出できるからである。なお、上記温度よりさらに高温に加熱すると、圧電セラミック素子自体の圧電特性が非可逆的に変化してしまうため、好ましくない。
【００１５】
測定すべき位相特性としては、請求項４のように最大位相角θmax を用いることができる。常温では図２の実線Ｐ1 で示すような位相特性を有するが、高温になると破線Ｐ2 で示すように位相が低下し、内部欠陥のある素子ほど低下度が大きい。請求項４はこの位相の低下を利用して内部欠陥を判定している。
【００１６】
図３は、内部欠陥のある素子ＮＧと内部欠陥のない素子Ｇに同様に熱を加えた時の発振周波数ｆosc 付近の最大位相角を測定した結果を示す。図３から明らかなように、内部欠陥のある素子ＮＧは、内部欠陥のない素子Ｇに比べて最大位相角の低下が大きく、内部欠陥と最大位相角との間に相関関係があることがわかる。
内部欠陥のある素子ＮＧは１５０℃程度で位相が６０°以下になっているのに対し、内部欠陥のない素子Ｇは７０°以上となっている。この素子の場合、良否判定のための昇温温度を１５０℃以上とし、良否判定のしきい値である最大位相角を６０°〜７０°とすれば、内部欠陥の有無を確実に検出することができる。
【００１７】
また、測定すべきインピーダンス特性としては、請求項５のように、反共振インピーダンス値Ｚａと共振インピーダンス値Ｚｒとの差Ｚａ−Ｚｒを用いることができる。インピーダンス特性は、常温では図２の実線Ｉ1 で示すような特性を有するが、高温になると破線Ｉ2 で示すように反共振点および共振点が共に高周波側へ移行し、かつインピーダンス値の差Ｚａ−Ｚｒが小さくなる。請求項５ではこの特性を用いて内部欠陥を判定している。
Ｚａ−Ｚｒ以外にも、Ｚａ，Ｚｒそのものの値や、反共振点における周波数変化率（ｄＺａ／ｄｆ）、共振点における周波数変化率（ｄＺｒ／ｄｆ）、発振周波数ｆosc 、反共振周波数ｆａ、共振周波数ｆｒの値を用いてもよい。
なお、測定すべき位相特性，インピーダンス特性はこれに限るものではない。
【００１８】
圧電セラミック素子を加熱昇温した状態におけるその位相特性やインピーダンス特性を測定することで、常温時には検出できなかった不良を検出可能となるが、圧電セラミック素子によっては、温度上昇に伴って位相あるいはインピーダンスが一旦基準値範囲から離れ、内部欠陥が判明した後、温度がさらに上昇すると、基準値範囲に復帰してしまうものもある。このような圧電セラミック素子も不良品である。
【００１９】
図５は圧電セラミック素子を外部から加熱した場合の加熱昇温過程における温度と最大位相角θmax との関係を示す。
図５において、Ｇは良品の平均的位相特性、ＮＧ１，ＮＧ２は内部欠陥のある不良品の位相特性である。ＮＧ１，ＮＧ２の場合、所定温度（７０°Ｃまたは１２０°Ｃ）で一旦は基準特性（Ｇの特性）から外れ、内部欠陥を判定できるが、さらに昇温すると、基準特性と殆ど差がなくなり、内部欠陥を判定できなくなる。
【００２０】
図６は圧電セラミック素子を誘電加熱した時の経過時間と最大位相角θmax との関係を示す。
図６から明らかなように、ＮＧ１では約１５０ｍｓｅｃで不良が判明し、その後、正常な特性に復帰するのに対し、ＮＧ２では３００ｍｓｅｃ以前では正常であるが、３００ｍｓｅｃ以後に不良が判明する。なお、図６におけるＮＧ１とＮＧ２は、図５におけるＮＧ１，ＮＧ２と同一の圧電セラミック素子である。
なお、不良品ＮＧ１，ＮＧ２によって欠陥の現れ方が異なるのは、マイクロクラックの発生部位の違いによるものであると考えられる。
【００２１】
このように、ある一定の温度あるいは一定の時刻でのみ検査していたのでは、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子の不良を検出できない。
そこで、請求項６では、圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を、圧電セラミック素子内温度の複数の異なる温度で測定している。複数の温度で測定すれば、一旦基準特性から外れた後、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子でも、内部欠陥を検出できる。
なお、測定の温度間隔は、図５を参照すれば、少なくとも５０℃より小さい間隔とするのがよい。
【００２２】
請求項６では、圧電セラミック素子内温度の複数の異なる温度で測定したが、圧電セラミック素子に高周波信号を印加して内部加熱する場合には、圧電セラミック素子の内部温度を直接検出することは難しい。そこで、請求項７では、定格レベルより高いレベルの高周波信号の印加後の複数の経過時間で測定するものである。
高レベルの高周波信号を印加すると、図４に示すように、その経過時間に応じて素子の内部温度が上昇するので、複数の経過時間で測定すれば、請求項６と同様に、ある温度範囲でのみ欠陥を判定できるような圧電セラミック素子でも、内部欠陥を確実に検出できる。また、経過時間によって測定タイミングを決定する方法の場合には、素子の内部温度を検出する必要がないので、測定が簡単となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図７は本発明にかかる検査方法を実施するための検査装置の一例を示す。ここでは、圧電セラミック素子としてセラミック発振子２を用いた。
１は被測定用のセラミック発振子２の電気的特性を周波数の関数として測定、解析するネットワークアナライザである。内蔵した正弦波掃引発振器から高周波測定信号を出力端１ａから出力し、測定端子３ａ，３ｂを介してセラミック発振子２に印加することにより、セラミック発振子２の位相特性やインピーダンス特性などを測定する。図７では１チャンネル分のみが図示されているが、複数のチャンネルにすることも可能である。
【００２４】
ネットワークアナライザ１の出力端１ａと測定端子３ａとの間には、印加電力を増幅するＲＦパワーアンプ４が接続され、増幅された電力が測定端子３ａを介してセラミック発振子２に印加される。具体的には、通常インピーダンス特性を測定する場合の信号レベルは０ｄＢｍ程度が用いられるが、本発明ではパワーアンプ４の出力レベルを２０〜４０ｄＢｍになるように設定する。セラミック発振子２を流れた信号は、測定端子３ｂから減衰器５へ送られ、減衰器５で元の電力まで減衰され、ネットワークアナライザ１の入力端１ｂへ入力される。
【００２５】
ネットワークアナライザ１は、１個のセラミック発振子２当たり数百ｍｓの間高周波測定信号を印加し、セラミック発振子２を誘電加熱で所定温度まで加熱した状態でインピーダンス特性および位相特性を測定する。例えば、発振子２を２００℃まで加熱する場合であれば、図４から明らかなように、パワーアンプ４の出力レベルを３４ｄＢｍに設定した場合、約２００ｍｓで到達する。位相特性は、周知のように電流と電圧の位相差（位相角）の各測定値の平均によって得られた値から、位相差（位相角）の周波数特性を表したものである。この位相特性から、例えば発振周波数ｆosc 付近の最大位相角θmax を測定する。この最大位相角θmax が基準値以上であれば良品、基準値より小さければ内部欠陥のある不良品と選別する。
【００２６】
図８は、図１に示す素子に、３４ｄＢｍの測定信号を加えた時のｆosc 付近のθmax の値と、図１で示される発振停止温度との関係を示す図である。図８を参照すると、基準値としては、４０°〜５０°に設定すれば、良品Ｇと不良品ＮＧとを明確に判別できることがわかる。
【００２７】
図５，図６でも説明したように、内部欠陥のある圧電セラミック素子の中には、温度上昇に伴って位相あるいはインピーダンスが基準値範囲から離れた後、基準値範囲に復帰してしまうものもある。このような圧電セラミック素子を検査する方法の一例を図９に示す。
図９において、測定を開始すると、圧電セラミック素子に第１回目の高周波測定信号をＴ0 秒間だけ印加する（ステップＳ１）。これにより、圧電セラミック素子は誘電加熱により温度上昇するので、Ｔ0 秒後に最大位相角θと基準値θｓとを比較する（ステップＳ２）。比較により、θ＜θｓであれば、不良品であると判定する（ステップＳ３）。
ステップＳ２において、θ≧θｓであれば、圧電セラミック素子に第２回目の高周波測定信号をＴ0 秒間だけ印加する（ステップＳ４）。これにより、圧電セラミック素子はさらに加熱されるので、Ｔ0 秒後に最大位相角θと基準値θｓとを比較する（ステップＳ５）。θ＜θｓであれば、不良品であると判定する（ステップＳ６）。以後、同様のステップを繰り返す。
最後に、圧電セラミック素子に第ｎ回目の高周波測定信号をＴ0 秒間だけ印加する（ステップＳ７）。この時点で圧電セラミック素子は最高温度付近まで加熱されるので、Ｔ0 秒後に最大位相角θと基準値θｓとを比較する（ステップＳ８）。ここで、θ＜θｓであれば不良品であると判定し（ステップＳ９）、θ≧θｓであれば良品であると判定する（ステップＳ１０）。
なお、第１回〜第ｎ回の高周波信号の印加の間には休止期間を設けず、連続的に印加するものである。
【００２８】
図９では、第１回から第ｎ回まで高周波信号の印加時間（検査時間）Ｔ0 を一定としたが、印加時間Ｔ0 を任意に変更してもよい。特に、不良が顕著に現れない時間帯では印加時間Ｔ0 を長くし、不良が顕著になる時間帯では印加時間Ｔ0 を短くしてもよい。
また、検査時間Ｔ0 を短くすれば、ほぼ連続的に検査したことと同等となり、圧電セラミック素子の位相角がどの温度で基準値から外れても、確実に見つけ出すことが可能である。
【００２９】
図１０は本発明にかかる検査方法を実施するための検査装置の第２実施例を示す。この実施例は、測定時間を短縮する目的で、誘電加熱による内部加熱と外部加熱とを併用したものである。
図１０は、圧電セラミック素子２の電極２ａ，２ｂに一対の測定端子３ａ，３ｂを接触させた状態を示す。なお、図７と同様に、一方の測定端子３ａはＲＦパワーアンプ４に接続され、他方の測定端子３ｂは減衰器５に接続されている。
圧電セラミック素子２は、図示しないエアー吸引によって伝熱盤６に吸着されている。伝熱盤６はヒータ７によって所定温度に加熱されているので、圧電セラミック素子２も所定温度に加熱される。測定端子３ａ，３ｂを介して高レベルの高周波信号を圧電セラミック素子２に印加すると、素子２が誘電加熱されると同時に、伝熱盤６により素子２は外部加熱される。この状態で、測定端子３ａ，３ｂに接続されたネットワークアナライザ（図７参照）により圧電セラミック素子２の位相角またはインピーダンスを測定することができる。
【００３０】
図１１は内部加熱と外部加熱とを併用したときの時間短縮効果を示す。すなわち、周囲温度が２０℃、４０℃、６０℃の環境下において、良品Ｇおよび不良品ＮＧに高周波信号（信号レベル０．９Ｗ）の印加による誘電加熱を行って位相特性を測定したものである。
なお、良品Ｇおよび不良品ＮＧはそれぞれ同一の圧電セラミック素子を用いた。
図１１から明らかなように、周囲温度が高くなるに従い、不良の検出時間を短縮できることがわかる。具体的には、２０℃の場合には約３５０ｍｓｅｃで不良が現れているのに対し、４０℃の場合には１００〜１５０ｍｓｅｃ、６０℃の場合には約５０ｍｓｅｃで不良が現れる。
このように、誘電加熱による内部加熱と外部加熱とを併用することで、内部加熱のみの場合に比べて、測定時間を１／５〜１／１０に短縮できる。
【００３１】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
図９の例では、誘電加熱を実施しながら時間Ｔ0 のタイミングで位相角を基準値と比較することにより、複数回の検査を行ったが、例えば圧電セラミック素子の内部温度を検出できる場合には、複数の異なる温度における位相角を求め、これら位相角を基準値と比較することにより、複数回の検査を行ってもよい。
上記実施例では、加熱昇温時の最大位相角を基準値と比較することで内部欠陥を判別したが、インピーダンス値Ｚａ，Ｚｒを用いて内部欠陥を判別してもよいし、位相角とインピーダンス値の双方を用いて判別してもよい。
また、外部加熱法として、伝熱盤との接触による伝熱法を用いたが、温度制御された液体中や気体中に入れて加熱してもよいし、熱線や輻射熱を利用してもよい。
本発明の圧電セラミック素子としては、セラミック発振子に限らず、セラミックフィルタ、ディスクリミネータ、トラップなど如何なる圧電セラミック素子であってもよい。
また、厚み縦振動，厚みすべり振動，面積振動などの振動モードの違いに関係なく、内部欠陥を検出可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、圧電セラミック素子を加熱昇温し、この状態で位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定し、測定値を基準となる特性と比較することで内部欠陥を判別するようにしたので、常温では検出することができない内部欠陥を非破壊で確実に検出することができる。
特に、圧電セラミック素子に定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱すると同時に、圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するようにしたので、加熱昇温および測定のための時間を大幅に短縮できるとともに、簡単な設備で実現できるという効果がある。
【００３３】
請求項２のように、圧電セラミック素子の内部加熱（誘電加熱）と外部加熱とを併用すれば、一層短時間で圧電セラミック素子の内部欠陥を検出することができる。
【００３４】
請求項６のように、圧電セラミック素子の位相特性またはインピーダンス特性を、圧電セラミック素子内温度の複数の異なる温度で測定すれば、一旦基準特性から外れた後、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子でも確実に検出できる。
【００３５】
請求項７のように、圧電セラミック素子への高周波信号の印加後の複数の経過時間で測定すれば、請求項６と同様に一旦基準特性から外れた後、基準特性に復帰してしまうような圧電セラミック素子でも確実に検出できるとともに、時間のみで測定タイミングを決定できるので、測定が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部欠陥のある発振子とない発振子の昇温時の発振電圧の変化図である。
【図２】セラミック発振子のインピーダンス特性および位相特性図である。
【図３】内部欠陥のある素子と無い素子の昇温時の最大位相角の変化図である。
【図４】誘電加熱による素子の温度上昇の時間変化図である。
【図５】外部加熱時における内部欠陥のある素子と無い素子の昇温時の最大位相角の変化図である。
【図６】誘導加熱時における内部欠陥のある素子と無い素子の昇温時の最大位相角の変化図である。
【図７】本発明の検査方法を実施する装置の一例の構成図である。
【図８】内部欠陥のある素子と無い素子の発振停止温度と高レベル信号印加による誘電加熱時の最大位相角の相関関係図である。
【図９】複数回の検査による良否判別方法を示すフローチャート図である。
【図１０】内部加熱と外部加熱を併用した場合の検査方法を示す図である。
【図１１】内部加熱と外部加熱を併用した場合における良品と不良品との位相角の時間変化図である。
【符号の説明】
１ ネットワークアナライザ
２ セラミック発振子（被検体）
４ ＲＦパワーアンプ
５ 減衰器
Claims (7)
- 圧電セラミック素子を加熱昇温する工程と、
加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定する工程と、
測定された位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する工程と、
上記比較結果から圧電セラミック素子の内部欠陥の有無を検出する工程と、を有し、
上記加熱昇温工程は、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱するものであり、
上記測定工程は、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するものであることを特徴とする圧電セラミック素子の検査方法。 - 圧電セラミック素子を加熱昇温する工程と、
加熱昇温した状態で圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定する工程と、
測定された位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を基準となる特性と比較する工程と、
上記比較結果から圧電セラミック素子の内部欠陥の有無を検出する工程と、を有し、
上記加熱昇温工程は、圧電セラミック素子の定格レベルより高いレベルの高周波測定信号を印加し、この高周波信号の印加により圧電セラミック素子自体を誘電加熱すると同時に、圧電セラミック素子の外部から加熱するものであり、
上記測定工程は、上記高周波信号の印加に伴う圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を測定するものであることを特徴とする圧電セラミック素子の検査方法。 - 上記加熱昇温工程における昇温温度は、加熱昇温後、圧電セラミック素子を常温に戻したときに加熱昇温前とほぼ同じ圧電特性に戻る最高温度付近の温度であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電セラミック素子の検査方法。
- 上記測定される位相特性は最大位相角θmax であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電セラミック素子の検査方法。
- 上記測定されるインピーダンス特性は反共振インピーダンス値Ｚａと共振インピーダンス値Ｚｒとの差Ｚａ−Ｚｒであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電セラミック素子の検査方法。
- 上記測定工程は、圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を、圧電セラミック素子内温度の複数の異なる温度で測定するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電セラミック素子の検査方法。
- 上記測定工程は、圧電セラミック素子の位相特性およびインピーダンス特性の少なくとも一方を、定格レベルより高いレベルの高周波信号の印加後の複数の経過時間で測定するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電セラミック素子の検査方法。
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