JP4724385B2 - 積層型電子部品及び積層中間体 - Google Patents

Description

本発明は、積層型電子部品及び積層中間体に関する。

この種の積層型電子部品として、積層された複数の内部電極を有する積層体を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された積層型電子部品（積層型圧電素子）において、複数の内部電極は、第１の内部電極と、当該第１の内部電極と電気的に絶縁された状態で当該第１の内部電極と同一層に位置する第２の内部電極（ダミー電極）と、第１の内部電極及び第２の内部電極に積層方向から見て重なるように位置する第３の内部電極とを含んでいる。第１の内部電極は、積層体の一方の端面に露出している。第２の内部電極及び第３の内部電極は、積層体の他方の端面に露出している。
特開平７−１８６３７９号（特許第３３８５６９２号）公報

本発明は、積層体の変形を抑制することが可能な積層型電子部品及び積層中間体を提供すること課題とする。

本発明者等は、積層体の変形を抑制し得る積層型電子部品及び積層中間体について鋭意研究を行った結果、以下のような事実を新たに見出した。

特許文献１に記載された積層型電子部品では、当該積層型電子部品を以下の手順にて製造している。まず、圧電体グリーンシート上に各内部電極を電極ペーストの印刷により形成する。次に、各内部電極が印刷された圧電体グリーンシートを積層して、圧電体グリーンシートと各内部電極（電極ペースト）との積層中間体を得る。次に、得られた積層中間体を圧着した後、焼結する。そして、焼結した積層中間体を素子単位に切断し、積層型電子部品を得る。

ところで、圧電体グリーンシートを構成するセラミック材料と、電極ペーストとは、焼成後の収縮率が異なる。このため、圧電体グリーンシートに内部電極が偏在している積層中間体は、焼成時に変形し易い。一方、部分的（微視的）には内部電極が偏在しているが、全体的（巨視的）には略均一に内部電極が存在している場合には、焼成時に変形しなくても、積層中間体の内部に応力が残留することとなる。積層中間体の内部に残留する応力（以下、内部応力と称する。）が大きければ、積層中間体を素子単位に切断した時に変形することが考えられるが、内部応力がそれほど大きくなければ、切断しても素子自体の剛性により、変形しない。

しかしながら、切断では変形しない程度に内部応力が存在する素子が相変位をすると、相変位の時点で剛性が小さくなり、素子が内部応力によって変形する。具体的には、結晶系が変わる温度（キュリー温度等）を通過させる、あるいは、強誘電セラミックスの場合は電圧印加により分極軸の反転を起こさせる等により、内部応力が解放されて、素子が変形（湾曲）する。特に、細長い形状に切断された素子は、変形し易い。

本発明者等が素子の変形に関して調査研究を更に進めたところ、素子の変形は、素子の一方の切断面と他方の切断面との中間に位置し且つ当該切断面に平行である素子中心面よりも一方の切断面側の部分と、素子中心面よりも他方の切断面側の部分とで、各部分に含まれる内部電極（電極ペースト）の量が異なることに起因するものであるとの結論に至った。内部電極の量が部分的に異なると、素子に局部的な内部応力が残る。切断した状態で素子に内部応力が残っても、残った内部応力が素子中心面に対して対称であれば湾曲は生じない。すなわち、素子中心面よりも一方の切断面側の部分に含まれる内部電極の量と素子中心面よりも他方の切断面側の部分に含まれる内部電極の量との差を等しくすることにより、残った内部応力が素子中心面に対して対称となり、素子が湾曲するのを防ぐことができる。また、素子中心面よりも一方の切断面側の部分に含まれる内部電極の量と素子中心面よりも他方の切断面側の部分に含まれる内部電極の量との差を等しくしないまでも、その差を少なくすることにより、湾曲量を低減することが可能となる。

通常、内部電極はできるだけ素子中心面に対し対称に配置することが好ましい。しかしながら、内部電極は、素子の機能実現のために、素子中心面に対し非対称に配置しなければならない場合がある。例えば、特許文献１に記載された積層型電子部品では、第１の内部電極は素子の一方の端面（一方の切断面）にのみ露出し、第２の内部電極及び第３の内部電極は素子の他方の端面（他方の切断面）にのみ露出している。このため、素子中心面よりも一方の切断面側の部分に含まれる内部電極の量と素子中心面よりも他方の切断面側の部分に含まれる内部電極の量とが大きく異なってしまう。特に、素子中心面から離れた各切断面（端面）近傍部分に含まれる内部電極の量の差が大きい。

かかる研究結果を踏まえ、本発明に係る積層型電子部品は、セラミック材料からなる層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体を備える積層型電子部品であって、積層体は、当該積層体における積層方向に平行且つ互いに対向するように位置する第１の端面と第２の端面とを有し、複数の内部電極は、第１の端面に露出する第１の内部電極と、第１の内部電極と電気的に絶縁された状態で当該第１の内部電極と同一層に位置すると共に、第２の端面に露出する第２の内部電極と、第１の内部電極及び第２の内部電極に積層方向から見て重なるように位置すると共に、第２の端面に露出する第３の内部電極と、を含んでおり、第２の内部電極には、積層方向に直交する方向から見て第１の端面と第２の端面との中間よりも第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る積層型電子部品では、第２の内部電極には、積層方向に直交する方向から見て第１の端面と第２の端面との中間よりも第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されているので、積層体の第１の端面と第２の端面との中間に位置し且つ当該各端面に平行な積層体中心面よりも第１の端面側の部分に含まれる各内部電極の量と、積層体中心面よりも第２の端面側の部分に含まれる各内部電極の量との差が小さくなる。この結果、積層体の変形を抑制することができる。

また、本発明に係る積層型電子部品は、セラミック材料からなる層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体を備える積層型電子部品であって、積層体は、当該積層体における積層方向に平行且つ互いに対向するように位置する第１の端面と第２の端面とを有し、複数の内部電極は、第１の端面に露出する第１の内部電極と、第１の内部電極と電気的に絶縁された状態で当該第１の内部電極と同一層に位置すると共に、第２の端面に露出する第２の内部電極と、第１の内部電極及び第２の内部電極に積層方向から見て重なるように位置すると共に、第２の端面に露出する第３の内部電極と、を含んでおり、第３の内部電極には、積層方向に直交する方向から見て第１の端面と第２の端面との中間よりも第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る積層型電子部品では、第３の内部電極には、積層方向に直交する方向から見て第１の端面と第２の端面との中間よりも第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されているので、積層体の第１の端面と第２の端面との中間に位置し且つ当該各端面に平行な積層体中心面よりも第１の端面側の部分に含まれる各内部電極の量と、積層体中心面よりも第２の端面側の部分に含まれる各内部電極の量との差が小さくなる。この結果、積層体の変形を抑制することができる。

また、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方は、積層方向に直交且つ第２の端面に平行な方向に沿うように複数形成されていることが好ましい。この場合、特に、積層体の形状が積層方向に直交且つ第２の端面に平行な方向に細長い場合に、当該積層体の湾曲を効果的に抑制することができる。

また、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方は、積層方向に直交且つ第２の端面に平行な方向に伸びるように形成されていることが好ましい。この場合、特に、積層体の形状が積層方向に直交且つ第２の端面に平行な方向に細長い場合に、当該積層体の湾曲を効果的に抑制することができる。

また、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方は、第２の端面近傍に形成されていることが好ましい。この場合、積層体の変形をより一層抑制することができる。

また、第１の端面及び第２の端面は、積層方向に直交する方向での積層体の最外面であることが好ましい。

また、本発明に係る積層型電子部品は、セラミック材料からなる層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体を備える積層型電子部品であって、積層体は、当該積層体における積層方向に平行且つ互いに対向するように位置する第１の端面と第２の端面とを有し、複数の内部電極は、第１の端面に露出する内部電極と、第２の端面に露出する内部電極とを含んでおり、第２の端面に露出する内部電極には、積層方向に直交する方向から見て第１の端面と第２の端面との中間よりも第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る積層型電子部品では、第２の端面に露出する内部電極には、積層方向に直交する方向から見て第１の端面と第２の端面との中間よりも第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されているので、積層体の第１の端面と第２の端面との中間に位置し且つ当該各端面に平行な積層体中心面よりも第１の端面側の部分に含まれる各内部電極の量と、積層体中心面よりも第２の端面側の部分に含まれる各内部電極の量との差が小さくなる。この結果、積層体の変形を抑制することができる。

本発明に係る積層中間体は、第１の電極領域と第２の電極領域とが交互に複数形成された第１の内部電極層と、第３の電極領域が複数形成された第２の内部電極層と、を有しており、第１の内部電極層と第２の内部電極層とが、積層方向から見て第３の電極領域が第１の電極領域及び第２の電極領域に重なるように、セラミック材料からなる層を介在させて交互に積層され、第２の電極領域には、第１の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置と第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置との中間よりも第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る積層中間体では、第２の電極領域には、第１の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置と第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置との中間よりも第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されている。このため、積層中間体を各切断予定位置にて切断した場合に、当該積層中間体を切断することに得られる積層体の一方の切断面と他方の切断面との中間に位置し且つ当該各切断面に平行な積層体中心面よりも一方の切断面側の部分に含まれる各内部電極の量と、積層体中心面よりも他方の切断面側の部分に含まれる各内部電極の量との差が小さくなる。この結果、積層中間体を焼結した後に各切断予定位置にて切断することにより得られる積層体の変形を抑制することができる。

また、本発明に係る積層中間体は、第１の電極領域と第２の電極領域とが交互に複数形成された第１の内部電極層と、第３の電極領域が複数形成された第２の内部電極層と、を有しており、第１の内部電極層と第２の内部電極層とが、積層方向から見て第３の電極領域が第１の電極領域及び第２の電極領域に重なるように、セラミック材料からなる層を介在させて交互に積層され、第３の電極領域には、第１の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置と第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置との中間よりも第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る積層中間体では、第３の電極領域には、第１の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置と第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置との中間よりも第２の電極領域及び第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されている。このため、積層中間体を各切断予定位置にて切断した場合に、当該積層中間体を切断することに得られる積層体の一方の切断面と他方の切断面との中間に位置し且つ当該各切断面に平行な積層体中心面よりも一方の切断面側の部分に含まれる各内部電極の量と、積層体中心面よりも他方の切断面側の部分に含まれる各内部電極の量との差が小さくなる。この結果、積層中間体を焼結した後に各切断予定位置にて切断することにより得られる積層体の変形を抑制することができる。

本発明によれば、積層体の変形を抑制することが可能な積層型電子部品及び積層中間体を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る積層型電子部品及び積層中間体の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、本発明を、積層型圧電素子に適用したものである。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

まず、図１〜図 に基づいて、本実施形態に係る積層型圧電素子の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る積層型圧電素子を示す斜視図である。図２は、図１に示された積層型圧電素子における、第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層を示す模式図である。図３は、図１に示された積層型圧電素子における、第３の内部電極が形成された圧電体層を示す模式図である。

積層型圧電素子ＰＥは、直方体形状の積層体１を備えている。積層体１は、図１に示されるように、圧電体層３と圧電体層５とを交互に積層し、さらに、圧電体層７と圧電体層９とで上下から挟み込むようにして構成されている。各圧電体層３，５，７，９は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電性セラミック材料からなり、長方形薄板状に形成されている。

積層体１は、積層された第１の内部電極１１、第２の内部電極１３及び第３の内部電極１５を有している。第１の内部電極１１及び第２の内部電極１３は、圧電体層３に形成されている。第３の内部電極１５は、圧電体層５，９に形成されている。第１の内部電極１１、第２の内部電極１３及び第３の内部電極１５は、例えば、銀及びパラジウムを主成分とし、スクリーン印刷によりパターン形成することができる。

積層体１では、圧電体層３，５を介在させて複数の内部電極１１，１３，１５が積層されている。この積層体１は、当該積層体１における積層方向（以下、「積層体１における積層方向」を単に「積層方向」と称する）に平行且つ互いに対向するように位置する第１の端面１ａと第２の端面１ｂとを有している。第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂは、積層方向に直交する方向での積層体１の最外面である。

第１の内部電極１１は、図２にも示されるように、第２の端面１ｂよりも内側から第１の端面１ａに露出するように形成されている。すなわち、第１の内部電極１１の第２の端面１ｂ側の端は、第２の端面１ｂから所定の長さ離れている。第１の内部電極１１は、第２の端面１ｂに露出していない。

第２の内部電極１３は、図２にも示されるように、第１の内部電極１１の第２の端面１ｂ側の端と第２の端面１ｂとの間の領域に、第２の端面１ｂに露出するように形成されている。第２の内部電極１３は、第１の内部電極１１と所定の間隔を有することにより当該第１の内部電極１１と電気的に絶縁された状態で、第１の内部電極１１と同一層に位置している。第２の内部電極１３は、第１の端面１ａに露出していない。

第３の内部電極１５は、図３にも示されるように、第１の端面１ａよりも内側から第２の端面１ｂに露出するように形成されている。第３の内部電極１５は、積層方向から見て、第１の内部電極１１及び第２の内部電極１３に重なるように位置している。第３の内部電極１５は、第１の端面１ａに露出していない。

積層体１の表面には、図４に示されるように、外部電極１７，１９が形成される。外部電極１７は、積層体１の第１の端面１ａを覆うように形成される。外部電極１７は、第１の端面１ａにおいて、第１の内部電極１１と電気的に接続される。外部電極１９は、積層体１の第２の端面１ｂを覆うように形成される。外部電極１９は、第２の端面１ｂにおいて、第２の内部電極１３及び第３の内部電極１５と電気的に接続されている。外部電極１７，１９は、例えば、金や銅等の導電性金属をスパッタや蒸着等により薄膜に形成される。

外部電極１７と外部電極１９との間に電圧（例えば、外部電極１７を正の電位、外部電極１９を負の電位とする。）を印加すると、第１の内部電極１１と第３の内部電極１５との間に電圧が印加されることとなる。これにより、圧電体層３，５においては、第１の内部電極１１と第３の内部電極１５とで挟まれる領域に電界が生じ、当該領域が活性部として変位することになる。

第２の内部電極１３は、ダミー電極として機能し、圧電体層３，５を変位させる電界を発生させることはない。このため、圧電体層３，５における第２の内部電極１１と第３の内部電極１５とで挟まれる領域は、電界が作用しない非活性部として機能する。第２の内部電極１３は、積層体１を製造する際に、活性部と非活性部との層数を同一となし、焼成時における反りや歪の発生を防止する。また、第２の内部電極１３は、第３の内部電極１５の電気抵抗を低くする機能を有している。

ところで、本実施形態においては、図２に示されるように、第２の内部電極１３に複数の穴２１が形成されている。穴２１は、矩形形状を呈している。穴２１は、積層方向に直交する方向から見て第１の端面１ａと第２の端面１ｂとの中間よりも第２の端面１ｂ側となる位置に形成されている。本実施形態において、穴２１は、第２の端面１ｂ近傍に形成されている。また、穴２１は、積層方向に直交且つ第２の端面１ｂに平行な方向、すなわち圧電体層３の長手方向に沿って形成されている。

次に、図５〜図９を参照して、上述した積層型圧電素子ＰＥの作製手順について説明する。図５〜図９は、本実施形態に係る積層型圧電素子の作製過程を説明するための図である。

まず、チタン酸ジルコン酸鉛等のセラミックスを主成分とする圧電材料に有機バインダや有機溶剤等を混合して基体ペーストを作製する。次いで、作製した基体ペーストを用いて、各圧電体層３，５，７，９となる素材シート（グリーンシート）を成形する。また、所定比率の銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）とからなる金属材料（例えば、Ａｇ：Ｐｄ＝７：３）に有機バインダや有機溶剤等を混合することにより、電極領域形成用の導電ペーストを作製する。

次に、圧電体層３となる素材シート３１に対して、第１の内部電極１１に対応する第１の電極領域４１と、第２の内部電極１３に対応する第２の電極領域４３とを交互に複数併設するように形成する（図５参照）。ここでは、第１の電極領域４１と第２の電極領域４３とは、両端に位置する第１の電極領域４１と第２の電極領域４３とを除いて、一体に形成される。なお、すべての第１の電極領域４１と第２の電極領域４３とを、別体に形成してもよい。各電極領域４１，４３の形成は、上述した導電ペーストを用いたスクリーン印刷にて行う。

また、圧電体層５，９となるそれぞれ素材シート３３に対して、第３の内部電極１５に対応する第３の電極領域４５を複数併設するように形成する（図６参照）。各第３の電極領域４５の形成は、上述した導電ペーストを用いたスクリーン印刷にて行う。

ここで、第２の電極領域４３には、第１の電極領域４１を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃと第２の電極領域４３及び第３の電極領域４５を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃとの中間よりも第２の電極領域４３及び第３の電極領域４５を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃ側となる位置に、複数の穴２１が形成されている。本実施形態において、穴２１は、切断予定位置Ｃ近傍に、当該切断予定位置Ｃに沿うように形成されている。

次に、各電極領域４１，４３，４５が形成された素材シート３１，３３と圧電体層７となるそれぞれ素材シート３５とを上述した順序となるように積層する（図７参照）。このとき、素材シート３１，３３は、積層方向から見て第３の電極領域４５が第１の電極領域４１及び第２の電極領域４３に重なるように積層される。これにより、積層中間体６１が形成されることとなる。積層中間体６１では、第１の電極領域４１と第２の電極領域４３とを含む第１の内部電極層ＥＬ１と第３の電極領域４５を含む第２の内部電極層ＥＬ２とが、素材シート３１，３３を介在させて交互に積層されている。

次に、積層中間体６１を、加熱しながら、所定の圧力（例えば、１００ＭＰａ程度）で積層方向にプレスする。加熱温度は、例えば６０℃程度である。そして、プレスした積層中間体６１を所定の温度（例えば、４００℃程度）で脱脂した後、焼成する。焼成温度は、例えば１１００℃程度である。焼成時間は、例えば２時間程度である。

次に、焼成した積層中間体６１を、切断予定位置Ｃで切断する（図８参照）。積層中間体６１の切断には、例えばダイヤモンドブレードを用いることができる。次に、切断して得られた積層体１の表面に、上述したようにして外部電極１７，１９を形成する。その後、積層体１に分極処理を施し、積層型圧電素子ＰＥを得る。分極処理では、例えば、温度１２０℃で、電界強度３ｋＶ／ｍｍとなるように電圧を３分間に渡って印加する。

以上のように、本実施形態に係る積層型圧電素子ＰＥによれば、第２の内部電極１３には、積層方向に直交する方向から見て第１の端面１ａと第２の端面１ｂとの中間よりも第２の端面１ｂ側となる位置に、複数の穴２１が形成されている。これにより、積層体１の第１の端面１ａと第２の端面１ａとの中間に位置し且つ当該各端面１ａ，１ｂに平行な積層体中心面よりも第１の端面１ａ側の部分に含まれる各内部電極１１，１５の量と、積層体中心面よりも第２の端面１ｂ側の部分に含まれる各内部電極１１，１３，１５の量との差が小さくなる。この結果、積層体１の変形を抑制することができる。

ところで、積層体１の変形は、特に、積層体１の中心から離れた各端面１ａ，１ｂ近傍の部分に含まれる内部電極１１，１３，１５の量の差に大きく影響される。積層体１では、第１の端面１ａに第１の内部電極１１が露出し、第２の端面１ａに第２の内部電極１３及び第３の内部電極１５が露出している。したがって、積層体１の第１の端面１ａ近傍部分に含まれる各内部電極１１，１５の量は、積層体１の第２の端面１ｂ近傍部分に含まれる各内部電極１１，１３，１５の量よりも少ない。しかしながら、本実施形態に係る積層型圧電素子ＰＥでは、穴２１は、第２の端面１ａ近傍に形成されている。このため、積層体１の中心から離れた各端面１ａ，１ｂ近傍の部分に含まれる内部電極１１，１３，１５の量の差が少なくなり、積層体１の変形をより一層抑制することができる。

また、本実施形態に係る積層型圧電素子ＰＥにおいて、穴２１は、積層方向に直交且つ第２の端面１ｂに平行な方向に沿うように複数形成されている。これにより、積層体１の形状が積層方向に直交且つ第２の端面１ｂに平行な方向に細長い場合でも、当該積層体１の湾曲を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態に係る積層中間体６１によれば、第２の電極領域４３には、第１の電極領域４１を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃと第２の電極領域４３及び第３の電極領域４５を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃとの中間よりも第２の電極領域４３及び第３の電極領域４５を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃ側となる位置に、複数の穴２１が形成されている。これにより、積層中間体６１を各切断予定位置Ｃにて切断した場合に、当該積層中間体６１を切断することに得られる積層体１の一方の切断面と他方の切断面との中間に位置し且つ当該各切断面に平行な積層体中心面よりも一方の切断面側の部分に含まれる各内部電極１１，１５の量と、積層体中心面よりも他方の切断面側の部分に含まれる各内部電極１１，１３，１５の量との差が小さくなる。この結果、積層中間体６１を焼結した後に各切断予定位置Ｃにて切断することにより得られる積層体１の変形を抑制することができる。

ここで、本実施形態によって、積層体の変形が抑制されることを、実施例１〜３と比較例１とによって、具体的に示す。実施例１〜３と比較例１とでは、製作した積層体（長さが３０ｍｍであり、幅が３ｍｍであり、厚みが０．５ｍｍである。）の湾曲量を測定した。実施例１〜３と比較例１とのいずれにおいても、第１の内部電極の大きさを「長さ２８ｍｍ×幅１．３ｍｍ×厚み０．００２ｍｍ」とし、第２の内部電極の大きさを「長さ２８ｍｍ×幅１．３ｍｍ×厚み０．００２ｍｍ」とし、第３の内部電極の大きさを「長さ２８ｍｍ×幅２．５ｍｍ×厚み０．００２ｍｍ」としている。湾曲量の測定は、積層体の第１の端面における３点（長手方向での両端及び中央）の位置を工具顕微鏡で測定し、両端を結んだ線からの上記中央の位置のずれを計算することにより行う。測定結果を図９に示す。第１の端面の長手方向での中央の位置が両端を結んだ線から外に出る場合を「プラス」で表し、上記中央の位置が両端を結んだ線から内に入る場合を「マイナス」で表した。

実施例１では、第２の内部電極に形成した穴の数を「１２」とし、上述した製作手順に従って積層体を製作した。穴の形状は矩形とし、穴の大きさは０．５ｍｍ×０．２ｍｍとした。積層体の湾曲量を測定したところ、０．８μｍであった。

実施例２では、第２の内部電極に形成した穴の数を「２１」とし、上述した製作手順に従って積層体を製作した。穴の形状は矩形とし、穴の大きさは０．５ｍｍ×０．２ｍｍとした。積層体の湾曲量を測定したところ、０．１μｍであった。

実施例３では、第２の内部電極に形成した穴の数を「３１」とし、上述した製作手順に従って積層体を製作した。穴の形状は矩形とし、穴の大きさは０．５ｍｍ×０．２ｍｍとした。積層体の湾曲量を測定したところ、−０．２μｍであった。

比較例１では、第２の内部電極には穴を形成しなかった。比較例１では、第２の内部電極に穴を形成しない点を除いて、上述した製作手順に従って積層体を製作した。積層体の湾曲量を測定したところ、３．７μｍであった。

このように、実施例１〜３は、比較例１に比べて、積層体の湾曲量が１．０μｍ未満であり、変形が小さい。以上のことから、本実施形態の有効性が確認された。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、穴２１を、図１０に示されるように、積層方向に直交且つ第２の端面１ｂに平行な方向に伸びるように形成してもよい。また、図１１に示されるように、穴２１を分散させて形成してもよく、また、図１２に示されるように、略メッシュ状に形成してもよい。また、穴２１の形状も、矩形に限られるものではない。

また、本実施形態においては、穴２１を第２の端面１ｂ近傍に形成している。これに限られることなく、穴２１を積層方向に直交する方向から見て第１の端面１ａと第２の端面１ｂとの中間近傍に形成してもよい。積層体１の変形は、上述したように、積層体１の中心から離れた各端面１ａ，１ｂ近傍の部分に含まれる内部電極１１，１３，１５の量の差に大きく影響される。このため、穴２１を第１の端面１ａと第２の端面１ｂとの中間近傍に形成した場合、第２の端面１ｂ近傍に形成した場合に比して、穴２１の大きさを大きくする必要がある。

また、穴２１を形成する代わりに、図１３〜図１５に示されるように、切り欠き２２を形成してもよい。図１３では、切り欠き２２は、積層方向に直交且つ第２の端面１ｂに平行な方向、すなわち圧電体層３の長手方向に沿うように複数形成されている。図１４では、切り欠き２２は、積層方向に直交且つ第２の端面１ｂに平行な方向に伸びるように形成されている。図１５では、切り欠き２２は、積層方向に直交且つ第２の端面１ｂに平行な方向に沿うように形成されており、三角形状を呈している。また、図１６に示されるように、穴２１と切り欠き２２とを形成してもよい。

また、本実施形態においては、穴２１を第２の内部電極１３に形成しているが、これに限られることなく、図１７〜図２１に示されるように、穴２１あるいは切り欠き２２の少なくとも一方を第３の内部電極１５に形成してもよい。この場合でも、穴２１あるいは切り欠き２２の少なくとも一方は、積層方向に直交する方向から見て第１の端面１ａと第２の端面１ｂとの中間よりも第２の端面１ｂ側となる位置に形成されている。なお、穴２１あるいは切り欠き２２の少なくとも一方を第３の内部電極１５に形成すると、第３の内部電極１５の電気抵抗が増加する懼れがある。このため、穴２１あるいは切り欠き２２の少なくとも一方を第２の内部電極１３に形成することが好ましい。

また、第２の電極領域４３に穴２１を形成する代わりに、切り欠き２２を形成してもよい。もちろん、穴２１あるいは切り欠き２２を、図１０〜図１６に示される形態に対応させて形成してもよい。

また、図２２に示されるように、穴２１を第３の電極領域４５に形成してもよい。もちろん、第３の電極領域４５に穴２１を形成する代わりに、切り欠き２２を形成してもよい。これら場合でも、穴２１あるいは切り欠き２２の少なくとも一方は、第１の電極領域４１を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃと第２の電極領域４３及び第３の電極領域４５を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃとの中間よりも第２の電極領域４３及び第３の電極領域４５を切断面に露出させるための切断予定位置Ｃ側となる位置に形成されている。

また、本実施形態では、本発明を積層型圧電素子に適用した例を示しているが、これに限られることなく、本発明は、積層型圧電素子以外の電子部品、例えば積層セラミック回路基板等にも適用可能である。

本実施形態に係る積層型圧電素子を示す斜視図である。 図１に示された積層型圧電素子における、第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層を示す模式図である。 図１に示された積層型圧電素子における、第３の内部電極が形成された圧電体層を示す模式図である。 本実施形態に係る積層型圧電素子を示す斜視図である。 本実施形態に係る積層型圧電素子の作製過程を説明するための図である。 本実施形態に係る積層型圧電素子の作製過程を説明するための図である。 本実施形態に係る積層型圧電素子の作製過程を説明するための図である。 本実施形態に係る積層型圧電素子の作製過程を説明するための図である。 実施例１〜３と比較例１において、測定された積層体の湾曲量を示す線図である。 第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第１の内部電極及び第２の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第３の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第３の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第３の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第３の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 第３の内部電極が形成された圧電体層の変形例を示す模式図である。 本実施形態に係る積層型圧電素子の作製過程の変形例を説明するための図である。

符号の説明

１…積層体、１ａ…第１の端面、１ｂ…第２の端面、３，５，７，９…圧電体層、１１…第１の内部電極、１３…第２の内部電極、１５…第３の内部電極、２１…穴、２２…切り欠き、３１，３３，３５…素材シート、４１…第１の電極領域、４３…第２の電極領域、４５…第３の電極領域、６１…積層中間体、Ｃ…切断予定位置、ＥＬ１…第１の内部電極層、ＥＬ２…第２の内部電極層、ＰＥ…積層型圧電素子。

Claims (9)

1. セラミック材料からなる層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体を備える積層型電子部品であって、
   前記積層体は、当該積層体における積層方向に平行且つ互いに対向するように位置する第１の端面と第２の端面とを有し、
   前記複数の内部電極は、
   前記第１の端面に露出する第１の内部電極と、
   前記第１の内部電極と電気的に絶縁された状態で当該第１の内部電極と同一層に位置すると共に、前記第２の端面に露出する第２の内部電極と、
   前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極に前記積層方向から見て重なるように位置すると共に、前記第２の端面に露出する第３の内部電極と、を含んでおり、
   前記第２の内部電極には、前記積層方向に直交する方向から見て前記第１の端面と前記第２の端面との中間よりも前記第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする積層型電子部品。
2. セラミック材料からなる層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体を備える積層型電子部品であって、
   前記積層体は、当該積層体における積層方向に平行且つ互いに対向するように位置する第１の端面と第２の端面とを有し、
   前記複数の内部電極は、
   前記第１の端面に露出する第１の内部電極と、
   前記第１の内部電極と電気的に絶縁された状態で当該第１の内部電極と同一層に位置すると共に、前記第２の端面に露出する第２の内部電極と、
   前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極に前記積層方向から見て重なるように位置すると共に、前記第２の端面に露出する第３の内部電極と、を含んでおり、
   前記第３の内部電極には、前記積層方向に直交する方向から見て前記第１の端面と前記第２の端面との中間よりも前記第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする積層型電子部品。
3. 前記穴及び前記切り欠きのうちの少なくとも一方は、前記積層方向に直交且つ前記第２の端面に平行な方向に沿うように複数形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層型電子部品。
4. 前記穴及び前記切り欠きのうちの少なくとも一方は、前記積層方向に直交且つ前記第２の端面に平行な方向に伸びるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層型電子部品。
5. 前記穴及び前記切り欠きのうちの少なくとも一方は、前記第２の端面近傍に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
6. 前記第１の端面及び前記第２の端面は、前記積層方向に直交する前記方向での前記積層体の最外面であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の積層型電子部品。
7. セラミック材料からなる層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体を備える積層型電子部品であって、
   前記積層体は、当該積層体における積層方向に平行且つ互いに対向するように位置する第１の端面と第２の端面とを有し、
   前記複数の内部電極は、前記第１の端面に露出する内部電極と、前記第２の端面に露出する内部電極とを含んでおり、
   前記第２の端面に露出する前記内部電極には、前記積層方向に直交する方向から見て前記第１の端面と前記第２の端面との中間よりも前記第２の端面側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする積層型電子部品。
8. 第１の電極領域と第２の電極領域とが交互に複数形成された第１の内部電極層と、第３の電極領域が複数形成された第２の内部電極層と、を有しており、
   前記第１の内部電極層と前記第２の内部電極層とが、積層方向から見て前記第３の電極領域が前記第１の電極領域及び前記第２の電極領域に重なるように、セラミック材料からなる層を介在させて交互に積層され、
   前記第２の電極領域には、前記第１の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置と前記第２の電極領域及び前記第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置との中間よりも前記第２の電極領域及び前記第３の電極領域を切断面に露出させるための前記切断予定位置側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする積層中間体。
9. 第１の電極領域と第２の電極領域とが交互に複数形成された第１の内部電極層と、第３の電極領域が複数形成された第２の内部電極層と、を有しており、
   前記第１の内部電極層と前記第２の内部電極層とが、積層方向から見て前記第３の電極領域が前記第１の電極領域及び前記第２の電極領域に重なるように、セラミック材料からなる層を介在させて交互に積層され、
   前記第３の電極領域には、前記第１の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置と前記第２の電極領域及び前記第３の電極領域を切断面に露出させるための切断予定位置との中間よりも前記第２の電極領域及び前記第３の電極領域を切断面に露出させるための前記切断予定位置側となる位置に、穴及び切り欠きのうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする積層中間体。

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