JP4894143B2 - セラミック積層体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミック層を複数積層してなるセラミック積層体を製造する方法に関する。

セラミック積層体は、例えば、自動車の燃料噴射用インジェクタにおける圧電アクチュエータの高性能部品として適用される場合がある。上記圧電アクチュエータには、セラミック層と内部電極層とを交互に積層して構成されたセラミック積層体が用いられる。
また、セラミック積層体は、過酷な条件の下で長期間に渡って使用される。それ故、例えば、側面の電気的な絶縁性を向上させるため、内部電極層の端部の一部を内方に控えた電極控え部を有するセラミック積層体がある。

上記のセラミック積層体を製造するには、まず、セラミック層となるグリーンシート（以下、適宜、シートという）を作製し、そのシート上に内部電極層となる電極材料を印刷する。次に、印刷を施したシートを積層し、加熱・加圧して圧着を行った後、所定の大きさに切断してユニット体を作製する。そして、得られた複数のユニット体を焼成し、接着剤により接着積層する方法等によりセラミック積層体を製造する。

ところが、上記に示した電極控え部を有するセラミック積層体を製造する場合、内部電極層の端部を内方に控える部分を形成するために、シート上に電極材料を印刷しない部分を設けなければならない。そのため、シート上において、電極材料を印刷した部分と印刷しない部分との間に段差が生じていた。そして、従来は、シートに高い圧力を加えて圧着し、上下のシートを変形させることによって段差を埋めていた。

しかしながら、上記の圧着方法によってシートへの加圧力が不均一となり、圧着したシートの密度にばらつきが生じる。そのため、焼成時において、セラミック層にクラックや剥離等が発生しやすいという問題があった。
また、上記の製造方法は、多くの工程を必要とするため、生産効率が悪いという問題もある。さらに、上記に示した圧着の問題のために、シートの積層数を増やすことができない等、生産効率の向上を図ることが困難であった。

例えば、特許文献１〜４では、クラックや剥離等の不具合を抑制する方法及び生産効率を向上させる方法が提案されている。
しかしながら、上記の文献では、どちらか一方の問題を解消するにとどまり、従来の方法では、クラックや剥離等の不具合の抑制と生産効率の向上とを両立させることは、容易ではなかった。

特開平５−１２１７９２号公報 特開平５−１９８８６２号公報 特開２００２−３１４１６１号公報 特開２００３−１７７７９号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、クラックや剥離等の発生を抑制すると共に、生産効率の向上が可能なセラミック積層体の製造方法を提供しようとするものである。

第１の発明は、圧電材料よりなるセラミック層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を製造する方法において、
上記セラミック層となる部分を幅方向に複数含む幅広のグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、
上記グリーンシート上に上記内部電極層となる電極材料を印刷すると共に、該電極材料を印刷した領域に隣接して該電極材料と略同厚みのスペーサ層を印刷して電極印刷シートを形成する電極印刷工程と、
上記電極印刷シートを積層し、加熱すると共に積層方向に加圧して予備積層体を形成する圧着工程と、
上記予備積層体を切断して、１枚の上記セラミック層を幅方向に含む幅寸法を有しているユニット体を形成するユニット切断工程と、
上記ユニット体を焼成する焼成工程とを含み、
上記電極印刷工程では、上記ユニット切断工程において切断される部分を避けるように間隙を空けて上記電極材料及び上記スペーサ層の印刷を行い、上記圧着工程では、上記間隙が残るように加圧することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。

本発明のセラミック積層体の製造方法は、上記電極印刷工程において、上記グリーンシート上に上記内部電極層となる電極材料を印刷すると共に、該電極材料を印刷した領域に隣接して該電極材料と略同厚みのスペーサ層を印刷して電極印刷シートを形成する。そのため、クラックや剥離等の発生を抑制すると共に、生産効率を向上させることができる。

即ち、上記内部電極層の端部を内方へ控えさせる部分（電極控え部）に、予め上記スペーサ層を上記電極材料と略同厚みで印刷する。そのため、上記電極印刷シートにおける電極控え部となる部分を含み、最終的に上記内部電極層と同じ層となる印刷面全体に段差が生じない。それ故、従来のように、高い圧力を加えて上記電極印刷シートを圧着して印刷面の段差を埋める必要がない。つまり、従来に比べて、上記電極印刷シートを低圧で充分に圧着させることができる。これにより、圧着した上記電極印刷シートの密度のばらつきが小さくなり、焼成工程時のクラックや剥離等の発生を抑制することができる。

また、上記のごとく、上記電極印刷シートを低圧で充分に圧着させることができるため、積層するシート数を増やしても、焼成後の上記ユニット体は、高い品質が維持されたものとなる。また、上記ユニット体の積層数を増やすことが可能となれば、上記セラミック積層体の製造に必要な上記ユニット体の個数を減らすことができる。
このように、上記製造方法は、従来よりも低圧での圧着、上記ユニット体の積層数の増加及び製造に必要な個数の削減等が可能となり、生産効率を向上させることができる。

以上のごとく、本発明によれば、クラックや剥離等の発生を抑制すると共に、生産効率の向上が可能なセラミック積層体の製造方法を提供することができる。

本発明において、上記圧着工程では、その加圧力を１〜１５ＭＰａ（単位面積あたり）とすることが好ましい。
上記加圧力が１ＭＰａ未満の場合、積層した上記電極印刷シートを確実に圧着することができないおそれがある。
上記加圧力が１５ＭＰａ以上の場合、上記圧着工程後の上記電極印刷シートの密度にばらつきが生じるおそれがある。

また、上記圧着工程における加熱温度は、１１０〜１３０℃とすることが好ましい。
上記加熱温度が１１０℃未満の場合、積層した上記電極印刷シートを確実に圧着することができないおそれがある。
上記加熱温度が１３０℃以上の場合、上記圧着工程後の上記予備積層体の形状精度が低下するおそれがある。

また、上記電極印刷工程では、上記ユニット切断工程において切断される部分を避けるように間隙を空けて上記電極材料及び上記スペーサ層の印刷を行い、
上記圧着工程では、上記間隙が残るように加圧する。
この場合には、上記間隙の存在によって、上記圧着工程における加圧力を上記電極材料及び上記スペーサ層が印刷された印刷面に集中させて均一化することができる。また、上記ユニット切断工程において、上記印刷面を直接切断することがないため、切断による変形等が少なく、形状精度の高い上記ユニット体を形成することができる。

また、上記圧着工程の前に、上記グリーンシート上にその後の焼成を行うことによって消失する消失スリット層を印刷すると共に、該消失スリット層を印刷した領域に隣接して該消失スリット層と略同厚みのスペーサ層を印刷して消失スリット印刷シートを形成する消失スリット印刷工程を行い、
上記圧着工程においては、上記電極印刷シートと上記消失スリット印刷シートとを所定の順序で積層して上記予備積層体を形成し、
上記焼成工程においては、上記消失スリット層を消失させることが好ましい（請求項２）。

この場合には、焼成工程後の上記ユニット体において、上記消失スリット層が消失した部分に空間が形成される。そのため、上記空間を有するユニット体を用いて製造されたセラミック積層体は、例えば圧電アクチュエータ等に用いて作動させた場合、該セラミック積層体にかかる応力を上記空間によって緩和することができるため、耐久性に優れたものとなる。
また、上記空間の形状や配設位置は、上記消失スリット層の印刷位置や上記消失スリット印刷シートの積層位置等によって様々に変化させることができる。また、上記電極印刷シートと上記消失スリット印刷シートとの所定の順序とは、得ようとする予備積層体の構成によって定めることができる。

また、上記消失スリット印刷工程において、上記スペーサ層を上記消失スリット層と略同厚みで印刷するため、上記電極印刷シートと同様に、上記消失スリット印刷シートにおける上記消失スリット層及び上記スペーサ層の印刷面に段差が生じない。それ故、上記電極印刷シートと上記消失スリット印刷シートとを積層しても、従来に比べて低圧で充分に圧着させることができる。

また、上記消失スリット印刷工程では、上記ユニット切断工程において切断される部分を避けるように間隙を空けて上記消失スリット層及び上記スペーサ層の印刷を行い、
上記圧着工程では、上記間隙が残るように加圧することが好ましい。（請求項３）。
この場合も、上記と同様に、上記間隙の存在によって、上記圧着工程における加圧力を印刷面に集中させて均一化することができる。また、上記ユニット切断工程において、印刷された上記消失スリット層及び上記スペーサ層を直接切断することがないため、切断による変形等が少なく、形状精度の高い上記ユニット体を形成することができる。

また、上記焼成工程後には、上記ユニット体に接着剤を介して積層する接着積層工程を行うことが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記ユニット体を容易かつ確実に接着して積層することができる。

また、上記スペーサ層は、上記グリーンシートと実質的に同材質よりなることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記電極材料に隣接して印刷された上記スペーサ層は、上記電極控え部を形成し、その部分の電気的な絶縁性を確保する役割を果たす。さらに、上記消失スリット層に隣接して印刷された上記スペーサ層は、上記セラミック層の一部を形成し、焼成工程後の上記ユニット体の形状を精度高く維持することができる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかるセラミック積層体の製造方法について、図１〜図９を用いて説明する。
本例のセラミック積層体１の製造方法は、図１〜図９に示すごとく、圧電材料よりなるセラミック層１１と導電性を有する内部電極層２０とを交互に積層してなるセラミック積層体１を製造する方法であり、少なくとも、以下の工程を含む。

グリーンシート作製工程は、セラミック層１１となる部分を幅方向に複数含む幅広のグリーンシート１１０を作製する。
電極印刷工程は、グリーンシート１１０上に内部電極層２０となる電極材料２００を印刷すると共に、電極材料２００を印刷した領域に隣接して電極材料２００と略同厚みのスペーサ層１１１を印刷して電極印刷シート３１、３２を形成する。

圧着工程は、電極印刷シート３１、３２を積層し、加熱すると共に積層方向に加圧して予備積層体１００を形成する。
ユニット切断工程は、予備積層体１００を切断して、１枚のセラミック層１１を幅方向に含む幅寸法を有しているユニット体１０を形成する。
焼成工程は、ユニット体１０を焼成する。
以下、これを詳説する。

＜グリーンシート作製工程＞
まず、圧電材料となるジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等のセラミック原料粉末を準備し、８００〜９５０℃で仮焼する。次に、仮焼粉に純水、分散剤を加えてスラリー状とし、パールミルにより湿式粉砕する。この粉砕物を乾燥、粉脱脂した後、溶剤、バインダ、可塑剤、分散剤等を加えてボールミルにより混合し、得られたスラリーを真空装置内で撹拌機により撹拌しながら真空脱泡、粘度調整をする。

そして、ドクターブレード法により、上記スラリーをキャリアフィルム上に塗布し、厚さ９０μｍの長尺のグリーンシートを成形する。このグリーンシートを所定の大きさに切断して、幅広のグリーンシート１１０（図１、図２）を作製する。
なお、グリーンシートの成形方法としては、本例で用いたドクターブレード法のほか、押出成形法やその他種々の方法を用いることができる。

＜電極印刷工程＞
次に、図１、図２に示すごとく、グリーンシート１１０上に内部電極層２０となる電極材料２００を印刷すると共に、電極材料２００を印刷した領域に隣接して電極材料２００と略同厚みのスペーサ層１１１を印刷し、第１電極印刷シート３１及び第２電極印刷シート３２の２種類のシートを形成する。
以下に、電極印刷シート３１、３２の形成について説明する。

第１電極印刷シート３１の形成に当たっては、図１に示すごとく、グリーンシート１１０上の印刷領域４１において、最終的に内部電極層２０となる部分に電極材料２００を印刷する。そして、印刷領域４１において、電極材料２００を印刷した部分と他の部分との印刷高さを略一致させるため、電極材料２００が印刷されていない部分、即ち、最終的に内部電極層２０の端部を内方に控えさせる電極控え部２９（図７）となる部分に、グリーンシート１１０を構成している上記スラリーよりなるスペーサ層１１１を電極材料２００と同厚みで印刷する。これにより、第１電極印刷シート３１を形成する。

第２電極印刷シート３２の形成に当たっては、図２に示すごとく、第１電極印刷シートと同様に、グリーンシート１１０上の印刷領域４１において、内部電極層２０となる部分に電極材料２００を、電極控え部２９となる部分に上記スラリーよりなるスペーサ層１１１をそれぞれ印刷する。これにより、第２電極印刷シート３２を形成する。
なお、本例では、電極材料２００として、ペースト状のＡｇ／Ｐｄ合金を用いた。また、上記以外にも、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ等の単体、Ｃｕ／Ｎｉ等の合金を用いることができる。

＜消失スリット印刷工程＞
ここで、本例では、製造するセラミック積層体１にスリット部１２（図９）を設けるため、図３に示すごとく、消失スリット印刷シート３３を形成する消失スリット印刷工程を行う。
同図に示すごとく、上記のグリーンシート１１０上の印刷領域４１において、最終的にスリット部１２となる部分に焼成によって消失する消失材料よりなる消失スリット層１２０を印刷する。そして、印刷領域４１において、消失スリット層１２０を印刷した部分と他の部分との印刷高さを略一致させるため、消失スリット層１２０が印刷されていない部分に、上記スラリーよりなるスペーサ層１１１を消失スリット層１２０と同厚みで印刷する。これにより、消失スリット印刷シート３３を形成する。

なお、本例では、消失スリット層１２０を構成する消失材料として、熱変形が小さく、焼成工程によって形成される溝の形状精度を高く維持し得るカーボン粒子よりなる材料を用いた。また、上記以外にも、炭化させたパウダー状の炭化有機物粒子を用いることができる。この炭化有機物粒子は、パウダー状の有機物粒子を炭化して得ることができるほか、炭化させた有機物を粉砕して得ることもできる。さらに、上記有機物としては、樹脂等の高分子材料や、コーン、大豆、小麦粉等の穀物を用いることができる。この場合には、製造コストを抑制することができる。

また、電極印刷工程及び消失スリット印刷工程では、図１〜図３に示すごとく、後工程のユニット切断工程において切断される部分を避けるように間隙４２を空けて、電極材料２００、スペーサ層１１１、及び消失スリット層１２０の印刷を行う。つまり、グリーンシート１１０上の隣接する印刷領域４１の間に間隙４２を設けて印刷を行う。
また、電極材料２００及びスペーサ層１１１、消失スリット層１２０及びスペーサ層１１１は、印刷する順序を変更してもかまわない。

＜圧着工程＞
次に、図４に示すごとく、形成した第１電極印刷シート３１、第２電極印刷シート３２、及び消失スリット印刷シート３３を所定の順序で各印刷領域４１を積層方向に揃えて積層する。このとき、第１電極印刷シート３１及び第２電極印刷シート３２を交互に積層し、上記スリット部１２を形成したい位置に消失スリット印刷シート３３を挿入して積層する。また、積層するシートの上端には、印刷を施していないグリーンシート１１０を積層しておく。
そして、積層した４０枚のシートを１２０℃で加熱すると共に積層方向に５ＭＰａで加圧し、予備積層体１００を形成する。

なお、本例では、各シートにスペーサ層１１１を印刷してあるため、印刷領域４１における印刷面に段差がほとんどなく、従来に比べて低圧での圧着が可能である。また、各印刷領域４１間に間隙４２が存在するため、加圧力を印刷領域４１における印刷面に集中させて均一化させることができる。また、形成する予備積層体１００に先程設けた間隙４２が残存するように圧着する。

＜ユニット切断工程＞
次に、図５、図６に示すごとく、形成した予備積層体１００を切断位置４３に沿って積層方向に切断し、ユニット体１０を形成する。
なお、予備積層体１００の切断は、各ユニット体１０ごとに切断してもよいし、複数のユニット体１０を含んで切断してもよい。

＜焼成工程＞
次に、ユニット体１０のグリーンシート１１０に含有されているバインダ樹脂を９０％以上加熱除去する。加熱条件は、８０時間かけて徐々に５００℃まで昇温し、５時間保持する。
次に、脱脂したユニット体１０を焼成し、消失スリット層１２０を消失させる。焼成条件は、１２時間かけて徐々に１０６５℃まで昇温し、２時間保持後、徐々に冷却する。
そして、焼成後のユニット体１０について、全面研磨を行う。

これにより、図７に示すごとく、消失スリット層１２０が消失して形成されたスリット部１２を有するユニット体１０が作製される。スリット部１２は、ユニット体１０の側面全周に渡ってスリット状の空間を設けてなる。
また、同図に示すごとく、作製されたユニット体１０は、グリーンシート１１０により形成されたセラミック層１１と電極材料２００により形成された内部電極層２０とを交互に積層してなる。スペーサ層１１１は、内部電極層２０の端部を内方に控えた電極控え部２９及びセラミック層１１の一部を形成している。

＜接着積層工程＞
ここで、上記焼成工程後のユニット体１０に接着剤５１を介して積層する接着積層工程を行う。
図８に示すごとく、焼成して得られた１１個のユニット体１０に接着剤５１を介して接着積層し、上下両端にグリーンシート１１０よりなる保護層１３を設ける。これにより、図９に示すごとく、セラミック積層体１を完成させた。
なお、本例では、接着剤５１としてシリコン接着剤を用いた。また、上記以外にも、ポリイミド接着剤等を用いることができる。

図９に示すごとく、製造されたセラミック積層体１は、複数のユニット体１０を含み、セラミック層１１と内部電極層２０とを交互に積層してなり、電極控え部２９を設けることによって内部電極層２０の端部の一部を内方に控えた、いわゆる部分電極構造を有している。また、側面全周に渡ってスリット状の空間を設けてなるスリット部１２を有している。

次に、本例のセラミック積層体１の製造方法における作用効果について説明する。
本例のセラミック積層体１の製造方法は、電極印刷工程において、グリーンシート１１０上に内部電極層２０となる電極材料２００を印刷すると共に、電極材料２００を印刷した領域に隣接して電極材料２００と略同厚みのスペーサ層１１１を印刷して電極印刷シート３１、３２を形成する。

即ち、内部電極層２０の端部を内方へ控えさせる電極控え部２９となる部分に、予めスペーサ層１１を電極材料２００と略同厚みで印刷する。そのため、電極印刷シート３１、３２における電極控え部２９となる部分を含み、最終的に内部電極層２０と同じ層となる印刷面全体に段差が生じない。それ故、従来のように、高い圧力を加えて電極印刷シート３１、３２を圧着して印刷面の段差を埋める必要がない。つまり、従来に比べて、電極印刷シート３１、３２を低圧で充分に圧着させることができる。これにより、圧着した電極印刷シート３１、３２の密度のばらつきが小さくなり、焼成工程時のクラックや剥離等の発生を抑制することができる。

また、上記のごとく、電極印刷シート３１、３２を低圧で充分に圧着させることができるため、積層するシート数を増やすことができる。例えば、本例と同様の構成の場合、従来２０枚程度が限界であった各ユニット体１０のシート積層数を４０枚まで増やすことができた。そして、積層するシート数を増やしても、焼成後のユニット体１０は、高い品質が維持されたものとなる。また、ユニット体１０の積層数を増やすことが可能となれば、セラミック積層体１の製造に必要なユニット体１０の個数を減らすことができる。
このように、上記製造方法は、従来よりも低圧での圧着、ユニット体１０の積層数の増加及び製造に必要な個数の削減等が可能となり、生産効率を向上させることができる。

また、圧着工程において、加熱温度を１２０℃、加圧力を５ＭＰａとした。そのため、積層したシートを確実に圧着することができる。また、圧着工程後のシートの密度にばらつきが少なく、形成された予備積層体１００の形状は精度高く維持されている。また、予備積層体１００に間隙４２を残すことができる。

また、電極印刷工程及び消失スリット印刷工程では、切断工程において切断される部分を避けるように間隙４２を空けて電極材料２００及びスペーサ層１１１、消失スリット層１２０及びスペーサ層１１１の印刷を行い、圧着工程では、設けた間隙４２が残るように加圧した。そのため、間隙４２の存在により、圧着工程における加圧力を印刷領域４１の印刷面に集中させて均一化することができる。また、切断工程において、印刷された部分を直接切断することがないため、切断による変形等が少なく、形状精度の高いユニット体１０を形成することができる。

また、本例において、圧着工程の前に、グリーンシート１１０上にその後の焼成を行うことによって消失する消失スリット層１２０を印刷すると共に、略同厚みのスペーサ層１１１を印刷して消失スリット印刷シート３３を形成する消失スリット印刷工程を行い、圧着工程においては、電極印刷シート３１、３２と消失スリット印刷シート３３とを所定の順序で積層して予備積層体１００を形成し、焼成工程においては、消失スリット層１２０を消失させる。

即ち、焼成工程後のユニット体１０において、消失スリット層１２０が消失した部分にスリット状の空間を設けてなるスリット部１２が形成される。そのため、スリット部１２を有するユニット体１０を用いて製造されたセラミック積層体１は、例えば圧電アクチュエータ等に用いて作動させた場合、セラミック積層体１にかかる応力をスリット部１２によって緩和することができるため、耐久性に優れたものとなる。
なお、スリット部１２の形状や配設位置は、消失スリット層１２０の印刷位置や消失スリット印刷シート３３の積層位置等によって様々に変化させることができる。

また、消失スリット印刷工程において、スペーサ層１１１を消失スリット層１２０と略同厚みで印刷するため、電極印刷シート３１、３２と同様に、消失スリット印刷シート３３における消失スリット層１２０及びスペーサ層１１１の印刷面に段差が生じない。それ故、電極印刷シート３１、３２と一緒に積層した場合でも、従来に比べて低圧で充分に圧着させることができる。

また、焼成工程後には、ユニット体１０に接着剤５１を介して積層する接着積層工程を行った。そのため、ユニット体１０を容易かつ確実に接着して積層することができる。
また、スペーサ層１１１は、グリーンシート１１０と実質的に同材質よりなる。そのため、電極材料２００に隣接して印刷されたスペーサ層１１１は、内部電極層２０の端部を内方に控えた電極控え部２９を形成し、その部分の電気的な絶縁性を確保する役割を果たしている。さらに、消失スリット層１２０に隣接して印刷されたスペーサ層１１１は、セラミック層１１の一部を形成し、焼成工程後の上記ユニット体の形状を精度高く維持することができる。

以上のごとく、本例によれば、クラックや剥離等の発生を抑制すると共に、生産効率の向上が可能なセラミック積層体の製造方法を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図１０〜図１２に示すごとく、実施例１のユニット体１０において、スリット部１２の形状や配設位置を変更した例である。

スリット部１２は、全ての内部電極層２０に対して、あるいは１層又は複数層おきに形成することができる。図１０は、１層おきの内部電極層２０に対して、スリット部１２を形成した例である。
また、スリット部１２は、隣り合う内部電極層２０の中間部、あるいは内部電極層２０に沿って形成することができる。図１１は、内部電極層２０に沿って、スリット部１２を形成した例である。
また、スリット部１２は、ユニット体１０の側面全周に渡って、あるいは側面の一部に形成することもできる。図１２は、ユニット体１０の相互に対面する一対の側面において、スリット部１２を形成した例である。

また、上記以外にも、スリット部１２の形状や配設位置は、消失スリット層１２０の印刷位置や消失スリット印刷シート３３の積層位置等を変更することによって様々に変化させることができる。
その他は、実施例１と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図１３、図１４に示すごとく、実施例１のユニット体１０において、内部電極層２０の形状及び配設位置を変更した例である。
図１３、図１４は、実施例１の２種類の電極印刷シート３１、３２のうち、どちらか一方を用いてユニット体１０を形成した例である。

図１３は、第１電極印刷シート３１及び消失スリット印刷シート３３を用いてユニット体１０を形成した例である。この場合には、シートを積層する際に、第１電極印刷シート３１の向きが交互に左右反対となるように積層した。
また、図１４は、第２電極印刷シート３２及び消失スリット印刷シート３３を用いてユニット体１０を形成した例である。この場合にも、シートを積層する際に、第２電極印刷シート３２の向きが交互に左右反対となるように積層した。

また、上記以外にも、電極材料２００の印刷位置を変更したその他の電極印刷シートを作製して用いたり、その電極印刷シートの積層位置・積層順序等を変更したりすることによって、内部電極層２０の形状や配設位置を様々に変化させることができる。
その他は、実施例１と同様の構成であり、同様の作用効果を示す。

（実施例４）
本例は、図１５、図１６に示すごとく、実施例１のユニット体１０において、スリット部１２を多孔性セラミックス材料により形成した例である。
図１５は、焼成工程前のユニット体１０の消失スリット層１２０周辺を拡大した断面構造を示している。
図１６は、焼成工程後のユニット体１０のスリット部１２周辺を拡大した断面構造を示している。

本例では、図１５に示すごとく、焼成工程前のユニット体１０において、消失スリット層１２０を構成する消失材料に代えて、圧電材料としてのピエゾ粒子１２１よりなるスラリー中に、消失材料としてのカーボン粒子１２２を分散させてなる多孔性セラミックス材料を用いて消失スリット層１２０を構成している。
なお、消失材料として、スラリーを構成するピエゾ粒子１２１の平均粒子径の約６倍に当たる平均粒子径３μｍのカーボン粒子１２２を用いた。また、カーボン粒子１２２は、多孔性セラミックス材料全体に対して約２５体積％の割合となるようにする。
その他は、実施例１と同様である。

図１６に示すごとく、焼成工程後のユニット体１０は、焼成して残留したピエゾ粒子１２１中に、カーボン粒子１２２が消失して形成された消失孔１２３を多数有するスリット部１２が形成される。これにより、緻密なセラミック層１１と比較してスリット部１２の剛性を低くすることができる。
また、多孔性セラミックス材料を用いることにより、焼成して残留したピエゾ粒子１２１がスリット部１２となる部分の形状を精度高く維持すると共に、ユニット体１０及びそれを用いて製造されるセラミック積層体１の形状精度も高くすることができる。また、セラミック積層体１において、スリット部１２は、多孔性構造に基づく適度な柔軟性を発揮し得る部分になる。

以上のごとく、本例のユニット体１０及びそれを用いて製造されるセラミック積層体１は、形状精度に優れていると共に、例えば圧電アクチュエータ等に用いて作動させた場合、セラミック積層体１にかかる応力をスリット部１２によって緩和することができるため、耐久性に優れたものとなる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。

本例において、消失材料を構成する、例えばカーボン粒子１２２等の平均粒子径は、ピエゾ粒子１２１の平均粒子径の２倍以上であり、２０μｍ以下であることが好ましい。この場合には、多孔性セラミックス材料中に適切な大きさの孔を形成することができ、形成するスリット部１２の形状精度と、強度とを両立することができる。

また、多孔性セラミックス材料全体に対する消失材料の割合は、１０〜４０体積％であることが好ましい。この場合には、スリット部１２の形状精度を高くすることができると共に、強度を確保することができる。
さらに、多孔性セラミックス材料全体に対する消失材料の割合は、１０〜３０体積％であることがより好ましい。この場合には、形状精度はもちろんのこと、強度についても充分に確保することができる。

実施例１における、第１電極印刷シートを形成する工程を示す説明図。 実施例１における、第２電極印刷シートを形成する工程を示す説明図。 実施例１における、消失スリット印刷シートを形成する工程を示す説明図。 実施例１における、電極印刷シート及び消失スリット印刷シートを積層する工程を示す説明図。 実施例１における、予備積層体の上面図。 図５のＡ−Ａ断面を示す断面図。 実施例１における、焼成工程後のユニット体の構造を示す説明図。 実施例１における、ユニット体に接着剤を介して積層する工程を示す説明図。 実施例１における、セラミック積層体の構造を示す説明図。 実施例２における、その他のユニット体の構造を示す説明図。 実施例２における、その他のユニット体の構造を示す説明図。 実施例２における、その他のユニット体の構造を示す説明図。 実施例３における、その他のユニット体の構造を示す説明図。 実施例３における、その他のユニット体の構造を示す説明図。 実施例４における、焼成工程前のユニット体の消失スリット層周辺の構造を示す説明図。 実施例４における、焼成工程後のユニット体のスリット部周辺の構造を示す説明図。

符号の説明

１ セラミック積層体
１０ ユニット体
１００ 予備積層体
１１ セラミック層
１１０ グリーンシート
１１１ スペーサ層
１２ スリット部
１２０ 消失スリット層
２０ 内部電極層
２００ 電極材料
３１ 第１電極印刷シート（電極印刷シート）
３２ 第２電極印刷シート（電極印刷シート）
３３ 消失スリット印刷シート
４２ 間隙
５１ 接着剤

Claims (5)

1. セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を製造する方法において、
   上記セラミック層となる部分を幅方向に複数含む幅広のグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、
   上記グリーンシート上に上記内部電極層となる電極材料を印刷すると共に、該電極材料を印刷した領域に隣接して該電極材料と略同厚みのスペーサ層を印刷して電極印刷シートを形成する電極印刷工程と、
   上記電極印刷シートを積層し、加熱すると共に積層方向に加圧して予備積層体を形成する圧着工程と、
   上記予備積層体を切断して、１枚の上記セラミック層を幅方向に含む幅寸法を有しているユニット体を形成するユニット切断工程と、
   上記ユニット体を焼成する焼成工程とを含み、
   上記電極印刷工程では、上記ユニット切断工程において切断される部分を避けるように間隙を空けて上記電極材料及び上記スペーサ層の印刷を行い、上記圧着工程では、上記間隙が残るように加圧することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。
2. 請求項１において、上記圧着工程の前に、上記グリーンシート上にその後の焼成を行うことによって消失する消失スリット層を印刷すると共に、該消失スリット層を印刷した領域に隣接して該消失スリット層と略同厚みのスペーサ層を印刷して消失スリット印刷シートを形成する消失スリット印刷工程を行い、
   上記圧着工程においては、上記電極印刷シートと上記消失スリット印刷シートとを所定の順序で積層して上記予備積層体を形成し、
   上記焼成工程においては、上記消失スリット層を消失させることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。
3. 請求項２において、上記消失スリット印刷工程では、上記ユニット切断工程において切断される部分を避けるように間隙を空けて上記消失スリット層及び上記スペーサ層の印刷を行い、
   上記圧着工程では、上記間隙が残るように加圧することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、上記焼成工程後には、上記ユニット体に接着剤を介して積層する接着積層工程を行うことを特徴とするセラミック積層体の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記スペーサ層は、上記グリーンシートと実質的に同材質よりなることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。

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