JPH053348A - 積層型アクチユエータの製造方法 - Google Patents
積層型アクチユエータの製造方法Info
- Publication number
- JPH053348A JPH053348A JP3153218A JP15321891A JPH053348A JP H053348 A JPH053348 A JP H053348A JP 3153218 A JP3153218 A JP 3153218A JP 15321891 A JP15321891 A JP 15321891A JP H053348 A JPH053348 A JP H053348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laminated
- sintered body
- sintered
- sized
- bodies
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 4
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 229910020279 Pb(Zr, Ti)O3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 abstract 1
- XMFOQHDPRMAJNU-UHFFFAOYSA-N lead(II,IV) oxide Inorganic materials O1[Pb]O[Pb]11O[Pb]O1 XMFOQHDPRMAJNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、圧電セラミックスグリーンシート
と内部電極とを交互に積層し、一体焼結して得る積層型
圧電アクチュエータの製造方法において、大型の積層型
圧電アクチュエータを製造する際に、脱脂焼成工程にお
いて、小型品と同等の脱脂および焼成時間で済むことが
出来るのを特徴としている。 【構成】この発明は、内部電極を印刷した圧電セラミッ
クスシートを積層し、この積層体を一体焼結して積層型
アクチュエータを作成する積層型圧電アクチュエータの
製造方法において、小型の一体焼結体を作成した後に、
この焼結体の上下両端面を研磨して、所要の数の焼結体
を積み重ねて再度焼成して焼結体相互を接合し、これに
よって大型の一体焼結体を得ることを特徴としている。
と内部電極とを交互に積層し、一体焼結して得る積層型
圧電アクチュエータの製造方法において、大型の積層型
圧電アクチュエータを製造する際に、脱脂焼成工程にお
いて、小型品と同等の脱脂および焼成時間で済むことが
出来るのを特徴としている。 【構成】この発明は、内部電極を印刷した圧電セラミッ
クスシートを積層し、この積層体を一体焼結して積層型
アクチュエータを作成する積層型圧電アクチュエータの
製造方法において、小型の一体焼結体を作成した後に、
この焼結体の上下両端面を研磨して、所要の数の焼結体
を積み重ねて再度焼成して焼結体相互を接合し、これに
よって大型の一体焼結体を得ることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、圧電セラミックスグ
リーンシートと内部電極とを交互に積層し、一体焼結し
て積層型アクチュエータを得る積層型アクチュエータの
製造方法に関するものである。
リーンシートと内部電極とを交互に積層し、一体焼結し
て積層型アクチュエータを得る積層型アクチュエータの
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電セラミックスグリーンシート
上に内部電極を印刷して積層し、一体焼結することによ
って得られる積層型圧電アクチュエータは、その製造方
法がグリーシート法によるために、積層される圧電セラ
ミックスが薄肉化出来るので、低電圧駆動が出来、従っ
て、近年、特に、マイクロメカトロニクスのキーデバイ
スとして注目されている。
上に内部電極を印刷して積層し、一体焼結することによ
って得られる積層型圧電アクチュエータは、その製造方
法がグリーシート法によるために、積層される圧電セラ
ミックスが薄肉化出来るので、低電圧駆動が出来、従っ
て、近年、特に、マイクロメカトロニクスのキーデバイ
スとして注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】併し乍ら、圧電セラミ
ックスの歪量は１０-3と小さいために、大きな変位量を
取り出すためには、必然的に大きな積層体を使用する必
要が生じてくる。この様な大きな積層体を得るには、内
部電極を印刷したグリーンシートの積層数を増やして、
大型のグリーンシート積層体を造らねばならない。一般
的に、積層型圧電アクチュエータは、この様なグリーン
シート積層体を脱脂（脱バインダ）する工程、焼結する
工程を経て製造される。ところが、グリーンシート積層
体が大型となると、脱脂工程および焼成工程において、
脱脂体や焼結体にデラシネーションやクラックを生じ易
くなるために、脱脂や焼成に長時間を必要とする等の、
非常に生産性が低下して悪くなるという欠点が生ずる。
特に、グリーンシート法によると、グリーンボディ中に
含まれるバインダーの量が多いために、大型製品の脱脂
は非常に困難な工程に成る。
ックスの歪量は１０-3と小さいために、大きな変位量を
取り出すためには、必然的に大きな積層体を使用する必
要が生じてくる。この様な大きな積層体を得るには、内
部電極を印刷したグリーンシートの積層数を増やして、
大型のグリーンシート積層体を造らねばならない。一般
的に、積層型圧電アクチュエータは、この様なグリーン
シート積層体を脱脂（脱バインダ）する工程、焼結する
工程を経て製造される。ところが、グリーンシート積層
体が大型となると、脱脂工程および焼成工程において、
脱脂体や焼結体にデラシネーションやクラックを生じ易
くなるために、脱脂や焼成に長時間を必要とする等の、
非常に生産性が低下して悪くなるという欠点が生ずる。
特に、グリーンシート法によると、グリーンボディ中に
含まれるバインダーの量が多いために、大型製品の脱脂
は非常に困難な工程に成る。
【０００４】そのために、大型の積層型圧電アクチュエ
ータが必要な場合には、特開昭６２−２９１０８０号、
特開平１−２５３９７５号公報に示される様に、複数個
の小型の積層型アクチュエータを接着剤で接着したり、
治具を使用して、接合する方法が提案されている。
ータが必要な場合には、特開昭６２−２９１０８０号、
特開平１−２５３９７５号公報に示される様に、複数個
の小型の積層型アクチュエータを接着剤で接着したり、
治具を使用して、接合する方法が提案されている。
【０００５】併し乍ら、前者の方法では、有機物等から
成る柔らかな接着剤が接合面に入るために、高精度が得
られるのが特徴である一体焼結型の積層型圧電アクチュ
エータとしては好ましくなく、また、後者の方法の治具
を用いての接合では、工程数が多くなって好ましくな
い。
成る柔らかな接着剤が接合面に入るために、高精度が得
られるのが特徴である一体焼結型の積層型圧電アクチュ
エータとしては好ましくなく、また、後者の方法の治具
を用いての接合では、工程数が多くなって好ましくな
い。
【０００６】従って、この発明の目的は、圧電セラミッ
クスグリーンシートと内部電極とを交互に積層し、一体
焼結して得る積層型圧電アクチュエータの製造方法にお
いて、大型の積層型圧電アクチュエータを製造する際
に、脱脂焼成工程において、小型品と同等の脱脂および
焼成時間で済むことが出来る積層型アクチュエータの製
造方法を提供することにある。
クスグリーンシートと内部電極とを交互に積層し、一体
焼結して得る積層型圧電アクチュエータの製造方法にお
いて、大型の積層型圧電アクチュエータを製造する際
に、脱脂焼成工程において、小型品と同等の脱脂および
焼成時間で済むことが出来る積層型アクチュエータの製
造方法を提供することにある。
【０００７】また、この発明の別の目的は、小型品を接
着したり、治具を使用したりする工程無しに大型品を得
ることが出来る積層型アクチュエータの製造方法を提供
することにある。
着したり、治具を使用したりする工程無しに大型品を得
ることが出来る積層型アクチュエータの製造方法を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明に依れば、積層型アクチュエータの製造
方法は、内部電極を印刷した圧電セラミックスシートを
積層し、この積層体を一体焼結して積層型アクチュエー
タを作成する積層型圧電アクチュエータの製造方法にお
いて、小型の一体焼結体を作成した後に、この焼結体の
上下両端面を研磨して、所要の数の焼結体を積み重ねて
再度焼成して焼結体相互を接合し、これによって大型の
一体焼結体を得ることを特徴としている。
めに、この発明に依れば、積層型アクチュエータの製造
方法は、内部電極を印刷した圧電セラミックスシートを
積層し、この積層体を一体焼結して積層型アクチュエー
タを作成する積層型圧電アクチュエータの製造方法にお
いて、小型の一体焼結体を作成した後に、この焼結体の
上下両端面を研磨して、所要の数の焼結体を積み重ねて
再度焼成して焼結体相互を接合し、これによって大型の
一体焼結体を得ることを特徴としている。
【０００９】この発明の他の目的や特長および利点は以
下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかになろ
う。
下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかになろ
う。
【００１０】
【実施例】図面の図１にはこの発明の積層型アクチュエ
ータの製造方法の実施態様が示されており、この発明の
積層型アクチュエータの製造方法においては、先ず、一
体焼成可能な積層型圧電アクチュエータ用材料として好
適であるＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3に第３成分として複合
ベロブスカイト化合物を加え、ストロンチウムで変性し
たセラミックス粉体を、サンドミルで粉砕し１ミクロン
以下の粒径にする。この粉末にバインダー、分散剤、活
性剤、消泡剤を加えて真空脱泡した後にドクタブレード
法を用いてグリーンシートを作製する。得られたグリー
ンシートの厚みは１００ミクロンであった。このシート
上に、スクリーン印刷法を用いて内部電極層（白金）を
印刷した。次に、１０×３０mmの大きさに切断した後、
内部電極の印刷していないグリーンシートを２０枚、内
部電極の印刷してあるグリーンシートを５０枚、更に、
内部電極の印刷していないグリーンシートを１０枚、積
層して加熱圧着し、脱脂して、１１００℃で２時間焼成
して図１に示される様な小型焼結体１１を得た。この時
の小型焼結体１１の内部電極間隔は５５ミクロンであ
り、内部電極の厚みは５ミクロンであった。この小型焼
結体１１の上下面、つまり、変位方向に当たる面を研磨
した。
ータの製造方法の実施態様が示されており、この発明の
積層型アクチュエータの製造方法においては、先ず、一
体焼成可能な積層型圧電アクチュエータ用材料として好
適であるＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3に第３成分として複合
ベロブスカイト化合物を加え、ストロンチウムで変性し
たセラミックス粉体を、サンドミルで粉砕し１ミクロン
以下の粒径にする。この粉末にバインダー、分散剤、活
性剤、消泡剤を加えて真空脱泡した後にドクタブレード
法を用いてグリーンシートを作製する。得られたグリー
ンシートの厚みは１００ミクロンであった。このシート
上に、スクリーン印刷法を用いて内部電極層（白金）を
印刷した。次に、１０×３０mmの大きさに切断した後、
内部電極の印刷していないグリーンシートを２０枚、内
部電極の印刷してあるグリーンシートを５０枚、更に、
内部電極の印刷していないグリーンシートを１０枚、積
層して加熱圧着し、脱脂して、１１００℃で２時間焼成
して図１に示される様な小型焼結体１１を得た。この時
の小型焼結体１１の内部電極間隔は５５ミクロンであ
り、内部電極の厚みは５ミクロンであった。この小型焼
結体１１の上下面、つまり、変位方向に当たる面を研磨
した。
【００１１】研磨材はＷＡ＃２０００（日本研磨材
製）、またはダイヤモンドシート＃２０００（マルト
ー製）を使用し、幅８×直径２０×高さ５mmの小型焼結
体１１を得た。この小型焼結体１１の複数個を更に積み
重ね、下面と上面にＺｒＯ2の粉末２を配置して重し３
を載せ、密閉容器１中で焼成した（図１）。この時に、
密閉容器１内の鉛雰囲気を保つために、敷砂４としてＰ
ｂ3Ｏ4＋ＺｒＯ2を小型焼結体１１の周囲に置いて１１
５０℃−２時間焼結した。このようにして小型の積層焼
結体１１を接合し、幅８×直径２０×高さ１０mmの大型
の積層焼結体１０を得た。この大型結晶体である積層焼
結体１０を切断して側面を研磨し、幅２×直径３×高さ
１０mmに切断して積層焼結体１０を得て、積層体中の内
部電極を一層毎に繋がるように外部電極を作成し、樹脂
を外装して、大型の積層型圧電アクチュエータを得るこ
とが出来た。
製）、またはダイヤモンドシート＃２０００（マルト
ー製）を使用し、幅８×直径２０×高さ５mmの小型焼結
体１１を得た。この小型焼結体１１の複数個を更に積み
重ね、下面と上面にＺｒＯ2の粉末２を配置して重し３
を載せ、密閉容器１中で焼成した（図１）。この時に、
密閉容器１内の鉛雰囲気を保つために、敷砂４としてＰ
ｂ3Ｏ4＋ＺｒＯ2を小型焼結体１１の周囲に置いて１１
５０℃−２時間焼結した。このようにして小型の積層焼
結体１１を接合し、幅８×直径２０×高さ１０mmの大型
の積層焼結体１０を得た。この大型結晶体である積層焼
結体１０を切断して側面を研磨し、幅２×直径３×高さ
１０mmに切断して積層焼結体１０を得て、積層体中の内
部電極を一層毎に繋がるように外部電極を作成し、樹脂
を外装して、大型の積層型圧電アクチュエータを得るこ
とが出来た。
【００１２】接合した大型の積層圧電アクチュエータの
特性は、大型品を一体焼結したものゝ特性と何等全く変
わりがなく、更に、接合面を鏡面研磨して顕微鏡観察し
たところ接合面に何等境界が見られなかった。
特性は、大型品を一体焼結したものゝ特性と何等全く変
わりがなく、更に、接合面を鏡面研磨して顕微鏡観察し
たところ接合面に何等境界が見られなかった。
【００１３】また、小型の積層焼結体を焼結する条件は
次工程の研磨加工に耐えられる程度の強度が得られるこ
とが条件であり、小型積層焼結体を接合する温度は、圧
電セラミックスが焼結するのに充分な温度が適当であ
る。
次工程の研磨加工に耐えられる程度の強度が得られるこ
とが条件であり、小型積層焼結体を接合する温度は、圧
電セラミックスが焼結するのに充分な温度が適当であ
る。
【００１４】上述の実施例では、小型積層焼結体の焼成
温度１１００℃・２時間に対して、接合温度１１５０℃
・２時間の条件にしたが、接合温度は小型積層焼結体の
焼成温度よりも若干高い方が好ましかった。
温度１１００℃・２時間に対して、接合温度１１５０℃
・２時間の条件にしたが、接合温度は小型積層焼結体の
焼成温度よりも若干高い方が好ましかった。
【００１５】また、小型積層焼結体を接合する時には、
小型結晶体からの鉛の蒸発が生じ易いために、密閉容器
である密閉匣鉢中を充分な鉛雰囲気にするよう出来るだ
けの敷粉を用意する必要がある。
小型結晶体からの鉛の蒸発が生じ易いために、密閉容器
である密閉匣鉢中を充分な鉛雰囲気にするよう出来るだ
けの敷粉を用意する必要がある。
【００１６】更に、小型積層焼結体の接合面同士が隙間
無く密着できること必要である。上述の実施例において
は、研磨材に、ＷＡ＃２０００を使用した場合、研磨
面の粗さは最大粗さＲmax＝１．５μm、平均粗さＲａ＝
０．１７μmで、＃２０００ダイヤモンドシートを使
用した場合、研磨面は鏡面であり、その粗さは最大粗さ
Ｒmax＝０．１０μm、平均粗さＲａ＝０．０１３μmで
あった。しかも、何れの場合も、接合面には何等境界層
は観察されず、接合強度に違いはみられなかった。
無く密着できること必要である。上述の実施例において
は、研磨材に、ＷＡ＃２０００を使用した場合、研磨
面の粗さは最大粗さＲmax＝１．５μm、平均粗さＲａ＝
０．１７μmで、＃２０００ダイヤモンドシートを使
用した場合、研磨面は鏡面であり、その粗さは最大粗さ
Ｒmax＝０．１０μm、平均粗さＲａ＝０．０１３μmで
あった。しかも、何れの場合も、接合面には何等境界層
は観察されず、接合強度に違いはみられなかった。
【００１７】
【発明の効果】この様に、この発明の積層型アクチュエ
ータの製造方法に依れば、大形のグリーン積層体を脱脂
するのではなく、小型のグリーン積層体の脱脂で済むの
で、脱脂時間の大幅な短縮が可能になり、脱脂中にデネ
シネーションやクラックが入る歩留まり低下を防ぐこと
が出来る。更にまた、この発明の積層型アクチュエータ
の製造方法に依れば、大型の積層型圧電アクチュエータ
を、何等不要な介在物を含むことなく精度良く、且つ効
率よく製造することが出来る等の効果が達成される。
ータの製造方法に依れば、大形のグリーン積層体を脱脂
するのではなく、小型のグリーン積層体の脱脂で済むの
で、脱脂時間の大幅な短縮が可能になり、脱脂中にデネ
シネーションやクラックが入る歩留まり低下を防ぐこと
が出来る。更にまた、この発明の積層型アクチュエータ
の製造方法に依れば、大型の積層型圧電アクチュエータ
を、何等不要な介在物を含むことなく精度良く、且つ効
率よく製造することが出来る等の効果が達成される。
【図１】この発明の積層型アクチュエータの製造方法の
実施態様を示す説明図である。
実施態様を示す説明図である。
１ 密閉容器 ２ 粉末 ３ 重し ４ 敷砂 １０ 積層焼結体 １１ 小型焼結体
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内部電極を印刷した圧電セラミックスシ
ートを積層し、この積層体を一体焼結して積層型アクチ
ュエータを作成する積層型圧電アクチュエータの製造方
法において、小型の一体焼結体を作成した後に、この焼
結体の上下両端面を研磨して、所要の数の焼結体を積み
重ねて再度焼成して焼結体相互を接合し、これによって
大型の一体焼結体を得ることを特徴とする積層型アクチ
ュエータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153218A JPH053348A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 積層型アクチユエータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153218A JPH053348A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 積層型アクチユエータの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053348A true JPH053348A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15557637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3153218A Pending JPH053348A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 積層型アクチユエータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053348A (ja) |
-
1991
- 1991-06-25 JP JP3153218A patent/JPH053348A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3471447B2 (ja) | セラミックダイヤフラム構造体およびその製造方法 | |
| JP2738706B2 (ja) | 積層型圧電素子の製法 | |
| CN1047341C (zh) | 制造带有凸膜部分的陶瓷膜结构的方法及所制得的膜结构 | |
| EP0671772A1 (en) | Ceramic diaphragm structure having convex diaphragm portion and method of producing the same | |
| WO2006135013A1 (ja) | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置 | |
| JP3760942B2 (ja) | 積層セラミック電子部品の製造方法 | |
| JP4771649B2 (ja) | 積層型電子部品の製造方法 | |
| JP2006324518A (ja) | 圧電積層体及びその製造方法，圧電スピーカ，電子機器 | |
| Hackenberger et al. | Novel method for producing high frequency 2-2 composites from PZT ceramic | |
| JP2007019420A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JP2005101274A (ja) | 圧電セラミックスおよびこれを用いた積層型圧電素子並びに噴射装置 | |
| JPH053348A (ja) | 積層型アクチユエータの製造方法 | |
| JP2002289932A (ja) | 積層型圧電素子及びその製法並びに噴射装置 | |
| JP3419327B2 (ja) | 磁器材料及び超音波探触子及び圧電振動子及びそれらの製造方法 | |
| JP2003309298A (ja) | 圧電／電歪素子およびその製造方法 | |
| JP4067491B2 (ja) | 圧電／電歪デバイスの製造方法 | |
| JPS61239682A (ja) | 積層型圧電バイモルフ素子の製造方法 | |
| JP3366132B2 (ja) | セラミックダイヤフラム構造体及びその製造方法 | |
| JP2005191050A (ja) | 積層型圧電素子およびその製法、並びに噴射装置 | |
| JP3366158B2 (ja) | セラミックダイヤフラム構造体及びその製造方法 | |
| JPH11274590A (ja) | 圧電ユニット及びその製造方法 | |
| JP3144376B2 (ja) | 圧電トランス及びその製造方法 | |
| JPH02132870A (ja) | 積層圧電素子 | |
| JPS63209477A (ja) | 進行波型超音波モ−タのステ−タおよびその製作方法 | |
| JPH09169110A (ja) | 圧電ポンプ |