JPH06291380A

JPH06291380A - 誘電体積層部品とその製造方法

Info

Publication number: JPH06291380A
Application number: JP9874293A
Authority: JP
Inventors: Hideo Adachi; 日出夫安達; Katsuhiro Wakabayashi; 勝裕若林; Takenao Fujimura; 毅直藤村; Yukihiko Sawada; 之彦沢田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JP3352140B2

Abstract

(57)【要約】【目的】バインダー等の有機材料を用いることなく、
積層型セラミックス誘電体を作製する。【構成】出射端形状の異なる複数のノズルによってそ
れぞれ内部電極材料、誘電体材料、外部電極材料に対応
した超微粒子を一定の順序で噴射堆積することを繰り返
し、内部電極、誘電体層の積層及び外部電極の形成して
積層体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体積層部品、特に
微細な構造を高い信頼性で実現できる誘電体積層部品と
その製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、積層型セラミックス誘電体は、セ
ラミックコンデンサ、積層型圧電・電歪素子に代表され
るように幅広く用いられている。例えば、積層型圧電・
電歪素子は、高精度位置決め等の積層型アクチュエータ
として必要性が急増しており、その変位量、発生力等の
目標仕様に応じて種々の寸法、構造のものが利用されて
いる。

【０００３】この積層型セラミックスは、内部に数十〜
数百μｍの間隔で層状に埋め込まれた電極膜が交互に外
部電極に接続された構造となっている。そして、この製
造方法はテープキャスティング法と呼ばれるもので、そ
の製造プロセスを図１７のフローチャート、積層型セラ
ミックアクチュエータの構造の断面図および斜視図を図
１８および図１９に示す。その方法としては、特開昭５
８−１９６０６８号公報のようにして、積層型セラミッ
クスが製造されている。以下にこの製造方法についてそ
の概略を説明する。

【０００４】先ず、セラミックスの仮焼粉末に少量の有
機バインダーと有機可塑剤を加えて、有機溶剤中に分
散，混合させて泥奨を得る。この泥奨はテープキャステ
ィング法により、厚さ数十〜数百μｍの膜となる。この
膜を適当な寸法に切断した後、その片面上に金属ペース
ト膜を印刷塗布し内部電極２１とする。これらを数十〜
数百枚積み重ねて、熱圧着積層化する。この積層体を電
気炉内で、先ず数百度の温度で加熱し、含有している有
機成分を飛散させた後、更に１０００℃〜１３００℃の
温度で加熱焼成する。そして、焼結した電歪材料２２の
積層体の内部電極２１の露出部に一層おきに絶縁材料に
より絶縁部２３を設けた後、外部電極２４を付与し、適
当な大きさに切断して図に示したような、数十μｍの間
隔で層状の内部電極２１を有する積層型アクチュエータ
を製造する。尚、積層体の耐久性向上のため、図１９の
ように積層体の量端部に厚めの圧電体層２５を設けるこ
とが一般的に行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術における積層型セラミックス誘電体の製造方法で
は、有機バインダーと有機可塑剤を加えて有機溶剤中に
分散・混合して泥奨を作製し、テープキャスティング法
により厚さ数十〜数百μｍのグリーンシートを得て、有
機材料を含んだ電極材を内部電極２１として印刷後、積
層して焼成するために、バインダー等有機材料の飛散時
に発生するポアの抑制に限界があり、機械的強度が弱
く、耐圧強度にも充分な信頼性が得られていなかった。

【０００６】また、使用する誘電体仮焼成粉末に超微粒
子粉末を用いることにより、セラミックスの焼結後の緻
密性は幾らか向上し、これに依って信頼性が向上する
が、有機材料を使うことには違いはなく、根本的な解決
にはならなかった。一方、有機材料を使わない方法とし
ては、電極薄膜と誘電体薄膜をスパッタ等で交互に積層
する方法も提案されているが、実際には耐圧が充分な薄
膜を多数積層することは極めて困難で、この方法による
薄膜積層体は実現していない。

【０００７】本発明では、上記従来の問題点を鑑みてな
されたもので、信頼性の低下の原因となるバインダー等
の有機材料を使用せずに、セラミックの超微粒子から積
層型セラミック誘電体を安価に作製した誘電体積層部品
とその製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記内部電極は、同一誘
電体膜上で部分的もしくは全てを分割電極に形成しても
よい。さらに、上記誘電体材料は、ジルコン酸チタン酸
鉛系（（ｐｂ_1-xＭ_x）（Ｚｒ_1-yＴｉ_y）Ｏ₃＋αＭ
ｅＯ、Ｍ：Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，ｘ：０〜０．３，
ｙ：０〜１．０，Ｍｅ：Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，
Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｙ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｓ
ｍ，Ｎｄ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｂ）の圧電材料を用いて構成し
てもよい。

【０００９】また、上記誘電体材料は、（Ｐｂ
_1-xＭ_x）（（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）_1-yＴｉ_y）Ｏ₃＋
αＭｅＯ、Ｍ：Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｌａ，ｘ：０〜０．
４，ｙ：０〜１．０，Ｍｅ：Ｚｒ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍ
ｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｙ，Ｂｉ，
Ｓｂ，Ｓｍ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｂ）の電歪材料を用いてもよ
い。

【００１０】さらに、上記誘電体材料は、チタン酸バリ
ウム系（（Ｂａ_1-xＭ_x）（Ｔｉ_1-yＭｅ_y）Ｏ₃＋α
ＭｅＯ、Ｍ：Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｐｂ，ｘ：０〜０．
５，ｙ：０〜０．５，Ｍｅ：Ｚｎ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｙ，Ｂｉ，Ｓｂ，
Ｔａ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｓｉ，Ｌｉ，Ｈｏ，Ｂ）の誘電体材
料を用いてもよい。

【００１１】さらに、複数の内部電極と、誘電体及び外
部電極からなる誘電体積層部品の製造方法において、出
射端形状の異なる複数のノズルから、それぞれ内部電極
材料、誘電体材料、外部電極材料に対応した超微粒子を
一定の順序で噴射堆積することを繰り返し積層して内部
電極、誘電体層の積層及び外部電極からなる積層体を得
るように構成した。

【００１２】そして、上記積層体は、積層後に熱処理に
よって焼結してもよい。また、上記内部電極に白金、パ
ラジウム、銀、ニッケルのうちいずれか、またはこれら
の合金を用いて製造してもよい。さらに、白金、パラジ
ウム、銀、ニッケルのうちいずれか、またはこれらの合
金からなる内部電極材料と誘電体材料の微粒子を、同時
に噴射堆積して、この混合膜を内部電極として製造して
もよい。

【００１３】

【作用】上記構成にあっては、信頼性の低下の原因とな
るバインダー等の有機材料を使用せずに、積層型セラミ
ック誘電体を安価に作製することができる。詳細には、
複数の出射端形状の異なるノズルを準備し、これらのノ
ズルを用いて電極金属材料、圧電材料の超微粉を基板に
一定の順序で噴射堆積し、かかる後、必要に応じて熱処
理により焼結させるという方法である。このような成膜
方法については、特開平４−１８８５０３号公報にて提
案されている。

【００１４】この方法の概略を以下に説明する。図５
（Ａ），（Ｂ），図６は装置の原理図である。Ｈｅ等の
キャリアガスで搬送された金属材料や誘電体材料の超微
粒子は、搬送管３１を経て、ノズル３２を通じて基板３
３に向けジェット噴射され、ノズル出射端形状に対応し
た形状，寸法の膜が形成される。なお、図５（Ａ）は厚
膜の形成、図５（Ｂ）は小さい塊の形成を示している。
この方法の特徴は、（１）異種、多元素の均一混合膜の形成が容易である。（２）マスク不使用でもパターン形成が可能である。（３）膜形成速度が大きい。（４）低温でも膜形成が可能である。という点が挙げられている。

【００１５】この方法によれば１０μｍ前後の比較的厚
い膜が有機バインダーを一切用いず均一にできる。それ
ぞれの超微粒子の準備は、金属の場合、金属材質に応じ
て抵抗加熱法、誘導加熱法、アーク加熱法、誘導プラズ
マ加熱法、アーク加熱法、レーザ加熱法を用い、金属ガ
スを発生させて超微粒子化させる。又、誘電体超微粒子
は良く知られたアルコキシド法によって混合含有機金属
超微粒子を作製し、これを熱分解した酸化物微粒子を図
５のような超微粒子／エアロゾル化室３４に入れ、これ
に搬送ガスとしてのＮ₂，Ｈｅ，Ａｒ，Ｈ₂等のガスで
舞いあがらせ、搬送管３１を経て、ノズルに導入する。
以上が成膜法の基本的な原理である。上記と同様な方法
で、基板３３の同じ位置に対して異なるノズル３２を一
定の順序で噴射堆積させることによって積層構造が得ら
れることになる。

【００１６】

【実施例１】図１〜図４を用いて本実施例の積層型圧電
アクチュエータの製造方法を説明する。図１は、下部電
極形成から外部電極形成までの各１層を全て形成する手
順を示す平面図、図２は、下部電極形成から２層目の圧
電体層を形成した状態の断面図で、図１のａ〜ｄ工程と
図２のａ〜ｄ工程とはそれぞれ対応して示してある。図
３は、本発明により積層型圧電アクチュエータの製造に
用いる、図５のノズル３２の出射端形状７を示した図で
ある。ａ，ｃは内部電極堆積用、ｄは外部電極堆積用で
ある。そして、ａ，ｃのノズルからは、内部電極材料と
なる、例えばＰｔ，Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等の超微粒子が、
ｂのノズルからは、圧電材料、例えばジルコン酸チタン
酸鉛（ＰＺＴ）の仮焼粉の超微粉が、またｄのノズルか
らは外部電極用材料、例えばＰｔ，Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等
の超微粒子を噴射させることが出来る。図中のＰ点は、
基板の中心位置で、図１，２に示したｐ点と一致するよ
うに基板を位置決めし積層していく。

【００１７】先ず、例えば基板として、ＭｇＯ，Ａｌ₂
Ｏ₃や表面を酸化したＳｉ等の表面が絶縁性を有した基
板１の上に下部電極２を、例えばＰｔ／Ｔｉをスパッタ
等の手段で図１および図に示すａ工程のように形成し、
基板１との密着性を高めるために７００℃で熱処理し、
その後、ＰＺＴ等の圧電膜３を図１および図２のｂ工程
のように基板１の位置ｐ点とノズルＰ点が重なるように
し、且つ３００℃〜５００℃に基板１を加熱しながら噴
射堆積する。次いで、図１および図２のｃ工程のよう
に、上部電極４としてＰｔを同様に基板加熱しながら噴
射堆積形成する。更に、２層目の圧電体層形成時に、段
切れを起こさないよう、段差低減と外部電極形成目的と
して、図１および図２のｄ工程のようにＰｔ，Ｎｉ，Ａ
ｇ−Ｐｂ等の金属材料５ａ，５ｂを噴射堆積する。以上
が下部電極、上部電極、圧電体層、外部電極の１層分と
なる。次いで、２層目の圧電体層３を形成する。

【００１８】以上、最下層電極の成膜を別にして、使用
ノズルの順序は、図３のｂ→ｃ→ｄ→ｂ→ａ→ｂ→ｄ→
ｃ→ｂ→ｄ→ａ→ｂ→ｄ→ｃ→ｂ→ｄ→ａ→ｂ→ｄ→ｃ
・・・のように積層成膜していくことにより、図４に示
した積層体構造６が得られる。尚、他のノズルの手順と
して、ｂ→ｄ→ｃ→ｂ→ｄ→ａ→ｂ→ｄ→ｃ→ｂ→ｄ→
ａ→ｂ→ｄ→ｃ→ｂ→ｄ→ａ→ｂ→ｄ→ｃ・・・のよう
に積層成膜してもよいし、最下層電極もａのノズルを用
いれば、ａ→ｂ→ｄ→ｃ→ｂ→ｄ→ｂ→ｄ→ａ→ｂ→ｄ
→ｃ→ｂ→ｄ→ａ→ｂ→ｄ→ｃ→ｂ→ｄ→ａ→ｂ→ｄ→
ｃ・・・のように積層成膜手順の規制性がさらに高まり
成膜の時間的効率が良くなる。

【００１９】このように積層成膜した後、５００℃〜１
１００℃の範囲で空気中、または酸化鉛ガス雰囲気中で
熱処理する。熱処理による焼結後、２〜５ＫＶ／ｍｍの
電圧を印加し分極を行い、積層型圧電アクチュエータを
得る。

【００２０】また、このような構造において基板１に前
もって配線パターンも形成してあれば、従来構造のよう
に後でリード線を取り付けるという煩わしさから解放さ
れることになる。尚、誘電体材料としては、ジルコン酸
チタン酸鉛系（（Ｐｂ_1-xＭ_x）（Ｚｒ_1-yＴｉ_y）Ｏ
₃＋αＭｅＯ、Ｍ：Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，ｘ：０〜
０．３，ｙ：０〜１．０，Ｍｅ：Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍ
ｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｙ，Ｂｉ，
Ｓｂ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｂ）の圧電材料であれ
ば同様な作用，効果が得られる。

【００２１】上述した電極金属や圧電体酸化物の超微粒
子を交互に噴射堆積することにより、積層体を作製する
と、バインダー等の有機材料を使用せずとも積層体が作
れる。また、外部電極も絶縁処理を含め同時に形成がで
きるため、従来のように、電気泳動によりガラスを絶縁
材として付与し焼付ける必要もなく積層型圧電アクチュ
エータが作製できる。

【００２２】上述したように、電極金属や圧電体酸化物
の超微粒子を交互に噴射堆積することにより、バインダ
ー等の有機材料を用いざるを得ない従来の製法が持って
いた欠点、即ち、緻密さに劣る点の改善、内部電極、圧
電体層、外部電極形成を別々の装置で行う必要も無くノ
ズルの出射端形状によって非常に小さな寸法で、変位量
が大きく、信頼性の高い積層圧電アクチュエータを低コ
ストで製造出来ることができる。

【００２３】上述したように、電極金属や圧電体酸化物
の超微粒子を交互に噴射堆積することにより、積層体を
作製すると、バインダー等の有機材料を使用せずとも積
層体が作れる。また、外部電極も絶縁処理を含め同時に
形成ができるため、従来のように、電気泳動によりガラ
スを絶縁材として付与し焼付ける必要もなく積層型圧電
アクチュエータが作製できる。

【００２４】

【実施例２】図７および図８は、本発明の実施例２の工
程図を示し、図７のａ〜ｈはそれぞれ各工程におけるア
クチュエータの基準点ｐ（この場合は中心点）を通るＸ
方向の断面図、図８のａ〜ｆは、図７のａ〜ｈの工程と
対応するＹ方向の断面図を示したものである。図１０
は、最終的な電歪アクチュエータの平面図、図１１，図
１２は、図１０におけるＸ方向、Ｙ方向の断面図を示し
たものである。本実施例の基本的な構成は、前記実施例
１と同様であり、同一な構成部分には同一番号を付すと
ともに、相違点についてのみ述べる。

【００２５】本実施例では、Ｐｂ（（Ｍｇ_1/3Ｎ
ｂ_2/3）_0.9Ｔｉ_0.1）Ｏ₃の電歪セラミックスの仮焼
粉を粉砕して、０．５μｍ以下の微粒子を原料とした。
まず、吹き付けられる超微粉の付着力を上げるために、
基板１を２００〜３５０℃に加熱する。図９のａのよう
な出射端形状７をしたノズルで電極材２の微粒子を堆積
させ、図７および図８に示すａ工程でｐ点を通るｘ方
向、Ｙ方向への成膜を行う。ここで、ノズルの基準点Ｐ
と基板１側の基準点ｐは、一致した状態で各物質を噴射
堆積していくものとする。

【００２６】次いで、図７のｂのような出射端形状７の
ノズルで、図７および図８のｂ工程に示すように電極材
２の上に、前記電歪材料８を堆積に成膜する。そして、
２つに電極を分割するために、図９のｃのような出射端
形状７のノズルで、図７および図８のｃ工程に示すよう
に分割電極９ａ，９ｂとしてＡｇ−Ｐｄを電極材料８の
上に噴射堆積させ、その後、図９のｄのような出射端形
状７のノズルで絶縁材として分割電極９ａ，９ｂ間に前
記電歪材８を堆積させる。ついで、電極間の導通を確実
にするために、図９のｅのような出射端形状７のノズル
で、導電材料を外部電極１０ａ，１０ｂ，１０ｇとし
て、Ａｇ−Ｐｄを噴射堆積させる。そして、図９のノズ
ルｅのように、ｂと同じノズルを使用して、電歪材料８
を堆積させ、図９のノズルｇのようにａと同じノズルを
使用して、電極材２の微粒子を堆積させ、図９のｈのよ
うにｅと同じノズルを使用し、外部電極１０ａ，１０
ｂ，１０ｇとして、Ａｇ−Ｐｄを噴射堆積させる。

【００２７】以降、図９のｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ
→を繰り返し、図１０〜１２に示す電歪セラミックの積
層体１１を作製する。この電歪積層体１１を１００℃／
ｈの昇温速度で１０００℃、６０分間保持し、１００℃
／ｈの降温速度で５００℃冷却し、自然放冷し積層体を
得た。尚、誘電体材料は、（（Ｐｂ_1-xＭ_x）（（Ｍｇ
_1/3Ｎｂ_2/3）_1-yＴｉ_y）Ｏ₃＋αＭｅＯ、Ｍ：Ｓ
ｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｌａ，ｘ：０〜０．４，ｙ：０〜１．
０，Ｍｅ：Ｚｒ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｙ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｓｍ，Ｓ
ｉ，Ｇｅ，Ｂ）の電歪材料であれば同様な作用，効果を
得ることができる。

【００２８】上述したように、電極金属や電歪材料の超
微粒子を交互に噴射堆積することにより、バインダー等
の有機材料を使用することなく、分割電極を有する積層
体を作製することができる。また、外部電極も絶縁処理
を含め同時に形成ができるため、従来のように、電気泳
動によりガラスを絶縁材として付与し焼付ける必要もな
く積層型圧電アクチュエータが作製できる。尚、熱処理
後にエポキシ樹脂等により露出した電極部を、絶縁処理
してアクチュエータが完成する。

【００２９】本実施例によれば、積層方向の変位の他、
外部電極１０ａ，１０ｂに異なる電圧を印加することに
より図８でいうＹ軸方向への変位が調節可能な、言い換
えると２軸の変位が可能な高い信頼性を有した積層アク
チュエータが作製できる。また、従来法のテープキャス
ティング法（ドクターブレード法）で作製するよりも、
一層の厚さが精度良く薄くできるので、低電圧による駆
動が可能となる。例えば、一層の厚さが１０μｍの積層
体の場合、駆動電圧は５Ｖ程度であり、トランスがなく
ても使用できるものとなる。尚、本実施例では電極の分
割数は２つであるが、複数個に分割することもノズルを
替えることで可能であり、ＸＹＺの３軸方向の変位が可
能な積層体を作製することが可能である。また、形状は
ノズル端の形状を変化させることで、任意の形で製造す
ることができる。

【００３０】

【実施例３】１３は、実施例２の製造方法における一工
程を示す斜視図、図１４は、本実施例の積層型セラミッ
クコンデンサを示す断面図である。本実施例の基本的な
構成は前記実施例１と同様であり、同一な構成部分には
同一番号を付すとともに相違点について述べる。

【００３１】本実施例は、超微粒子を噴射堆積するノズ
ル３２が細長い形状で、前実施例とはことなり、それぞ
れの部材を噴射堆積させながら、図示しない駆動装置に
より、アルミナ等の耐熱・絶縁基板１を移動させて積層
体を製造するものである。具体的には、誘電体材料とし
てチタン酸バリウム系のセラミック超微粒子を使用し、
積層型セラミックコンデンサを作製した。まず、絶縁体
基板１の上に、ノズル３２を位置決めし電極材２とし
て、Ａｇ−Ｐｄの超微粒子を噴射堆積させながら、基板
１をある一定速度で動かし、電極膜２を作製する。つい
で、ノズル３２を変え誘電体材料１４を同様に噴射堆積
させる。この動作を繰り返して、図１４に示すような断
面形状の誘電体積層体１５を作製した。

【００３２】その後、１０００〜１３００℃で熱処理を
行い、より緻密に焼結させた後、露出した電極部の封
止、裁断を行い、積層型コンデンサを作製した。尚、誘
電体材料が、チタン酸バリウム系（（Ｂａ_1-xＭ_x）
（Ｔｉ_1-yＭｅ_y）Ｏ₃＋αＭｅＯ、Ｍ：Ｓｒ，Ｃａ，
Ｍｇ，Ｐｂ，ｘ：０〜０．５，ｙ：０〜０．５，Ｍｅ：
Ｚｎ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｆｅ，Ｙ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｔａ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｓｉ，
Ｌｉ，Ｈｏ，Ｂ）の誘電体材料であれば同様な作用，効
果が得られる。

【００３３】このように、電極材と誘電体材料を交互に
噴射堆積させることで、一層当たりの厚さが非常に薄
い、誘電体セラミックコンデンサが容易にできる。尚、
本実施例では、熱処理を行うために基板１にはアルミナ
を使用し電極材には、Ａｇ−Ｐｄを使用したが、熱処理
を行わない場合は、基板１にはガラエポ等の樹脂系のも
のを使用することができる。また、高価なＡｇ−Ｐｄ電
極から、Ｎｉ等の安価な電極の選択もできる。また、基
板として水溶性樹脂を使用して、積層体を得た後、水に
浸し基板を除去することも可能である。

【００３４】本実施例によれば、電極間の厚みが薄いた
め、小さい形状で高容量のコンデンサが得られる。さら
に、本実施例の本方法では、グリーンシートという有機
物を含んだ工程を踏まないために、気泡が少なく信頼性
のものが得られる。また、基板１、ノズル３２とも移動
させない成膜法では、ノズル出射端形状７を大きくし
て、大面積のものを作製しようとした場合、各層内で厚
みのバラツキが生じやすいが、本実施例では長さのある
ものも作製が可能である。そのため、長いコンデンサ部
品作製後、裁断、端子取付、そして絶縁処理することに
より、さらに安価にコンデンサを製造できる。

【００３５】

【実施例４】図１５は、本実施例４んおける製造方法の
一工程を示す断面図、図１６は図１５におけるＡ部の拡
大断面図です。本実施例の基本的な構成は、前記実施例
２と同様であり、同一な構成部分いは同一番号を付すと
ともに、相違点についてのみ述べる。本実施例は、実施
例２で挙げた分割電極９を有する積層型電歪セラミック
スの作製方法の変形例である。具体的には電歪材料の超
微粒子を噴射堆積するノズル３２が、細長い形状をして
おり、ノズル３２を移動させて積層体２０を作製してい
く。そして、分割電極９の分割部は、それぞれ別のエア
ゾル化室１２から供給される、セラミック８と電極材１
４の超微粒子の量を制御し、噴射堆積させる。そして、
同時に電極と絶縁部材としての電歪材料８を噴射堆積さ
せて分割電極層９を成膜する。また、本実施例では、電
極とセラミックの密着性を高めることを目的とし、各エ
アロゾル化室１２から超微粒子を搬送する際、電極材１
４に対しセラミック８が約１０％添加となるように制御
し、両電極２．４を成膜形成した。

【００３６】実施例２と同様に、信頼性の高い積層型ア
クチュエータが作製できまた、大きなものもこの方法に
より作製可能である。さらに、電極中にセラミックが少
量添加されていることで、密着力耐熱衝撃力等が向上
し、更に高い信頼性の積層部品が作製できる。図１６の
拡大断面図は、分割電極９の電極境界部付近を拡大、概
念化したもので、電歪体層１９は、電歪１５からのみか
らなるが、電極層１８は、電極分割部が絶縁体としての
電歪材料１５のみからなり、その他の電極部は電歪体材
料１５が電極材料１４中に混入している様子を示したも
のである。

【００３７】基板１，ノズル３２とも移動させない成膜
法では、ノズル出射端形状７を大きくして、大面積のも
のを作製しようとした場合、各層内で厚みのバラツキが
生じやすいが、本実施例の方法では長さのあるものも作
製が可能である。さらに、電極材１４とセラミック８の
ように、異種、多元素の任意の割合での、均一混合膜の
形成が容易となる。なお、異種の物質の噴射堆積では、
堆積スピードに差があるため、センサーを取付けてフィ
ードバックを掛けながら、ノズルもしくは基板を移動さ
せ積層体を形成すると、さらに高精度の積層型誘電体部
品が作製できる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、超微粒
子のみが搬送ガスにより浮遊し、噴射堆積するために粒
径にも大きなバラツキはなく、低温での焼結が可能であ
る。そして、従来テープキャスティング法ではグリーン
シートを薄くするのには限界があったが、本方法では数
μｍレベルの厚さのものを積層することが可能であり、
圧電・電歪セラミック積層体では駆動電圧を低くするこ
とができ、積層コンデンサにおいては、小型で、高容
量、高精度のものが作製可能である。その他にも本発明
の方法では、異種、多元素の任意の割合での均一混合膜
の形成が容易であり、また、マスク不使用でもパターン
形成が可能であるとともに、スパッタや真空蒸着法とい
った従来の成膜法と比較し、膜形成速度が大きいことを
利用して、信頼性の高い誘電体積層部品を安価に作製す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の製造工程を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の実施例１の製造工程を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例１の製造方法に用いるノズルの
出射端形状を示す説明図である。

【図４】本発明の実施例１の積層型圧電アクチュエータ
を示す断面図である。

【図５】従来の製造方法を示す説明図である。

【図６】従来の製造方法を示す説明図である。

【図７】本発明の実施例２の製造工程を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の実施例２の製造工程を示す断面図であ
る。

【図９】本発明の実施例２の製造方法に用いるノズルの
出射端形状を示す説明図である。

【図１０】本発明の実施例２の積層型圧電アクチュエー
タの平面図である。

【図１１】本発明の実施例２の積層型圧電アクチュエー
タの断面図である。

【図１２】本発明の実施例２の積層型圧電アクチュエー
タの断面図である。

【図１３】本発明の実施例３の製造方法の一工程を示す
斜視図である。

【図１４】本発明の実施例３の積層型コンデンサを示す
断面図である。

【図１５】本発明の実施例４の製造方法の一工程を示す
断面図である。

【図１６】図１５のＡ部を示す拡大断面図である。

【図１７】従来の製造方法を示すフローチャートであ
る。

【図１８】従来の積層型セラミックアクチュエータを示
す断面図である。

【図１９】従来の積層型セラミックアクチュエータを示
す斜視図である。

【符号の説明】

１基板２下部電極３圧電体４上部電極５金属材料６絶縁体７ノズル出射端形状８電歪材料９ａ，９ｂ分割電極１０外部電極１１電歪積層体３２ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沢田之彦東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の内部電極と誘電体及び外部電極か
らなる誘電体積層部品において、出射端形状の異なる複
数のノズルから、それぞれ内部電極材料、誘電体材料、
外部電極材料に対応した超微粒子を一定の順序で噴射堆
積することを繰り返して内部電極、誘電体層の積層及び
外部電極を形成したことを特徴とする誘電体積層部品。
【請求項２】内部電極が同一誘電体膜上で部分的もし
くは全てを分割電極に形成したことを特徴とする請求項
１記載の誘電体積層部品。
【請求項３】誘電体材料がジルコン酸チタン酸鉛系
（（ｐｂ_1-xＭ_x）（Ｚｒ_1-yＴｉ_y）Ｏ₃＋αＭｅ
Ｏ、Ｍ：Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，ｘ：０〜０．３，
ｙ：０〜１．０，Ｍｅ：Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，
Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｙ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｓ
ｍ，Ｎｄ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｂ）の圧電材料であることを特
徴とする請求項１に記載した誘電体積層部品。
【請求項４】誘電体材料が（Ｐｂ_1-xＭ_x）（（Ｍｇ
_1/3Ｎｂ_2/3）_1-yＴｉ_y）Ｏ₃＋αＭｅＯ、Ｍ：Ｓ
ｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｌａ，ｘ：０〜０．４，ｙ：０〜１．
０，Ｍｅ：Ｚｒ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｙ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｓｍ，Ｓ
ｉ，Ｇｅ，Ｂ）の電歪材料であることを特徴とする請求
項１に記載した誘電体積層部品。
【請求項５】誘電体材料がチタン酸バリウム系（（Ｂ
ａ_1-xＭ_x）（Ｔｉ_1-yＭｅ_y）Ｏ₃＋αＭｅＯ、Ｍ：
Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｐｂ，ｘ：０〜０．５，ｙ：０〜
０．５，Ｍｅ：Ｚｎ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｍ
ｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｙ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｔａ，Ｓｍ，
Ｎｄ，Ｓｉ，Ｌｉ，Ｈｏ，Ｂ）の誘電体材料であること
を特徴とする請求項１に記載した誘電体積層部品。
【請求項６】複数の内部電極と、誘電体及び外部電極
からなる誘電体積層部品の製造方法において、出射端形
状の異なる複数のノズルから、それぞれ内部電極材料、
誘電体材料、外部電極材料に対応した超微粒子を一定の
順序で噴射堆積することを繰り返し積層して内部電極、
誘電体層の積層及び外部電極からなる積層体を得ること
を特徴とした誘電体積層部品の製造方法。
【請求項７】積層体を積層後に熱処理によって焼結す
ることを特徴とする請求項６記載の誘電体積層部品の製
造方法。
【請求項８】内部電極材料が白金、パラジウム、銀、
ニッケルのうちいずれか、またはこれらの合金であるこ
とを特徴とする請求項７記載の誘電体積層部品の製造方
法。
【請求項９】請求項８記載の内部電極材料と誘電体材
料の微粒子を、同時に噴射堆積して、この混合膜を内部
電極とすることを特徴とする請求項６記載の誘電体積層
部品の製造方法。