JPH06314829A - 積層圧電アクチュエータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層圧電アクチュエータの製造を確実かつ容
易に行い、製品の歩留りを向上させる。 【構成】 圧電体のグリーンシートの導体層１２ａ、１
２ｂを導体層の一方の端面が積層するグリーンシート１
層おきにグリーンシートの側面まで達しないようにして
焼成した後、積層体の一方の側面に導電膜１４を形成す
る。該導電膜１４を電極として電気泳動法によって積層
体の他方の側面に露出する対向電極２２ｂの端面にガラ
ス粉末を付着させて対向電極の端面にひとつおきに絶縁
体２４を形成する。次いで、積層体の一方の側面につい
て導電膜とともに圧電焼結体を所定厚さ研削除去して一
方の側面にすべての対向電極の端面を露出させる。積層
体の他方の側面に外部導電膜を被着形成した後、該外部
導電膜を電極として電気泳動法によりガラス粉末を対向
電極の一方の端面に付着させる。該積層体の一方の側面
に外部導電膜を被着形成することによって外部導電膜に
交互に対向電極が導通する積層圧電アクチュエータが得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は対向電極を積層される圧
電焼結体の層間に形成して成る積層圧電アクチュエータ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層圧電アクチュエータは圧電体を層状
に積層して構成したもので、図３に示すように層間に対
向電極５を設けて複数枚の圧電焼結体６を積層して成る
ものである。アクチュエータとして作用させる場合には
各々の圧電焼結体６の対向電極５間に電圧を印加して行
う。このため、対向電極５は交互に極性を逆にする必要
がある。

【０００３】従来は積層体の対向する外面全体にそれぞ
れ外部電極７を設け、それぞれを正負の電極として電圧
を印加するようにしている。したがって、各々の外部電
極７で対向電極５がひとつおきに外部電極７に導通する
ようにして、外部電極７、７間に電圧を印加することに
よって各々の対向電極５間に電界が作用するようにして
いる。また、積層体の側面に外部電極７を設け、外部電
極７に交互に対向電極５を導通させるようにしている。

【０００４】上記のように対向電極５をひとつおきに外
部電極７に導通させる方法としては積層体の側面に露出
する対向電極５の端面にひとつおきに絶縁体８を被着
し、外部電極７を設けた際に対向電極５がひとつおきに
導通するようにする方法が一般的である。なお、絶縁体
８を設ける方法としては、ガラス粉末を懸濁させ、電気
泳動法によって対向電極５の端面にガラス粉末を付着さ
せた後、ガラス融着させる方法が知られている（特開平
2-166777号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気泳
動法によってガラス粉末を付着させる場合には、積層体
の対向する側面ごとに電気泳動法によってガラス粉末を
付着させる必要があり操作が煩雑になる。このため、簡
単な操作で絶縁体を形成する方法として、たとえば電着
塗料を利用して積層体の両側面の対向電極５にひとつお
きに電着塗料を塗布し、１回の電気泳動法の操作によっ
て電着塗料が塗布されていない電極の端面にガラス粉末
を付着させ、加熱してガラス粉末を融着させると共に電
着塗料を消失させる方法（特開昭64-7575 号公報）等が
提案されている。

【０００６】しかしながら、上記の電着塗料を使用する
といった方法の場合でも、対向電極５の端面にひとつお
きに電着塗料を塗布するためには通電用の引き出し電極
を設けて電着用治具と対向電極５とを導通させる必要が
ある。しかしながら、圧電体に有効に電界が作用するよ
うにするため圧電焼結体６の厚さは実際には１００μｍ
程度ときわめて薄いため、電着用治具を各々の対向電極
に接触させることは非常に困難である。

【０００７】そこで、本発明はこれら問題点を解消すべ
くなされたものであり、圧電焼結体の厚さを薄くした場
合でも、対向電極に対し確実にひとつおきに絶縁体を形
成することができ、アクチュエータとして有効に機能す
る積層圧電アクチュエータを得ることができる製造方法
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】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、複数枚の圧電焼
結体が層間に対向電極が形成されて一体に積層されると
ともに、積層体の対向する両側面上に前記対向電極が交
互に逆の極性となるように接続する外部導電膜を形成し
た積層圧電アクチュエータの製造方法において、圧電体
のグリーンシートの表面に設ける導体層を該導体層の一
方の端面が積層する前記グリーンシート１層おきに該グ
リーンシートの側面まで達しないように形成し、焼成す
ることにより内部に対向電極を有する圧電焼結体の積層
体を形成し、該積層体の前記一方の側面にのみ導電膜を
形成し、該導電膜を電極として積層体の他方の側面に露
出する対向電極の端面に電気泳動法によりガラス粉末を
付着させることにより前記対向電極の端面にひとつおき
に絶縁体を形成した後、前記積層体の一方の側面につい
て導電膜とともに圧電焼結体を所定厚さ研削除去するこ
とにより一方の側面にすべての対向電極の端面を露出さ
せ、前記積層体の他方の側面に外部導電膜を被着形成
し、該外部導電膜を電極として積層体の一方の側面に露
出する対向電極の端面に電気泳動法によりガラス粉末を
付着させることにより、前記他方の端面で絶縁体が付着
した以外の対向電極の一方の端面に絶縁体を形成し、該
積層体の一方の側面に外部導電膜を被着形成することを
特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係る積層圧電アクチュエータの製造方
法では、圧電焼結体の積層体の外側面に設ける外部導電
膜と対向電極とをひとつおきに導通させるため、導電膜
とを電気的に導通させるため、積層体の各々の外側面に
電気泳動法によってガラス粉末を付着させ外部導電膜と
対向電極がひとつおきに導通するようにする。ガラス粉
末を対向電極の端面に付着させる場合、積層体の外面に
設けた導電膜を電極として利用し、この電極と対向電極
がひとつおきに導通されるようにして各々の対向電極の
端面に自己整合的にガラス粉末が付着するようにする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る積層圧電ア
クチュエータの製造方法を示す説明図である。積層圧電
アクチュエータの製造にあたっては圧電焼結体となる圧
電体のグリーンシートを積層して一体に焼成するが、層
間に対向電極を形成するため圧電体のグリーンシートの
表面にメタライズ等により導体層を形成して積層する。
この場合、図１に示すように圧電体のグリーンシート１
０に設ける導体層の一端がグリーンシート１枚ごとにグ
リーンシートの一方の端面まで達しないようにして積層
する。

【００１１】すなわち、図１(a) で１２ａは積層体の一
方の側面までは達しないように設けた導体層であり、１
２ｂは積層体の両側面に達している導体層を示す。これ
によって、圧電体のグリーンシート１０の積層体で一方
の側面（図の右側の面）では１枚おきに導体層１２ｂの
端面が露出する。なお、積層体の他方の側面（図の左側
の面）では導体層１２ａ、１２ｂともすべてその端面が
露出している。こうして圧電体のグリーンシート１０を
積層した後、所定の焼成条件で焼成することによって対
向電極が層間に形成された圧電焼結体２０が多層に形成
された積層体を得る。

【００１２】次に、上記積層体の一方の側面にスパッタ
リング法等で外部導電膜１４を設け（図１(b) ）、外部
導電膜１４を電極として電気泳動法により積層体の他方
の面にガラス粉末を付着させる（図１(c) ）。圧電焼結
体２０の層間には対向電極２２ａ、２２ｂが形成されて
いるが、対向電極２２ａは外部導電膜１４とは電気的に
絶縁されており、対向電極２２ｂは外部導電膜１４と電
気的に接続しているから、外部電極１４に接続している
対向電極２２ｂの端面のみにガラス粉末が付着する。こ
の実施例の場合は電気泳動法によって自己整合的にひと
つおきにガラス粉末が付着して絶縁体２４が形成され
る。

【００１３】次に、積層体で上記の外部導電膜１４を設
けた面を研削し、図２(a) に示すように対向電極２２ａ
の端面を積層体の端面に露出させる。これによって、積
層体の一方の側面で対向電極２２ａ、２２ｂの双方の端
面が露出する。次いで、図２(b) に示すように積層体で
絶縁体２４を設けた側面側に外部導電膜１５を設ける。
外部導電膜１５はスパッタリング法等により、図のよう
に絶縁体２４の上から導体を被せるようにして積層体の
外面全体に設ける。

【００１４】次に、外部導電膜１５を電極として積層体
の一方の側面に電気泳動法によってガラス粉末を付着さ
せ対向電極２２ａの露出端面に絶縁体２４を形成する
（図２(c) ）。対向電極２２ａについては外部導電膜１
５と導通しているのに対し、対向電極２２ｂについては
絶縁体２４により外部導電膜１５との導通が阻止されて
いるから、今回の電気泳動法による操作では対向電極２
２ａの端面のみに絶縁体２４が形成されることになる。
絶縁体２４も電気泳動法によって自己整合的に対向電極
２２ａのみに形成される。

【００１５】上記のようにして積層体の一方の側面側で
対向電極２２ａの端面に絶縁体２４を形成した後、図２
(d) に示すように積層体の一方の側面に外部導電膜１６
を形成する。この外部導電膜１６もスパッタリング法等
で積層体の一方の側面全体に設ける。こうして、図２
(d) に示すように積層体の対向する両面に外部導電膜１
５、１６が形成され、各々の外部導電膜１５、１６にそ
れぞれ対向電極２２ａ、２２ｂが各別に導通した積層体
が得られる。

【００１６】この積層体はその構成から明らかなように
層状に形成された圧電焼結体２０の層間に積層体の端面
から端面にわたって対向電極が形成され、積層体の端面
の導体膜には圧電焼結体２０の１層おきに対向電極が交
互に導通するから、導体膜を正負の電極として使用する
ことによって各々の圧電焼結体２０に電圧を印加して効
果的なアクチュエータの作用をなすことができる。

【００１７】本実施例の積層圧電アクチュエータの製造
方法は、圧電焼結体２０の積層体に対して、各々の側面
ごと電気泳動法の操作によってガラス粉末を付着させる
から、電気泳動法による操作を２回行わなければならな
いが、各々の対向電極の端面に絶縁体２４を設ける方法
としてきわめて確実に絶縁体を設けることができるとい
う利点がある。すなわち、本方法による場合は対向電極
２２ａ、２２ｂに絶縁体２４を設ける場合に対向電極２
２ａ、２２ｂと電極との導通を確実にとって自己整合的
にして行うから、圧電焼結体２０の厚さが１００μｍ以
下といったきわめて薄厚のものを使用する製品の場合で
も信頼性の高い製品を確実に製造することが可能であ
る。なお、本発明方法による場合は、圧電焼結体２０の
積層枚数やその厚さ等については任意に設定でき、また
積層体の大きさ等についても任意に設定することが可能
である。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る積層圧電アクチュエータの
製造方法によれば、上述したように、積層された圧電焼
結体の各層ごとに確実に極性の異なる対向電極を形成す
ることができ、これによって積層圧電アクチュエータの
製造が容易にでき、多層の製品や圧電焼結体がきわめて
薄厚の製品に対しても好適に適用することができる。ま
た、製造が確実にできることから製品の歩留りを向上さ
せることができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層圧電アクチュエータの製造方法を示す説明
図である。

【図２】積層圧電アクチュエータの製造方法を示す説明
図である。

【図３】積層圧電アクチュエータの構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

５、２２ａ、２２ｂ 対向電極 ６、２０ 圧電焼結体 ７ 外部電極 ８、２４ 絶縁体 １２ａ、１２ｂ 導体層 １４、１５、１６ 外部導電膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の圧電焼結体が層間に対向電極が
   形成されて一体に積層されるとともに、積層体の対向す
   る両側面上に前記対向電極が交互に逆の極性となるよう
   に接続する外部導電膜を形成した積層圧電アクチュエー
   タの製造方法において、 圧電体のグリーンシートの表面に設ける導体層を該導体
   層の一方の端面が積層する前記グリーンシート１層おき
   に該グリーンシートの側面まで達しないように形成し、
   焼成することにより内部に対向電極を有する圧電焼結体
   の積層体を形成し、 該積層体の前記一方の側面にのみ導電膜を形成し、該導
   電膜を電極として積層体の他方の側面に露出する対向電
   極の端面に電気泳動法によりガラス粉末を付着させるこ
   とにより前記対向電極の端面にひとつおきに絶縁体を形
   成した後、 前記積層体の一方の側面について導電膜とともに圧電焼
   結体を所定厚さ研削除去することにより一方の側面にす
   べての対向電極の端面を露出させ、 前記積層体の他方の側面に外部導電膜を被着形成し、 該外部導電膜を電極として積層体の一方の側面に露出す
   る対向電極の端面に電気泳動法によりガラス粉末を付着
   させることにより、前記他方の端面で絶縁体が付着した
   以外の対向電極の一方の端面に絶縁体を形成し、 該積層体の一方の側面に外部導電膜を被着形成すること
   を特徴とする積層圧電アクチュエータの製造方法。