JPH0677553A

JPH0677553A - 積層型圧電素子の製造方法

Info

Publication number: JPH0677553A
Application number: JP25373692A
Authority: JP
Inventors: Kousuke Shiratsuyu; 露幸祐白; Toshihiko Kikko; 高敏彦橘; Yasunobu Yoneda; 田康信米
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】積層型圧電素子の製造コストを抑えることが
でき、それほど厳しいグリーンシートの管理が必要でな
い積層型圧電素子の製造方法を提供する。【構成】グリーンシートを焼成して、セラミックシー
トを形成する。そして、セラミックシートを研磨し、セ
ラミックシートの一方主面に電極を形成する。さらに、
セラミックシートの一方主面にガラス層を形成し、ガラ
ス層によって、複数のセラミックシートを接着して、積
層体を形成する。そして、複数のセラミックシートを分
極処理する。なお、積層体を形成する工程において、複
数のセラミックシートに荷重を掛けて複数のセラミック
シートを圧着するのが好ましい。また、ガラス層の厚み
を１μｍ以下とするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は積層型圧電素子の製造
方法に関し、特にたとえば、積層型圧電アクチュエータ
や、圧電発振子，圧電フィルタなどの２次以上の高次の
振動モードを利用した積層圧電共振素子などの積層型圧
電素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内部に電極を有する積層型圧電ア
クチュエータや積層圧電共振素子などの積層型圧電素子
を製造するには、図８に示すように、まずグリーンシー
トを成形し、そのグリーンシートを所定の大きさ，形状
で複数枚に打ち抜いて、さらに打ち抜いたグリーンシー
トにＰｔペーストなどの内部電極を印刷していた。その
後、グリーンシートを重ねて圧着焼成し、焼成物を得て
いた。この焼成物を所定の厚みに研磨したのちに、外部
電極を形成し、分極処理を行って、積層型圧電素子を製
造していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
積層型圧電素子の製造方法では、内部電極の印刷の後で
セラミックシートなどが焼成されるので、内部電極の電
極材料として、Ｐｔなどの高融点の金属を用いる必要が
あり、積層型圧電素子の製造コストが高くなるという問
題点があった。

【０００４】また、内部電極の厚み方向に対する位置精
度が、グリーンシートの厚みのばらつきによって悪化し
てしまう。そのため、グリーンシートの製造に高度な管
理が必要であるという問題点もあった。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、積
層型圧電素子の製造コストを抑えることができ、それほ
ど厳しいグリーンシートの管理が必要でない積層型圧電
素子の製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、グリーンシ
ートを焼成して、セラミックシートを形成する工程と、
セラミックシートを研磨する工程と、セラミックシート
の一方主面に電極を形成する工程と、セラミックシート
の一方主面にガラス層を形成する工程と、ガラス層によ
って、複数のセラミックシートを接着して、積層体を形
成する工程と、複数のセラミックシートを分極処理する
工程とを含む、積層型圧電素子の製造方法である。

【０００７】なお、積層体を形成する工程において、複
数のセラミックシートに荷重を掛けて複数のセラミック
シートを圧着するのが好ましい。

【０００８】また、ガラス層の厚みを１μｍ以下とする
のが好ましい。

【０００９】

【作用】セラミックシートを焼成したのちに、内部電極
を印刷するため、Ｐｔなどの高価な内部電極材料を用い
る必要がなくなる。

【００１０】

【発明の効果】この発明によれば、セラミックシートを
積層する前に研磨をすることから、それほど厳しいグリ
ーンシートの管理が必要でなくなる。また、Ｐｔなどの
高価な内部電極材料を用いる必要がなくなるため、積層
型圧電素子の製造コストを抑えることが可能となる。そ
して、従来の単板セラミックスの製造設備をわずかに変
更するだけで、容易に積層型圧電素子を製造することが
できる。

【００１１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明にかかる積層型圧電素子の製
造方法を示すフロー図である。まず、積層型圧電アクチ
ュエータの製造方法について述べる。

【００１３】まずグリーンシートを成形し、そのグリー
ンシートを所定の大きさ，形状で複数枚に打ち抜く。そ
して、これらのグリーンシートを焼成し、得られたセラ
ミックシートを研磨する。さらに、研磨したセラミック
シートの一方主面に電極を形成する。このセラミックシ
ートの電極形成面に、有機溶剤などを用いて、ペースト
状にしたガラスを塗布したのち、ペースト中のバインダ
を脱脂し、ガラス層を形成する。

【００１４】セラミックシートの電極形成面すなわちガ
ラス層面と、別のセラミックシートの電極未形成面すな
わちガラス層未形成面とを重ねて、５０〜１０００ｇ／
ｃｍ ²の荷重を掛けながら、５００〜８００℃で熱処理
して接着し、積層体を得た。なお、セラミックシートを
接着するときに最外層に位置するセラミックシートの一
方については、その両主面に電極が形成され、一方主面
にガラス層が形成される。また、最外層に位置するセラ
ミックシートの他方については、一方主面に電極が形成
されるが、ガラス層は形成されない。それから、セラミ
ックシートに高電圧を印加して分極処理を行って、圧電
性を与え、積層型圧電素子が製造される。

【００１５】なお、セラミックシートに高電圧を付加し
た際に、低誘電率のガラス層に電圧が集中しないように
するために、ガラス層の厚みを１μｍ以下とするのが好
ましい。また、ガラス層の厚みを薄くするためには、上
述のように、セラミックシートの接着時に荷重を掛け、
また接着温度も制御し、ガラス層を均一かつ薄くする条
件で、セラミックシートを接着すればよい。

【００１６】図２はこの発明によって製造された積層型
圧電アクチュエータの一例を示す斜視図解図であり、図
３は図２の要部図解図である。なお、この積層型圧電ア
クチュエータ１０は、縦効果を利用した積層型圧電アク
チュエータである。

【００１７】積層型圧電アクチュエータ１０は、たとえ
ば１２枚のセラミックシート１２を含む。隣合うセラミ
ックシート１２の間には、特に図３に示すように、電極
１４およびガラス層１６が１枚ずつ形成される。最外層
のセラミックシート１２の外側の主面にも、電極１４が
それぞれ形成される。また、それらのセラミックシート
１２は、図２の矢印Ａおよび矢印Ｂに示すように、積層
順に見て交互に逆向きにかつそれらの厚み方向にそれぞ
れ分極処理されている。さらに、それらの電極１４は、
積層順に見て交互にリード線１８ａおよびリード線１８
ｂに接続される。そして、リード線１８ａは、電源のた
とえば（＋）極に接続され、リード線１８ｂは、電源の
たとえば（−）極に接続される。

【００１８】したがって、この積層型圧電アクチュエー
タ１０は、リード線１８ａおよび１８ｂに電圧を印加す
ると、図２の矢印Ｃおよび矢印Ｄに示すように、その積
層方向に伸びる。

【００１９】従来の方法では、厳しいグリーンシートの
管理が必要であったが、この実施例によれば、セラミッ
クシートを積層する前に研磨をすることから、それほど
厳しいグリーンシートの管理が必要でなくなる。また、
この実施例によれば、セラミックシートを焼成後に内部
電極を印刷するため、Ｐｔなどの高価な内部電極材料を
用いる必要がなくなり、積層型圧電素子の製造コストを
抑えることが可能となる。

【００２０】図４はこの発明によって製造された積層型
圧電アクチュエータの他の例を示す斜視図解図であり、
図５は図４の要部図解図である。なお、この積層型圧電
アクチュエータ２０は、横効果を利用した積層型圧電ア
クチュエータである。

【００２１】積層型圧電アクチュエータ２０は、たとえ
ば２枚のセラミックシート２２を含む。セラミックシー
ト２２の間には、特に図５に示すように、電極２４およ
びガラス層２６が１枚ずつ形成される。それらのセラミ
ックシート２２の外側の主面にも、電極２４がそれぞれ
形成される。また、それらのセラミックシート２２は、
図４の矢印Ｅに示すように、セラミックシート２２の同
じ厚み方向にそれぞれ分極処理されている。セラミック
シート２２の間に形成される電極２４は、リード線２８
ａに接続される。また、外側の２つの電極２４は、リー
ド線２８ｂに接続される。そして、リード線２８ａは、
電源のたとえば（＋）極に接続され、リード線２８ｂ
は、電源のたとえば（−）極に接続される。

【００２２】したがって、この積層型圧電アクチュエー
タ２０は、リード線２８ａ，２８ｂに電圧を印加する
と、図４の矢印Ｆに示すように反り、湾曲する。

【００２３】この実施例のように、縦効果を利用した積
層型圧電アクチュエータのみならず、横効果を利用した
積層型圧電アクチュエータにも、この発明を適用するこ
とができる。

【００２４】次に、高調波エネルギ閉じ込め型積層共振
子の製造方法について述べる。

【００２５】積層型圧電アクチュエータを製造する場合
と同様に、目的の積層体を得る。なお、この積層体の外
側の主面には、電極が形成されていない。そして、この
積層体の外側の主面に、エネルギ閉じ込め型の外部電極
を形成し、分極処理を行って、高調波エネルギ閉じ込め
型積層共振子を製造する。

【００２６】図６はこの発明によって製造された２次高
調波エネルギ閉じ込め型積層共振子を示す斜視図解図で
あり、図７は図６の要部図解図である。

【００２７】２次高調波エネルギ閉じ込め型積層共振子
３０は、たとえば２枚のセラミックシート３２を含む。
セラミックシート３２の間には、内部電極３４およびガ
ラス層３６が１枚ずつ形成される。セラミックシート３
２の外側の主面には、それぞれ外部電極３８が形成され
る。外部電極３８は、セラミックシート３２の主面の中
央に形成される円形の振動電極４０と、振動電極４０か
らセラミックシート３２の端部に延びるＴ字形の引出電
極４２とを含む。また、セラミックシート３２は、それ
ぞれ厚み方向に分極処理されている。

【００２８】この実施例のように、積層型圧電アクチュ
エータのみならず、高調波エネルギ閉じ込め型積層共振
子にも、この発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる積層型圧電素子の製造方法を
示すフロー図である。

【図２】この発明によって製造された積層型圧電アクチ
ュエータの一例を示す斜視図解図である。

【図３】図２の要部図解図である。

【図４】この発明によって製造された積層型圧電アクチ
ュエータの他の例を示す斜視図解図である。

【図５】図４の要部図解図である。

【図６】この発明によって製造された２次高調波エネル
ギ閉じ込め型積層共振子を示す斜視図解図である。

【図７】図６の要部図解図である。

【図８】従来の積層型圧電素子の製造方法を示すフロー
図である。

【符号の説明】

１０，２０積層型圧電アクチュエータ１２，２２，３２セラミックシート１４，２４電極１６，２６，３６ガラス層３０２次高調波エネルギ閉じ込め型積層共振子３４内部電極３８外部電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グリーンシートを焼成して、セラミック
シートを形成する工程、前記セラミックシートを研磨する工程、前記セラミックシートの一方主面に電極を形成する工
程、前記セラミックシートの一方主面にガラス層を形成する
工程、前記ガラス層によって、複数の前記セラミックシートを
接着して、積層体を形成する工程、および前記複数のセ
ラミックシートを分極処理する工程を含む、積層型圧電
素子の製造方法。
【請求項２】前記積層体を形成する工程において、前
記複数のセラミックシートに荷重を掛けて前記複数のセ
ラミックシートを圧着する、請求項１の積層型圧電素子
の製造方法。
【請求項３】前記ガラス層の厚みを１μｍ以下とす
る、請求項２の積層型圧電素子の製造方法。