JPH0722665A

JPH0722665A - 積層型圧電体素子の製造方法

Info

Publication number: JPH0722665A
Application number: JP5192897A
Authority: JP
Inventors: Takashi Asano; 敬史浅野; Hiroshi Nakatani; 宏中谷; Yuichi Kusano; 雄一草野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】積層体の上・下面に外部電極が回り込むこと
を容易かつ確実に防止することが可能で、素子厚みを特
に大きくしたり、ラップ工程を設けたりすることを必要
とせずに、上・下面の平坦性を確保することが可能な積
層型圧電体素子の製造方法を提供する。【構成】圧電体層１と内部電極２ａ，２ｂとの積層体
３の上・下面３ａ，３ｂにダミー層１２を配設し、積層
体３の上・下面３ａ，３ｂをダミー層１２で覆った状態
で、前記内部電極２ａ，２ｂが引き出された側面３ｃ，
３ｄに外部電極形成用材料１４ａ，１４ｂを付着させた
後、ダミー層１２を取り外すことにより、積層体３の側
面３ｃ，３ｄに外部電極４ａ，４ｂを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、積層型圧電体素子に
関し、詳しくは、圧電体層間に配設された内部電極と導
通する外部電極を、圧電体層と内部電極との積層体の側
面に配設してなる積層型圧電体素子の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧電体
を利用した積層型圧電アクチュエータとしては、例え
ば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、複数の圧電体層
５１の間に部分電極構造を有する内部電極５２を配設す
るとともに、圧電体層５１と内部電極５２からなる積層
体５３の、内部電極５２が引き出された側面に、同一極
の内部電極と導通する（すなわち、同一極の内部電極を
並列に接続させる）外部電極５４を配設してなる積層型
圧電体素子５５をケース（図示せず）に収納した構造の
積層型圧電アクチュエータが提案されている。

【０００３】なお、上記の積層型圧電体素子５５におい
ては、内部電極５２は、図９に示すように、一層おきに
逆側の側面の外部電極５４（図８）と導通するように交
互に逆側の端部に引き出されている。

【０００４】また、外部電極５４としては、内部電極５
２との導通の確実性を考慮して厚膜電極が用いられてい
る。

【０００５】ところで、上記従来の積層型圧電体素子５
５においては、圧電体層５１の厚みが通常２００μm以
下と薄いため、図８（ａ），（ｂ）に示すように、積層
型圧電体素子５３の側面に外部電極５４を形成（塗布）
する際に、積層体５３の側面に引き出された最上層及び
最下層の内部電極５２と外部電極５４の接続を確実に行
うことができるように、外部電極５４の上端部５４ａ及
び下端部５４ｂが、積層体５３の角部（エッジ部）から
その上・下面にまで回り込むように外部電極５４を形成
している。

【０００６】そのため、外部電極５４の、積層体５３の
上・下面にまで回り込んだ部分５４ａ，５４ｂが、積層
型圧電体素子５５をケース（図示せず）内に組み込む際
の障害になるという問題点がある。また、積層型圧電体
素子５５の上・下面の平坦性が損われるため、例えば、
複数の積層型圧電体素子５５を積み重ねることにより積
層型圧電アクチュエータを構成する場合に、積重ね（接
合）状態が不安定になり、確実に固定することができな
かったり、積層型圧電アクチュエータとして使用した場
合に、外力によって破壊が生じたりするというような問
題点がある。

【０００７】一方、上記の問題点を解消するために、積
層体５３の上・下面をラップすることにより、積層体５
３の上・下面にまで回り込んだ外部電極５４ａ，５４ｂ
を除去する方法もあるが、ラップ工程で積層体５３に割
れや欠けが発生するという問題点がある。

【０００８】また、図８（ｂ）に示すように、上・下面
に回り込んだ外部電極５４ａ，５４ｂの厚み（高さ）が
左右で異なるような場合には、ラップすることにより、
積層体５３の上・下面が、図１０に示すように斜めにな
り、積層体５３の形状が直方体ではなくなるため、所定
の特性が得られなくなるという問題点がある。

【０００９】そこで、図１１に示すように、積層体５３
の最上層の内部電極５２ａより上側の圧電体部分（圧電
体層）５１ａと、最下層の内部電極５２ｂより下側の圧
電体部分５１ｂの厚みを大きくする（すなわち、上・下
面に、厚みが大きく、かつ、内部電極を有しないダミー
層（圧電体層）５１ａ，５１ｂを設ける）ことにより、
外部電極５４が積層体５３の上・下面に回り込むことを
阻止するようにした積層型圧電体素子５５が提案されて
いる。

【００１０】しかし、この積層型圧電体素子５５（図１
１）においては、ダミー層５１ａ，５１ｂの厚みが大き
いことから、所定の変位を得るために必要な素子厚み
（高さ）がその分だけ厚く（高く）なるという問題点が
ある。

【００１１】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、積層体の上・下面に外部電極が回り込むことを容
易かつ確実に防止して上・下面の平坦性を確保すること
が可能で、かつ、素子厚みを特に大きくしたり、ラップ
工程を設けたりする必要のない積層型圧電体素子の製造
方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の積層型圧電体素子の製造方法は、複数の
圧電体層と、圧電体層間に配設された内部電極と、内部
電極が引き出された側面に形成された外部電極とを備え
てなる積層型圧電体素子の製造方法において、圧電体層
と内部電極との積層体の上・下面にダミー層を配設し、
積層体の上・下面をダミー層で覆った状態で、前記内部
電極が引き出された側面に外部電極形成用材料を付着さ
せた後、ダミー層を取り外すようにしたことを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】ダミー層を配設して積層体の上・下面を覆った
状態で、導電ペーストを塗布する方法やディッピングな
どの方法により、積層体の側面に外部電極形成用材料を
付着させ、その後にダミー層を取り外すようにしている
ため、外部電極形成用材料が積層体の上・下面に付着す
ることを確実に防止することができる。

【００１４】したがって、ラップ工程などを必要とする
ことなく、側面にのみ外部電極が形成され、上・下面が
平坦な積層型圧電体素子を容易かつ確実に製造すること
ができるようになる。

【００１５】また、ダミー層は外部電極が形成された後
に取り外されるため、素子厚み（高さ）をその分だけ小
さくすることが可能になる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。

【００１７】［実施例１］図１，図２及び図３はこの実
施例にかかる積層型圧電体素子の製造方法を示す図、図
４はこの発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子の製
造方法により製造された積層型圧電体素子を示す図であ
る。

【００１８】この実施例においては、まず、圧電体層
（グリーンシート）を製造するために、原料を秤量し、
粉砕してバインダとともに混合し、脱泡した後、シート
状に成形し、所定の形状に打抜く。それから、これに内
部電極を印刷する。

【００１９】そして、内部電極が印刷された圧電体層を
積層圧着し、脱脂した後、本焼成を行い、焼成ユニット
（積層体ユニット）を得る。

【００２０】次に、図１に示すように、焼成ユニット１
１の上・下面にダミー層１２を配設した後、所定の形状
（すなわち積層型圧電体素子の形状）にカットして図２
に示すような積層体３を得る。なお、ダミー層１２とし
ては、セラミック板や金属板などの種々の材料を用いる
ことが可能である。

【００２１】それから、図３に示すように、積層体３の
側面３ｃ，３ｄに、例えば、導電ペーストを塗布する方
法やディッピングなどの方法により、外部電極形成用材
料１４ａ，１４ｂを付着させる。このとき、積層体３の
上・下面３ａ，３ｂがダミー層１２により覆われている
ため、外部電極形成用材料１４ａ，１４ｂが積層体３の
上・下面３ａ，３ｂに付着することはない。

【００２２】そして、ダミー層１２を取り外すことによ
り、図４に示すような、側面３ｃ，３ｄにのみ外部電極
４ａ，４ｂが形成され、上・下面３ａ，３ｂが平坦な積
層型圧電体素子５を得ることができる。なお、外部電極
形成用材料１４ａ，１４ｂを焼き付けることが必要な場
合には、ダミー層１２を取り外した後、熱処理を行うこ
とが可能であり、また、ダミー層１２を取り外すことな
く熱処理を行い、その後にダミー層１２を取り除くこと
も可能である。

【００２３】上記実施例の方法により製造された積層型
圧電体素子は、ケースに組み込む際に障害となるような
部分（上・下面に付着した外部電極など）がないため、
ケースに確実に組み込むことが可能になり、所定の特性
を有し、かつ、信頼性の高い積層型圧電アクチュエータ
を確実に製造することが可能になる。

【００２４】また、この実施例の方法により製造された
積層型圧電体素子は、上・下面の平坦性に優れているた
め、積層型圧電体素子を複数個積み重ねて積層型圧電ア
クチュエータを構成する場合に、積重ね（接合）の安定
性に優れ、外力によって破壊が生じたりすることがな
く、信頼性の高い積層型圧電アクチュエータを得ること
ができる。

【００２５】［実施例２］上記実施例１と同様の方法
で、焼成ユニット（積層体ユニット）を形成し、これを
カットして個々の積層体を得る。

【００２６】次に、図５に示すように、積層体３の上・
下面３ａ，３ｂに、該上・下面３ａ，３ｂより大きな平
面形状を有するダミーブロック（ダミー層）１３を、接
着剤６により接着する。

【００２７】それから、図６に示すように、積層体３の
側面３ｃ，３ｄに、例えば、導電ペーストを塗布する方
法やディッピングなどの方法により、外部電極形成用材
料１４ａ，１４ｂを付着させる。このとき、積層体３の
上・下面３ａ，３ｂにはダミーブロック（ダミー層）１
３が接着されているため、外部電極形成用材料１４ａ，
１４ｂが積層体３の上・下面３ａ，３ｂに付着すること
はない。

【００２８】それから、ダミーブロック（ダミー層）１
３を取り外した後、必要に応じて所定の温度で熱処理
し、外部電極形成用材料１４ａ，１４ｂを焼き付けるこ
とにより、図７に示すように、側面３ｃ，３ｄにのみ外
部電極４ａ，４ｂが形成され、上・下面が平坦な積層型
圧電体素子５を得ることができる。なお、この実施例の
製造方法においても、ダミーブロック（ダミー層）１３
を取り外さずに熱処理を行った後、ダミーブロック（ダ
ミー層）１３を取り除くように構成することも可能であ
る。

【００２９】また、この実施例の方法により製造された
積層型圧電体素子は、上記実施例１の積層型圧電体素子
５と同様に、ケースに組み込む際に障害となるような部
分（上・下面に付着した外部電極など）がないため、ケ
ースに確実に組み込むことが可能であるとともに、上・
下面の平坦性に優れているため、積層型圧電体素子を複
数個積み重ねて積層型圧電アクチュエータを構成する場
合に、積重ね（接合）の安定性に優れ、外力によって破
壊が生じたりすることがなく、信頼性の高い積層型圧電
アクチュエータを得ることができる。

【００３０】なお、この発明は、上記実施例に限定され
るものではなく、圧電体層を構成する材料の種類や組
成、あるいは圧電体層の具体的な形状や積層方法、内部
電極や外部電極の構成材料及びその形成方法などに関
し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を
加えることが可能である。

【００３１】

【発明の効果】上述のように、この発明の積層型圧電体
素子の製造方法は、積層体の上・下面にダミー層を配設
して積層体の上・下面を覆った状態で、内部電極が引き
出された側面に外部電極形成用材料を付着させた後、ダ
ミー層を取り外すようにしているので、積層体の上・下
面に外部電極が付着することを防止して、上・下面が平
坦な積層型圧電体素子を容易かつ確実に製造することが
できる。

【００３２】また、この発明の積層型圧電体素子の製造
方法によれば、上・下面を平坦にするためにラップ工程
などを設けたりする必要がなく、製造工程が簡略化され
るとともに、ラップ工程などにおける割れや欠けの発生
を防止することができる。

【００３３】さらに、この発明の積層型圧電体素子の製
造方法によれば、ダミー層が最終的に取り外されるた
め、形成される積層型圧電体素子の厚み（高さ）をその
分だけ小さくすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法の一工程において、焼成ユニットの上・下面
にダミー層を配設した状態を示す斜視図である。

【図２】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法の一工程において、積層体の上・下面にダミ
ー層を配設した状態を示す断面図である。

【図３】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法の一工程において、上・下面にダミー層が配
設された積層体の側面に外部電極形成用材料を付着させ
た状態を示す断面図である。

【図４】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法により製造された積層型圧電体素子を示す断
面図である。

【図５】この発明の他の実施例にかかる積層型圧電体素
子の製造方法の一工程において、積層体の上・下面にダ
ミーブロック（ダミー層）を接着した状態を示す断面図
である。

【図６】この発明の他の実施例にかかる積層型圧電体素
子の製造方法の一工程において、上・下面にダミーブロ
ック（ダミー層）が接着された積層体の側面に外部電極
形成用材料を付着させた状態を示す断面図である。

【図７】この発明の他の実施例にかかる積層型圧電体素
子の製造方法により製造された積層型圧電体素子を示す
断面図である。

【図８】従来の積層型圧電体素子を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図９】従来の積層型圧電体素子の内部電極のパターン
を示す分解斜視図である。

【図１０】上・下面をラップした従来の積層型圧電体素
子を示す断面図である。

【図１１】上・下面に厚みの大きいダミー層（圧電体
層）を設けた従来の積層型圧電体素子を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１圧電体層２ａ，２ｂ内部電極３積層体３ａ，３ｂ積層体の上・下面３ｃ，３ｄ積層体の側面４ａ，４ｂ外部電極５積層型圧電体素子１１焼成ユニット１２ダミー層１３ダミーブロック（ダミ
ー層）１４ａ，１４ｂ外部電極形成用材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の圧電体層と、圧電体層間に配設さ
れた内部電極と、内部電極が引き出された側面に形成さ
れた外部電極とを備えてなる積層型圧電体素子の製造方
法において、圧電体層と内部電極との積層体の上・下面にダミー層を
配設し、積層体の上・下面をダミー層で覆った状態で、
前記内部電極が引き出された側面に外部電極形成用材料
を付着させた後、ダミー層を取り外すようにしたことを
特徴とする積層型圧電体素子の製造方法。