JPS61174681A - 積層圧電体の製造方法 - Google Patents
積層圧電体の製造方法Info
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- JPS61174681A JPS61174681A JP60014003A JP1400385A JPS61174681A JP S61174681 A JPS61174681 A JP S61174681A JP 60014003 A JP60014003 A JP 60014003A JP 1400385 A JP1400385 A JP 1400385A JP S61174681 A JPS61174681 A JP S61174681A
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- Japan
- Prior art keywords
- layer
- sides
- internal electrode
- internal electrodes
- insulating
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/063—Forming interconnections, e.g. connection electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は積層圧電体の製造方法に関する。
小型でかつ低電圧駆動が可能な一体焼成型の積層圧電体
を得る目的で、グリーンシート積層法と ・呼ばれ
る、接着剤を使用しない積層コンデンサの製造技術の応
用が試みられている。この製造技術により、接着剤を使
用する積層圧電体では５００μｍ程度が最小限界とされ
ている内部電極間の距離を容易に小さく、例えば５０〜
３００μｍとすることができ、その結果、駆動電圧を低
下させることが可能となる。しかし、従来の積層コンデ
ンサ型の積層圧電体は、各内部電極の面積が圧電体の圧
電体層の横断面積よりかなり小さいため、電界印加によ
り発生する内部歪の分布が不均一となり、破壊しやすい
という欠点がある。
を得る目的で、グリーンシート積層法と ・呼ばれ
る、接着剤を使用しない積層コンデンサの製造技術の応
用が試みられている。この製造技術により、接着剤を使
用する積層圧電体では５００μｍ程度が最小限界とされ
ている内部電極間の距離を容易に小さく、例えば５０〜
３００μｍとすることができ、その結果、駆動電圧を低
下させることが可能となる。しかし、従来の積層コンデ
ンサ型の積層圧電体は、各内部電極の面積が圧電体の圧
電体層の横断面積よりかなり小さいため、電界印加によ
り発生する内部歪の分布が不均一となり、破壊しやすい
という欠点がある。
この欠点を解消するため、各内部電極の面積と圧電体層
の横断面積を等しくすれば、圧電体内部の歪の分布は均
一となり、したがって電界の（り返し印加に対しても破
壊を生ずることはないが、この場合、各内部電極を並列
接続にするためには各内部電極の端部を一層おきに絶縁
処理することが必要であり、この絶縁処理は、内部電極
間の距離が、例えば５０〜３００Ｉ！ｍと小さい場合に
は極めて困難である。
の横断面積を等しくすれば、圧電体内部の歪の分布は均
一となり、したがって電界の（り返し印加に対しても破
壊を生ずることはないが、この場合、各内部電極を並列
接続にするためには各内部電極の端部を一層おきに絶縁
処理することが必要であり、この絶縁処理は、内部電極
間の距離が、例えば５０〜３００Ｉ！ｍと小さい場合に
は極めて困難である。
この問題点を解決するため本出願人は先に、第２図に示
すように、両側面に露出した内部電極２の端部に一層お
きに溝を形成し、この溝に絶縁体を埋め込み、焼付けし
て絶縁層８を形成することによって内部電極端部の絶縁
処理を行い、次いで外部電極９を形成して内部電極間の
電気的並列接続を行うようにした方法を提案した（特願
昭５９−９８４２号）。しかし、この方法にはなお次の
ような問題点がある。即ち、 （１）溝部以外の部分に付着した絶縁体を焼付は後に完
全に除去するための研磨工程を必要とすること、 （２）溝を形成する際、内部電極の蛇行、切削操作のミ
スなどに起因して万一所定の内部電極端部が切込まれな
い場合、両性部電極間がわずが一層の内部電極によって
でもショートして圧電体の機能が失われてしまうこと。
すように、両側面に露出した内部電極２の端部に一層お
きに溝を形成し、この溝に絶縁体を埋め込み、焼付けし
て絶縁層８を形成することによって内部電極端部の絶縁
処理を行い、次いで外部電極９を形成して内部電極間の
電気的並列接続を行うようにした方法を提案した（特願
昭５９−９８４２号）。しかし、この方法にはなお次の
ような問題点がある。即ち、 （１）溝部以外の部分に付着した絶縁体を焼付は後に完
全に除去するための研磨工程を必要とすること、 （２）溝を形成する際、内部電極の蛇行、切削操作のミ
スなどに起因して万一所定の内部電極端部が切込まれな
い場合、両性部電極間がわずが一層の内部電極によって
でもショートして圧電体の機能が失われてしまうこと。
本発明は、前記の点に鑑み、電界のくり返し印加に対し
て破壊のおそれのない積層圧電体を製造する際、内部電
極端部の絶縁処理を効率よくかつ確実に行うことによっ
て、高い生産性で積層圧電体を製造できる方法を提供す
ることである。即ち、本発明は、複数の圧電体層が内部
電極を介して焼結により一体化された所定寸法の素子を
準備する工程と、素子の両側面に露出した内部電極端部
に一層おきに絶縁処理を行う工程と、素子の両側面に外
部電極を形成して内部電極間の電気的並列接続を行う工
程とを具備して成る、内部電極の面積と圧電層の横断面
積が実質的に等しい積層圧電体の製造方法において、素
子の両側面に絶縁層を形成し、この絶縁層を通して内部
電極端部に達するまで一層おきに溝を形成して内部電極
端部に一層おきに絶縁処理を行い、前記溝に導電材料を
埋め込み、さらに素子の絶縁層を有する両側面に導電材
料の層を形成して内部電極間の電気的並列接続を行うこ
とを特徴とする方法により前記の問題点を解消しようと
するものである。
て破壊のおそれのない積層圧電体を製造する際、内部電
極端部の絶縁処理を効率よくかつ確実に行うことによっ
て、高い生産性で積層圧電体を製造できる方法を提供す
ることである。即ち、本発明は、複数の圧電体層が内部
電極を介して焼結により一体化された所定寸法の素子を
準備する工程と、素子の両側面に露出した内部電極端部
に一層おきに絶縁処理を行う工程と、素子の両側面に外
部電極を形成して内部電極間の電気的並列接続を行う工
程とを具備して成る、内部電極の面積と圧電層の横断面
積が実質的に等しい積層圧電体の製造方法において、素
子の両側面に絶縁層を形成し、この絶縁層を通して内部
電極端部に達するまで一層おきに溝を形成して内部電極
端部に一層おきに絶縁処理を行い、前記溝に導電材料を
埋め込み、さらに素子の絶縁層を有する両側面に導電材
料の層を形成して内部電極間の電気的並列接続を行うこ
とを特徴とする方法により前記の問題点を解消しようと
するものである。
本発明の方法において、内部電極端部に形成す−る溝の
寸法は、目的とする・積層圧電体の寸法によって異なる
が、刃厚約３０〜１１００ｐのカッター、例えば自動カ
フティングマシンで深さ約５０〜１５０Ｉ！ｍに形成す
るのが好ましい。
寸法は、目的とする・積層圧電体の寸法によって異なる
が、刃厚約３０〜１１００ｐのカッター、例えば自動カ
フティングマシンで深さ約５０〜１５０Ｉ！ｍに形成す
るのが好ましい。
前記素子は次のようにして作製することができる。まず
、圧電材料の仮焼粉末を主成分として含む泥しようから
厚さ数１０〜数１１００Ａ１のシートを成形し、乾燥し
てグリーンシートを作製す６゜次に、グリーンシート上
に内部電極となる金属ペーストを印刷し、この印刷され
たグリーンシートを積層、加圧して一体化した後、所定
温度で焼結し、この焼結体★所定寸法に切断する。
、圧電材料の仮焼粉末を主成分として含む泥しようから
厚さ数１０〜数１１００Ａ１のシートを成形し、乾燥し
てグリーンシートを作製す６゜次に、グリーンシート上
に内部電極となる金属ペーストを印刷し、この印刷され
たグリーンシートを積層、加圧して一体化した後、所定
温度で焼結し、この焼結体★所定寸法に切断する。
以下に、図面を参照しながら本発明を実施例により説明
する。
する。
Ｐｂｏ、 ｑｓｓ Ｂｉｏ、 ｏＩ（Ｚｎｏ、 １１４
２ Ｎｉｏ、 Ｉｚｓ Ｎｔ）ｏ、 ｚｚ３）Ｔｔｏ、
５４Ｚｒ６．、、 ｏ、の組成で表されるＰ Ｚ、Ｔ
圧電材料の仮焼粉末１００重量部に、有機結合側止して
ポリビニルブチラール３重量部、可塑剤としてフタル酸
ジオクチル１．５重量部、分散剤としてソルビタンセス
キオレート０．５重量部および溶剤としてトリクロロエ
チレン１０！！：置部とエチルアルコール１５重量部と
を加え、ボールミルで２４時間混合を行い、泥しようを
作製した。
２ Ｎｉｏ、 Ｉｚｓ Ｎｔ）ｏ、 ｚｚ３）Ｔｔｏ、
５４Ｚｒ６．、、 ｏ、の組成で表されるＰ Ｚ、Ｔ
圧電材料の仮焼粉末１００重量部に、有機結合側止して
ポリビニルブチラール３重量部、可塑剤としてフタル酸
ジオクチル１．５重量部、分散剤としてソルビタンセス
キオレート０．５重量部および溶剤としてトリクロロエ
チレン１０！！：置部とエチルアルコール１５重量部と
を加え、ボールミルで２４時間混合を行い、泥しようを
作製した。
次に、この泥しようをポリエステルフィルム上に流し、
ドクターブレードを用いてシート状に成形し、自然乾燥
して厚さ２５０μｍのグリーンシートを作製した。
ドクターブレードを用いてシート状に成形し、自然乾燥
して厚さ２５０μｍのグリーンシートを作製した。
次いで、このグリーンシートから直径２０ｍの円形シー
トを５０枚打抜き、各円形シートの片面に内部電極用と
してパラジウムペーストを印刷した。
トを５０枚打抜き、各円形シートの片面に内部電極用と
してパラジウムペーストを印刷した。
これらの円形シートを積み重ね、１０００ｋ［ｒ／ｃｍ
”の圧力を加えて二体化した後、除圧した。
”の圧力を加えて二体化した後、除圧した。
次に、この一体化した積層体を酸素雰囲気中において昇
温速度４０℃／ｈで７００ｔまで加熱し、この温度で１
０時間保持し、有機時合剤、可望剤および分散剤を分解
除去した後、さらに加熱し、１２００℃に３時間保持し
て焼結体とした。
温速度４０℃／ｈで７００ｔまで加熱し、この温度で１
０時間保持し、有機時合剤、可望剤および分散剤を分解
除去した後、さらに加熱し、１２００℃に３時間保持し
て焼結体とした。
次に、この焼結体を切断して２Ｂ Ｘ ３ ｗ Ｘ ９
ｍの角柱状焼結体素子１を得た（第１図Ａ）。この素
子１の各層はＰＺＴセラミック層２と／寸うジウム内部
電極３とからなり、厚さ約１８０μｍであった。
ｍの角柱状焼結体素子１を得た（第１図Ａ）。この素
子１の各層はＰＺＴセラミック層２と／寸うジウム内部
電極３とからなり、厚さ約１８０μｍであった。
この素子１の両側面に絶縁体ペース） （Ｄｕ Ｐｏｎ
ｔ９９５０のガラスペースト）を塗布し、乾燥後、８５
０℃で１０分間焼付けを行って、絶縁層４を形成した（
第１図Ｂ）。
ｔ９９５０のガラスペースト）を塗布し、乾燥後、８５
０℃で１０分間焼付けを行って、絶縁層４を形成した（
第１図Ｂ）。
刃厚１００μｍの自動力・ソテイングマシンで絶縁層４
を通して内部電極３の端部を一層おきに約５０μｍの深
さまで切削して溝５を形成した（第１図Ｃ）。
を通して内部電極３の端部を一層おきに約５０μｍの深
さまで切削して溝５を形成した（第１図Ｃ）。
次いで、溝５に銀ペーストを埋め込み、さらに、素子の
ｖＡ縁層４を有する両側面に銀ペーストを塗布した後、
７００℃で１０分間焼付けを行って、溝５内の銀ペース
トと一体に焼付された外部電極６を形成して積層圧電体
７を得たく第１図Ｄ）。
ｖＡ縁層４を有する両側面に銀ペーストを塗布した後、
７００℃で１０分間焼付けを行って、溝５内の銀ペース
トと一体に焼付された外部電極６を形成して積層圧電体
７を得たく第１図Ｄ）。
この積層圧電体７に電界強度１２ ｋＶ／ｃｍの直流電
圧を５０℃で６０分間印加してポーリングを行った後、
１００■の直流電圧を印加したところ、高さ方向に４μ
ｍの変位が得られた。
圧を５０℃で６０分間印加してポーリングを行った後、
１００■の直流電圧を印加したところ、高さ方向に４μ
ｍの変位が得られた。
本発明は、素子の両側面にまず絶縁層を設け、次いでこ
の絶縁層を切削して内部電極端部まで一層おきに溝を形
成することによって内部電極端部の絶縁処理を行うもの
であるため、従来の方法では必要であった絶縁層の研磨
工程が不必要となり、その上、絶縁処理を容易にかつ確
実に行うことが可能となり、したがうて生産性を高める
ことができる。
の絶縁層を切削して内部電極端部まで一層おきに溝を形
成することによって内部電極端部の絶縁処理を行うもの
であるため、従来の方法では必要であった絶縁層の研磨
工程が不必要となり、その上、絶縁処理を容易にかつ確
実に行うことが可能となり、したがうて生産性を高める
ことができる。
さらに、内部電極の蛇行、切削操作のミスなどに起因し
て万一所定の内部電極端部に溝が形成されないことがあ
っても、外部電極間でショートを起こすことがない。
て万一所定の内部電極端部に溝が形成されないことがあ
っても、外部電極間でショートを起こすことがない。
第１図は本発明の方法の一例を示す図、第２図は従来の
積層圧電体を示す断面図である。 なお図面に用いら
れた符号において、 １・・・−一−−−−−−−−−−−−−素子２−−−
−−−・−・−−一−−−−−セラミック層３−・・−
・・−・・−〜−−−−−−・内部電極４．８・−・−
−一−−−絶縁層 ５・−・−・−−−−−一−−−−・溝６ 、 ９−−
−−−−−−一・外部電極７−−−−−−−−−−−−
−−−・−積層圧電体である。
積層圧電体を示す断面図である。 なお図面に用いら
れた符号において、 １・・・−一−−−−−−−−−−−−−素子２−−−
−−−・−・−−一−−−−−セラミック層３−・・−
・・−・・−〜−−−−−−・内部電極４．８・−・−
−一−−−絶縁層 ５・−・−・−−−−−一−−−−・溝６ 、 ９−−
−−−−−−一・外部電極７−−−−−−−−−−−−
−−−・−積層圧電体である。
Claims (1)
- 複数の圧電体層が内部電極を介して焼結により一体化
された所定寸法の素子を準備する工程と、素子の両側面
に露出した内部電極端部に一層おきに絶縁処理を行う工
程と、素子の両側面に外部電極を形成して内部電極間の
電気的並列接続を行う工程とを具備して成る、内部電極
の面積と圧電体層の横断面積が実質的に等しい積層圧電
体の製造方法において、素子の両側面に絶縁層を形成し
、この絶縁層を通して内部電極端部に達するまで一層お
きに溝を形成して内部電極端部に一層おきに絶縁処理を
行い、前記溝に導電材料を埋め込み、さらに素子の絶縁
層を有する両側面に導電材料の層を形成して内部電極間
の電気的並列接続を行うことを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60014003A JPS61174681A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 積層圧電体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60014003A JPS61174681A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 積層圧電体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174681A true JPS61174681A (ja) | 1986-08-06 |
Family
ID=11849036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60014003A Pending JPS61174681A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 積層圧電体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174681A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63102384A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-07 | Fuji Electric Co Ltd | 積層圧電アクチュエ−タ素子 |
| JPS645465U (ja) * | 1987-06-29 | 1989-01-12 | ||
| JPH03241782A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-28 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| US5237239A (en) * | 1990-10-05 | 1993-08-17 | Nec Corporation | Piezoelectric actuator |
| JPH0774410A (ja) * | 1994-09-06 | 1995-03-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 電歪積層板の製造方法 |
| WO2006100247A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezoaktor mit einem eine wärmeabführende schicht enthaltenden piezostapel |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP60014003A patent/JPS61174681A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63102384A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-07 | Fuji Electric Co Ltd | 積層圧電アクチュエ−タ素子 |
| JPS645465U (ja) * | 1987-06-29 | 1989-01-12 | ||
| JPH0442947Y2 (ja) * | 1987-06-29 | 1992-10-12 | ||
| JPH03241782A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-28 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| US5237239A (en) * | 1990-10-05 | 1993-08-17 | Nec Corporation | Piezoelectric actuator |
| JPH0774410A (ja) * | 1994-09-06 | 1995-03-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 電歪積層板の製造方法 |
| WO2006100247A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezoaktor mit einem eine wärmeabführende schicht enthaltenden piezostapel |
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