JPS6126206A - 積層型誘電体装置及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は誘電体装置及びその製造方法に関し、特に電歪
素子式ａはコンデンサおよびその積層型電極の形成方法
に関する。

〔従来の技術〕

固体誘電体に電界を加えて分極させると、誘電率が歪の
関数であるため一般に体積あるいは形状が変化するがこ
のような現象を電歪効果と称し、この性質を有する素子
を電歪素子と称している。

従来、電歪素子において、電歪量は電歪定数と電界強度
とによシ決まるため、板厚を極力薄く（０，５〜ＩＩＩ
ＩＩ＋）シた圧電素子を形成した後に焼成し、電極とし
て例えば鍋ペースト等で形成したものを積層する。第５
図は従来の積層型誘電体素子の構造を概略的に示すもの
で、１は誘電体材料、例えばＢａＴｉ０３ｅ　ＣａＺｒ
Ｏ３＃　ＢａＳｎＯ３等のコンデンサ用ハード材料、あ
るいはＰｂＴｉＯ３−ＰｂＴ１０３゜Ｐｂ’ｒ　ｉ　Ｏ
ｓ　−Ｐｂｚ　ｒｏｓ　−Ｐｂ　（Ｍｇ３ＡＷ　３Ａ）
０３等の圧電用ソフト材料から成シ、２は誘電体材料１
の表裏両面に数μｍ程度の膜厚で塗布された白金（ｐｔ
）等の金属ペーストによる電極である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の構成のものにあっては電歪定数が一定ならば電界
強度を上げるために更に誘電体材料の板厚を薄くすれば
良いが、このようにすると焼成工程においてｐｂが雰囲
気中に飛散して特性が劣化するという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解消するために、本発明によれば、積層
型誘電体装置において、積層された各層が互に連接する
誘電体材料と、該誘電体材料の積層方向の上下端面およ
び該各層の間に設けられた電極層とを具備することを特
徴とする積層型誘電体装置、が提供され、さらに本発明
によれば、積層型誘電体装置の製造方法において、該誘
電体材料をシート状に成形し、該シート状の誘電体材料
の表裏両面に第１および第２の電極層を形成し、該第１
および第２の電極層が互に接触することなくかつ同一電
極が略全面に於いて接触するように所定の層数だけ折曲
げ、折曲げ後プレス成形し所定の温度にて焼成すること
を特徴とする積層型誘電体装置の製造方法、が提供され
る。

〔実施例〕

第１図は本発明による一実施例としての誘電体装置の構
造を示す断面図である。第１図において、１は誘電体材
料、例えに前述の如（ＢａＴ１０５　ｅＣａＺｒ０３　
ａ　ＢａＳｎＯ５等のコンデンサ用ハード材料、或いは
ＰｂＴｌ０　−　ＰｂＺｒ０　　ａ　ＰｂＴ１０３−　
ＰｂＺｒ０．−Ｐｂ　（Ｍｇ　Ｍ　Ｗ　％　）　９５等
の圧電用ソフト材料から成シ、これらは例えばドクター
ブレード法によって、セラミック予燃粉末及び有機バイ
ンダ、有機可塑剤、有機溶剤等によるフィルム状で厚さ
数１０乃至数１００μｍの均一板厚のグリーンシート化
される。２，２′は誘電体シート１の表裏両面に数。

μｍ程度の膜厚で塗布された白金（ｐｔ）等の金属ペー
ストによる第１および第２の電極である。３゜３′は機
械的強度の補強および電極としての信頼性を向上するた
めに外部補助電極である。本発明による構造によれば誘
電体材料は各層独立とならずに連接し一体化された構造
となっており、また電極も各層独立な電極を外部接続す
ることなく連接し一体化された電極構造となりておシ、
さらに外部補助電極が機械的強度を増すために設けられ
る。

第２図は第１図装置の製造方法の一実施例を説明する図
である。第２図（、）において、前述の如く１は誘電体
材料、２．２’は金属ペーストによる電極膜である。ま
ず最初に図に示すように誘電体材料によるシートを任意
の帯状に形成し、この両面にｐｔ等の金属ペーストを塗
布する。次に、第２図（、）に示すシート状誘電体装置
を所定の層数だけ蛇腹状に折曲げ第２図（ｂ）に示す形
状に成形する。さらに第２図（ｃ）に示すようにプレス
成形した後所定の温度で焼成する。この際、公知のＨｏ
　ｔ　ｌ５ｏｓｔａｔｉｃＰｒｃ＋＋ｓｍ　（ＨＩＰ）
法を用いて等方向の圧力を加えながらプレス成形と焼成
工程を同時に行い、これによ゛シ両面電極シートの折曲
げ部のクラック、歪を防ぐことができる。このようにし
て焼成された誘電体装置に外部電極を取付けて完成する
。

尚、電歪素子の場合には焼成後さらに２０〜４０（ｋＶ
／ｃ＋ｎ　）程度の直流電圧を数秒乃至数１０分間印加
して分極処理を行い自発分極の方向を揃える。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は第１図装置の製造方法の他
の実施例を説明する図である。この場合には第２図（ｂ
）、（ｃ）工程の折曲げの際、成形補助体として耐熱磁
器製の補助−ン４を使用し折曲げ部に最小曲率を持たせ
ている。これによシ前述のＨＩＰ法は不用となシ、一方
向のみのプレスおよび焼成で成形することができる。

第４図は第１図装置の製造方法のさらに他の実施例を説
明する図である。この場合には、シート状誘電体装置を
２重らせん状に形成する。この際、外部電極拡両外端部
５ａ、５ｂから数多出すこともできるし、中央の補助棒
６ｍ、６ｂを除去した後の巻き中心の２ケ所の穴部から
取）出すこともできる。また、補助棒６ａ、６ｂおよび
７ａ。

７ｂは例えばアルミナが使用され、図に示すように挿入
したｔま成形焼成してもよいし成形後に数多去りて焼成
しても良い。さらに、’Ｉａ、７ｂは誘電体装置の外形
を円形に近づけるためのもので必ずしも必要とするもの
ではない。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明による構造および製造方法によ
って非常に容易に誘電体装置を作成することができる。

例えば、コンデンサを作成する場合、一対当シの対向面
積を８１比誘電率を６、誘電体シートの板厚をｔ１１重
電極枚数をｎとすると、コンデンサの容量Ｃは Ｃ＝ｇ　、Ｓ　（ｎ−１）／３６πｔで表わされるが、
本発明の製造方法によってｔを数１０μｍとし、ｎを数
１００とすることができるので小型大容量のコンデンサ
を作成することができる。一方、電歪素子の場合には、
電極間距離を非常に近づけることができるので、駆動電
圧を、例えば、第５図の従来方法では誘電体シートの板
厚ｔ　＝　０．５−において０．１重変位させるために
は５００（Ｖ）必要としたが、本発明によれば約５０（
ロ）程度に下げることが可能である。さらに接着剤を不
用としたために製作工程は短縮されかつ細軸性も向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による誘電体装置の断面図、第２図（ａ
）〜（、）は第１図装置の製造方法の一実施例を説明す
る図、 第３図（ａ）　ｅ　（ｂ）は第１図装置の製造方法の他
の実施例を説明する図、 第４図は第１図装置の製造方法のさらに他の実施例を説
明する図、および 第５図は従来の誘電体装置の断面図である。 （符号の説明） １・・・誘電体シー）、２＃２’・・・電極膜、３．３
’・・・外部補助電極、４・・・補助ピン、５ａ・・・
外端部、６ａ　ａ　６ｂ　ａ　７ｍ　、　７ｂ・・・補
助棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、積層型誘電体装置において、積層された各層が互に
   連接する誘電体材料と、該誘電体材料の積層方向の上下
   端面および該各層の間に設けられた電極層とを具備する
   ことを特徴とする積層型誘電体装置。 ２、該電極層の積層方向の同一電極の露出する面に外部
   補助電極を具備する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、該電極層の正および負電圧印加端子の各々が内部の
   巻き中心の２ケ所に設けられる特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ４、積層型誘電体装置の製造方法において、該誘電体材
   料をシート状に成形し、該シート状の誘電体材料の表裏
   両面に第１および第２の電極層を形成し、該第１および
   第２の電極層が互に接触することなくかつ同一電極が略
   全面に於いて接触するように所定の層数だけ折曲げ、該
   折曲げ後プレス成形し所定の温度にて焼成することを特
   徴とする積層型誘電体装置の製造方法。 ５、該折曲げが蛇腹状に行われる特許請求の範囲第４項
   記載の製造方法。 ６、該折曲げが２重らせん状に行われる特許請求の範囲
   第４項記載の製造方法。 ７、該プレス成形および焼成が等方向圧を加えつつ同時
   に行われる特許請求の範囲第４項記載の製造方法。 ８、該折曲げが最小曲率を得るために成形補助体を用い
   て行われる特許請求の範囲第４項記載の製造方法。