JPS62199074A - 積層型圧電素子の製造方法 - Google Patents
積層型圧電素子の製造方法Info
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- JPS62199074A JPS62199074A JP61042169A JP4216986A JPS62199074A JP S62199074 A JPS62199074 A JP S62199074A JP 61042169 A JP61042169 A JP 61042169A JP 4216986 A JP4216986 A JP 4216986A JP S62199074 A JPS62199074 A JP S62199074A
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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
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/057—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by stacking bulk piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
-
- 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
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/085—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining
- H10N30/088—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining by cutting or dicing
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、圧電アクチュエータ等に用いられる積層型圧
電素子の製造方法に関し、更に詳しくは、多数の圧電セ
ラミック板を接着により一体化し、側面に設けた絶縁物
を所定の位置で除去して内部電極を露出させ内部電極間
の電気的接続を行うようにした積層型圧電素子の製造方
法に関するものである。
電素子の製造方法に関し、更に詳しくは、多数の圧電セ
ラミック板を接着により一体化し、側面に設けた絶縁物
を所定の位置で除去して内部電極を露出させ内部電極間
の電気的接続を行うようにした積層型圧電素子の製造方
法に関するものである。
［従来の技術］
微細加工を必要とする半導体など各種電子部品の製造装
置や微小位置決めを必要とする光学装置等においては微
小変位を行わせるため圧電アクチュエータが用いられて
いる。
置や微小位置決めを必要とする光学装置等においては微
小変位を行わせるため圧電アクチュエータが用いられて
いる。
このような圧電アクチュエータに用いられる積層型圧電
素子の製造方法としては、焼結済の多数の圧電セラミッ
ク板を接着一体化する方法と、未焼結シートを積層して
から一体焼結する方法がある。
素子の製造方法としては、焼結済の多数の圧電セラミッ
ク板を接着一体化する方法と、未焼結シートを積層して
から一体焼結する方法がある。
前者の積層接着法は、例えば第２図に示すように、所定
の外形寸法（約５〜３０ｍｍφ）の焼結圧電セラミック
板１０の表裏両面に焼付は銀等で電極層を形成し、これ
とほぼ同寸法にエツチング等で作成した金属端子板１２
とを１枚毎に接着剤を塗布して金属端子１２ａの方向を
揃えて数十〜数百層積層接着した後、対応する２組の金
属端子１２ａ毎にそれぞれリード線１４で接続し組み立
てる方法である。
の外形寸法（約５〜３０ｍｍφ）の焼結圧電セラミック
板１０の表裏両面に焼付は銀等で電極層を形成し、これ
とほぼ同寸法にエツチング等で作成した金属端子板１２
とを１枚毎に接着剤を塗布して金属端子１２ａの方向を
揃えて数十〜数百層積層接着した後、対応する２組の金
属端子１２ａ毎にそれぞれリード線１４で接続し組み立
てる方法である。
それに対して後者の一体焼結方法は、圧電セラミックの
未焼結シートに内部電極を印刷し、積層圧着して一体焼
結し、所定寸法に切り出した後に外部電極を形成する方
法である０例えば第３図に示すように、圧電セラミック
板１０の間に白金のような内部電極１６が介在し、その
側面において内部電極一層おきにガラス等の絶縁材１８
を塗布して覆い、更に外部電８ｉ２０を塗布する構成で
ある。
未焼結シートに内部電極を印刷し、積層圧着して一体焼
結し、所定寸法に切り出した後に外部電極を形成する方
法である０例えば第３図に示すように、圧電セラミック
板１０の間に白金のような内部電極１６が介在し、その
側面において内部電極一層おきにガラス等の絶縁材１８
を塗布して覆い、更に外部電８ｉ２０を塗布する構成で
ある。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが前者の積層接着による方法は、所定形状の圧電
セラミック板と金属端子板とをその端子方向を揃えて積
層しなければならないため作業が極めて煩瑣であり、量
産性に乏しく低廉化できない欠点がある。
セラミック板と金属端子板とをその端子方向を揃えて積
層しなければならないため作業が極めて煩瑣であり、量
産性に乏しく低廉化できない欠点がある。
それに対して後者の一体焼結する方法は、一度の積層に
よって多数の圧電積層体を切り出せることから積層作業
の手間が省ける利点がある。
よって多数の圧電積層体を切り出せることから積層作業
の手間が省ける利点がある。
ところが圧電セラミックの焼結温度は１２００〜１３０
０℃と高温であり、セラミックの組成物が鉛化合物で反
応性が高いことと相俟て内部電極は白金等のような高価
な貴金属に限定されており、このため電極材料に要する
コストが高くなる欠点がある。また白金内部電極は不拘
−歪を避けるため層間全面に形成する必要があり、それ
によって眉間のセラミック固相反応が制限され密着強度
が低下する構造的な欠陥を有している。
０℃と高温であり、セラミックの組成物が鉛化合物で反
応性が高いことと相俟て内部電極は白金等のような高価
な貴金属に限定されており、このため電極材料に要する
コストが高くなる欠点がある。また白金内部電極は不拘
−歪を避けるため層間全面に形成する必要があり、それ
によって眉間のセラミック固相反応が制限され密着強度
が低下する構造的な欠陥を有している。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、内部電極に安価な材料を用いることができ、一度の積
層によって多数の圧電積層体を切り出すことができ、外
部電極の形成も含めて製造工程が著しく簡素化され、し
かも機械的強度等について十分高い（’ ＩＮ性を確保
することができるような積層型圧電素子の製造方法を提
供することにある。
、内部電極に安価な材料を用いることができ、一度の積
層によって多数の圧電積層体を切り出すことができ、外
部電極の形成も含めて製造工程が著しく簡素化され、し
かも機械的強度等について十分高い（’ ＩＮ性を確保
することができるような積層型圧電素子の製造方法を提
供することにある。
［問題点を解決するための手段］
上記のような目的を達成することのできる本発明は、基
本的には焼結済圧電セラミ、り板を積層接着する方法を
採用し、外部電極の形成ならびに内部電極と外部電極と
の接続構造に工夫を施し、量産化に適すように改良した
積層型圧電素子の製造方法である。
本的には焼結済圧電セラミ、り板を積層接着する方法を
採用し、外部電極の形成ならびに内部電極と外部電極と
の接続構造に工夫を施し、量産化に適すように改良した
積層型圧電素子の製造方法である。
即ち本発明では、表面に内部電極となる導電層を形成し
た焼結済みの圧電セラミック板を多数枚積層して接着剤
により接着一体化する０通常は大きな圧電セラミック板
を用いて接着一体化したブロックから切り出して所定寸
法の圧電積層体を得る。
た焼結済みの圧電セラミック板を多数枚積層して接着剤
により接着一体化する０通常は大きな圧電セラミック板
を用いて接着一体化したブロックから切り出して所定寸
法の圧電積層体を得る。
次に得られた圧電積層体の側面を絶縁物にて覆い、その
第１の側面における内部電極対応個所の絶縁物を一層お
きに除去して内部電極の端面を露出させ、また第２の側
面において内部電極対応個所の絶縁物を前記第１の側面
とは一層分ずらせて一層おきに除去して内部電極の端面
を露出させる。そして第１および第２の側面にそれぞれ
外部電極を設けて両側面についてそれぞれ各内部電極を
外部電極に接続する。このようにして積層型圧電素子が
製造される。
第１の側面における内部電極対応個所の絶縁物を一層お
きに除去して内部電極の端面を露出させ、また第２の側
面において内部電極対応個所の絶縁物を前記第１の側面
とは一層分ずらせて一層おきに除去して内部電極の端面
を露出させる。そして第１および第２の側面にそれぞれ
外部電極を設けて両側面についてそれぞれ各内部電極を
外部電極に接続する。このようにして積層型圧電素子が
製造される。
［作用］
本発明は基本的には焼結済み圧電セラミック板を積層接
着する方法であるから、内部電極として銀やニッケルの
ような安価な材料を使用できる。また内部電極の引出し
構造を工夫したから、金属端子板を挾み込む必要は無く
、一度の積層作業により得られたブロックから所定寸法
に切り出すことによって多数の圧電積層体を得ることが
できる。
着する方法であるから、内部電極として銀やニッケルの
ような安価な材料を使用できる。また内部電極の引出し
構造を工夫したから、金属端子板を挾み込む必要は無く
、一度の積層作業により得られたブロックから所定寸法
に切り出すことによって多数の圧電積層体を得ることが
できる。
また内部電極と外部電極との接読も、圧電積層体の所定
の位置に絶縁物を付着させるのではなく、圧電積層体の
側面に設けた絶縁物の一部を除去して内部電極の端面を
露出させる構成であるから、圧電セラミック板の厚みが
掻めて薄くても、また積層枚数が極めて多くなっても作
業が容易であり、内部電極と外部電橋との接続を簡単に
行うことができる。
の位置に絶縁物を付着させるのではなく、圧電積層体の
側面に設けた絶縁物の一部を除去して内部電極の端面を
露出させる構成であるから、圧電セラミック板の厚みが
掻めて薄くても、また積層枚数が極めて多くなっても作
業が容易であり、内部電極と外部電橋との接続を簡単に
行うことができる。
［実施例］
第１図は本発明方法の一実施例を示す工程説明図である
。まず同図Ａに示すように、表面に内部電極３２となる
導電層を形成した焼結済み圧電セラミック板３０を多数
枚積層して接着剤により接着一体化する。圧電セラミッ
ク板３０として、長さ５０ｍｍ、輻４０＋ｍｓ、厚さ０
．２ｍｍ程度の寸法のものを用いて試作実験を行った。
。まず同図Ａに示すように、表面に内部電極３２となる
導電層を形成した焼結済み圧電セラミック板３０を多数
枚積層して接着剤により接着一体化する。圧電セラミッ
ク板３０として、長さ５０ｍｍ、輻４０＋ｍｓ、厚さ０
．２ｍｍ程度の寸法のものを用いて試作実験を行った。
最上面および最下面に位置する圧電セラミック板３０は
片面のみに、それ以外の圧電セラミック板には表裏両面
全面に導電層を形成する。この導電層としては例えば銀
を焼付けることによって容易に行うことができる。この
程度の寸法の圧電セラミック板に銀電極を形成する工程
は、例えば従来圧電ブザー等の素子製造において行われ
ていた工程と類僚しており、既に量産技術が確立されて
いるから安価に製作することが可能である。
片面のみに、それ以外の圧電セラミック板には表裏両面
全面に導電層を形成する。この導電層としては例えば銀
を焼付けることによって容易に行うことができる。この
程度の寸法の圧電セラミック板に銀電極を形成する工程
は、例えば従来圧電ブザー等の素子製造において行われ
ていた工程と類僚しており、既に量産技術が確立されて
いるから安価に製作することが可能である。
このような圧電セラミック板３０に例えばエポキシ接着
剤をスクリーン印刷して数十〜数百枚積層し、バイスで
緊締し硬化させる。なお第１図においては図面を筒略化
するため圧電セラミック板は７枚しか描いていないが、
実際は前記のように多数枚積層されることになる。接着
剤の印刷厚さや挾み込み圧力等により積層したブロック
の高さは一定値になる。これをダイヤモンドブレードを
用いた切断機等によって破線で示す位置で切り出し同図
Ｂに示すような圧電積層体３４を得る。圧電積層体３４
の寸法は、例えば長さ５ｍｓ、幅４＋ａｍ程度でおる。
剤をスクリーン印刷して数十〜数百枚積層し、バイスで
緊締し硬化させる。なお第１図においては図面を筒略化
するため圧電セラミック板は７枚しか描いていないが、
実際は前記のように多数枚積層されることになる。接着
剤の印刷厚さや挾み込み圧力等により積層したブロック
の高さは一定値になる。これをダイヤモンドブレードを
用いた切断機等によって破線で示す位置で切り出し同図
Ｂに示すような圧電積層体３４を得る。圧電積層体３４
の寸法は、例えば長さ５ｍｓ、幅４＋ａｍ程度でおる。
各層の内部電極３２は４側面で露出されている。
次に同図Ｃに示すように、このような圧電積層体３４の
対向する２側面に、絶縁物として厚さ０．１ｍｍ程度の
ガラス板３６をエポキシ接着剤で接着し、残りの２面は
単に同じエポキシ接着剤にて被覆する。そして０．１ｍ
ｍ厚のダイヤモンドブレードを用いて同図りに示すよう
に０．４ｍｓ間隔毎にガラス板３６の内部電極対応個所
に１５０μｍ深さの切込み３８を入れ、内部電極３２の
端面を露出させる。この場合一方の側面（図面左側の側
面）のガラス板３６の内部電極対応個所を一層おきに切
込み３８を形成して内部電極３２の端面を露出させ、そ
れに対向する反対側の側面（図面右側の側面）のガラス
板３６については、その内部電極対応個所を前記の左側
の側面とは一層分ずらせて一層おきに切込み３８を設け
て内部電極３２の端面を露出させるのである。
対向する２側面に、絶縁物として厚さ０．１ｍｍ程度の
ガラス板３６をエポキシ接着剤で接着し、残りの２面は
単に同じエポキシ接着剤にて被覆する。そして０．１ｍ
ｍ厚のダイヤモンドブレードを用いて同図りに示すよう
に０．４ｍｓ間隔毎にガラス板３６の内部電極対応個所
に１５０μｍ深さの切込み３８を入れ、内部電極３２の
端面を露出させる。この場合一方の側面（図面左側の側
面）のガラス板３６の内部電極対応個所を一層おきに切
込み３８を形成して内部電極３２の端面を露出させ、そ
れに対向する反対側の側面（図面右側の側面）のガラス
板３６については、その内部電極対応個所を前記の左側
の側面とは一層分ずらせて一層おきに切込み３８を設け
て内部電極３２の端面を露出させるのである。
そして最後に外部電極として導電性接着剤４０を各ガラ
ス板３６毎に、露出している内部電極を接続するように
、筆塗りあるいはディップコート等の方法により形成し
て積層型圧電素子を得るのである（同図Ｅ参照）。
ス板３６毎に、露出している内部電極を接続するように
、筆塗りあるいはディップコート等の方法により形成し
て積層型圧電素子を得るのである（同図Ｅ参照）。
なお各圧電セラミック板３０の分極は、基本的には仮単
体の状態の時に行うが、場合によっては積層接着した後
に行ってもよい。
体の状態の時に行うが、場合によっては積層接着した後
に行ってもよい。
以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、本
発明はこのような構成のみに限定されるものではない、
内部電極として上記の実施例では銀の焼付けを行ってい
るが、ニッケルメッキ等で導電層を形成することも可能
である。
発明はこのような構成のみに限定されるものではない、
内部電極として上記の実施例では銀の焼付けを行ってい
るが、ニッケルメッキ等で導電層を形成することも可能
である。
圧電積層体の側面に設ける絶縁物は、場合によってはガ
ラス１板等を用いず、樹脂の塗膜のみであってもよい、
また内部電極を露出するための絶縁物の除去は機械的に
溝を形成する方法のみならずフォトエツチング等により
行うことも可能である。
ラス１板等を用いず、樹脂の塗膜のみであってもよい、
また内部電極を露出するための絶縁物の除去は機械的に
溝を形成する方法のみならずフォトエツチング等により
行うことも可能である。
［発明の効果］
本発明は上記のように焼結済み圧電セラミック板を積層
接着し、側面に形成した絶縁物の一部を除去して内部電
極を露出し外部電極と接続するように構成したから、金
属端子板等が不要となり、大きな圧電セラミック板を用
いて積層接着しそれを切り出すことによって多数の圧電
積層体を一度に得ることが可能となるため量産化できる
。
接着し、側面に形成した絶縁物の一部を除去して内部電
極を露出し外部電極と接続するように構成したから、金
属端子板等が不要となり、大きな圧電セラミック板を用
いて積層接着しそれを切り出すことによって多数の圧電
積層体を一度に得ることが可能となるため量産化できる
。
また本発明は接着による結合方法だから、強固な構造接
着剤を用いることによって機械的強度が高く信頼性が向
上するし、更に内部電極に安価な電極材料を使用できる
ため、前記多数個の切り出しが可能となることと相俟て
極めて安価に製造できる効果がある。
着剤を用いることによって機械的強度が高く信頼性が向
上するし、更に内部電極に安価な電極材料を使用できる
ため、前記多数個の切り出しが可能となることと相俟て
極めて安価に製造できる効果がある。
第１図Ａ−Ｅは本発明に係る積層型圧電素子の製造方法
の一実施例を示す工程説明図、第２図および第３図はそ
れぞれ従来技術の説明図である。 ３０・・・焼結済の圧電セラミック板、３２・・・内部
電極、３４・・・圧電積層体、３６・・・ガラス板、３
８・・・切込み、４０・・・外部電極。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 茂 見 穣第１図 Ａ ／ 第２図 第３図
の一実施例を示す工程説明図、第２図および第３図はそ
れぞれ従来技術の説明図である。 ３０・・・焼結済の圧電セラミック板、３２・・・内部
電極、３４・・・圧電積層体、３６・・・ガラス板、３
８・・・切込み、４０・・・外部電極。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 茂 見 穣第１図 Ａ ／ 第２図 第３図
Claims (1)
- １、表面に内部電極となる導電層を形成した圧電セラミ
ック板を多数枚積層して接着剤により接着一体化し、得
られた圧電積層体の側面を絶縁物にて覆い、その第１の
側面の絶縁物の内部電極対応個所を一層おきに除去して
内部電極の端面を露出させると共に、第２の側面の絶縁
物の内部電極対応個所を前記第１の側面とは一層分ずら
せて一層おきに除去して内部電極端面を露出させ、前記
第１および第２の側面にそれぞれ外部電極を設けて各側
面について各内部電極間を接続することを特徴とする積
層型圧電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042169A JPS62199074A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042169A JPS62199074A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62199074A true JPS62199074A (ja) | 1987-09-02 |
| JPH0366822B2 JPH0366822B2 (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=12628466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61042169A Granted JPS62199074A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62199074A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5493165A (en) * | 1993-10-14 | 1996-02-20 | At&T Corp. | Force generator for electrostrictive actuators |
| WO2004068097A1 (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-12 | Cimeo Precision Co., Ltd. | 圧力センサ |
| CN103814452A (zh) * | 2011-07-18 | 2014-05-21 | 雷诺股份公司 | 用于组装超声波换能器的方法以及由该方法获得的换能器 |
| CN103946996A (zh) * | 2011-09-20 | 2014-07-23 | 新宁研究院 | 超声换能器和制造超声换能器的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS58196068A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JPS59122200A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Nec Corp | 電歪効果素子の内部電極を電気的に接続する方法 |
| JPS60154581A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-14 | Sony Corp | 積層圧電体およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-02-27 JP JP61042169A patent/JPS62199074A/ja active Granted
Patent Citations (3)
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| US9780288B2 (en) | 2011-07-18 | 2017-10-03 | Renault S.A.S. | Method of assembling an ultrasonic transducer and the transducer obtained thereby |
| CN103946996A (zh) * | 2011-09-20 | 2014-07-23 | 新宁研究院 | 超声换能器和制造超声换能器的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0366822B2 (ja) | 1991-10-18 |
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