JPS63299385A - 複合圧電体の製造方法 - 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〉 本発明は複合圧電体の製造方法に係り、特に、その両面
に電極が形成されたシート状の複合圧電体の製造方法に
関する。

〈従来の技術〉 従来から、この種のシート状の複合圧電体、すなわち、
複合圧電体シートを製造するにあたっては、つぎのよう
な製造方法が一般的に採用されている。

すなわち、まず、第１工程において、圧電性セラミック
粉末と合成樹脂粉末との混合物である圧電体材料を所定
温度に加熱されたロールもしくはプレスによってシート
状に成形して圧電体シートとする。そののち、第２工程
において、圧電体シートの両面に、アルミニウムのよう
な導電性材料の真空蒸着やスパッタリング、または、導
電ペーストの塗布・焼付によって電極を形成するという
２つの工程からな、る製造方法である。

このような製造方法によれば、厚みや大きさの選択が自
由で加工し易く、しかも、柔軟性のある大きな複合圧電
体シートを得ることができるという利点がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、このような複合圧電体シートの製造方法は前
述のような２つの工程で構成されているため、生産効率
の向上を図ることが難しく、しかも、その向上には限界
があるという問題点があった。

また、その第２工程における電極形成にあたっては、高
価な真空薄着装置もしくはスパッタリング装置を使用し
ているので、これらの装置のイニシャルコストおよびラ
ンニングコストがかかるばかりか、圧電体シートの移動
などに手間がかかり、かつ電極形成処理に時間を要する
ので、生産効率を一層低下させてしまう。

さらに、大きな複合圧電体シートを得るためには、これ
に見合う大きさの圧電体シートに電極を形成しなければ
ならないが、圧電体シートが大きくなればなるほどこれ
の電極形成に大掛かりな真空ＴＭ着装置もしくはスパッ
タリング装置を設置しなければならず、これらの装置に
要するコストがより一層かさんでくるという不都合があ
った。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、生産効率の向上を
図ることができ、しかも、その電極形成に要するコスト
の低減を図ることができる複合圧電体の製造方法の提供
を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、両面に電
極が形成されたシート状の複合圧電体の製造方法におい
て、圧電性セラミック粉末と合成樹脂粉末とからなる圧
電体材料をシート状に成形すると同時に、その両面に導
電性シートを一体的に熱圧着することによって電極を形
成することを特徴とするものである。

く作用〉 上記本発明の製造方法によれば、加熱されたロールやプ
レスなどによって圧電体シートを形成するのと同時に、
同じロールやプレスによって圧電体シートの両面に電極
となる導電性シートを一体的に熱圧着するので、複合圧
電体シートの製造が単一の工程によって行われることに
なる。したがって、真空蒸着やスパッタリングなどによ
って電極を形成する必要がなく、これらの装置に要する
コストを低減することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の製造方法の実施例について詳細に説明す
るが、本実施例においては、まず、圧電体材料そのもの
の製造について説明し、つぎに、これを用いた複合圧電
体の製造方法を説明する。

圧電体材料の製造にあたっては、まず、圧電性セラミッ
クとしてのＰＺＴ、すなわち、Ｐｂ（ＺｒＴｉ　　）Ｏ
，粉末９２５ｇと、合成樹脂としてのニトリルブタジェ
ンゴム（ＮＢＲ）粉末７５ｇと、テトラシアノキノジメ
タン（ＴＣＮＱ　）粉末２ｇとを混ぜあわせ、全体が均
一になるまで十分に混練する。なお、合成樹脂としては
、上記のＮＢＲに限定されるものではなく、エポキシ樹
脂などのような他の合成樹脂を用いてもよい。また、圧
電性セラミックについても、上記ＰＺＴに限定されるも
のではないことはいうまでもない。そして、このように
して得られた混合物をエタノールで凝集させたうえでろ
過し、さらに、この混合物を真空中で乾燥することによ
ってエタノールを除去する。このことにより、圧電体材
料が得られる。

つぎに、この圧電体材料を用いた複合圧電体の製造方法
について、第１図の概略説明図に示すロール機構を用い
た構造に基づいて説明する。

第１図における符号１０は圧電体材料であり、符号１１
．１１は所定間隔だけ離間して配置されるとともに、１
５０℃に加熱された一対のロールである。

そして、この圧電体材料ＩＯは、所定厚みのアルミニウ
ム（ＡＩ）Ｆ５からなる一対の導電性シート１２゜１２
を介してロール１１．１１上に積載されている。なお、
導電性シート１２．１２としては、アルミニウムなどの
金属箔からなるシート状やフィルム状のものの他、例え
ば、耐熱性を有する台紙の内面に導電ペーストの印刷な
どによる導電膜が形成されたもの（図示していない）で
あってもよい。

このような構成において、ローラ１１．１１それぞれを
図に示す矢印Ａ方向に相対回転させると、圧電体材料１
０は導電性シー）１２．１２を介してローラ１１、１１
間に引き込まれ、ローラ１１．１１による圧縮・加熱作
用を受けて展延させられながら成形される。そして、こ
の圧電体材料１０は、例えば、０゜１　ｍｍというよう
な所定厚みに成形され、シート状の圧電体、すなわち、
圧電体シートとして送り出されることになる。

ところが、第１図に示す構造においては、前記圧電体材
料１０のみならず、これがローラ１１．１１間に引き込
まれると同時に、導電性シート１２．１２もローラ１１
．１１間に引き込まれることになっている。

したがって、これらの導電性シート１２．１２と前記圧
電体材料１０とは、同時にローラ１１．１１による圧縮
・加熱作用を受けることになる。そして、導電性シー［
２，１２は展延された圧電体材料１０の両面に一体的に
熱圧着され、複合圧電体シートの電極として形成される
ことになる。すなわち、本実施例の製造方法によれば、
圧電体シートの成形とその電極形成とが、単一の工程で
同時に行われることになる。なお、前述したような台紙
付き導電膜を導電性シー）１２．１２として用いた場合
には、その台紙を引き剥がすことによって複合圧電体シ
ート電極の形成が終了することになる。

さらに、このようにして製造された複合圧電体シートに
対しては、例えば、１６０℃で３０分間加熱したうえで
分極処理が施され、所定の大きさに切断されることによ
って完成品となる。

なお、以上の説明においては、第１図のロール機構から
なる構造に基づいて本実施例を説明したが、本発明の製
造方法においては、ロール機構に代えて第２図の概略説
明図に示すようなプレス機構を用いた構造を使用するこ
ともできる。

すなわち、第２図における符号１０および１２は、それ
ぞれ第１図に基づいて説明したのと同様の圧電体材料お
よび導電性シートであるが、この図における符号１３は
１６０℃程度に加熱された上側プレス軸、１４は同様に
加熱された下側プレス軸、１５は下側プレス軸１４を囲
んで配置されたプレス枠である。

このプレス機構によって複合圧電体を製造する場合は、
つぎのような手順となる。まず、下側プレス軸１４の上
に、これに対応する形状とされた下側の電極となる導電
性シート１２を載置し、その上に前記圧電体材料１０を
積載する。さらに、この圧電体材料１０の上に、上側の
電極となる導電性シート１２を載置したのち、これらの
積層体を、例えば、７００ｋｇ／−の圧力をかけて３０
分間圧縮することにより複合圧電体シートに成形する。

なお、図における下側プレス軸１４は、プレス枠１５と
一体に構成されたものであってもよいことはいうまでも
ない、また、以上の説明において具体的な数値を挙げた
加熱条件は一例であって、この数値に限定されるもので
はなく、所定の処理において必要な加熱条件を適宜選択
すればよい。

ところで、本発明の発明者らは、このような複合圧電体
における最も重要な圧電特性を示す圧電常数（ｄ３１）
について、本発明による試料および従来例による試料の
それぞれを測定したところ、つぎのような結果を得た。

すなわち、本発明におけるロール構造によって製造され
た複合圧電体シートの圧電定数は８７×１０日”ｍ／Ｖ
、プレス構造によるものは９２×１０−”　ｍ／Ｖとな
り、従来の製造方法によるものは７０　ｘ　ｌ　Ｏ−”
　ｍ／Ｖでありだ、なお、コノ従来例は、前述した圧電
体材料１０からなる圧電体シートの両面にアルミニウム
を蒸着したものである。このような結果から、本発明の
製造方法によれば、圧電体シートと電極との密着性が改
善され、より大きな圧電特性を得ることができるものと
考えられる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の製造方法によれば、従来
例では必要であった２つの工程、すなわち、圧電性セラ
ミック粉末と絶縁性樹脂粉末とからなる圧電体材料をシ
ート状に成形する工程と、その両面に導電性シートを一
体的に熱圧着して電極を形成する工程とを同時に行うこ
とができ、単一の工程で複合圧電体を製造することがで
きる。

そのため、従来例に比べて、生産効率の大幅な向上を図
ることができる。

しかも、複合圧電体における電極を、従来例のように、
真空蒸着やスパッタリングなどによって形成する必要が
ないので、電極形成に要する手間や処理時間を低減する
ことができるばかりか、これらの装置そのものを設置す
る必要がなくなり、これらの装置に要するコストを削減
することができる。

さらに、電極形成の際に、真空蒸着装置やスバツタリン
グ装置を使用しないので、大きな複合圧電体シートであ
っても容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の製造方法に係る実施例を
示し、第１図はロール機構を用いた構造の概略説明図、
第２図はプレス機構を用いた構造の概略説明図である。 １０・・・圧電体材料、 １２・・・導電性シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）両面に電極が形成されたシート状の複合圧電体の
   製造方法において、 圧電性セラミック粉末と合成樹脂粉末とからなる圧電体
   材料をシート状に成形すると同時に、その両面に導電性
   シートを一体的に熱圧着することによって電極を形成す
   ることを特徴とする複合圧電体の製造方法。