JPS6351615A - セラミツク積層体の製造方法 - 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〕 本発明はセラミック積層体の製造方法に係り、とりわけ
、積層枚数の多いセラミック積層体を製造する際の脱脂
による１ｒ４＠を防止する方法に関する。

近年ＰＺＴ系（チタン酸ジルコン酸鉛系）等の圧電セラ
ミックを微少位置決め、流体制御バルブ等のアクチュエ
ーターとして用いる検討が活発化しており、中でも積層
型セラミックコンデンサの製法を応用した一体積層型セ
ラミックアクチュエーターは量産性、信頼性等がすぐれ
ている点で注目されている。

〔従来の技術〕

上記のようなセラミック積層体は、セラミックグリーン
シートに導電性ペーストで電極パターンを印刷し、それ
を数１０枚枚数１００枚積層し加熱圧着した後、先ず一
般的に約５０〜５００°Ｃの温度で加熱してバインダー
を揮散させて除去（「脱脂」という）し、それから焼成
して作成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の如き脱脂を行なう際、セラミックシートの積層枚
数が多い程、また断面積が大きい程脱脂が困難になり、
脱脂体あるいは焼成体がＦ、Ｈ傷するおそれが大きいと
いう問題がある。

この問題に対処するために、特開昭６０−７７１１号公
報は、セラミックシート表面に電極を部分的に印刷しな
い箇所をつくり、そこからバインダーを抜は易くするこ
とによって脱脂性を向上することが提案されている。

しかしながら、■積層体の内部電極は非常に薄い（数ミ
クロン）ので脱脂ガスの抜は道としては効果が少ない、
したがって積層数が増えると、又積層体断面積が大きく
なると、脱脂が困難である。

■電極パターンを変えると、セラミックコンデンサーの
静電容量が単に積層数と断面積では計算できず、静電容
量の合せ込みが難しい。又、全面電極のものに比べると
寸法が大きくなる。

■セラミック積層体が圧電素子の場合、部分電極になっ
ている部分に応力が集中し破損の原因になる。

〔問題点を解決するための手段） 上記の如き問題点を解決する本発明の手段は、セラミッ
クグリーンシートを複数枚積層して積層体サブユニット
を作成し、このサブユニットを脱脂してサブユニット脱
脂体を得、そのサブユニット脱脂体を複数個積み重ね、
そしてそれを焼成してセラミック積層体を製造すること
からなる。

本発明の方法によれば、各サブユニットの積層枚数は必
要なだけ少なくすることができるので、脱脂の困難が解
消し、最終的により厚いセラミック積層体を得ることが
できる。

積層体サブユニット脱脂体の作成方法は、普通のセラミ
ック積層体の製造における脱脂までの工程と同じである
ことができる。すなわち、限定するわけではないが典型
的には、ドクターブレード法その他によりセラミックグ
リーンシートを作成し、そのシートに必要な電極パター
ンを印刷し、それを所定の形状に切断後、所定の枚数の
切断したシートを積層し、加熱圧着してから脱脂する。

こうして得られた積層体サブユニット脱脂体を積み重ね
て接合するには、■サブユニット脱脂体を重ね、焼成時
に荷重をかける、■サブユニット脱脂体を仮焼成し、機
械加工で接合面の平行度および平面度を出した後に、重
ねて焼成する、■サブユニット脱脂体に接着剤を塗布し
て重ねた後に焼成する、■サブユニット脱脂体を重ね、
静水圧加圧により接合した後に焼成する、などの方法が
採用できる。

本発明の好ましい態様によれば、上記■の方法を採用す
る場合、接合面の接合強度を高めあるいは接合面の平面
度を出すために、サブユニットの上下面に余分の絶縁層
を設けておき、脱脂後その絶縁層を機械加工して接合面
を形成するようにすることができる。絶縁層は積層セラ
ミックシートと同一材料でも異なる材料でもよい。絶縁
層を積層セラミックシートと同一材料で形成する場合、
サブユニットの上下端面のセラミックシートを単に他よ
り厚くするだけでも同じ効果が達成される。

〔実施例〕

ＰＺＴ系圧電セラミックス粉末に有機バインダーをボー
ルミルで混合し、得られたセラミックスラリ−をドクタ
ーブレード法にて成形し、乾燥厚さ１５０μｍのセラミ
ックスグリーンシートを得た。

このグリーンシートを３０ｍｍＸ３０ｍｍに切断し、Ａ
ｇ−Ｐｄ系内部電極を印刷し、２０層積層し、加熱圧着
をした。これをサブユニットとし、同じものをいくつか
作成した。これを、４℃／Ｈｒで４５０℃まで昇温し、
脱脂を行い、脱脂を行ったサブユニット脱脂体を１０個
積み重ねて１２００℃で焼成した。第１図にこのサブユ
ニットを示す。同図中、サブユニットは全体として１で
示され、２はセラミックシート、３は内部電極である。

サブユニット脱脂体を積み重ね接合し、焼成する方法と
して次の４種類を実施した。

第２図に示す態様ではサブユニット脱脂体ｌを積み重ね
、上から荷重Ｆをかけて焼成した。荷重のかけ方は積層
体の上下に白金薄をはさみその上からジルコニアブロッ
クで１００ｇ／ｃｍ”の荷重をかけた。

第３図に示す態様では、サブユニット脂肪体１を８００
℃で仮焼し、サブユニット脱脂仮焼体１としｈ後に、上
下面４を平面研削して平行度と面粗度を良くしてからそ
れらを単純に積み重ね、そして焼成した。

第４図に示す態様では、サブユニット脱脂体３にエポキ
シ系接着剤５を塗布し、サブユニ・／ト脱脂体３どうじ
を接合してから焼成した。

第５図に示す態様では、サブユニット脱脂体を積み重ね
、真空シールを行った後、１０００Ｋｇ　／　ｃｍ”の
静水圧加圧を行い、脱脂体どうしを接合した後に焼成し
た。この４種類の接合方法はいずれも脱脂体ユニットど
うしを接合するのに適していて２０層のサブユニットを
１０個積み重ねる事により２００層の圧電セラミック積
層体６　（第１図参照）をつくる事ができた。

比較のために、同じグリーンシートに内部電極を印刷し
、２００層積層したものを加熱圧着し、４’Ｃ／　Ｈｒ
で脱脂を行った所、積層体には多くの亀裂が発生し、脱
脂をする事ができなかった。

第６図に示す態様は、積層体サブユニット１の上下に同
じＰＺＴ系セラミックグリーンシートで絶縁層７を設け
たものである。この絶縁層７を設ける事によりサブユニ
ット脱脂体どうしの接合がより強固になり、サブユニッ
ト脱脂体の平行麿及び平面度を良くする為の研削が容易
になった。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、次の如き効果が奏される。

■　積層数の多い、又積層体の断面積の大きいセラミッ
ク積層体の製造が容易になる。

■　脱脂時間が短縮できる。

■　積層体の製造歩留りが良くなる。脱脂までは小さな
ユニットで製造する為、それ以前で不良が出てもユニッ
ト１個が不良となるだけですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により作成される積層体サブユニ
ットおよびセラミック積層体の模式断面図、第２〜５図
はサブユニット脱脂体のいろいろな接合方法を説明する
図、第６図は第１図と同様な別の態様を示す模式断面図
である。 ■・・・積層体サブユニット（脱脂体）、２・・・セラ
ミックシート、３・・・内部電極、４・・・上下面、　
　　５・・・接着剤、６・・・最終セラミック積層体、
７・・・絶縁層。 第１　　図１−サブユニット ２・・　セラミックシート ３・・・内部電極 ６・・・最終セラミック積層体 ７・・・絶縁層 荷　重　　　　　　　　　平面研削 接着剤　　　　　静水圧 第４図　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．セラミックグリーンシートを複数枚積層して積層体
   サブユニットを作成し、このサブユニットを脱脂してサ
   ブユニット脱脂体を得、そのサブユニット脱脂体を複数
   個積み重ね、そしてそれを焼成することを特徴とするセ
   ラミック積層体の製造方法。