JPH0145994B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0145994B2 JPH0145994B2 JP23732983A JP23732983A JPH0145994B2 JP H0145994 B2 JPH0145994 B2 JP H0145994B2 JP 23732983 A JP23732983 A JP 23732983A JP 23732983 A JP23732983 A JP 23732983A JP H0145994 B2 JPH0145994 B2 JP H0145994B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- green sheet
- block
- piezoelectric
- layer
- press
- 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.)
- Expired
Links
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
- H10N30/053—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by integrally sintering piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内部電極を面全体に施した圧電セラ
ミツクスを層状に多数に積層した圧電アクチユエ
ータの製造方法に関する。
ミツクスを層状に多数に積層した圧電アクチユエ
ータの製造方法に関する。
従来、電磁式アクチユエータに比べ、小形・軽
量・省電力の圧電式アクチユエータが注目されて
いる。圧電アクチユエータには、圧電横効果を利
用した圧電バイモルフ型及び大きな変位量が得ら
れる圧電縦効果を利用した積層型がある。
量・省電力の圧電式アクチユエータが注目されて
いる。圧電アクチユエータには、圧電横効果を利
用した圧電バイモルフ型及び大きな変位量が得ら
れる圧電縦効果を利用した積層型がある。
積層型の圧電アクチユエータとしては、積層セ
ラミツクコンデンサの製造技術を応用して製造さ
れている。すなわちセラミツクス粉末を有機バイ
ンダに有機溶剤と共に溶かしてスラリーを得、次
に例ばドクターブレード法により有機フイルム上
にグリーンシートを形成し、第１図に示すごと
く、グリーンシート１上に内部電極２となる二成
分化合物（Pd−Ag）等の金属ペーストを更に印
刷塗布し、所定の大きさに切断される。
ラミツクコンデンサの製造技術を応用して製造さ
れている。すなわちセラミツクス粉末を有機バイ
ンダに有機溶剤と共に溶かしてスラリーを得、次
に例ばドクターブレード法により有機フイルム上
にグリーンシートを形成し、第１図に示すごと
く、グリーンシート１上に内部電極２となる二成
分化合物（Pd−Ag）等の金属ペーストを更に印
刷塗布し、所定の大きさに切断される。
そして、上下の層の電極パターンが180゜展開す
るようにして層状に積層し、更に熱を加えながら
上下方向に加圧し、900〜1250℃位の温度範囲で
焼結し、両側面に銀ペーストなどにて外部電極を
形成することにより、得ることができる。
るようにして層状に積層し、更に熱を加えながら
上下方向に加圧し、900〜1250℃位の温度範囲で
焼結し、両側面に銀ペーストなどにて外部電極を
形成することにより、得ることができる。
ところで、上記のような工程によれば、グリー
ンシートを１枚１枚打ち抜いて層状に積層してい
るが、その膜厚は数十ないし数百μmであるため、
機械的強度が小さく、作業上格別の考慮が必要と
なる。しかも、電極パターンを180゜展開する必要
があるため、夫々の膜の位置合わせを充分に留意
するなどに起因して、生産効率が極めて低下する
欠点がある。
ンシートを１枚１枚打ち抜いて層状に積層してい
るが、その膜厚は数十ないし数百μmであるため、
機械的強度が小さく、作業上格別の考慮が必要と
なる。しかも、電極パターンを180゜展開する必要
があるため、夫々の膜の位置合わせを充分に留意
するなどに起因して、生産効率が極めて低下する
欠点がある。
また第２図に示すごとく、内部電極２が全面に
形成されていないために、圧電的に不活性の箇所
（図中Ａ参照）が存在するために、素子ブロツク
内の内部応力が不均一となり、電界を加えて繰り
返し作動させた場合は、歪みの分布が不均一にな
り易い。特に、活性部分と不活性部分との境界に
おいては、大きな歪みが発生し、結局、この種素
子の繰り返し疲労による積層圧電素子の破壊とな
つてしまう欠点がある。
形成されていないために、圧電的に不活性の箇所
（図中Ａ参照）が存在するために、素子ブロツク
内の内部応力が不均一となり、電界を加えて繰り
返し作動させた場合は、歪みの分布が不均一にな
り易い。特に、活性部分と不活性部分との境界に
おいては、大きな歪みが発生し、結局、この種素
子の繰り返し疲労による積層圧電素子の破壊とな
つてしまう欠点がある。
本発明はかかる点に鑑み、上記グリーンシート
の積層の手順を変更して内部電極を全面電極にす
ることにより、上記不活性な部分を除去し、かつ
工数を低減することができ、長寿命のこの種のア
クチユエータ素子の製造方法を提供することを主
たる目的とする。
の積層の手順を変更して内部電極を全面電極にす
ることにより、上記不活性な部分を除去し、かつ
工数を低減することができ、長寿命のこの種のア
クチユエータ素子の製造方法を提供することを主
たる目的とする。
以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。
がら詳細に説明する。
まずグリーンシートを従来法と同様に形成した
後、第３図に示すごとく、グリーンシート１０の
全面に内部電極１１となる導電膜をスクリーン印
刷により形成する。その後、必要により乾燥を施
し、第４図に示すごとく、熱源を有する棒１２又
は熱伝導性の良好な棒１２にグリーンシート１０
を有機フイルムから剥離してスパイラル状に巻回
し、第５図に示すごとく、側方から加圧すると共
に、加熱してスパイラル状に熱圧着する。
後、第３図に示すごとく、グリーンシート１０の
全面に内部電極１１となる導電膜をスクリーン印
刷により形成する。その後、必要により乾燥を施
し、第４図に示すごとく、熱源を有する棒１２又
は熱伝導性の良好な棒１２にグリーンシート１０
を有機フイルムから剥離してスパイラル状に巻回
し、第５図に示すごとく、側方から加圧すると共
に、加熱してスパイラル状に熱圧着する。
この場合、必要により周囲から加熱して熱圧着
し、第６図に示すごとく、棒１２の軸方向と同方
向に切断（図中Ａ−Ａ線）することにより、第７
図に示すごとく、層状に内部電極１１が形成され
たブロツク材１５が得られることになる。
し、第６図に示すごとく、棒１２の軸方向と同方
向に切断（図中Ａ−Ａ線）することにより、第７
図に示すごとく、層状に内部電極１１が形成され
たブロツク材１５が得られることになる。
次に、このブロツク材１５を圧電セラミツクス
及び内部電極の材質によつて決定される最適な温
度にて焼結し、第８図に示すごとく、内部電極の
端部を一層おきに交互にガラス、SiO2、アルミ
ナ、又は樹脂などの絶縁物１６で絶縁処理し、更
に銀ペースト又は導電性スパツタ膜により外部電
極１７を形成することにより、アクチユエータ２
０を得ることができる。
及び内部電極の材質によつて決定される最適な温
度にて焼結し、第８図に示すごとく、内部電極の
端部を一層おきに交互にガラス、SiO2、アルミ
ナ、又は樹脂などの絶縁物１６で絶縁処理し、更
に銀ペースト又は導電性スパツタ膜により外部電
極１７を形成することにより、アクチユエータ２
０を得ることができる。
第９図は、本発明の製造方法の他の例を示す工
程図である。本例においては、大量処理かつ自動
化を図るため、連続供給されてくる有機フイルム
２１上にドクターブレード法によつてグリーンシ
ート２２を形成して赤外線ランプ２３にて乾燥
し、印刷機２４により導電ペースト２５を塗布
し、有機フイルム２１を剥離しながら加熱した棒
２７にグリーンシート２２を巻きとるようにした
例を示している。
程図である。本例においては、大量処理かつ自動
化を図るため、連続供給されてくる有機フイルム
２１上にドクターブレード法によつてグリーンシ
ート２２を形成して赤外線ランプ２３にて乾燥
し、印刷機２４により導電ペースト２５を塗布
し、有機フイルム２１を剥離しながら加熱した棒
２７にグリーンシート２２を巻きとるようにした
例を示している。
従つて、上記の製法と同様の作用効果が得られ
る。
る。
尚、比較検討のため、ブロツクを構成するグリ
ーンシートの断面積（So）と内部電極の面積
（Si）との比Si／Soを１、0.8、0.5の３種を試作
し、これらブロツク材に、500V／mmを印加した
場合の変位量は、夫々3μm、2.2μm、1.2μmであ
つた。
ーンシートの断面積（So）と内部電極の面積
（Si）との比Si／Soを１、0.8、0.5の３種を試作
し、これらブロツク材に、500V／mmを印加した
場合の変位量は、夫々3μm、2.2μm、1.2μmであ
つた。
またこれら３種の素子ブロツクに、直流電圧
50Vのオン・オフを繰り返して駆動試験を実施し
たところ、その繰り返し回数は、Si／So＝0.5、
Si／So＝0.8では６億回以下であつたのに対して、
本発明素子の繰り返し回数Si／So＝１すなわち
全面電極を形成した素子によれば、８億回以上繰
り返して動作する能力を得ることができる。
50Vのオン・オフを繰り返して駆動試験を実施し
たところ、その繰り返し回数は、Si／So＝0.5、
Si／So＝0.8では６億回以下であつたのに対して、
本発明素子の繰り返し回数Si／So＝１すなわち
全面電極を形成した素子によれば、８億回以上繰
り返して動作する能力を得ることができる。
尚、外部電極の形成は、上記実施例に限定され
るものではなく、絶縁層として樹脂、ガラスアル
ミナ膜を形成し、その上面に上記導電膜をスパツ
タリングによつて形成することにより、上記実施
例と同様の効果を得ることができる。
るものではなく、絶縁層として樹脂、ガラスアル
ミナ膜を形成し、その上面に上記導電膜をスパツ
タリングによつて形成することにより、上記実施
例と同様の効果を得ることができる。
以上述べたごとく本発明によれば、圧電セラミ
ツクス材を主体とするグリーンシートの表面全面
に内部電極を形成し、該グリーンシートを熱源と
する剛体に多層に巻回して外部から熱圧着し、該
被圧着ブロツクを層方向に切断する工程と、該被
圧着ブロツクを焼結する工程と、該焼結ブロツク
の両側面に機械加工を施す工程と、上記両側面の
端部を一層おきに樹脂にて絶縁処理し、該被処理
物の上から夫々の面に導電層を形成する工程とよ
り構成したので、 従来のように、この種素子に全面電極を形成し
得ないものに比べて、繰り返し駆動に対する能力
が格段にすぐれたアクチユエータ素子を提供する
ことができる。
ツクス材を主体とするグリーンシートの表面全面
に内部電極を形成し、該グリーンシートを熱源と
する剛体に多層に巻回して外部から熱圧着し、該
被圧着ブロツクを層方向に切断する工程と、該被
圧着ブロツクを焼結する工程と、該焼結ブロツク
の両側面に機械加工を施す工程と、上記両側面の
端部を一層おきに樹脂にて絶縁処理し、該被処理
物の上から夫々の面に導電層を形成する工程とよ
り構成したので、 従来のように、この種素子に全面電極を形成し
得ないものに比べて、繰り返し駆動に対する能力
が格段にすぐれたアクチユエータ素子を提供する
ことができる。
しかも本発明によれば、従来のセラミツクコン
デンサのように、内部電極を交互に180゜転回した
内部電極パターンとする作業工程を不要とするこ
とができるので、本発明素子の自動化を図ること
ができる。
デンサのように、内部電極を交互に180゜転回した
内部電極パターンとする作業工程を不要とするこ
とができるので、本発明素子の自動化を図ること
ができる。
第１図及び第２図は従来の積層圧電素子の構造
を示す図、第３図、第４図、第５図、第６図及び
第７図は本発明の工程の一例を示す図、第８図は
本発明方法により得られたアクチユエータ素子の
一例を示す斜視図、第９図は本発明アクチユエー
タ素子の製法の他の例を示す図である。 １０……グリーンシート、１１……内部電極、
１２……熱源を有する棒、１５……素子ブロツク
材、１７……外部電極、２０……圧電アクチユエ
ータ。
を示す図、第３図、第４図、第５図、第６図及び
第７図は本発明の工程の一例を示す図、第８図は
本発明方法により得られたアクチユエータ素子の
一例を示す斜視図、第９図は本発明アクチユエー
タ素子の製法の他の例を示す図である。 １０……グリーンシート、１１……内部電極、
１２……熱源を有する棒、１５……素子ブロツク
材、１７……外部電極、２０……圧電アクチユエ
ータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電セラミツクス材を主体とするグリーンシ
ートの表面全面に内部電極を形成し、該グリーン
シートを熱源とする剛体に多層に巻回して外部か
ら熱圧着し、該被圧着ブロツクを層方向に切断す
る工程と、 該被圧着ブロツクを焼結する工程と、 該被焼結ブロツクの両側面に機械加工を施す工
程と、 上記両側面の端部を一層おきに樹脂にて絶縁処
理し、該被処理物の上から夫々の面に導電層を形
成する工程とより成ることを特徴とする積層型圧
電アクチユエータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237329A JPS60128682A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 積層型圧電アクチユエ−タの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237329A JPS60128682A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 積層型圧電アクチユエ−タの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128682A JPS60128682A (ja) | 1985-07-09 |
| JPH0145994B2 true JPH0145994B2 (ja) | 1989-10-05 |
Family
ID=17013755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58237329A Granted JPS60128682A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 積層型圧電アクチユエ−タの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60128682A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296868U (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-20 | ||
| JP2738706B2 (ja) * | 1988-07-15 | 1998-04-08 | 株式会社日立製作所 | 積層型圧電素子の製法 |
| DE4201937C2 (de) * | 1991-01-25 | 1997-05-22 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrisches laminiertes Stellglied |
| US7233099B2 (en) | 2003-12-25 | 2007-06-19 | Tdk Corporation | Multilayer piezoelectric element |
-
1983
- 1983-12-15 JP JP58237329A patent/JPS60128682A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60128682A (ja) | 1985-07-09 |
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