JPH0722664A - 積層型圧電体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダミー層などを設けたりすることなく、積層
体の上・下面に外部電極が回り込むことを容易かつ確実
に防止することが可能で、素子厚みを特に大きくした
り、ラップ工程を設けたりすることを必要とせずに、上
・下面の平坦性を確保することが可能な積層型圧電体素
子の製造方法を提供する。 【構成】 圧電体層１と内部電極２ａ，２ｂとの積層体
３の上・下面３ａ，３ｂに、外部電極形成用材料をはじ
く物質１２が塗布された状態で、内部電極２ａ，２ｂが
引き出された側面３ｃ，３ｄに外部電極形成用材料１４
ａ，１４ｂを付着させることにより外部電極４ａ，４ｂ
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、積層型圧電体素子に
関し、詳しくは、圧電体層間に配設された内部電極と導
通する外部電極を、圧電体層と内部電極との積層体の側
面に配設してなる積層型圧電体素子の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧電体
を利用した積層型圧電アクチュエータとしては、例え
ば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、複数の圧電体層
５１の間に部分電極構造を有する内部電極５２を配設す
るとともに、圧電体層５１と内部電極５２からなる積層
体５３の、内部電極５２が引き出された側面に、同一極
の内部電極と導通する（すなわち、同一極の内部電極を
並列に接続させる）外部電極５４を配設してなる積層型
圧電体素子５５をケース（図示せず）に収納した構造の
積層型圧電アクチュエータが提案されている。

【０００３】なお、上記の積層型圧電体素子５５におい
ては、内部電極５２は、図６に示すように、一層おきに
逆側の側面の外部電極５４（図５）と導通するように交
互に逆側の端部に引き出されている。

【０００４】また、外部電極５４としては、内部電極５
２との導通の確実性を考慮して厚膜電極が用いられてい
る。

【０００５】ところで、上記従来の積層型圧電体素子５
５においては、圧電体層５１の厚みが通常２００μm以
下と薄いため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、積層
体５３の側面に外部電極５４を付着させる際に、積層体
５３の側面に引き出された最上層及び最下層の内部電極
５２と外部電極５４の接続を確実に行うことができるよ
うに、外部電極５４の上端部５４ａ及び下端部５４ｂ
が、積層体５３の角部（エッジ部）からその上・下面に
まで回り込むように外部電極５４を形成している。

【０００６】そのため、外部電極５４の、積層体５３の
上・下面にまで回り込んだ部分５４ａ，５４ｂが、積層
型圧電体素子５５をケース（図示せず）内に組み込む際
の障害になるという問題点がある。また、積層型圧電体
素子５５の上・下面の平坦性が損われるため、例えば、
複数の積層型圧電体素子５５を積み重ねることにより積
層型圧電アクチュエータを構成する場合に、積重ね（接
合）状態が不安定になり、確実に固定することができな
かったり、積層型圧電アクチュエータとして使用した場
合に、外力によって破壊が生じたりするというような問
題点がある。

【０００７】一方、上記の問題点を解消するために、積
層体５３の上・下面をラップすることにより、積層体５
３の上・下面にまで回り込んだ外部電極５４ａ，５４ｂ
を除去する方法もあるが、ラップ工程で積層体５３に割
れや欠けが発生するという問題点がある。

【０００８】また、図５（ｂ）に示すように、上・下面
に回り込んだ外部電極５４ａ，５４ｂの厚み（高さ）が
左右で異なるような場合には、ラップすることにより、
積層体５３の上・下面が、図７に示すように斜めにな
り、積層体５３の形状が直方体ではなくなるため、所定
の特性が得られなくなるという問題点がある。

【０００９】そこで、図８に示すように、積層体５３の
最上層の内部電極５２ａより上側の圧電体部分（圧電体
層）５１ａと、最下層の内部電極５２ｂより下側の圧電
体部分５１ｂの厚みを大きくする（すなわち、上・下面
に、厚みが大きく、かつ、内部電極を有しないダミー層
（圧電体層）５１ａ，５１ｂを設ける）ことにより、外
部電極５４が積層体５３の上・下面に回り込むことを阻
止するようにした積層型圧電体素子５５が提案されてい
る。

【００１０】しかし、この積層型圧電体素子５５（図
８）においては、ダミー層５１ａ，５１ｂの厚みが大き
いため、所定の変位を得るために必要な素子厚み（高
さ）がその分だけ厚く（高く）なるという問題点があ
る。

【００１１】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、ダミー層などを設けたりすることなく、積層体の
上・下面に外部電極が回り込むことを容易かつ確実に防
止して上・下面の平坦性を確保することが可能で、か
つ、素子厚みを特に大きくしたり、ラップ工程を設けた
りする必要のない積層型圧電体素子の製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の積層型圧電体素子の製造方法は、複数の
圧電体層と、圧電体層間に配設された内部電極と、内部
電極が引き出された側面に形成された外部電極とを備え
てなる積層型圧電体素子の製造方法において、圧電体層
と内部電極との積層体の上・下面に、外部電極形成用材
料をはじく物質が塗布された状態で、前記内部電極が引
き出された側面に外部電極形成用材料を付着させて外部
電極を形成することを特徴とする。

【００１３】なお、前記外部電極形成用材料をはじく物
質としては、例えば、シリコーン樹脂などを用いること
が可能である。また、外部電極形成用材料をはじく物質
としては、熱処理することにより、少なくともその大部
分を焼失させることが可能な物質を用いることが好まし
い。

【００１４】

【作用】積層体の上・下面に外部電極形成用材料をはじ
く物質が塗布されているため、積層体の側面に、例え
ば、導電ペーストを塗布する方法やディッピングなどの
方法により外部電極形成用材料を付着させた場合に、外
部電極形成用材料が積層体の上・下面にまで回り込むこ
とがなくなる。したがって、ダミー層を設けたり、ラッ
プ工程を設けたりすることを必要とせずに、側面にのみ
外部電極が形成され、上・下面が平坦な積層型圧電体素
子を容易かつ確実に製造することができるようになる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１，図２及び図３はこの発明の一実施例にかか
る積層型圧電体素子の製造方法を示す図、図４はこの発
明の一実施例にかかる積層型圧電体素子の製造方法によ
り製造された積層型圧電体素子を示す図である。

【００１６】まず、この実施例の方法により製造される
積層型圧電体素子５（図４）について説明する。この積
層型圧電体素子５は、積層された複数の圧電体層（例え
ばチタン酸ジルコン酸鉛系材料からなる圧電体層）１
と、複数の圧電体層１の間に配設され、一層おきに相対
向する２つの側面に引き出された内部電極２ａ，２ｂ
と、圧電体層１と内部電極２ａ，２ｂからなる積層体３
の相対向する２つの側面３ｃ，３ｄに引き出された同一
極の内部電極２ａ，２ｂと導通する２つの外部電極４
ａ，４ｂとを備えて構成されており、その上・下面３
ａ，３ｂは平坦に形成されている。なお、外部電極４
ａ，４ｂとしては、内部電極２ａ，２ｂとの導通の確実
性を考慮して厚膜電極が用いられている。

【００１７】次に、上記の積層型圧電体素子５の製造方
法について説明する。

【００１８】上記積層型圧電体素子５を製造するにあた
っては、まず、圧電体層（グリーンシート）を製造する
ために、原料を秤量し、粉砕してバインダとともに混合
し、脱泡した後、シート状に成形し、所定の形状に打抜
く。それから、これに内部電極を印刷する。

【００１９】そして、内部電極が印刷された圧電体層を
積層圧着し、脱脂した後、本焼成を行い、焼成ユニット
（積層体ユニット）を得る。

【００２０】次に、図１に示すように、焼成ユニット１
１の上・下面にシリコーン樹脂１２を塗布した後、所定
の形状（すなわち積層型圧電体素子の形状）にカットし
て図２に示すような積層体３を得る。

【００２１】それから、図３に示すように、積層体３の
側面３ｃ，３ｄに、例えば、導電ペーストを塗布する方
法やディッピングなどの方法により、外部電極形成用材
料１４ａ，１４ｂを付着させる。このとき、積層体３の
上・下面３ａ，３ｂにはシリコーン樹脂１２が塗布され
ているため、外部電極形成用材料１４ａ，１４ｂは、シ
リコーン樹脂１２にはじかれ、積層体３の上・下面３
ａ，３ｂにまで回り込むことはない。

【００２２】次いで、外部電極形成用材料１４ａ，１４
ｂを付着させた積層体３を所定の温度（例えば３００℃
以上の温度）で熱処理して、外部電極形成用材料１４
ａ，１４ｂを焼き付けるとともに、シリコーン樹脂１２
を焼失させることにより、図４に示すような、側面３
ｃ，３ｄにのみ外部電極４ａ，４ｂが形成され、上・下
面３ａ，３ｂが平坦な積層型圧電体素子５を得ることが
できる。

【００２３】そして、上記実施例の方法により製造され
た積層型圧電体素子５は、ケースに組み込む際に障害と
なるような部分（上・下面に付着した外部電極など）が
ないため、ケースに確実に組み込むことが可能になり、
所定の特性を有し、かつ、信頼性の高い積層型圧電アク
チュエータを製造することが可能になる。

【００２４】また、この発明の積層型圧電体素子の製造
方法により製造される積層型圧電体素子は、上・下面の
平坦性に優れているため、積層型圧電体素子を複数個積
み重ねて積層型圧電アクチュエータを構成する場合に、
積重ね（接合）の安定性に優れ、外力によって破壊が生
じたりすることがなく、信頼性の高い積層型圧電アクチ
ュエータを得ることができる。

【００２５】なお、上記実施例においては、外部電極形
成用材料をはじく物質として、シリコーン樹脂を用いた
場合について説明した。このシリコーン樹脂は、通常の
外部電極形成用材料をはじく物質として好適に使用する
ことができる物質（樹脂）であるが、外部電極形成用材
料をはじく物質は、必ずしもシリコーン樹脂に限定され
るものではなく、外部電極形成用材料の種類などを考慮
して他の種々の物質を使用することも可能である。な
お、外部電極形成用材料をはじく物質としては、上記の
シリコーン樹脂のように、熱処理することにより少なく
ともその大部分を焼失させることが可能な物質を用いる
ことが好ましい。

【００２６】この発明は、さらにその他の点に関しても
上記実施例に限定されるものではなく、圧電体層を構成
する材料の種類や組成、あるいは圧電体層の具体的な形
状や積層方法、内部電極や外部電極の構成材料及びその
形成方法などに関し、発明の要旨の範囲内において、種
々の応用、変形を加えることが可能である。

【００２７】

【発明の効果】上述のように、この発明の積層型圧電体
素子の製造方法は、圧電体層と内部電極との積層体の上
・下面に、外部電極形成用材料をはじく物質が塗布され
た状態で、前記内部電極が引き出された側面に外部電極
形成用材料を付着させることにより外部電極を形成する
ようにしているので、ダミー層などを設けたりすること
なく、積層体の上・下面に外部電極が回り込むことを防
止して、上・下面が平坦な積層型圧電体素子を容易かつ
確実に製造することができる。

【００２８】また、この発明の積層型圧電体素子の製造
方法によれば、上・下面を平坦にするためにラップ工程
などを設けたりする必要がなく、製造工程が簡略化され
るとともに、ラップ工程などにおける割れや欠けの発生
を防止することができる。

【００２９】さらに、この発明の製造方法により製造さ
れる積層型圧電体素子にはダミー層などが設けられてい
ないため、素子厚み（高さ）をその分だけ小さくするこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法の一工程において形成された焼成ユニットの
上・下面にシリコーン樹脂を塗布した状態を示す斜視図
である。

【図２】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法の一工程において形成された、上・下面にシ
リコーン樹脂が塗布された状態の積層体を示す断面図で
ある。

【図３】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法の一工程において、上・下面に外部電極形成
用材料をはじく物質（シリコーン樹脂）が塗布された積
層体の側面に外部電極形成用材料を付着させた状態を示
す断面図である。

【図４】この発明の一実施例にかかる積層型圧電体素子
の製造方法により製造された積層型圧電体素子を示す断
面図である。

【図５】従来の積層型圧電体素子を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図６】従来の積層型圧電体素子の内部電極のパターン
を示す分解斜視図である。

【図７】上・下面をラップした従来の積層型圧電体素子
を示す断面図である。

【図８】上・下面に厚みの大きいダミー層（圧電体層）
を設けた従来の積層型圧電体素子を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 圧電体層 ２ａ，２ｂ 内部電極 ３ 積層体 ３ａ，３ｂ 積層体の上・下面 ３ｃ，３ｄ 積層体の側面 ４ａ，４ｂ 外部電極 ５ 積層型圧電体素子 １１ 焼成ユニット １２ シリコーン樹脂 １４ａ，１４ｂ 外部電極形成用材料

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の圧電体層と、圧電体層間に配設さ
   れた内部電極と、内部電極が引き出された側面に形成さ
   れた外部電極とを備えてなる積層型圧電体素子の製造方
   法において、 圧電体層と内部電極との積層体の上・下面に、外部電極
   形成用材料をはじく物質が塗布された状態で、前記内部
   電極が引き出された側面に外部電極形成用材料を付着さ
   せて外部電極を形成することを特徴とする積層型圧電体
   素子の製造方法。