JPS60154581A - 積層圧電体およびその製造方法 - Google Patents
積層圧電体およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS60154581A JPS60154581A JP59009842A JP984284A JPS60154581A JP S60154581 A JPS60154581 A JP S60154581A JP 59009842 A JP59009842 A JP 59009842A JP 984284 A JP984284 A JP 984284A JP S60154581 A JPS60154581 A JP S60154581A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- piezoelectric body
- electrodes
- piezoelectric
- internal electrodes
- 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.)
- Pending
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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
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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
本発明は積層圧電体およびその製造方法に関するもので
ある。
ある。
背景技術とその問題点
小型でかつ低電圧駆動が可能な一体焼成型、の積層圧電
体を得る目的で、グリーンシート積層法と呼ばれる、接
着剤を使用しない積層コンデンサの製造技術の応用が試
みられている。この製造技術化より、接着剤を使用する
積層圧電体において５００μｍ程度が最小限界とされて
いる内部電極間距離を容易に小さく、例えば５０〜５０
０μｍとすることができ、その結果、駆動電圧を低下さ
せることが可能となる。しかし、積層コンデンサ型の積
層圧電体は、第１図に示すように各内部電極１の面積が
圧電体２の圧電体層２ａの横断面積より小さいため、電
界印加により発生する内部−歪の分布が不均一となり、
破壊しやすいという欠点がある。
体を得る目的で、グリーンシート積層法と呼ばれる、接
着剤を使用しない積層コンデンサの製造技術の応用が試
みられている。この製造技術化より、接着剤を使用する
積層圧電体において５００μｍ程度が最小限界とされて
いる内部電極間距離を容易に小さく、例えば５０〜５０
０μｍとすることができ、その結果、駆動電圧を低下さ
せることが可能となる。しかし、積層コンデンサ型の積
層圧電体は、第１図に示すように各内部電極１の面積が
圧電体２の圧電体層２ａの横断面積より小さいため、電
界印加により発生する内部−歪の分布が不均一となり、
破壊しやすいという欠点がある。
この欠点を解消するため第２図に示すように、各内部電
極６の面積と圧電体４の圧電体層４ａの横断面積を等し
くすれば、圧電体４内部の歪の分布は均一となり、した
がって電界のくり返し印加に対しても破壊を生ずること
はないが、この場合缶内部電極を並列接続にするために
は、各内部電極６の端部を一層おきに絶縁処理すること
が必要であり、この絶縁処理は、内部電極間距離が、例
えば５０〜６００μｆｆｌと小さい場合には極めて困難
である。
極６の面積と圧電体４の圧電体層４ａの横断面積を等し
くすれば、圧電体４内部の歪の分布は均一となり、した
がって電界のくり返し印加に対しても破壊を生ずること
はないが、この場合缶内部電極を並列接続にするために
は、各内部電極６の端部を一層おきに絶縁処理すること
が必要であり、この絶縁処理は、内部電極間距離が、例
えば５０〜６００μｆｆｌと小さい場合には極めて困難
である。
発明の目的
本発明は、前記の点に鑑み、内部電極の面積と圧電体層
の横断面積が実質的に等しく、電界のくり返し印加ζこ
対して破壊のおそれのない積層圧電体を提供するもので
ある。
の横断面積が実質的に等しく、電界のくり返し印加ζこ
対して破壊のおそれのない積層圧電体を提供するもので
ある。
本発明はさらに、内部電極間の距離が小さい場合にも、
内部電極端部の絶縁処理を効率よく行って、積層圧電体
を高い生産性で製造できる方法を提供するものである。
内部電極端部の絶縁処理を効率よく行って、積層圧電体
を高い生産性で製造できる方法を提供するものである。
発明の概要
本発明の積層圧電体は、複数の圧電体層が内部電極を介
して焼結により一体化された素子と、外部電極とからな
り、内部電極端部が素子の両側面において一層おき化絶
縁処理されていて、内部電極が外部電極により電気的に
並列接続されてなる積層圧電体において、内部電極端部
が素子の両側面において絶縁層を有し、この絶縁層は内
部電極の面積と圧電体層の横断面積が実質的に等しくな
るような大きさである。この積層圧電体では、内部電極
の面積と圧電体層の横断面積が実質的に等しいため、電
界印加の際に生ずる圧電体内部の歪の分布は均一となり
、積層セラミックコンデンサ型圧電体の場合における破
壊の問題を解消すると １とができ、高い信頼性を得る
ことができる。
して焼結により一体化された素子と、外部電極とからな
り、内部電極端部が素子の両側面において一層おき化絶
縁処理されていて、内部電極が外部電極により電気的に
並列接続されてなる積層圧電体において、内部電極端部
が素子の両側面において絶縁層を有し、この絶縁層は内
部電極の面積と圧電体層の横断面積が実質的に等しくな
るような大きさである。この積層圧電体では、内部電極
の面積と圧電体層の横断面積が実質的に等しいため、電
界印加の際に生ずる圧電体内部の歪の分布は均一となり
、積層セラミックコンデンサ型圧電体の場合における破
壊の問題を解消すると １とができ、高い信頼性を得る
ことができる。
また、本発明の方法は、複数の圧電体層が内部電極を介
して焼結により一体化された所定寸法の素子を準備する
工程と、素子の両側面に露出した内部電極端部に一層お
き薯と絶縁処理を行う工程と、素子の両側、面に外部電
極を浸酸して内部電気間の電気的並列接続を行う工程と
を具備して成り、内部電極の面積と圧電体層の横断面積
が実質的に等しい積層圧電体の製造方法において、素子
の両側面に露出した内部電極端部に一層おきに溝を形成
し、この溝に絶縁体を埋め込み、焼付して絶縁層を形成
することによって内部電極端部の絶縁処理を行うことか
らなる。
して焼結により一体化された所定寸法の素子を準備する
工程と、素子の両側面に露出した内部電極端部に一層お
き薯と絶縁処理を行う工程と、素子の両側、面に外部電
極を浸酸して内部電気間の電気的並列接続を行う工程と
を具備して成り、内部電極の面積と圧電体層の横断面積
が実質的に等しい積層圧電体の製造方法において、素子
の両側面に露出した内部電極端部に一層おきに溝を形成
し、この溝に絶縁体を埋め込み、焼付して絶縁層を形成
することによって内部電極端部の絶縁処理を行うことか
らなる。
本発明の方法において、内部電極端部の溝の寸法は、目
的とする積層圧電体の寸法によって異なるが、刃厚５０
〜１００μｍのカッター、例えば自動カッティングマシ
ンで深さ５０〜１５０μｍに形成するのが好ましい。
的とする積層圧電体の寸法によって異なるが、刃厚５０
〜１００μｍのカッター、例えば自動カッティングマシ
ンで深さ５０〜１５０μｍに形成するのが好ましい。
次に、本発明の実施例につき図面を参照しながら説明す
る。
る。
実施例１
第３図は本実施例による積層圧電体の斜視図である。こ
の積層圧電体６において、各圧電体層７は各内部電極８
を介して焼結により一体に結合されている。内部電極８
はその端部に一層おきに絶縁層９を有し、外部電極１０
によって電気的に並列接続されている。
の積層圧電体６において、各圧電体層７は各内部電極８
を介して焼結により一体に結合されている。内部電極８
はその端部に一層おきに絶縁層９を有し、外部電極１０
によって電気的に並列接続されている。
この積層圧電体６は２ｍｘ３ｍｘ９ｍの角柱形状を有し
、内部電極８を介して厚さ約１８０μｍの圧電体層８が
５０層積層されている。絶縁層９は圧電体６の２闘×９
鰭の長方形の側面に深さ１００μｍｘ幅１００μｍの層
として形成されている。
、内部電極８を介して厚さ約１８０μｍの圧電体層８が
５０層積層されている。絶縁層９は圧電体６の２闘×９
鰭の長方形の側面に深さ１００μｍｘ幅１００μｍの層
として形成されている。
このように構成された積層圧電体６においては、内部電
極８の面積と圧電体層７の横断面積とは実質的に等しく
なっている。
極８の面積と圧電体層７の横断面積とは実質的に等しく
なっている。
実施例２
実施例１に記載した積層圧電体の製造方法の一実施例を
第４図について説明する。
第４図について説明する。
ＰｂＯ，９８５Ｂｉｎ、０１ （Ｚｎｏ＋ｏ４２Ｎｉｏ
、１２ｓ Ｎｂｏ、ｕｓ）Ｔｉｏ０ｇ２Ｚｒ（１，、ｏ
０５１ の組成で表わされるＰＺＴ圧電材料の仮焼粉
末１００重量部に、有機結合剤としてポリビニルブチラ
ール３重量部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル１．５
重量部、分散剤としてソルビタンセスキオレート０．５
重量部および溶剤としてトリクロロエチレン１０重量部
とエチルアルコール１５重量部とを加え、ボールミルで
２４時間混合を行ない、でいしようを作製した。
、１２ｓ Ｎｂｏ、ｕｓ）Ｔｉｏ０ｇ２Ｚｒ（１，、ｏ
０５１ の組成で表わされるＰＺＴ圧電材料の仮焼粉
末１００重量部に、有機結合剤としてポリビニルブチラ
ール３重量部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル１．５
重量部、分散剤としてソルビタンセスキオレート０．５
重量部および溶剤としてトリクロロエチレン１０重量部
とエチルアルコール１５重量部とを加え、ボールミルで
２４時間混合を行ない、でいしようを作製した。
次に、このでいしようをポリエステルフィルム上に流し
、ドクターブレードを用いてシート状に成形し、自然乾
燥して厚さ２５０μのグリーンシートを作製した。
、ドクターブレードを用いてシート状に成形し、自然乾
燥して厚さ２５０μのグリーンシートを作製した。
次いで、このグリーンシートから直径２０ｍｖｔの円形
シートを５０枚打抜き、各円形シートの片面に内部電極
用としてパラジウムペーストを印刷した。
シートを５０枚打抜き、各円形シートの片面に内部電極
用としてパラジウムペーストを印刷した。
これらの円形シートを積み重ね、１０００ｋｇ／ａｍ２
の圧力を加えて一体化した後、除圧した。
の圧力を加えて一体化した後、除圧した。
次に、この一体化した積層体を酸素雰囲気中において昇
温速度４０°Ｃ／１１で７００℃まで加熱し、この温度
で１０時間保持し、有機結合剤、可凰剤および分散剤を
分解除去した後、さらに加熱し、１２００℃で６時間保
持して焼結体とした。
温速度４０°Ｃ／１１で７００℃まで加熱し、この温度
で１０時間保持し、有機結合剤、可凰剤および分散剤を
分解除去した後、さらに加熱し、１２００℃で６時間保
持して焼結体とした。
次に、この焼結体を切断して２ｗ＋ｍｘ３ｍｓｘ９ａｍ
の角柱状焼結体素子１１を得た（第４１八）。
の角柱状焼結体素子１１を得た（第４１八）。
この素子１１の各層はＰＺＴセラミック層１２９闘の長
方形の面）に露出した内部電極１６の端部を刃厚１００
μの自動カッティングマシンで一層おきに切削して深さ
１００μｍの溝１４を形成した（第４図Ｂ）。
方形の面）に露出した内部電極１６の端部を刃厚１００
μの自動カッティングマシンで一層おきに切削して深さ
１００μｍの溝１４を形成した（第４図Ｂ）。
次いで、この溝１４に絶縁体ペースト（Ｄｕｐｏｎｔ９
９５０のガラスペースト）を流し込んだ。この際に溝１
４以外の素子側面に付着した絶縁体ペーストは完全に拭
き取った。溝１４内の絶縁体ペーストを乾燥後、８５０
℃で１０分間焼付を行って、素子１１の両側面に一層お
きに絶縁層１５を形成した（第４図Ｃ）。
９５０のガラスペースト）を流し込んだ。この際に溝１
４以外の素子側面に付着した絶縁体ペーストは完全に拭
き取った。溝１４内の絶縁体ペーストを乾燥後、８５０
℃で１０分間焼付を行って、素子１１の両側面に一層お
きに絶縁層１５を形成した（第４図Ｃ）。
次いで、素子の絶縁層１５を含む両側面に外部電極用と
して銀ペーストを印刷し、７００℃で１０分間焼付を行
って外部電極１６を形成し、積層圧電体１７を得た（第
４図Ｄ）。
して銀ペーストを印刷し、７００℃で１０分間焼付を行
って外部電極１６を形成し、積層圧電体１７を得た（第
４図Ｄ）。
この積層圧電体１７に電界強度１２ ｋＶ／ｃ１１Ｌの
直流電圧を５０℃で６０分間印加してポーリングを行な
った後、１００Ｖの直流電圧を印加した結果、高さ方向
の変位は４μであった。
直流電圧を５０℃で６０分間印加してポーリングを行な
った後、１００Ｖの直流電圧を印加した結果、高さ方向
の変位は４μであった。
発明の効果
以上述べたように、本発明によれば内部電極の面積と圧
電体層の横断面積が実質的化等しくなるよう屹、内部電
極の端部に絶縁層を設けているので、積層圧電体は電界
印加の際に生ずる歪の分布が均一で、破壊のおそれのな
い、信頼性の高いものとなる。
電体層の横断面積が実質的化等しくなるよう屹、内部電
極の端部に絶縁層を設けているので、積層圧電体は電界
印加の際に生ずる歪の分布が均一で、破壊のおそれのな
い、信頼性の高いものとなる。
また、本発明によれば、内部電極端部に溝を形成し、こ
の溝に絶縁体を埋め込むことによって絶縁層を形成して
いるので、刃厚の薄いカッターを用いて溝を形成するよ
うにして、内部電極間距離が小さい場合でも内部電極端
部の絶縁処理を極めて効率よく行うことができ、高い生
産性で積層圧電体を製造することが可能となる。
の溝に絶縁体を埋め込むことによって絶縁層を形成して
いるので、刃厚の薄いカッターを用いて溝を形成するよ
うにして、内部電極間距離が小さい場合でも内部電極端
部の絶縁処理を極めて効率よく行うことができ、高い生
産性で積層圧電体を製造することが可能となる。
第１図と第２図は従来例を示す縦断面図、第６図は本発
明の積層圧電体の一実施例を示す一部破断斜視図、第４
図は本発明の積層圧電体の製造カー法の一実施例を示す
図である。 なお図面に用いられた符号において、 ６・・・・・・・・・・・・・・・積層圧電体７ ・・
・・・・・・・・・・・・・圧電体層８ ・・・・・・
・・・・・・・・内部電極９ ・・・・・・・・・・・
・・・・絶縁層１０・・・・・・・・・・・・・・・外
部電極１１・・・・・・・・・・・・・・焼結体素子１
２・・・・・・・・・・・・・・・ ＰＺＴセラミック
層１３・・・・・・・・・・・・・・・内部電極１４・
・・・・・・・・・・・・・・溝１５・・・・・・・・
・・・・・・絶縁層１６・・・・・・・・・・・・・外
部電極１７・・・・・・・・・・・・・・・積層圧電体
である。 代理人 上屋 勝 Ｉ 常包芳男 αＱ
明の積層圧電体の一実施例を示す一部破断斜視図、第４
図は本発明の積層圧電体の製造カー法の一実施例を示す
図である。 なお図面に用いられた符号において、 ６・・・・・・・・・・・・・・・積層圧電体７ ・・
・・・・・・・・・・・・・圧電体層８ ・・・・・・
・・・・・・・・内部電極９ ・・・・・・・・・・・
・・・・絶縁層１０・・・・・・・・・・・・・・・外
部電極１１・・・・・・・・・・・・・・焼結体素子１
２・・・・・・・・・・・・・・・ ＰＺＴセラミック
層１３・・・・・・・・・・・・・・・内部電極１４・
・・・・・・・・・・・・・・溝１５・・・・・・・・
・・・・・・絶縁層１６・・・・・・・・・・・・・外
部電極１７・・・・・・・・・・・・・・・積層圧電体
である。 代理人 上屋 勝 Ｉ 常包芳男 αＱ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の圧電体層が内部電極を介して焼結により一体
化された素子と、外部電極とからなり、内部電極端部が
素子の両側面において一層おきに絶縁処理されていて、
内部電極が外部電極により電気的に並列接続されてなる
積層圧電体において、内部電極端部が素子の両側面にお
いて絶縁層を有し、この絶縁層は内部電極の面積と圧電
体層の横断面積が実質的に等しくなるような大きさであ
ることを特徴とする積層圧電体。 ２、複数の圧電体層が内部電極を介して焼結により一体
化された所定寸法の素子を準備する工程と、素子の両側
面に露出した内部電極端部に一層行う工程とを具備して
成り、内部電極の面積と圧電体層の横断面積が実質的に
等しい積層圧電体の製造方法において、素子の両側面に
露出した内部電極端部に一層おきに溝を形成し、この溝
に絶縁体を埋め込み、焼付して絶縁層を形成することに
よって内部電極端部の絶縁処理を行うことを特徴とする
積層圧電体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009842A JPS60154581A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 積層圧電体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009842A JPS60154581A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 積層圧電体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60154581A true JPS60154581A (ja) | 1985-08-14 |
Family
ID=11731373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009842A Pending JPS60154581A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 積層圧電体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60154581A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60229380A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | セラミツクアクチユエ−タ |
| JPS62199074A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 積層型圧電素子の製造方法 |
| JPH03154388A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-02 | Fujitsu Ltd | 圧電アクチュエータ素子の電極構造 |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59009842A patent/JPS60154581A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60229380A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | セラミツクアクチユエ−タ |
| JPS62199074A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 積層型圧電素子の製造方法 |
| JPH03154388A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-02 | Fujitsu Ltd | 圧電アクチュエータ素子の電極構造 |
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