JPS6387777A - 積層型圧電素子の製造方法 - Google Patents
積層型圧電素子の製造方法Info
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- JPS6387777A JPS6387777A JP61232758A JP23275886A JPS6387777A JP S6387777 A JPS6387777 A JP S6387777A JP 61232758 A JP61232758 A JP 61232758A JP 23275886 A JP23275886 A JP 23275886A JP S6387777 A JPS6387777 A JP S6387777A
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- piezoelectric ceramic
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- electrode
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- Transducers For Ultrasonic Waves (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、圧電アクチュエータ等に用いられる積層型圧
電素子の製造方法に関し、更に詳しくは、表裏面に導電
性ガラスを用いて所定形状の内部電極を形成した焼結済
み圧電セラミック板を多数枚積層し、導電性ガラスの溶
融により接着一体化し、切断して内部電極を交互に露出
させ外部電極を施す積層型圧電素子の製造方法に関する
ものである。
電素子の製造方法に関し、更に詳しくは、表裏面に導電
性ガラスを用いて所定形状の内部電極を形成した焼結済
み圧電セラミック板を多数枚積層し、導電性ガラスの溶
融により接着一体化し、切断して内部電極を交互に露出
させ外部電極を施す積層型圧電素子の製造方法に関する
ものである。
［従来の技術］
微細加工を必要とする半導体など各種電子部品の製造装
置や微小位置決めを必要とする光学装置等においては微
小変位を行わせるため圧電アクチュエータが用いられて
いる。
置や微小位置決めを必要とする光学装置等においては微
小変位を行わせるため圧電アクチュエータが用いられて
いる。
このような圧電アクチュエータに用いられる積層型圧電
素子の製造方法としては、焼結済みの多数の圧電セラミ
ック板を接着一体化する方法と、未焼結シートを積層し
てから一体焼結する方法がある。 − 前者の積層接着による方法は、例えば第４図に示すよう
に、所定の外形寸法（直径５〜３０１、厚さ０．１〜ｌ
ａ＋＋ｗ程度）の焼結済み圧電セラミック板１０の表裏
両面に焼付は銀等で電極層を形成し、これとほぼ同寸法
にエツチング等、で作成した金属端子板１２（厚さ約３
５〜５０μｍ）とを１枚毎に有機接着剤を塗布して金属
端子１２ａの方向を揃えて数十〜数百層積層接着した後
、対応する２＆ｌｌの金属端子１２ａ毎にそれぞれリー
ド線１４で接続し組み立てる方法である。
素子の製造方法としては、焼結済みの多数の圧電セラミ
ック板を接着一体化する方法と、未焼結シートを積層し
てから一体焼結する方法がある。 − 前者の積層接着による方法は、例えば第４図に示すよう
に、所定の外形寸法（直径５〜３０１、厚さ０．１〜ｌ
ａ＋＋ｗ程度）の焼結済み圧電セラミック板１０の表裏
両面に焼付は銀等で電極層を形成し、これとほぼ同寸法
にエツチング等、で作成した金属端子板１２（厚さ約３
５〜５０μｍ）とを１枚毎に有機接着剤を塗布して金属
端子１２ａの方向を揃えて数十〜数百層積層接着した後
、対応する２＆ｌｌの金属端子１２ａ毎にそれぞれリー
ド線１４で接続し組み立てる方法である。
それに対して後者の一体焼結による方法は、圧電セラミ
ックの未焼結シートに内部！極を印刷し、積層圧着して
一体焼結し、所定寸法に切り出した後に外部ｉ！極を形
成する方法である。
ックの未焼結シートに内部！極を印刷し、積層圧着して
一体焼結し、所定寸法に切り出した後に外部ｉ！極を形
成する方法である。
例えば第５図に示すように、圧電セラミック板ＩＯの間
に白金のような内部電極１６が介在し、その側面におい
て内部電極−層おきにガラス等の絶縁材１８を塗布、し
て覆い、更にその上から外部電極２０′４ｒ塗布する構
成である。
に白金のような内部電極１６が介在し、その側面におい
て内部電極−層おきにガラス等の絶縁材１８を塗布、し
て覆い、更にその上から外部電極２０′４ｒ塗布する構
成である。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが前者の積層接着による方法は、所定形状の圧電
セラミック板と金属端子板とをその端子方向を揃えて積
層しなければならないため作業が極めて煩瑣であり、量
産性に乏しく低廉化し難い欠点がある。また有機接着剤
はヤング率が小さいため、発生力が一体焼結構造のもの
に比べて約１／２と低い欠点もある。
セラミック板と金属端子板とをその端子方向を揃えて積
層しなければならないため作業が極めて煩瑣であり、量
産性に乏しく低廉化し難い欠点がある。また有機接着剤
はヤング率が小さいため、発生力が一体焼結構造のもの
に比べて約１／２と低い欠点もある。
それに対して後者の一体焼結方法は、−度の積層によっ
て多数の圧電積層体を切り出せることから積層作業の手
間が省ける利点がある。しかし圧電セラミックの焼結温
度は１２００〜１３００℃と高温であり、セラミン゛り
の組成物が鉛化合物て反応性が高いことと相俟て内部電
極は白金のような高価な貴金属に限定されており、電極
材料に要するコストが高くなる欠点が′ある。また白金
内部電極は不拘−歪を避けるため層間全面に形成する必
要があり、それによって眉間のセラミック固相反応が制
限され密着強度が低下する構造的な欠陥を有している。
て多数の圧電積層体を切り出せることから積層作業の手
間が省ける利点がある。しかし圧電セラミックの焼結温
度は１２００〜１３００℃と高温であり、セラミン゛り
の組成物が鉛化合物て反応性が高いことと相俟て内部電
極は白金のような高価な貴金属に限定されており、電極
材料に要するコストが高くなる欠点が′ある。また白金
内部電極は不拘−歪を避けるため層間全面に形成する必
要があり、それによって眉間のセラミック固相反応が制
限され密着強度が低下する構造的な欠陥を有している。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠 。
点を解消し、内部電極に安価な材料を用いることができ
、−度の積層によって多数の圧電積層体を切り出すこと
ができるし、外部電極の形成も含めて製造工程が著しく
簡素化され、しかも機械的強度等について十分高い信鯨
性を確保することができ、発生力も一体焼結構造のもの
と同等の積層型圧電素子の製造方法を提供することにあ
る。
、−度の積層によって多数の圧電積層体を切り出すこと
ができるし、外部電極の形成も含めて製造工程が著しく
簡素化され、しかも機械的強度等について十分高い信鯨
性を確保することができ、発生力も一体焼結構造のもの
と同等の積層型圧電素子の製造方法を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］
上記のような目的を達成することのできる本発明は、基
本的には焼結済み圧電セラミック板を積層接着する方法
を採用し、内部電極の形成材料に工夫を施し、発生力の
低下がなく量産化に適すように改良した積層型圧電素子
の製造方法である。
本的には焼結済み圧電セラミック板を積層接着する方法
を採用し、内部電極の形成材料に工夫を施し、発生力の
低下がなく量産化に適すように改良した積層型圧電素子
の製造方法である。
即ち本発明では、所定のピッチで且つ表裏両面で互いに
ずれた多数の無電極部分（電極が形成されてない部分）
を残すように、導電性ガラスをスパッタリングやスクリ
ーン印刷等で内部電極を形成した焼結済み圧電セラミッ
ク板を用いている。そして、この圧電セラミック板を、
その無電極部分の位置が一致し且つ互いに向き合うよう
に多数枚積層し、導電性ガラスを溶融して接着一体化し
、積層体ブロックを得る。
ずれた多数の無電極部分（電極が形成されてない部分）
を残すように、導電性ガラスをスパッタリングやスクリ
ーン印刷等で内部電極を形成した焼結済み圧電セラミッ
ク板を用いている。そして、この圧電セラミック板を、
その無電極部分の位置が一致し且つ互いに向き合うよう
に多数枚積層し、導電性ガラスを溶融して接着一体化し
、積層体ブロックを得る。
次に得られた積層体ブロックを、前記無電極部分が少な
くとも２個所以上かかるように切断し圧電積層体を製作
する。この圧電積層体に外部電極を設けて露出している
内部電極間を接続する。このようにして積層型圧電素子
を製造する。
くとも２個所以上かかるように切断し圧電積層体を製作
する。この圧電積層体に外部電極を設けて露出している
内部電極間を接続する。このようにして積層型圧電素子
を製造する。
［作用］
本発明では金属端子板を挾み込む必要は無く、また内部
電極の引出し構造を工夫したから、−度の積層作業によ
り得られたブロックから所定寸法に切り出すことによっ
て多数の圧電ｍ屠体を得ることができる。
電極の引出し構造を工夫したから、−度の積層作業によ
り得られたブロックから所定寸法に切り出すことによっ
て多数の圧電ｍ屠体を得ることができる。
内部！極と外部電極との接続も、圧電積層体の所定の位
置に絶縁物を付着させる必要はなく、外部電極を付着す
るだけでよいから、圧電セラミック板の厚みが極めて薄
くても、また積層枚数が極めて多くなっても作業が容易
である。
置に絶縁物を付着させる必要はなく、外部電極を付着す
るだけでよいから、圧電セラミック板の厚みが極めて薄
くても、また積層枚数が極めて多くなっても作業が容易
である。
更に接着に導電性ガラスを用いているため、有機接着剤
等に比しヤング率が大きく、一体焼結構造のものと同等
の商い発生力を実現できる。
等に比しヤング率が大きく、一体焼結構造のものと同等
の商い発生力を実現できる。
［実施例コ
第１図は本発明方法の一実施例を示す工程説明図である
。まず同図Ａに示すように、表裏面に多数の無電極部分
３０を有するような所定形状の内部電極３２傘導電性ガ
ラスのスパッタリングやスクリーン印刷により形成した
焼結済み圧電セラミック板３４を多数枚積層し、加熱し
て感電性ガラスの溶融によって接着二体化する。
。まず同図Ａに示すように、表裏面に多数の無電極部分
３０を有するような所定形状の内部電極３２傘導電性ガ
ラスのスパッタリングやスクリーン印刷により形成した
焼結済み圧電セラミック板３４を多数枚積層し、加熱し
て感電性ガラスの溶融によって接着二体化する。
圧電セラミック板３４としては、例えば縦横各５０ｍ５
＋、厚さ０．２ｍｍ程度の寸法のものが好適である。
＋、厚さ０．２ｍｍ程度の寸法のものが好適である。
各圧電セラミック板３４の詳細を第２図および第３図に
示す、圧電セラミック板３４には２．５１φ程度の無電
極部分３０が縦横に所定のピンチで多数列るように内部
電ｐｉ３２が形成される。この無電極部分３０は表裏両
面で互いにずれた位置に設けられる。
示す、圧電セラミック板３４には２．５１φ程度の無電
極部分３０が縦横に所定のピンチで多数列るように内部
電ｐｉ３２が形成される。この無電極部分３０は表裏両
面で互いにずれた位置に設けられる。
例えばある圧電セラミック板３４ａのある一つの無電極
部分の位置（Ｚ＋ −Ｚ＋ で示す）についてみると、
その上面では無電極部分３０ａが残るように内部電極３
２が形成され、下面では残らないように全体に内部電極
３２が形成される。そのすぐ下の圧電セラミック板３４
ｂの対応する位置についてみると、その上面では全体に
内部電極３２が形成され、下面では無電極部分３０ｂが
残るように内部電極３２が形成される。１／２ピツチず
れたＺ ｔ Ｚ ｚの位置では電極パターンが丁度
逆になる。
部分の位置（Ｚ＋ −Ｚ＋ で示す）についてみると、
その上面では無電極部分３０ａが残るように内部電極３
２が形成され、下面では残らないように全体に内部電極
３２が形成される。そのすぐ下の圧電セラミック板３４
ｂの対応する位置についてみると、その上面では全体に
内部電極３２が形成され、下面では無電極部分３０ｂが
残るように内部電極３２が形成される。１／２ピツチず
れたＺ ｔ Ｚ ｚの位置では電極パターンが丁度
逆になる。
なお第１図においては図面を簡略化するため圧電セラミ
ック板は比較的少ない枚数しか描いていないが、実際は
前記のように多数枚積層される。この積層接着は、無電
極部分の位置が−致し且つ互いに向き合うように行われ
る。導電性ガラスの印刷厚さや挾み込み圧力等により積
層したブロックの高さは一定値になる。
ック板は比較的少ない枚数しか描いていないが、実際は
前記のように多数枚積層される。この積層接着は、無電
極部分の位置が−致し且つ互いに向き合うように行われ
る。導電性ガラスの印刷厚さや挾み込み圧力等により積
層したブロックの高さは一定値になる。
次にこの積層ブロックをダイヤモンドブレードを用いた
切断機等によって第１図Ａの破線で示す位置で、すなわ
ち無電極部分３０を少なくとも２個所以上（本実施例で
は２個所）かかるような形状に切り出し、同図Ｂに示す
ような圧電積層体３６を製作する。
切断機等によって第１図Ａの破線で示す位置で、すなわ
ち無電極部分３０を少なくとも２個所以上（本実施例で
は２個所）かかるような形状に切り出し、同図Ｂに示す
ような圧電積層体３６を製作する。
得られた圧電８２層体３６は両側２個所に無電極部分を
有する。この無電極部分の中央で、その寸法よりも僅か
に小さく積層方向に切り欠く（同図Ｃ参照）０例えば２
．５ｍｍφの無電極部分をＯ’、７ｍｍＨに成形したダ
イヤモンドブレードで切り込む。このようにして形成さ
れた凹部３８では、全体に形成した（無電極部分を残さ
ない）内部電極端部は露出するが、無電極部分を残した
内部電極端部は露出しない、従って積層された各内部電
極は２個所の凹部３８で交互に露出することになる。
有する。この無電極部分の中央で、その寸法よりも僅か
に小さく積層方向に切り欠く（同図Ｃ参照）０例えば２
．５ｍｍφの無電極部分をＯ’、７ｍｍＨに成形したダ
イヤモンドブレードで切り込む。このようにして形成さ
れた凹部３８では、全体に形成した（無電極部分を残さ
ない）内部電極端部は露出するが、無電極部分を残した
内部電極端部は露出しない、従って積層された各内部電
極は２個所の凹部３８で交互に露出することになる。
最後に同図りに示すように、このような圧電積層体３６
の両方の凹部３８に、外部電極４０として導電性接着剤
を塗布し、積層型圧電素子を得るのである。
の両方の凹部３８に、外部電極４０として導電性接着剤
を塗布し、積層型圧電素子を得るのである。
なお各圧電セラミック板３４の分極は、基本的には仮単
体の状態の時に行うが、場合によっては積層接着した後
に行ってもよい。
体の状態の時に行うが、場合によっては積層接着した後
に行ってもよい。
以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、本
発明はこのような構成のみに限定されるものではない、
積層ブロックの切断位置は形成した内部電極のパターン
に応じて変更できる。無電極部分の位置で十字に切り出
さなくてもよい。つまり無電極部分が圧電積層体の；隅
に位置せず側面中央に現れるような構造とすることもで
きる。
発明はこのような構成のみに限定されるものではない、
積層ブロックの切断位置は形成した内部電極のパターン
に応じて変更できる。無電極部分の位置で十字に切り出
さなくてもよい。つまり無電極部分が圧電積層体の；隅
に位置せず側面中央に現れるような構造とすることもで
きる。
［発明の効果］
本発明は上記のように、導電性ガラスを用いて所定形状
の内部電極を形成した焼結済み圧電セラミック板を積層
してガラスの溶融により接着し、細断して内部電極を露
出させ外部電極を施すように構成したから、金属端子板
等の挾み込みが不要となり、大きな圧電セラミック板を
用いた積層接着と切断という簡易な方法によって多数の
圧電積層体を一度に得ることができる効果がある。
の内部電極を形成した焼結済み圧電セラミック板を積層
してガラスの溶融により接着し、細断して内部電極を露
出させ外部電極を施すように構成したから、金属端子板
等の挾み込みが不要となり、大きな圧電セラミック板を
用いた積層接着と切断という簡易な方法によって多数の
圧電積層体を一度に得ることができる効果がある。
また本発明は導電性ガラスによる接着一体化方法だから
、機械的強度が高くなり、接着層のヤング率が高いため
発生力の低下が無く信頼性が向上するし、更に内部電極
に安価な電極材料を使用できるため、前記多数個の切り
出しが行なえることと相俟て極めて安価に製造できる効
果がある。
、機械的強度が高くなり、接着層のヤング率が高いため
発生力の低下が無く信頼性が向上するし、更に内部電極
に安価な電極材料を使用できるため、前記多数個の切り
出しが行なえることと相俟て極めて安価に製造できる効
果がある。
更に各内部電極の相互接続も専電材料の付着だけで完了
するため極めて容易であり、圧電セラミック板が更に薄
くなっても十分対応できる等の優れた効果がある。
するため極めて容易であり、圧電セラミック板が更に薄
くなっても十分対応できる等の優れた効果がある。
第１図Ａ−Ｄは本発明に係る積層型圧電素子の製造方法
の一実施例を示す工程説明図、第２図は圧電セラミック
板の構造を示す説明図、第３図はそのｍ−ｍ断面図、第
４図および第５図はそれぞれ従来技術の説明図である。 ３０・・・無電極部分、３２・・・内部電極、３４・・
・焼結済み圧電セラミック板、３６・・・圧電積層体、
３８・・・凹部、４０・・・外部電極。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 茂 見 穣Ｂ
ＣＤ 第３図 第４図 第５図
の一実施例を示す工程説明図、第２図は圧電セラミック
板の構造を示す説明図、第３図はそのｍ−ｍ断面図、第
４図および第５図はそれぞれ従来技術の説明図である。 ３０・・・無電極部分、３２・・・内部電極、３４・・
・焼結済み圧電セラミック板、３６・・・圧電積層体、
３８・・・凹部、４０・・・外部電極。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 茂 見 穣Ｂ
ＣＤ 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- １、所定のピッチで且つ表裏で互いにずれた多数の無電
極部分を残すように導電性ガラスによって内部電極を形
成した焼結済みの圧電セラミック板を、その無電極部分
の位置が一致し向き合うように多数枚積層し、導電性ガ
ラスを溶融して接着一体化し、次に前記無電極部分が少
なくとも２個所以上かかり外部電極と接続する部分が一
層おきに露出するように切断して圧電積層体を製作し、
外部電極を設けて露出している内部電極間を接続するこ
とを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232758A JPS6387777A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232758A JPS6387777A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6387777A true JPS6387777A (ja) | 1988-04-19 |
Family
ID=16944291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61232758A Pending JPS6387777A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6387777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10041338A1 (de) * | 2000-08-23 | 2002-03-14 | Epcos Ag | Verfahren zum Herstellen eines keramischen Vielschichtbauelements sowie Grünkörper für ein keramisches Vielschichtbauelement |
| CN101593808B (zh) | 2004-03-29 | 2011-05-11 | 京瓷株式会社 | 叠层型压电元件及其制造方法 |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61232758A patent/JPS6387777A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10041338A1 (de) * | 2000-08-23 | 2002-03-14 | Epcos Ag | Verfahren zum Herstellen eines keramischen Vielschichtbauelements sowie Grünkörper für ein keramisches Vielschichtbauelement |
| CN101593808B (zh) | 2004-03-29 | 2011-05-11 | 京瓷株式会社 | 叠层型压电元件及其制造方法 |
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