JP2001135871A - Method for manufacturing laminated piezoelectric body - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型圧電体の製
造方法に関する。特に、積層型圧電体の信頼性と経済性
とを高めた積層型圧電体の製造方法に関する。[0001] The present invention relates to a method of manufacturing a laminated piezoelectric material. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a laminated piezoelectric body in which reliability and economy of the laminated piezoelectric body are improved.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、薄型の圧電アクチュエータとし
て、積層型圧電体が多用されている。この積層型圧電体
は、一般に、板状の圧電セラミックス層と電圧を印加す
るための膜状の内部電極層とが交互に複数積層され、こ
の内部電極層の端面の所定位置に外部電極が設けられた
構造を有する。2. Description of the Related Art At present, laminated piezoelectric bodies are frequently used as thin piezoelectric actuators. In general, the laminated piezoelectric body is formed by alternately laminating a plurality of plate-like piezoelectric ceramic layers and film-like internal electrode layers for applying a voltage, and external electrodes are provided at predetermined positions on end faces of the internal electrode layers. Having a given structure.
【０００３】前記積層型圧電体が小型であったり、形状
が複雑な場合には、積層型圧電体の側面に内部電極層の
端面が露出した部分が存在することがある。この状態で
内部電極層に電圧を印加し積層型圧電体を駆動させる
と、内部電極層を構成する金属等がイオン化し電極間を
電界に応じて移動する、いわゆるマイグレーション現象
が誘起される。なお、内部電極層としては、コスト等の
制約により、一般に、銀を主成分とした合金、例えば、
銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）合金等が採用されてい
る。しかしながら、Ａｇを含む合金からなる内部電極層
においては、マイグレーションが生じ易く、マイグレー
ションが進展すると、やがて、互いに対向する内部電極
層の間にＡｇ等からなる金属の架橋が形成される。その
結果、金属の架橋により、対向する内部電極層の間で電
気的ショートが生じる場合があり、信頼性が損なわれる
おそれがある。When the laminated piezoelectric body is small or has a complicated shape, there may be a portion where the end face of the internal electrode layer is exposed on the side surface of the laminated piezoelectric body. In this state, when a voltage is applied to the internal electrode layers to drive the multilayer piezoelectric body, a so-called migration phenomenon is induced, in which the metal or the like constituting the internal electrode layers is ionized and moves between the electrodes according to the electric field. Note that, as the internal electrode layer, an alloy mainly containing silver, for example,
A silver (Ag) -palladium (Pd) alloy or the like is employed. However, migration easily occurs in the internal electrode layer made of an alloy containing Ag, and as migration progresses, a metal bridge made of Ag or the like is eventually formed between the internal electrode layers facing each other. As a result, an electrical short may occur between opposing internal electrode layers due to cross-linking of the metal, and the reliability may be impaired.
【０００４】このようなマイグレーションは、特に、高
温高湿度、高電界下で促進される。そこで、以下の方策
により、前記積層型圧電体の耐湿性向上が図られてき
た。 （１）前記積層型圧電体の外面を、樹脂フィルムまたは
ガラス層からなる絶縁体で被覆する方法。[0004] Such migration is particularly promoted under high temperature, high humidity and high electric field. Therefore, the following measures have been taken to improve the moisture resistance of the multilayer piezoelectric body. (1) A method of covering the outer surface of the laminated piezoelectric body with an insulator made of a resin film or a glass layer.
【０００５】（２）前記積層型圧電体の外面を、シリカ
（ＳｉＯ2 ）からなる絶縁体でコーティングする方法。
例えば、特開昭６１−１５３８２号公報では、内部電極
層の露出部に、シリカからなる絶縁膜を減圧ＣＶＤ法に
より均一に形成し、内部電極層の露出部をシリカ膜でコ
ーティングする技術が開示されている。(2) A method of coating the outer surface of the multilayer piezoelectric body with an insulator made of silica (SiO 2 ).
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-15382 discloses a technique in which an insulating film made of silica is uniformly formed on an exposed portion of an internal electrode layer by a low-pressure CVD method, and the exposed portion of the internal electrode layer is coated with a silica film. Have been.
【０００６】（３）前記積層型圧電体の内部電極層が側
面に露出した部分のみに、無機材料、または高分子材料
からなる絶縁体を選択的に固着させ被覆させる方法。例
えば、特開平７−１７６８０２号公報では、電気泳動法
により、圧電セラミックス等の無機物、またはポリイミ
ド等の高分子の絶縁体からなる粒子を、前記積層型圧電
体の内部電極層が露出した部分のみに選択的に固着させ
被覆させる技術が開示されている。(3) A method of selectively fixing and covering an insulator made of an inorganic material or a polymer material only on a portion of the laminated piezoelectric body where the internal electrode layer is exposed on the side surface. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176802, particles made of an inorganic substance such as piezoelectric ceramics or a polymer insulator such as polyimide are electrophoresed only in a portion where the internal electrode layer of the laminated piezoelectric body is exposed. A technique for selectively fixing and coating the substrate on a substrate is disclosed.
【０００７】（４）前記積層型圧電体に孔部が設けられ
た構造を有するものにおいて、その孔部に充填材を充填
し、その内面に内部電極層の端面が露出している部分を
被覆した構造。例えば、特開平１０−１３６６６５号公
報では、前記積層型圧電体に孔部が設けられた構造を有
するものにおいて、その孔部にシリコーン樹脂やウレタ
ン樹脂等の柔軟性充填材が充填された構造が開示されて
おり、孔部の内部電極層の端面が露出している部分が被
覆されることによって耐湿性を向上させる効果も付与さ
れている。(4) In the piezoelectric device having a structure in which a hole is provided in the laminated piezoelectric body, the hole is filled with a filler, and the inner surface thereof covers the portion where the end surface of the internal electrode layer is exposed. Structure. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-136665 discloses a structure in which a hole is provided in the laminated piezoelectric body, and the hole is filled with a flexible filler such as a silicone resin or a urethane resin. It is disclosed that a portion of the hole where the end surface of the internal electrode layer is exposed is covered with an effect of improving moisture resistance.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）の方策によれば、前記積層型圧電体の外面を樹脂
フィルムでコーティングした場合、耐湿性付与の効果が
小さく信頼性の点で問題が残る。また、前記積層型圧電
体の外面をガラス層で被覆した場合、耐湿性は向上する
が、ガラス層の弾性率と前記圧電セラミックスの弾性率
との差が許容範囲を越える場合があり、前記積層型圧電
体を駆動させた際に、ガラス層が圧電セラミックスの変
位を阻害するおそれがある。However, according to the above-mentioned measure (1), when the outer surface of the multilayer piezoelectric body is coated with a resin film, the effect of imparting moisture resistance is small and there is a problem in reliability. Remains. Further, when the outer surface of the laminated piezoelectric body is covered with a glass layer, the moisture resistance is improved, but the difference between the elastic modulus of the glass layer and the elastic modulus of the piezoelectric ceramics may exceed an allowable range. When the piezoelectric element is driven, the glass layer may hinder the displacement of the piezoelectric ceramic.
【０００９】前記（２）の方策によれば、耐湿性は向上
するが、前記積層型圧電体を駆動させシリカ膜に引張応
力が繰返し作用した場合に、シリカ膜にクラックが発生
し易くなる。シリカ膜にクラックが発生すると内部電極
層の端面が再び露出して、信頼性が損なわれるという問
題が内包される。According to the above-mentioned measure (2), the moisture resistance is improved, but when the laminated piezoelectric body is driven and tensile stress repeatedly acts on the silica film, cracks are easily generated in the silica film. When a crack occurs in the silica film, the end face of the internal electrode layer is exposed again, which impairs reliability.
【００１０】また、前記シリカ膜を所定膜厚に形成させ
るには比較的長い処理時間を要するため、コストアップ
要因となるという問題もある。In addition, since a relatively long processing time is required to form the silica film to a predetermined thickness, there is a problem that the cost increases.
【００１１】前記（３）の方策によれば、耐湿性が向上
し、さらに内部電極層が露出している部分のみに選択的
に絶縁体が固着され被覆されるため、前記積層型圧電体
を駆動させシリカ膜に引張応力が繰返し作用した場合に
もクラックの発生は充分に抑止することが可能となる。
したがって、信頼性を大きく向上させることができる。
また、電気泳動法によれば、前記（２）の方策に比べ絶
縁体の被覆時間も短かくなるため、コストアップをある
程度低く抑えることが可能となる。According to the above-mentioned measure (3), the moisture resistance is improved, and the insulator is selectively fixed and covered only on the portion where the internal electrode layer is exposed. Even when the silica film is driven and tensile stress is repeatedly applied, generation of cracks can be sufficiently suppressed.
Therefore, the reliability can be greatly improved.
In addition, according to the electrophoresis method, the covering time of the insulator is shorter than the measure (2), so that the cost increase can be suppressed to some extent.
【００１２】前記（４）の方策によれば、孔部で内部電
極層が露出している部分の耐湿性は向上するが、外面に
内部電極層が露出している部分については、別途絶縁体
からなるコーティング層等を設け外界から遮蔽すること
が必要となる。According to the above method (4), the moisture resistance of the portion where the internal electrode layer is exposed in the hole is improved, but the portion where the internal electrode layer is exposed on the outer surface is separately provided with an insulator. It is necessary to provide a coating layer or the like made of and shield it from the outside world.
【００１３】したがって、本発明は前記積層型圧電体の
内部電極層の端面が露出している部分に均一なセラミッ
クスコーティング層を形成し、信頼性に優れた積層型圧
電体を用途に対応させてコストを抑えて製造する方法を
提供することを目的とする。なお、「セラミックスコー
ティング層」とは局所的または比較的広い面積を被覆す
るセラミックスからなる膜のことをいう。Accordingly, the present invention provides a multilayer piezoelectric body having excellent reliability by forming a uniform ceramic coating layer on a portion where the end face of the internal electrode layer of the multilayer piezoelectric body is exposed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing at a low cost. The “ceramic coating layer” refers to a film made of ceramics that covers a local or relatively large area.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成するために鋭意検討した結果、圧電セラミックス
層と内部電極層とを交互に複数積層させ、その内部電極
層の端面が側面等に露出した構造を有する積層型圧電体
の製造方法において、その内部電極層が露出している部
分にセラミックスをコーティングし、しかも、要求特性
に適合する方法でセラミックスをコーティングすること
により、前記目的を達成できることを見出し、本発明を
創作するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a plurality of piezoelectric ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated, and the end faces of the internal electrode layers have side surfaces. In the method for manufacturing a laminated piezoelectric body having a structure exposed to the outside, the above-mentioned object is achieved by coating ceramics on a portion where the internal electrode layer is exposed, and coating the ceramics in a method suitable for required characteristics. And found that the present invention was created.
【００１５】〔第１の態様〕 （１）本発明の積層型圧電体の製造方法の第１の態様
は、圧電セラミックス層からなるグリーンシートと内部
電極層とを交互に複数積層させて所定形状のグリーンシ
ート積層体を形成した後、その外面をセラミックスでコ
ーティングし、脱バインダ処理と、焼成とを施して前記
内部電極層の端面が露出している部分にセラミックスコ
ーティング層を形成する構成とした。[First Aspect] (1) In a first aspect of the method of manufacturing a laminated piezoelectric body according to the present invention, a green sheet made of a piezoelectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately laminated in a predetermined shape. After forming the green sheet laminate, the outer surface thereof is coated with ceramics, the binder is removed, and firing is performed to form a ceramics coating layer on a portion where the end surface of the internal electrode layer is exposed. .
【００１６】〔第２の態様〕 （２）また、本発明の積層型圧電体の製造方法の第２の
態様は、第１の態様において、前記グリーンシート積層
体に脱バインダ処理と、予備焼成を施す工程とを加えて
構成した。[Second Aspect] (2) A second aspect of the method of manufacturing a laminated piezoelectric material according to the present invention is the method according to the first aspect, wherein the green sheet laminate is subjected to binder removal treatment and pre-firing. And a step of applying
【００１７】（３）なお、本発明の第２の態様におい
て、前記グリーンシートと内部電極層とを交互に複数積
層したものを所定形状に形成する形状加工を、前記セラ
ミックスをコーティングする前であれば、前記脱バイン
ダ処理と予備焼成とを施す前に行っても、または、その
後に行っても、いずれの工程手順で行ってもよい。(3) In the second aspect of the present invention, the shape processing for forming a plurality of the green sheets and the internal electrode layers alternately laminated into a predetermined shape is performed before coating the ceramics. For example, the steps may be performed before or after performing the binder removal processing and the preliminary firing, or may be performed in any process sequence.
【００１８】（４）また、本発明の第２の態様におい
て、前記予備焼成の温度が、８００℃以上、かつ、前記
焼成の温度以下であることが好ましい。(4) In the second aspect of the present invention, it is preferable that the temperature of the preliminary firing is not lower than 800 ° C. and not higher than the temperature of the firing.
【００１９】（５）また、本発明の第１の態様、また
は、第２の態様において、前記セラミックスが、圧電セ
ラミックスからなることが好ましく、若しくは積層型圧
電体本体の圧電セラミックス層と同一の化学量論的組成
比からなることがさらに好ましい。(5) In the first aspect or the second aspect of the present invention, the ceramic is preferably made of a piezoelectric ceramic, or has the same chemical composition as the piezoelectric ceramic layer of the multilayer piezoelectric body. More preferably, it consists of a stoichiometric composition ratio.
【００２０】（６）本発明の第１の態様、または、第２
の態様において、前記セラミックスをコーティングする
方法が、ディップコート法、または、スピンコート法で
あることが好ましい。(6) The first or second aspect of the present invention
In the above aspect, the method of coating the ceramic is preferably a dip coating method or a spin coating method.
【００２１】（７）本発明の第２の態様においては、前
記セラミックスをコーティングする方法が、電気泳動法
であってもよい。この場合には、前記所定形状のグリー
ンシート積層体に内部電極層が露出している部分のみに
前記セラミックスがコーティングされる。(7) In the second aspect of the present invention, the method of coating the ceramic may be an electrophoresis method. In this case, the ceramic is coated only on a portion where the internal electrode layer is exposed in the green sheet laminate having the predetermined shape.
【００２２】（８）本発明の第１の態様、または、第２
の態様において、前記積層型圧電体を圧電アクチュエー
タに適用すると都合がよい。(8) The first mode or the second mode of the present invention
In the above aspect, it is convenient to apply the laminated piezoelectric body to a piezoelectric actuator.
【００２３】（９）本発明の第２の態様においては、前
記セラミックス積層体の外面をセラミックスでコーティ
ングした後に行う脱バインダ処理を適宜省略してもよ
い。(9) In the second aspect of the present invention, the binder removal treatment performed after the outer surface of the ceramic laminate is coated with ceramics may be omitted as appropriate.
【００２４】（１０）本発明の第１の態様、または、第
２の態様において、前記内部電極層を、Ａｇを含む合金
で構成すると前記圧電アクチュエータの要求特性とコス
トとを調和させて満足させることができ都合がよい。(10) In the first aspect or the second aspect of the present invention, when the internal electrode layer is made of an alloy containing Ag, the required characteristics and cost of the piezoelectric actuator are satisfied and satisfied. It can be convenient.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。図１
（ａ）は本発明の実施の形態に係る積層型圧電体１の構
成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線
断面図であり、図１（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図で
ある。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本実
施の形態に係る積層型圧電体１は、圧電セラミックス層
２と、内部電極層３と、セラミックスコーティング層４
とを含んでなり、側面で内部電極層３が露出した部分に
セラミックスコーティング層４を設けた構造となってい
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
Description will be made with reference to (a), (b), and (c). FIG.
FIG. 1A is a perspective view showing a configuration of a multilayer piezoelectric body 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the laminated piezoelectric body 1 according to the present embodiment has a piezoelectric ceramic layer 2, an internal electrode layer 3, and a ceramic coating layer 4.
And a ceramic coating layer 4 is provided on a portion of the side surface where the internal electrode layer 3 is exposed.
【００２６】［セラミックスコーティング層］セラミッ
クスコーティング層４は、積層型圧電体１の内部電極層
３の端面が露出している部分を外界と遮断し充分な耐湿
性を付与するものである。このようなセラミックスコー
ティング層４の必要条件として以下の事項が挙げられ
る。 （Ａ）積層型圧電体１の駆動時に、その圧電体の伸びを
阻害することを防ぐために、セラミックスコーティング
層４の弾性率が、積層型圧電体１を構成する圧電セラミ
ックス層２の弾性率と同程度以上、若しくは同一である
こと。 （Ｂ）吸湿性、透過性（液体、気体）が充分に低いこ
と。 （Ｃ）積層型圧電体１に充分な密着性を保持してコーテ
ィングできること。 （Ｄ）均質で、かつ、欠陥が比較的少ないセラミックス
コーティング層４を形成できること。 このような条件を備えたセラミックスコーティング層４
に適用されるセラミックスとしては、例えば、以下のよ
うなセラミックスが挙げられる。[Ceramics Coating Layer] The ceramics coating layer 4 is provided to block the exposed portion of the end surface of the internal electrode layer 3 of the laminated piezoelectric element 1 from the outside world and to provide sufficient moisture resistance. The following items are mentioned as necessary conditions of such a ceramic coating layer 4. (A) The elastic modulus of the ceramic coating layer 4 is set to be equal to the elastic modulus of the piezoelectric ceramic layer 2 constituting the multilayer piezoelectric body 1 in order to prevent the piezoelectric body from elongating when the multilayer piezoelectric body 1 is driven. Must be equal to or greater than or equal. (B) Hygroscopicity and permeability (liquid, gas) are sufficiently low. (C) The multilayer piezoelectric body 1 can be coated with sufficient adhesion. (D) The ceramic coating layer 4 that is homogeneous and has relatively few defects can be formed. Ceramic coating layer 4 satisfying such conditions
Examples of the ceramic applied to the above include the following ceramics.
【００２７】圧電セラミッスス層２が、例えば、ＰＺＴ
｛Pb(Zr,Ti)O3 ｝系セラミックスからなる場合には、セ
ラミックスコーティング層４を、そのＰＺＴ系セラミッ
クスの主要構成元素である鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、酸素（Ｏ）を含む圧電セラ
ミックスとするのが好ましい。このようにすればセラミ
ックスコーティング層４の弾性率と圧電セラミックス層
２の弾性率とを略同一にすることができ、積層型圧電体
１の駆動時にその変位を阻害することを防いだセラミッ
クスコーティング層４を形成することが可能となる。The piezoelectric ceramic layer 2 is made of, for example, PZT
When made of {Pb (Zr, Ti) O 3 } -based ceramics, the ceramic coating layer 4 is made of lead (Pb), zirconium (Zr), titanium (Ti), oxygen It is preferable to use a piezoelectric ceramic containing (O). By doing so, the elastic modulus of the ceramic coating layer 4 and the elastic modulus of the piezoelectric ceramic layer 2 can be made substantially the same, and the ceramic coating layer which prevents the multilayer piezoelectric body 1 from disturbing its displacement when driven can be prevented. 4 can be formed.
【００２８】また、必要に応じて本発明の目的・効果が
損なわれない範囲で、前記ＰＺＴ系セラミックスの主要
構成元素であるＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｏ以外に、従来公知
の各種添加元素を添加することができる。例えば、スト
ロンチウム（Ｓｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニオブ（Ｎ
ｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル
（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、タンタル
（Ｔａ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）等を
適宜添加し、前記ＰＺＴ系セラミックスの構成元素の一
部を置換してもよい。また、前記圧電セラミックス層２
が前記ＰＺＴ系セラミックス以外の場合、例えば、チタ
ン酸バリウム系セラミックスや、チタン酸鉛系セラミッ
クスからなる場合にも、前記ＰＺＴ系セラミックスの場
合の対処法に準じて調整されたセラミックスコーティン
グ層４を形成することが好ましい。Further, if necessary, various conventionally known additives may be added in addition to Pb, Zr, Ti, and O, which are the main constituent elements of the PZT ceramics, as long as the objects and effects of the present invention are not impaired. can do. For example, strontium (Sr), cobalt (Co), niobium (N
b), zinc (Zn), magnesium (Mg), nickel (Ni), tin (Sn), antimony (Sb), tantalum (Ta), calcium (Ca), barium (Ba), etc. Some of the constituent elements of the system ceramic may be replaced. The piezoelectric ceramic layer 2
Is formed from a material other than the PZT ceramics, for example, barium titanate ceramics or lead titanate ceramics, the ceramic coating layer 4 adjusted according to the method of handling the PZT ceramics is formed. Is preferred.
【００２９】さらに、セラミックスコーティング層４を
圧電セラミックス層２と同一の化学量論的組成比で構成
することにより、セラミックスコーティング層４の弾性
率と圧電セラミックス層２の弾性率とが同一となり、積
層型圧電体１の駆動時に、その変位を阻害することを抑
制することが可能である。したがって、セラミックスコ
ーティング層４を圧電セラミックス層２と同一の化学量
論的組成比で構成することがさらに好ましい。Further, by forming the ceramic coating layer 4 with the same stoichiometric composition ratio as that of the piezoelectric ceramic layer 2, the elastic modulus of the ceramic coating layer 4 and the elastic modulus of the piezoelectric ceramic layer 2 become the same. When the piezoelectric body 1 is driven, it is possible to suppress the displacement thereof. Therefore, it is more preferable that the ceramic coating layer 4 has the same stoichiometric composition ratio as the piezoelectric ceramic layer 2.
【００３０】このようなセラミックスコーティング層４
の厚みは、５〜１０μｍであることが好ましい。その厚
みが５μｍ未満であると、厚みの均一度が低下しピンホ
ール等の欠陥や下地の露出が生じ易くなり、局部的に内
部電極層３の端面が露出する危険性がある。その結果、
内部電極層３を構成するＡｇ等のマイグレーションの防
止が不充分となるため好ましくない。また、その厚みが
１０μｍを越えると、積層型圧電体１の変位を阻害する
作用が過大となるため好ましくない。また、セラミック
スコーティング層４の内部応力が増大するため、積層型
圧電体１の繰返し引張応力によってクラックが発生する
危険性が高まる可能性もある。Such a ceramic coating layer 4
Is preferably 5 to 10 μm. If the thickness is less than 5 μm, the uniformity of the thickness is reduced, and defects such as pinholes and the base are easily exposed, and there is a risk that the end face of the internal electrode layer 3 is locally exposed. as a result,
It is not preferable because migration of Ag or the like constituting the internal electrode layer 3 is insufficiently prevented. On the other hand, if the thickness exceeds 10 μm, the effect of inhibiting the displacement of the multilayer piezoelectric body 1 becomes excessive, which is not preferable. In addition, since the internal stress of the ceramic coating layer 4 increases, there is a possibility that the risk of cracking due to the repeated tensile stress of the multilayer piezoelectric body 1 may increase.
【００３１】〔予備焼成の温度〕積層型圧電体１の予備
焼成は、前記グリーンシート積層体を、以後の工程のハ
ンドリングに支障をきたさないような充分な強度に形成
し、また圧電セラミックス層２と異なる材質のセラミッ
クスでコーティングする場合には、セラミックスコーテ
ィング層４と圧電セラミックス層２との化学反応を抑制
するために行われるものである。本実施の形態において
は、この予備焼成の温度は、圧電セラミックス層２の強
度を一定以上に確保する観点から、８００℃以上とする
ことが好ましい。また、前記グリーンシート積層体の予
備焼成の温度は信頼性の点から、焼成の温度以下、例え
ば、前記ＰＺＴ系圧電セラミックスの場合には１１００
℃以下とすることが好ましい。前記ＰＺＴ系圧電セラミ
ックスの場合には、後記するように信頼性試験の結果を
踏まえ、予備焼成の温度を９５０〜１０５０℃とするの
がさらに好ましい。[Pre-Baking Temperature] In the pre-baking of the laminated piezoelectric body 1, the green sheet laminate is formed with sufficient strength so as not to hinder the handling of the subsequent steps. In the case of coating with a ceramic material different from the above, this is performed in order to suppress a chemical reaction between the ceramic coating layer 4 and the piezoelectric ceramic layer 2. In the present embodiment, the temperature of the preliminary firing is preferably set to 800 ° C. or higher from the viewpoint of securing the strength of the piezoelectric ceramic layer 2 to a certain level or more. The temperature of the pre-firing of the green sheet laminate is not higher than the firing temperature from the viewpoint of reliability, for example, 1100 in the case of the PZT-based piezoelectric ceramics.
It is preferable that the temperature is set to not more than ° C. In the case of the PZT-based piezoelectric ceramics, it is more preferable to set the pre-baking temperature to 950 to 1050 ° C. based on the result of the reliability test as described later.
【００３２】また、この予備焼成はＰｂ等の比較的低沸
点の元素の蒸発を防止し、圧電セラミックスの化学量論
的組成比を維持するため密閉雰囲気で行うことが好まし
い。The pre-baking is preferably performed in a closed atmosphere to prevent evaporation of relatively low-boiling elements such as Pb and to maintain the stoichiometric composition of the piezoelectric ceramic.
【００３３】なお、前記したグリーンシート積層体が、
その後の工程に対して支障をきたさないような充分な強
度を備えている場合、または、圧電セラミックス層２と
異なる材質のセラミックスでコーティングする際にセラ
ミックスコーティング層４と圧電セラミックス層２との
化学反応が起こらない場合には、脱バインダおよび予備
焼成の工程は省略してもよい。予備焼成を省略する場合
には、そのまま直接、加工を施すことができる。The above-mentioned green sheet laminate is
Chemical reaction between the ceramic coating layer 4 and the piezoelectric ceramic layer 2 when the ceramic coating layer 4 has sufficient strength so as not to hinder the subsequent steps, or when coating with a ceramic material different from the piezoelectric ceramic layer 2 If no occurrence occurs, the steps of binder removal and pre-firing may be omitted. When the preliminary firing is omitted, the processing can be performed directly.
【００３４】〔焼成の温度〕また、積層型圧電体１の焼
成は、圧電セラミックス層２とセラミックスコーティン
グ層４とを充分な温度で充分な時間焼成し、所望の圧電
特性およびセラミックスの構造特性を得るべく行われ
る。例えば、圧電セラミックス層２が前記ＰＺＴ系セラ
ミックスからなる場合の焼成の温度としては、９００〜
１２００℃であることが好ましい。また、信頼性試験の
結果を踏まえ、焼成の温度を９５０〜１１００℃とする
のがさらに好ましい。この焼成の温度は、圧電セラミッ
クス層２やセラミックスコーティング層４の種類、およ
び両者の組み合わせに応じて適切に設定される。[Firing Temperature] In firing the laminated piezoelectric body 1, the piezoelectric ceramic layer 2 and the ceramic coating layer 4 are fired at a sufficient temperature for a sufficient time to obtain desired piezoelectric characteristics and ceramic structural characteristics. It is done to get. For example, when the piezoelectric ceramic layer 2 is made of the PZT-based ceramic, the firing temperature is 900 to 900.
Preferably it is 1200 ° C. Further, based on the results of the reliability test, the firing temperature is more preferably set to 950 to 1100 ° C. The firing temperature is appropriately set according to the type of the piezoelectric ceramic layer 2 and the ceramic coating layer 4 and the combination of both.
【００３５】［セラミックスコーティング層の形成方
法］積層型圧電体１のセラミックスコーティング層４の
形成は、積層型圧電体１の内部電極層３の端面が露出し
ている部分にセラミックスをコーティングすることによ
り、内部電極層３の端面を外界から遮断して内部電極層
３の構成金属のイオン化を防ぎ、そのマイグレーション
を抑止するために行われるものである。そこで、セラミ
ックスコーティング層４を均質に、なおかつ欠陥を可及
的に抑えて形成することが必要となる。さらに、経済性
の観点から、生産性よく形成することも要求される。こ
のようなセラミックスコーティング層４の形成方法の必
要条件として以下の事項が挙げられる。[Method of Forming Ceramic Coating Layer] The ceramic coating layer 4 of the multilayer piezoelectric body 1 is formed by coating ceramic on a portion of the multilayer piezoelectric body 1 where the end surface of the internal electrode layer 3 is exposed. This is performed in order to block the end face of the internal electrode layer 3 from the outside to prevent ionization of the constituent metals of the internal electrode layer 3 and to suppress migration thereof. Therefore, it is necessary to form the ceramic coating layer 4 homogeneously and with as few defects as possible. Furthermore, from the viewpoint of economy, it is also required to form with good productivity. Necessary conditions for the method of forming the ceramic coating layer 4 include the following.
【００３６】（Ａ）均質に、かつ、欠陥をより少なく形
成できること。 （Ｂ）比較的短時間で所定の厚みに形成できること。 （Ｃ）層の厚みを精度よく形成できること。 以上の必要条件を備えたコーティング方法として、以下
の方法が挙げられる。(A) It can be formed uniformly and with less defects. (B) A predetermined thickness can be formed in a relatively short time. (C) The thickness of the layer can be accurately formed. The following methods are mentioned as a coating method satisfying the above requirements.
【００３７】（１）ディップコート法 所定のセラミックスの粒子を溶媒および樹脂中に分散さ
せた分散液中に、グリーンシート積層体、または前記予
備焼成を行ったグリーンシート積層体（以下、予備焼成
積層体という）を一定時間浸漬させ、セラミックスをコ
ーティングする。その後、このグリーンシート積層体ま
たは予備焼成積層体に脱バインダ処理を施し、所定の厚
みにセラミックスコーティング層４を形成する。脱バイ
ンダ処理法としては、例えば、前記セラミックスの粒子
がＰＺＴ系圧電セラミックスを樹脂（アクリル系、ポリ
ビニルアルコール系等）に分散させたものからなる場合
には、大気中、３５０〜７００℃の温度で加熱して行わ
れる。この方法によれば、セラミックスコーティング層
４を比較的簡便に短時間で形成できるため、大量生産に
好適である。(1) Dip coating method A green sheet laminate or a green sheet laminate subjected to the pre-baking (hereinafter referred to as a pre-baked laminate) is prepared by dispersing predetermined ceramic particles in a solvent and a resin. The body is immersed for a certain period of time to coat the ceramic. Thereafter, the green sheet laminate or the pre-fired laminate is subjected to a binder removal treatment to form a ceramic coating layer 4 having a predetermined thickness. As the binder removal method, for example, when the ceramic particles are made of PZT-based piezoelectric ceramics dispersed in a resin (acrylic, polyvinyl alcohol-based, etc.), at 350 to 700 ° C. in air. This is done by heating. According to this method, the ceramic coating layer 4 can be formed relatively easily and in a short time, so that it is suitable for mass production.
【００３８】（２）スピンコート法 所定のセラミックスの粒子を溶媒および樹脂中に分散さ
せた分散液を、回転ステージ上に固定された前記グリー
ンシート積層体または予備焼成積層体上に所定量滴下
し、所定の回転速度で、一定時間回転させ、セラミック
スをコーティングする。その後、このグリーンシート積
層体または予備焼成積層体に脱バインダ処理を施し、所
定の厚みにセラミックスコーティング層４を形成する。
脱バインダ処理法は前記（１）の場合に準ずる。この方
法によれば、ディップコート法に比べ均一に、かつ、精
度よくセラミックスをコーティングできるため、セラミ
ックスコーティング層４の厚みをより精度よく形成した
い場合に好適である。(2) Spin coating method A predetermined amount of a dispersion obtained by dispersing predetermined ceramic particles in a solvent and a resin is dropped onto the green sheet laminate or the pre-fired laminate fixed on a rotary stage. Then, it is rotated for a predetermined time at a predetermined rotation speed to coat the ceramics. Thereafter, the green sheet laminate or the pre-fired laminate is subjected to a binder removal treatment to form a ceramic coating layer 4 having a predetermined thickness.
The binder removal processing method conforms to the case of the above (1). According to this method, since the ceramics can be coated more uniformly and more accurately than the dip coating method, it is suitable when the thickness of the ceramics coating layer 4 is desired to be formed more precisely.
【００３９】（３）電気泳動法 所定のセラミックスの粒子を分散させた溶液中に前記予
備焼成積層体と、参照電極とを浸漬する。そして、この
予備焼成積層体の内部電極層３の露出部分の一部に設け
られた外部電極（図示せず）、または仮外部電極（図示
せず）と、参照電極（図示せず）との間に所定の電圧を
印加する。このようにして内部電極層３と外部電極、ま
たは仮外部電極との間に電圧を印加することにより、前
記溶液中に分散しているセラミックス粒子を電界に沿っ
て内部電極層３の露出部分に移動させ、セラミックスを
コーティングする。その後、この予備焼成積層体を焼成
し、所定の厚みにセラミックスコーティング層４を形成
する。この方法は、内部電極層３が露出した部分のみに
選択的にセラミックスコーティング層４を形成でき、か
つ、厚みの制御も高精度に行える方法であり、特に高い
信頼性を得たい場合に好適である。(3) Electrophoresis The pre-fired laminate and the reference electrode are immersed in a solution in which predetermined ceramic particles are dispersed. Then, an external electrode (not shown) or a temporary external electrode (not shown) provided on a part of the exposed portion of the internal electrode layer 3 of the pre-fired laminate and a reference electrode (not shown) A predetermined voltage is applied between them. By applying a voltage between the internal electrode layer 3 and the external electrode or the temporary external electrode in this manner, the ceramic particles dispersed in the solution are applied to the exposed portion of the internal electrode layer 3 along the electric field. Move and coat the ceramics. Thereafter, the pre-fired laminate is fired to form a ceramic coating layer 4 having a predetermined thickness. This method is a method in which the ceramic coating layer 4 can be selectively formed only on the portion where the internal electrode layer 3 is exposed, and the thickness can be controlled with high accuracy. This method is suitable particularly when high reliability is desired. is there.
【００４０】また、セラミックスコーティング層４は、
前記（１）〜（３）の、いわゆる「湿式」による膜形成
法以外にも、多少時間を要するが、気相中で行う、いわ
ゆる「乾式」による膜形成法を用いることも可能であ
る。The ceramic coating layer 4 is
In addition to the above (1) to (3), the so-called “wet” film formation method, although it takes a little time, a so-called “dry” film formation method performed in a gas phase can be used.
【００４１】以上説明したセラミックスコーティング層
４の形成方法は、必要に応じて適宜使い分けることが可
能であるが、信頼性と経済性とを可及的に好ましい調和
点で満足させた積層型圧電体１を製造するには、前記デ
ィップコート法を用いることで、本発明の目的を充分に
達成することができる。The method of forming the ceramic coating layer 4 described above can be appropriately used as needed, but the laminated piezoelectric material satisfying the reliability and economy at the best possible harmony point. In order to manufacture No. 1, the object of the present invention can be sufficiently achieved by using the dip coating method.
【００４２】〔内部電極層〕積層型圧電体１に用いられ
る内部電極層３は、圧電セラミックスからなるグリーン
シート上に膜状の所定のパターン形状に形成されるもの
である。そして、この内部電極層３は、そのグリーンシ
ートを積層することにより圧電セラミックス層２と内部
電極層３とが交互に複数積層して圧電セラミックス層２
に電界を作用させるための対向電極となる。この内部電
極層３に電圧を印加することによって、圧電セラミック
ス層２に変位を発生させ積層型圧電体１を駆動させるこ
とができる。なお、この内部電極層３の形成方法は特に
限定されず、圧電セラミックスの形成方法を考慮して、
導電性ペーストの焼成や、スパッタリング法、真空蒸着
法、無電解めっき法等の従来公知の各種膜形成法から適
宜選択すればよい。[Internal Electrode Layer] The internal electrode layer 3 used in the laminated piezoelectric body 1 is formed in a predetermined film-like pattern on a green sheet made of piezoelectric ceramics. The internal electrode layer 3 is formed by laminating the green sheets so that a plurality of piezoelectric ceramic layers 2 and internal electrode layers 3 are alternately laminated.
It becomes a counter electrode for applying an electric field to the substrate. By applying a voltage to the internal electrode layer 3, a displacement is generated in the piezoelectric ceramic layer 2, and the multilayer piezoelectric body 1 can be driven. The method for forming the internal electrode layer 3 is not particularly limited. Considering the method for forming the piezoelectric ceramics,
What is necessary is just to select suitably from conventionally well-known various film formation methods, such as baking of a conductive paste, a sputtering method, a vacuum evaporation method, and an electroless plating method.
【００４３】また、内部電極層３を膜状の所定のパター
ン形状に形成する方法は特に限定されず、例えば、導電
性ペーストを用いて形成する場合には、所定のパターン
形状を有するスタンプやローラ、スクリーン、あるいは
マスク等を用いてグリーンシート上に塗布して行う、い
わゆる印刷法で行ってもよい。また、グリ−ンシートの
表面にフォトレジスト膜を形成し、マスクを用いて露光
処理を行うフォトリソグラフィ法により所定のパターン
にフォトレジスト膜を形成し、その後、前記膜形成法に
より内部電極層３を所定の厚みで所定のパターンに形成
してもよい。このような内部電極層３の必要条件とし
て、以下の事項が挙げられる。The method for forming the internal electrode layer 3 into a predetermined film shape is not particularly limited. For example, when the internal electrode layer 3 is formed using a conductive paste, a stamp or a roller having a predetermined pattern shape is used. It may be performed by a so-called printing method, in which application is performed on a green sheet using a screen, a mask, or the like. Further, a photoresist film is formed on the surface of the green sheet, a photoresist film is formed in a predetermined pattern by a photolithography method of performing an exposure process using a mask, and then the internal electrode layer 3 is formed by the film formation method. It may be formed in a predetermined pattern with a predetermined thickness. The necessary conditions for such an internal electrode layer 3 include the following.
【００４４】（Ａ）グリーンシート上の所定の位置に容
易に形成できること。 （Ｂ）グリーンシート上に密着性良く形成できること。 （Ｃ）所定の温度で焼成した後にも電極としての機能を
保持できること。 （Ｄ）所定の電極構造を保持したまま圧電セラミックス
層２の変位に対応して変位できること。 前記（Ａ）〜（Ｄ）の条件を満たし、かつ、経済性を加
味し、これらを可及的に好ましい調和点で満足させる内
部電極層３としては、通常、ＡｇをベースとしこれにＰ
ｄを適量加えたＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。この内部
電極層３は、例えば、ペースト状のＡｇ−Ｐｄ合金をグ
リーンシート上に印刷して形成することができる。Ａｇ
−Ｐｄ合金の化学組成は、焼成温度によりＡｇとＰｄの
含有比率を適宜決定する。また、必要に応じて、Ａｇ−
Ｐｄ合金に他の金属および酸化物の両者、あるいはいず
れか一方を添加してもよい。なお、最も外側にある内部
電極層３のさらに外側には、いわゆる蓋としての圧電セ
ラミックス層２が設けられる。(A) It can be easily formed at a predetermined position on a green sheet. (B) It can be formed on a green sheet with good adhesion. (C) The function as an electrode can be maintained even after firing at a predetermined temperature. (D) Able to be displaced corresponding to the displacement of the piezoelectric ceramic layer 2 while maintaining a predetermined electrode structure. The internal electrode layer 3 that satisfies the above conditions (A) to (D) and that satisfies the economical requirements and satisfies these conditions as much as possible is usually based on Ag and P
An Ag-Pd alloy to which an appropriate amount of d is added is used. The internal electrode layer 3 can be formed, for example, by printing a paste-like Ag-Pd alloy on a green sheet. Ag
The chemical composition of the -Pd alloy determines the content ratio of Ag and Pd appropriately depending on the firing temperature. If necessary, Ag-
Other metals and / or oxides may be added to the Pd alloy. Note that a piezoelectric ceramic layer 2 as a so-called lid is provided further outside the outermost internal electrode layer 3.
【００４５】そして、内部電極層３は、前記脱バインダ
処理と予備焼成とを施した後に、必要に応じてその端面
を露出させる加工を施すこともできる。After performing the binder removal treatment and the preliminary firing, the internal electrode layer 3 may be subjected to a process for exposing the end face thereof, if necessary.
【００４６】また、本発明に係る積層型圧電体１には、
内部電極層３の端面の所定位置に接続される外部電極
（図示せず）が設けられる。この外部電極の形成は、セ
ラミックスコーティング層４が形成された後に行われて
もよい。その際、この外部電極が設けられる位置の内部
電極層３を被覆しているセラミックスコーティング層４
は、従来公知の各種の切断法、研削法等を用いて、例え
ば、サンドブラスト処理法によって削られ、内部電極層
３の端面を露出させることができる。The multilayer piezoelectric body 1 according to the present invention includes:
An external electrode (not shown) connected to a predetermined position on the end face of the internal electrode layer 3 is provided. The formation of the external electrode may be performed after the ceramic coating layer 4 is formed. At this time, the ceramic coating layer 4 covering the internal electrode layer 3 at the position where the external electrode is provided.
The edge of the internal electrode layer 3 can be exposed by, for example, sandblasting using various known cutting methods and grinding methods.
【００４７】なお、本発明に係る製造方法で作製された
積層型圧電体１は、圧電セラミックス層２と内部電極層
３との積層数や、大きさ（面積、厚み、幅等）に特に制
限はなく、少なくとも２層からなる積層型圧電体１であ
れば適用できる。The number of layers of the piezoelectric ceramic layer 2 and the internal electrode layer 3 and the size (area, thickness, width, etc.) of the multilayer piezoelectric body 1 manufactured by the manufacturing method according to the present invention are particularly limited. However, the present invention can be applied to any laminated piezoelectric body 1 having at least two layers.
【００４８】また、本発明に係る製造方法で作製された
積層型圧電体１には、形状の制限は特になく、セラミッ
クスコーティング層４が形成可能であれば適用できる。
例えば、内部に孔部が設けられた形状の積層型圧電体に
も適用可能である。There is no particular limitation on the shape of the laminated piezoelectric element 1 manufactured by the manufacturing method according to the present invention, and the present invention can be applied as long as the ceramic coating layer 4 can be formed.
For example, the present invention can be applied to a laminated piezoelectric body having a shape in which a hole is provided inside.
【００４９】[0049]
【実施例】以下に、本発明の積層型圧電体の製造方法の
実施例を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限
定されるものではなく、本発明の効果を奏する限りにお
いて適用可能である。The following is a detailed description of an embodiment of the method of manufacturing a laminated piezoelectric material according to the present invention. However, the present invention is not limited to the following embodiment, and the present invention is not limited thereto. Applicable.
【００５０】［実施例１］実施例１を図１〜図３および
表１を参照して説明する。図１（ａ）は本実施例で作製
した積層型圧電体１の斜視図であり、図１（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図１（ｃ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図である。また、図２は本実施例の工程フ
ローを示す図であり、図３は図２の主要部を示す模式図
である。図２および図３において、まず、圧電セラミッ
クス粉末材料、バインダ、溶剤等を混練してペーストを
調製し（Ｓ１〜Ｓ４）、これを成形してグリーンシート
を作製した（Ｓ５）。また、別途、導電性材料、バイン
ダ、溶剤等を混練して内部電極層用ペーストを調製し
た。つぎに、前記グリーンシート上に所定のパターンの
内部電極層用ペーストを印刷した（Ｓ６）後、これを所
定の大きさに切断し（Ｓ７）、３０枚積層（Ｓ８）し、
プレス（Ｓ９）してグリンーンシート積層体を作製した
（Ｓ１０）。このグリーンシート積層体に予備焼成（Ｓ
１２）を施したもの（脱バインダ処理(S11) あり）と、
予備焼成（Ｓ１２）を施さなかったものとの水準振りを
行い、各々に加工（Ｓ１３）を施し側面に内部電極層３
の端面が露出した形状のグリーンシート積層体７を作製
後、ディップコート法を用いて内部電極層３が露出した
部分を含む外面全体に下記に示すセラミックスコーティ
ング層４を形成し（Ｓ１４）、セラミックスコーティン
グ積層体８を作製した。その後、乾燥（Ｓ１５）、脱バ
インダ処理（Ｓ１６）、焼成（１７）を施し最終形状に
加工（Ｓ１８）後、所定の位置に外部電極を設け（Ｓ１
９〜Ｓ２０）、積層型圧電体１の試験サンプルを作製し
た（Ｓ２１）。また、比較例としてセラミックスコーテ
ィング層４を形成していない試験サンプルも作製した。
その後、初期電気特性測定を行い（Ｓ２２）、さらに、
高温高湿度、高電界条件下で内部電極層からのマイグレ
ーション現象を促進させて信頼性の耐湿性試験を行い
（Ｓ２３）、試験時間と累積不良率との関係について調
べた。表１に試験結果を示す。試験サンプルの構成およ
び耐湿性試験の条件を以下に示す。Embodiment 1 Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and Table 1. FIG. 1A is a perspective view of the multilayer piezoelectric body 1 manufactured in the present embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A, and FIG. () Is a sectional view taken along line BB. FIG. 2 is a view showing a process flow of this embodiment, and FIG. 3 is a schematic view showing a main part of FIG. 2 and 3, first, a paste was prepared by kneading a piezoelectric ceramic powder material, a binder, a solvent, and the like (S1 to S4), and this was molded to produce a green sheet (S5). Separately, a paste for an internal electrode layer was prepared by kneading a conductive material, a binder, a solvent, and the like. Next, after a predetermined pattern of internal electrode layer paste was printed on the green sheet (S6), this was cut into a predetermined size (S7), and 30 sheets were laminated (S8).
Pressing (S9) produced a green sheet laminate (S10). Pre-baking (S
12) (with binder removal processing (S11))
The pre-firing (S12) was not performed, and the pre-firing (S13) was performed.
After forming a green sheet laminate 7 having an exposed end face, a ceramic coating layer 4 shown below is formed on the entire outer surface including a portion where the internal electrode layer 3 is exposed by using a dip coating method (S14). A coating laminate 8 was produced. Thereafter, drying (S15), binder removal processing (S16), and sintering (17) are performed to form a final shape (S18), and external electrodes are provided at predetermined positions (S1).
9 to S20), a test sample of the multilayer piezoelectric body 1 was produced (S21). As a comparative example, a test sample without the ceramic coating layer 4 was also prepared.
After that, initial electric characteristics are measured (S22), and further,
Under the conditions of high temperature, high humidity and high electric field, the migration phenomenon from the internal electrode layer was promoted to perform a reliability moisture resistance test (S23), and the relationship between the test time and the cumulative failure rate was examined. Table 1 shows the test results. The configuration of the test sample and the conditions of the moisture resistance test are shown below.
【００５１】（１）外形寸法：2.0 ×1.2 ×3.0mm （２）圧電セラミックス層２の化学組成 Pb0.96Sr0.04[(Co1/3Nb2/3)0.01Ti0.46Zr0.53]O3＋WO3 （３）セラミックスコーティング層４の化学組成 (a) 積層型圧電体１本体の圧電セラミックス層２と同一
化学量論的組成比からなるもの Pb0.96Sr0.04[(Co1/3Nb2/3)0.01Ti0.46Zr0.53]O3＋WO3 (b) 積層型圧電体１本体の圧電セラミックス層２とは異
なる圧電セラミックスからなるもの Pb0.96Sr0.04[(Zn1/3Nb2/3)0.1Ti0.42Zr0.48]O3 ＋T2O5 (c) 圧電セラミックスではないセラミックスからなるも
の BaTiO3+Li2SiO3 （４）圧電セラミックス層２と内部電極層３との層間
隔：２５μｍ （５）層数：３０層 （６）内部電極：Ａｇ−Ｐｄ（化学組成比 Ａｇ：Ｐｄ
＝７０：３０） （７）外部電極：Ａｕ（金） （８）予備焼成温度：８００〜１１００℃ （９）ディップコート法の条件 樹脂（アクリル系）を溶解させた分散液に前記各種セラ
ミックスの粉末を分散させたものを使用した。 分散媒：酢酸エチル、および、塩化メチレンの混合溶媒 セラミックス粉末濃度：３０質量％ 浸漬時間：１０秒 温度：室温 雰囲気：大気下 （１０）焼成温度：１１００℃ （１１）耐湿性試験の条件： 試験槽：８５℃／８５％ＲＨ 印加電圧：Ｄ．Ｃ．５０Ｖ（２ｋＶ／ｍｍ） （１２）不良の判定条件：絶縁抵抗が３桁低下した場合
に不良と判定した。(1) External dimensions: 2.0 × 1.2 × 3.0 mm (2) Chemical composition of piezoelectric ceramic layer 2 Pb 0.96 Sr 0.04 [(Co 1/3 Nb 2/3 ) 0.01 Ti 0.46 Zr 0.53 ] O 3 + WO 3 (3) Chemical composition of the ceramic coating layer 4 (a) Having the same stoichiometric composition ratio as the piezoelectric ceramic layer 2 of the multilayer piezoelectric body 1 Pb 0.96 Sr 0.04 [(Co 1/3 Nb 2/3 ) 0.01 Ti 0.46 Zr 0.53 ] O 3 + WO 3 (b) Composed of piezoelectric ceramics different from piezoelectric ceramics layer 2 of multilayer piezoelectric body 1 Pb 0.96 Sr 0.04 [(Zn 1/3 Nb 2/3 ) 0.1 Ti 0.42 Zr 0.48 ] O 3 + T 2 O 5 (c) Non-piezoelectric ceramics BaTiO 3 + Li 2 SiO 3 (4) Layer spacing between piezoelectric ceramic layer 2 and internal electrode layer 3: 25 μm (5) Number of layers : 30 layer (6) Internal electrode: Ag-Pd (chemical composition ratio: Ag: Pd
(70) (7) External electrode: Au (gold) (8) Pre-baking temperature: 800 to 1100 ° C (9) Dip coating condition The above various ceramics were dispersed in a resin (acrylic) dispersion. What dispersed the powder was used. Dispersion medium: mixed solvent of ethyl acetate and methylene chloride Ceramic powder concentration: 30% by mass Immersion time: 10 seconds Temperature: room temperature Atmosphere: under air (10) Firing temperature: 1100 ° C. (11) Conditions for moisture resistance test: Test Bath: 85 ° C./85% RH Applied voltage: D. C. 50V (2 kV / mm) (12) Determining condition of defect: When the insulation resistance was reduced by three digits, it was determined to be defective.
【００５２】[0052]
【表１】 [Table 1]
【００５３】表１より、セラミックスコーティング層４
を形成していない比較例No.25 では、累積不良率が１０
時間経過後では６０％、５０時間では１００％となって
おり、信頼性が著しく低くなっている。また、セラミッ
クスコーティング層４が圧電体ではないセラミックスか
らなる実施例No.17 〜24では、累積不良率が１０時間経
過後で０％、５０時間経過後で１０〜６０％、１００時
間で１５〜７５％であり、セラミックスコーティング層
４がない比較例No.25 に比べ信頼性が向上している。一
方、セラミックスコーティング層４が圧電セラミックス
からなる実施例No.1〜16では、累積不良率が１０時間経
過後では０％、５０時間では０〜２５％、さらに１００
時間経過後でも０〜６０％であり、信頼性がより向上し
ている。その中で、セラミックスコーティング層４が積
層型圧電体１本体の圧電セラミックス層２と同一の実施
例No.1〜8 は、セラミックスコーティング層４が積層型
圧電体１本体の圧電セラミックス層２と異なる圧電セラ
ミックス層からなる実施例No.9〜16に比べ、２０時間以
上で累積不良率が低くなっている。特に、セラミックス
コーティング層４が積層型圧電体１本体の圧電セラミッ
クス層２と同一かつ予備焼成温度が９５０〜１０５０℃
の実施例No.2、3 、4 では、１００時間経過後でも累積
不良率が０％となっており、飛躍的に信頼性が向上した
ものとなっている。As shown in Table 1, the ceramic coating layer 4
In Comparative Example No. 25 in which no
It is 60% after the elapse of time and 100% after 50 hours, and the reliability is extremely low. Further, in Examples Nos. 17 to 24 in which the ceramic coating layer 4 is made of ceramics which is not a piezoelectric material, the cumulative defective rate is 0% after 10 hours, 10 to 60% after 50 hours, and 15 to 100% after 100 hours. 75%, indicating that the reliability is improved as compared with Comparative Example No. 25 having no ceramic coating layer 4. On the other hand, in Examples Nos. 1 to 16 in which the ceramic coating layer 4 was made of piezoelectric ceramics, the cumulative failure rate was 0% after 10 hours, 0 to 25% after 50 hours, and 100%.
It is 0 to 60% even after the elapse of time, and the reliability is further improved. Among them, in Examples Nos. 1 to 8 in which the ceramic coating layer 4 is the same as the piezoelectric ceramic layer 2 of the multilayer piezoelectric body 1, the ceramic coating layer 4 is different from the piezoelectric ceramic layer 2 of the multilayer piezoelectric body 1. Compared with Examples Nos. 9 to 16 consisting of a piezoelectric ceramic layer, the cumulative failure rate was lower after 20 hours or more. In particular, the ceramic coating layer 4 is the same as the piezoelectric ceramic layer 2 of the multilayer piezoelectric body 1 and the pre-baking temperature is 950 to 1050 ° C.
In Examples Nos. 2, 3, and 4, the cumulative failure rate is 0% even after 100 hours, and the reliability is dramatically improved.
【００５４】また、本発明に係る実施例で、予備焼成あ
り、なしの効果を比較すると、予備焼成なしのNo.8、1
6、24の累積不良率は、それぞれ予備焼成ありのNo.1〜7
、No.9〜15、No.17 〜23と比べて特に有意な差がみら
れず、したがって、予備焼成あり、なしの信頼性に対す
る影響はほとんどないことが分かる。このことから、前
記グリーンシート積層体が充分な強度を備えていれば、
予備焼成を省略しても信頼性に特に悪影響を及ぼさない
と言える。Also, in the examples according to the present invention, comparing the effects with and without pre-sintering, Nos. 8 and 1 without pre-sintering were compared.
Cumulative failure rates for Nos. 6 and 24 are Nos. 1 to 7 with preliminary firing, respectively.
, Nos. 9 to 15, and Nos. 17 to 23, no significant difference was observed. Therefore, it can be seen that there was almost no influence on reliability with or without pre-firing. From this, if the green sheet laminate has sufficient strength,
It can be said that omitting the preliminary firing does not particularly affect the reliability.
【００５５】［実施例２］実施例２を図１〜図３および
表２を参照して説明する。なお、実施例１と同じ図面ま
たは構成は説明を省略する。実施例１と同様にして作製
したグリーンシート積層体（Ｓ１０）に脱バインダ処理
（Ｓ１１）と、予備焼成（Ｓ１２）と、加工（Ｓ１３）
とを施して側面に内部電極層３の端面が露出した形状の
グリーンシート積層体７を作製後、スピンコート法を用
いて内部電極層３が露出した部分を含む外面に、積層型
圧電体１本体と同一の化学量論的組成比からなるセラミ
ックスコーティング層４を形成し（Ｓ１４）、セラミッ
クスコーティング積層体８を作製した。その後、乾燥
（Ｓ１５）、脱バインダ処理（Ｓ１６）、焼成（Ｓ１
７）を施し、最終形状に加工（Ｓ１８）後、外部電極５
を設け（Ｓ１９〜Ｓ２０）、積層型圧電体１の試験サン
プルを作製した（Ｓ２１）。また、比較例としてセラミ
ックスコーティング層４を形成していない試験サンプル
も作製した。その後、実施例１と同様にして、初期電気
特性測定（Ｓ２２）を行った後、高温高湿度、高電界条
件下で信頼性の耐湿性試験（Ｓ２３）を行い、試験時間
と累積不良率との関係について調べた。表２に試験結果
を示す。なお、試験サンプルの構成および不良の判定条
件は実施例１に準ずる。 （１）スピンコート法の条件 樹脂（アクリル系）を溶解させた分散液に前記各種セラ
ミックスの粉末を分散させたものを使用した。 分散媒：酢酸エチル、および、塩化メチレンの混合溶媒 セラミックス粉末濃度：３０質量％ 温度：室温 雰囲気：大気下 回転数：２０００ｒｐｍ 実効回転時間：３０秒 （２）予備焼成温度：１１００℃ （３）焼成温度：１１００℃Embodiment 2 Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and Table 2. The description of the same drawings or configurations as in the first embodiment will be omitted. Binder removal treatment (S11), preliminary firing (S12), and processing (S13) are performed on the green sheet laminate (S10) produced in the same manner as in Example 1.
To form a green sheet laminate 7 having a shape in which the end surface of the internal electrode layer 3 is exposed on the side surface, and then, using a spin coating method, a laminate type piezoelectric body 1 is formed on the outer surface including the portion where the internal electrode layer 3 is exposed. A ceramic coating layer 4 having the same stoichiometric composition ratio as the main body was formed (S14), and a ceramic coating laminate 8 was produced. Thereafter, drying (S15), binder removal processing (S16), and firing (S1)
7), and after processing into the final shape (S18), the external electrode 5
(S19 to S20), and a test sample of the multilayer piezoelectric body 1 was produced (S21). As a comparative example, a test sample without the ceramic coating layer 4 was also prepared. Thereafter, in the same manner as in Example 1, after the initial electrical property measurement (S22) was performed, a reliability moisture resistance test (S23) was performed under the conditions of high temperature, high humidity and high electric field, and the test time and the cumulative failure rate were measured. Was investigated. Table 2 shows the test results. Note that the configuration of the test sample and the conditions for judging the failure conform to those in the first embodiment. (1) Conditions of spin coating method The above-mentioned various ceramic powders were dispersed in a dispersion in which a resin (acrylic) was dissolved. Dispersion medium: mixed solvent of ethyl acetate and methylene chloride Ceramic powder concentration: 30% by mass Temperature: room temperature Atmosphere: Under air Rotation speed: 2000 rpm Effective rotation time: 30 seconds (2) Pre-firing temperature: 1100 ° C (3) Firing Temperature: 1100 ° C
【００５６】[0056]
【表２】 [Table 2]
【００５７】表２より、セラミックスコーティング層４
を形成していない比較例No.27 は、１０時間で累積不良
率が６０％となり、５０時間で１００％となっている。
それに対して、本発明に係る実施例No.26 では、累積不
良率が５０時間経過まで０％、さらに２００時間でも３
５％に留まっており、比較例No.27 に比べ信頼性が著し
く向上していることが分かる。As shown in Table 2, the ceramic coating layer 4
In Comparative Example No. 27 in which No. was formed, the cumulative failure rate was 60% in 10 hours, and was 100% in 50 hours.
In contrast, in Example No. 26 according to the present invention, the cumulative failure rate was 0% until 50 hours passed, and 3% even after 200 hours.
It is only 5%, indicating that the reliability is significantly improved as compared with Comparative Example No. 27.
【００５８】［実施例３］実施例３を図１〜図３および
表３を参照して説明する。なお、実施例１または実施例
２と同じ図面または構成は説明を省略する。実施例１、
２と同様にして作製したグリーンシート積層体（Ｓ１
０）に脱バインダ処理（Ｓ１１）と、予備焼成（Ｓ１
２）と、加工（Ｓ１３）とを施して側面に内部電極層３
の端面が露出した形状のグリーンシート積層体７を作製
後、電気泳動法を用いて内部電極層３が露出した部分に
選択的にセラミックスコーティング層４を形成した（Ｓ
１４）。その後、乾燥（Ｓ１５）、焼成（Ｓ１７）を施
し、最終形状に加工（Ｓ１８）し、外部電極５を設け
（Ｓ１９〜Ｓ２０）、積層型圧電体１の試験サンプルを
作製した（Ｓ２１）。また、比較例として、セラミック
スコーティング層４を形成していない試験サンプル作製
した。その後、実施例１、２と同様にして、初期電気特
性測定（Ｓ２２）を行い、高温高湿度、高電界条件下で
信頼性の耐湿性試験（Ｓ２３）を行い、試験時間と累積
不良率について調べた。試験結果を表３に示す。なお、
試験サンプルの構成および不良の判定条件は実施例１、
２に準ずる。 （１）電気泳動法の条件 分散媒：アセトン 粉末濃度：１質量％ 印加電圧：ＤＣ１００Ｖ 処理時間：１分 （２）予備焼成温度：１１００℃ （３）焼成温度：１１００℃Third Embodiment A third embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and Table 3. The description of the same drawings or configurations as those of the first or second embodiment will be omitted. Example 1,
Green sheet laminate (S1
0) and a preliminary firing (S1).
2) and processing (S13) to form an internal electrode layer 3 on the side surface.
After producing a green sheet laminate 7 having an exposed end face, a ceramic coating layer 4 was selectively formed on a portion where the internal electrode layer 3 was exposed by using an electrophoresis method (S).
14). Thereafter, drying (S15) and firing (S17) were performed, processed into the final shape (S18), and the external electrodes 5 were provided (S19 to S20), and a test sample of the multilayer piezoelectric body 1 was produced (S21). As a comparative example, a test sample without the ceramic coating layer 4 was prepared. Thereafter, in the same manner as in Examples 1 and 2, an initial electrical property measurement (S22) is performed, and a reliability moisture resistance test (S23) is performed under high temperature, high humidity, and high electric field conditions. Examined. Table 3 shows the test results. In addition,
The configuration of the test sample and the conditions for judging the failure were determined in Example 1,
According to 2. (1) Electrophoresis conditions Dispersion medium: acetone Powder concentration: 1% by mass Applied voltage: DC100V Treatment time: 1 minute (2) Pre-baking temperature: 1100 ° C (3) Baking temperature: 1100 ° C
【００５９】[0059]
【表３】 [Table 3]
【００６０】表３より、セラミックスコーティング層４
を形成していない比較例No.29 は、１０時間で累積不良
率が６０％となり、５０時間で１００％となっている。
それに対して、本発明に係るNo.28 は、累積不良率が５
０時間経過まで０％、さらに２００時間経過後でも３０
％に留まっており、前記比較例No.29 に比べ信頼性が著
しく向上していることが分かる。As shown in Table 3, the ceramic coating layer 4
In Comparative Example No. 29 in which No. was formed, the cumulative failure rate was 60% in 10 hours and 100% in 50 hours.
In contrast, No. 28 according to the present invention has a cumulative failure rate of 5
0% until 0 hour, 30 even after 200 hours
%, Indicating that the reliability is remarkably improved as compared with Comparative Example No. 29.
【００６１】以上の結果より、本発明に係る積層型圧電
体１の製造方法によれば、図３に示すように、前記グリ
ーンシート積層体（Ｓ１０）に必要に応じて脱バインダ
処理（Ｓ１１）と予備焼成（Ｓ１２）とを行った後、加
工（Ｓ１３）を施して側面に内部電極層３の端面が露出
した形状のグリーンシート積層体７にした後、その内部
電極層３が露出した部分に、セラミックスコーティング
層４、好ましくは圧電セラミックスからなるセラミック
スコーティング層４、さらに好ましくは前記積層型圧電
体１本体の圧電セラミックス層２と同一の化学量論的組
成比からなるセラミックスコーティング層４を、ディッ
プコート法、または、スピンコート法、または、電気泳
動法を用いて形成（Ｓ１４）したセラミックスコーティ
ング積層体８を作製することができる。その後、セラミ
ックスコーティング積層体８に乾燥（Ｓ１５）、必要に
応じて脱バインダ処理（Ｓ１６）、および焼成（Ｓ１
７）を施し、最終形状に加工（Ｓ１８）し、外部電極を
設け（Ｓ１９〜Ｓ２０）、耐湿性に優れ、信頼性に優れ
る積層型圧電体１を製造することができる（Ｓ２１）。From the above results, according to the method of manufacturing the laminated piezoelectric body 1 of the present invention, as shown in FIG. 3, the green sheet laminated body (S10) is subjected to a binder removal treatment (S11) if necessary. And pre-firing (S12), and then processing (S13) to form a green sheet laminate 7 having a shape in which the end surface of the internal electrode layer 3 is exposed on the side surface, and a portion where the internal electrode layer 3 is exposed A ceramic coating layer 4, preferably a ceramic coating layer 4 made of piezoelectric ceramics, more preferably a ceramic coating layer 4 having the same stoichiometric composition ratio as the piezoelectric ceramic layer 2 of the multilayer piezoelectric body 1; The ceramic coating laminate 8 formed using the dip coating method, the spin coating method, or the electrophoresis method (S14) is formed. It can be. Thereafter, the ceramic coating laminated body 8 is dried (S15), and if necessary, debindered (S16) and fired (S1).
7), processing into a final shape (S18), providing external electrodes (S19 to S20), and manufacturing the laminated piezoelectric body 1 having excellent moisture resistance and excellent reliability (S21).
【００６２】その中で、ディップコート法によれば、比
較的簡便にしかも短時間でセラミックスコーティング層
４を形成することができ、信頼性を向上させた積層型圧
電体１を比較的安価に提供することができる。また、ス
ピンコート法によれば、セラミックスコーティング層４
の厚みの均一性をさらによくでき、信頼性に優れ、寸法
精度のよい積層型圧電体１を提供することができる。そ
して、電気泳動法によれば、内部電極層３の端面が露出
した部分のみに選択的にセラミックスコーティング層４
を形成できるため、その駆動時に繰返し引張応力の影響
を抑えることができ、セラミックスコーティング層４の
クラック発生をより効果的に防止することができる。さ
らに、必要に応じて予備焼成（Ｓ１２）を施す場合に
は、その温度を焼成（Ｓ１７）の温度以下とすること
で、安定して駆動する積層型圧電体１を提供することが
できる。Among them, according to the dip coating method, the ceramic coating layer 4 can be formed relatively easily and in a short time, and the laminated piezoelectric body 1 with improved reliability is provided at a relatively low cost. can do. According to the spin coating method, the ceramic coating layer 4
It is possible to provide the laminated piezoelectric body 1 having better uniformity of thickness, excellent reliability, and high dimensional accuracy. Then, according to the electrophoresis method, the ceramic coating layer 4 is selectively formed only on the portion where the end face of the internal electrode layer 3 is exposed.
Can be formed, the effect of the tensile stress can be suppressed repeatedly during the driving, and the occurrence of cracks in the ceramic coating layer 4 can be more effectively prevented. Further, in the case where pre-firing (S12) is performed as necessary, the temperature is set to be equal to or lower than the temperature of firing (S17), whereby it is possible to provide the multilayer piezoelectric body 1 that is driven stably.
【００６３】[0063]
【発明の効果】（１）以上のとおり、本発明における請
求項１に係る発明によれば、圧電セラミックス層と内部
電極層とを交互に積層し、内部電極層の端面が側面等に
露出した構造を有する積層型圧電体の製造方法で、前記
圧電セラミックス層からなるグリーンシートと前記内部
電極層とを交互に複数積層したグリーンシート積層体に
加工を施し、所定形状のセラミックス積層体を形成後
に、外面をセラミックスでコーティングし、内部電極層
の端面が露出している部分にセラミックスコーティング
層を形成することで、耐湿性を向上させて内部電極層の
マイグレーションの発生を防止した信頼性に優れる積層
型圧電体を提供することができる。(1) As described above, according to the first aspect of the present invention, the piezoelectric ceramic layers and the internal electrode layers are alternately laminated, and the end faces of the internal electrode layers are exposed on the side surfaces and the like. In the method of manufacturing a laminated piezoelectric body having a structure, a green sheet composed of the piezoelectric ceramic layers and the internal electrode layers are processed alternately to form a green sheet laminated body, and after forming a ceramic laminated body having a predetermined shape, By coating the outer surface with ceramic and forming a ceramic coating layer on the exposed end face of the internal electrode layer, it improves the moisture resistance and prevents the internal electrode layer from migrating. Type piezoelectric body can be provided.
【００６４】（２）また、請求項２に係る発明によれ
ば、前記（１）において、前記グリーンシート積層体に
必要に応じて予備焼成を施す工程を加えることで所定の
強度を確保できるため後の工程のハンドリングに支障を
きたすことがなくなり、また、前記圧電セラミックス層
と異なる材質のセラミックスでコーティングする場合に
は、このセラミックスと前記圧電セラミックスとの化学
反応を抑制するため、化学的に安定なセラミックスコー
ティング層を形成でき、前記した信頼性に優れる積層型
圧電体を提供することができる。(2) According to the second aspect of the present invention, in (1), a predetermined strength can be ensured by adding a step of performing preliminary firing on the green sheet laminate as necessary. This will not hinder the handling of the subsequent steps, and when coated with a ceramic of a different material from the piezoelectric ceramics layer, it suppresses the chemical reaction between the ceramics and the piezoelectric ceramics, so that it is chemically stable. It is possible to form a ceramic coating layer and provide a laminated piezoelectric body having excellent reliability as described above.
【００６５】（３）請求項３に係る発明によれば、前記
（２）において、予備焼成の温度を８００℃以上、か
つ、焼成の温度以下とすることにより、前記した優れた
信頼性に加え、より安定して駆動する積層型圧電体を提
供することができる。(3) According to the third aspect of the present invention, in (2), the pre-firing temperature is set to 800 ° C. or more and the firing temperature or lower, so that in addition to the above-described excellent reliability, Thus, it is possible to provide a laminated piezoelectric body that is driven more stably.
【００６６】（４）請求項４に係る発明によれば、前記
セラミックスコーティング層が圧電セラミックスで形成
されているため、その駆動時に、前記セラミックスコー
ティング層が圧電セラミックス層の変位を阻害しにくく
して動作特性を高め、しかも、前記した信頼性に優れる
積層型圧電体を提供することができる。(4) According to the fourth aspect of the present invention, since the ceramic coating layer is formed of piezoelectric ceramic, the ceramic coating layer is less likely to hinder the displacement of the piezoelectric ceramic layer during driving. It is possible to provide a multi-layer piezoelectric body having improved operation characteristics and excellent in reliability as described above.
【００６７】（５）請求項５に係る発明によれば、前記
セラミックスコーティング層が、積層型圧電体本体の圧
電セラミックス層と同一の化学量論的組成比からなるセ
ラミックスで形成されているため、その駆動時に、圧電
セラミックス層の変位をより阻害しにくくして動作特性
を高め、しかも、前記した信頼性に優れる積層型圧電体
を提供することができる。(5) According to the fifth aspect of the present invention, since the ceramic coating layer is formed of ceramics having the same stoichiometric composition ratio as the piezoelectric ceramic layer of the multilayer piezoelectric body, At the time of driving, it is possible to provide a laminated piezoelectric body which is less likely to hinder the displacement of the piezoelectric ceramic layer, enhances the operation characteristics, and has the above-mentioned excellent reliability.
【００６８】（６）請求項６に係る発明によれば、前記
セラミックスコーティング層を、ディップコート法によ
り形成するため、コストを低く抑え、しかも前記した信
頼性に優れる積層型圧電体を提供することができる。(6) According to the sixth aspect of the present invention, since the ceramic coating layer is formed by the dip coating method, the cost can be kept low, and the above-mentioned laminated piezoelectric body excellent in reliability can be provided. Can be.
【００６９】（７）請求項７に係る発明によれば、前記
セラミックスコーティング層を、スピンコート法により
形成するため、寸法精度がより高く、しかも前記した信
頼性に優れる積層型圧電体を提供することができる。(7) According to the seventh aspect of the present invention, since the ceramic coating layer is formed by a spin coating method, a multilayer piezoelectric body having higher dimensional accuracy and excellent reliability is provided. be able to.
【００７０】（８）さらに、請求項８に係る発明によれ
ば、前記セラミックスコーティング層を、電気泳動法に
より形成するため、駆動時の繰返し引張応力による前記
セラミックスコーティング層のクラック発生をより一層
抑えることができ、前記した優れた信頼性をより長期間
に渡って発揮できる積層型圧電体を提供することができ
る。(8) Further, according to the invention according to claim 8, since the ceramic coating layer is formed by electrophoresis, the occurrence of cracks in the ceramic coating layer due to repeated tensile stress during driving is further suppressed. Thus, it is possible to provide a laminated piezoelectric body that can exhibit the above-described excellent reliability for a longer period of time.
【００７１】（９）そして、請求項９に係る発明によれ
ば、前記した信頼性に優れる積層型圧電体を圧電アクチ
ュエータに適用することで、コスト、性能、耐久性、精
度等の多くのニーズにより的確に応えた圧電アクチュエ
ータを提供することができる。(9) According to the ninth aspect of the present invention, by applying the above-described laminated piezoelectric body having excellent reliability to a piezoelectric actuator, many needs such as cost, performance, durability and accuracy can be obtained. Thus, it is possible to provide a piezoelectric actuator that responds more accurately.
【００７２】以上説明したとおり、本発明に係る積層型
圧電体の製造方法によれば、優れた信頼性と優れた経済
性とを両立させた積層型圧電体を提供することができ
る。As described above, according to the method for manufacturing a multilayer piezoelectric body according to the present invention, a multilayer piezoelectric body having both excellent reliability and excellent economic efficiency can be provided.
【図１】（ａ）本発明に係る積層型圧電体の構成を示す
斜視図である。 （ｂ）（ａ）における積層型圧電体１のＡ−Ａ線断面図
である。 （ｃ）（ａ）における積層型圧電体１のＢ−Ｂ線断面図
である。FIG. 1A is a perspective view illustrating a configuration of a multilayer piezoelectric body according to the present invention. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of the multilayer piezoelectric body 1 in FIG. (C) It is a BB sectional drawing of the lamination type piezoelectric material 1 in (a).
【図２】本発明の積層型圧電体１の製造方法に係る工程
フローを示す図である。FIG. 2 is a view showing a process flow according to a method for manufacturing a multilayer piezoelectric body 1 of the present invention.
【図３】本発明の積層型圧電体１の製造方法に係る工程
フローの主要部を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a main part of a process flow according to a method of manufacturing a multilayer piezoelectric body 1 of the present invention.
１ 積層型圧電体 ２ 圧電セラミックス層 ３ 内部電極層 ４ セラミックスコーティング層 ５ 外部電極 ７ 内部電極層３の端面が露出した形状のグリーンシー
ト積層体 ８ 内部電極層３の端面が露出した形状のグリーンシー
ト積層体７にセラミックスコーティング層４が形成され
たセラミックスコーティング積層体REFERENCE SIGNS LIST 1 laminated piezoelectric body 2 piezoelectric ceramic layer 3 internal electrode layer 4 ceramic coating layer 5 external electrode 7 green sheet laminate in which end face of internal electrode layer 3 is exposed 8 green sheet in which end face of internal electrode layer 3 is exposed Ceramic coating laminate in which ceramic coating layer 4 is formed on laminate 7
Claims (9)
互に複数積層させ、かつ、その内部電極層の端面が露出
した構造を有する積層型圧電体の製造方法において、 前記圧電セラミックス層からなるグリーンシートと前記
内部電極層とを交互に複数積層させて所定形状のグリー
ンシート積層体を形成した後、 その外面をセラミックスでコーティングし、脱バインダ
処理と、焼成とを施して前記内部電極層の端面が露出し
ている部分にセラミックスコーティング層を形成するこ
とを特徴とする積層型圧電体の製造方法。1. A method of manufacturing a laminated piezoelectric body having a structure in which a plurality of piezoelectric ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated and an end surface of the internal electrode layer is exposed, After alternately laminating a plurality of sheets and the internal electrode layers to form a green sheet laminate having a predetermined shape, the outer surface thereof is coated with ceramics, subjected to a binder removal treatment, and fired to perform an end face of the internal electrode layer. A method of manufacturing a laminated piezoelectric body, comprising: forming a ceramic coating layer on a portion where a layer is exposed.
いて、前記グリーンシート積層体に脱バインダ処理を施
す工程と、予備焼成を施す工程とを加えたことを特徴と
する請求項１に記載の積層型圧電体の製造方法。2. The method according to claim 1, further comprising a step of performing a binder removal process and a step of performing preliminary firing on the green sheet laminate. A manufacturing method of the multilayer piezoelectric body according to the above.
で、かつ、前記焼成の温度以下であることを特徴とする
請求項２に記載の積層型圧電体の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the temperature of the preliminary firing is not lower than 800 ° C. and not higher than the temperature of the firing.
電セラミックスからなることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれか１項に記載の積層型圧電体の製造方
法。4. The method according to claim 1, wherein the ceramic coating layer is made of a piezoelectric ceramic.
層型圧電体本体の圧電セラミックスと同一の化学量論的
組成比を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれか１項に記載の積層型圧電体の製造方法。5. The ceramic coating layer according to claim 1, wherein the ceramic coating layer has the same stoichiometric composition ratio as that of the piezoelectric ceramic of the multilayer piezoelectric body.
The method for manufacturing a laminated piezoelectric element according to any one of the above items.
法が、ディップコート法であることを特徴とする請求項
１乃至請求項５のいずれか１項に記載の積層型圧電体の
製造方法。6. The method according to claim 1, wherein the method of coating the ceramic is a dip coating method.
法が、スピンコート法であることを特徴とする請求項１
乃至請求項５のいずれか１項に記載の積層型圧電体の製
造方法。7. The method according to claim 1, wherein the method of coating the ceramic is a spin coating method.
A method for manufacturing a multilayer piezoelectric body according to any one of claims 1 to 5.
法が、電気泳動法であることを特徴とする請求項２乃至
請求項５のいずれか１項に記載の積層型圧電体の製造方
法。8. The method according to claim 2, wherein the method of coating the ceramics is an electrophoresis method.
タ用であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のい
ずれか１項に記載の積層型圧電体の製造方法。9. The method of manufacturing a multilayer piezoelectric body according to claim 1, wherein the multilayer piezoelectric body is used for a piezoelectric actuator.
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|---|---|---|---|
| JP31213799A JP4560860B2 (en) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Manufacturing method of laminated piezoelectric material |
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