JP2003298133A - セラミック積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
行う必要のないセラミック積層体の製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体2を準備し,該未焼成積層体
2を誘電層還元防止剤21と電極層酸化防止剤22とを
導入した焼成雰囲気において焼成する。または,誘電層
還元防止剤21のみの雰囲気,電極層酸化防止剤22の
みの雰囲気で焼成する。
Description
したセラミック積層体の製造方法に関する。
素子,各種位置決め装置における変位素子として,電極
を同時焼成したピエゾアクチュエータが開発されてい
る。上記ピエゾアクチュエータは誘電層と電極層とを交
互に積層したセラミック積層体に一対の外部電極を設け
た構成を有し,上記セラミック積層体は,未焼成誘電層
と未焼成電極層とを交互に積層した未焼成積層体を焼成
することにより製造する。
用いられてきたPZT系材料は焼成温度が1100℃程
度必要である。そのため,PZT系材料を用いた誘電層
のセラミック積層体に対して,電極層はPdなどの高価
な貴金属を用いざるを得なかった。そこでコストを下げ
るため,950℃以下で焼成できるPZT系材料を開発
し,電極層にCu等の卑金属を用いたセラミック積層体
が提案されていた。
属はPd等の貴金属と比較して酸化されやすい。従っ
て,大気中で焼成した際は酸化されてCu酸化物とな
り,比抵抗が高くなって所望の電気的特性が得難くなる
という問題があった。また,CuがCu酸化物になる際
には体積膨張を伴うため,電極層が剥離するなどの問題
が生じることもあった。
合,Cuの酸化は防止できるが,電極層と該電極層と隣
接する誘電層との界面の接合が不十分となり,電極層と
誘電層との間に剥がれが生じることがあった。または,
誘電層が還元され金属Pbが生成し,電極層のCuと反
応し電極層が溶け出す問題もあった。電極層が溶け出し
た場合,セラミック積層体の電極層がアイランド状とな
る等して,誘電層に対する電圧印加電極としての機能を
果たせなくなるおそれもあった。
焼成は,複雑な組成のガス系を利用する等して焼成雰囲
気内の酸素分圧を厳密に制御する必要があった。すなわ
ち,焼成雰囲気は誘電層のPZT等が還元されず,電極
層のCu等が酸化されない酸素分圧に制御する必要があ
る。
し,エリンガム図表から導出した,Cuが酸化されずP
ZTが還元されない温度と酸素分圧の,図3において網
掛けとした領域内に焼成雰囲気を制御する必要がある。
つまり,温度に対応した酸素分圧で焼成する必要があ
り,製造行程が非常に複雑で,制御が面倒かつ手間が必
要であった。また,電極層のコスト削減を図っても,製
造工程がコストアップするなどの問題もあった。さらに
制御が面倒であることから,不良のセラミック積層体が
発生しやすく,歩留まり率の悪い製造方法であった。
使用するセラミック積層体に限らず,セラミックコンデ
ンサや多層基板等に用い,誘電層が主としてPbOを含
み,電極層がCu等の酸化されやすい卑金属電極を含む
セラミック積層体についても当てはまる。
されたもので,焼成雰囲気における酸素分圧の制御を厳
密に行う必要のないセラミック積層体の製造方法を提供
しようとするものである。
交互に積層したセラミック積層体を製造するに当たり,
PZT系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む
未焼成電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備
し,該未焼成積層体を誘電層還元防止剤と電極層酸化防
止剤とを導入した焼成雰囲気において焼成することを特
徴とするセラミック積層体の製造方法にある(請求項
1)。
第1の発明では未焼成積層体の焼成雰囲気に誘電層還元
防止剤と電極層酸化防止剤とを導入する。上記誘電層酸
化防止剤,電極層酸化防止剤は,それぞれ未焼成積層体
を保護するため犠牲となる物質である。すなわち,仮に
酸素分圧が高い焼成雰囲気では電極層の酸化が進行する
おそれがあるが,第1の発明に示した電極層酸化防止剤
は電極層よりも酸化しやすい物質で,雰囲気中の酸素を
獲得して自分自身が酸化する。この反応に伴い焼成雰囲
気内の酸素分圧は低下し,自ずから電極層が酸化し難く
なる状態に酸素分圧が低下する。
は,同様に誘電層の還元が進行するおそれがあるが,第
1の発明に示した誘電層還元防止剤は誘電層よりも還元
されやすい物質で,誘電層より先に還元され,酸素を焼
成雰囲気に放出する。この反応に伴い焼成雰囲気内の酸
素分圧は上昇し,自ずから誘電層が還元され難くなる状
態に酸素分圧が上昇する。
センサ等を設置し,該酸素センサを用いて焼成雰囲気の
酸素分圧を制御する。酸素分圧を制御するために焼成雰
囲気のガス組成を調整しても,焼成雰囲気全体の酸素分
圧を適切に制御できるとはかぎらない。さらに,適切な
酸素分圧は,図3に示したエリンガム図表から明らかで
あるが,温度の影響を受ける。
ョンを防止する際に昇温速度を早くする場合があって,
このケースでは,未焼成積層体の周囲の温度に見合った
酸素分圧の制御が適切に行うことができないのが現状で
あった。したがって,制御する酸素分圧の製造可能な幅
が狭くなり,電極層が拡散溶融するような不具合がしば
しば発生していた。
っても,よく観察すると未焼成積層体の内部は表面より
もトラブルによる変質等が少なく,比較的良好な電極層
などが形成されていることを発明者らは見出した。つま
り,未焼成積層体の表面の部分が変質することで,雰囲
気の酸素分圧が自ずと調整され,酸素分圧が高ければ電
極層は酸化し,酸素分圧が低ければ誘電層が還元するこ
とで,雰囲気内に酸素が出入りし,分圧が調整されるの
である。
気は自ずから適切な酸素分圧に到達するため,電極層の
酸化も誘電層の還元も生じ難い。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未
焼成積層体を電極層酸化防止剤を導入した酸化焼成雰囲
気において焼成することを特徴とするセラミック積層体
の製造方法(請求項2)である。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未
焼成積層体を誘電層還元防止剤を導入した還元焼成雰囲
気において焼成することを特徴とするセラミック積層体
の製造方法(請求項3)である。
る。第3は還元焼成雰囲気での焼成である。したがっ
て,第2の発明では電極層の酸化が生じるおそれがあ
り,これを電極層酸化防止剤を用いて防止する。第3の
発明では誘電層の還元が生じるおそれがあり,これを誘
電層還元防止剤を用いて防止する。防止の詳細なメカニ
ズムは第1の発明と同様である。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未
焼成積層体を誘電層還元防止剤及び電極層酸化防止剤に
通した雰囲気ガスを導入した焼成雰囲気において焼成す
ることを特徴とするセラミック積層体の製造方法にある
(請求項4)。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未
焼成積層体を電極層酸化防止剤に通した酸化性雰囲気ガ
スを導入した焼成雰囲気において焼成することを特徴と
するセラミック積層体の製造方法にある(請求項5)。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未
焼成積層体を誘電層還元防止剤に通した還元性雰囲気ガ
スを導入した焼成雰囲気において焼成することを特徴と
するセラミック積層体の製造方法にある(請求項6)。
剤や誘電層還元防止剤を通した雰囲気ガスを導入した焼
成雰囲気において未焼成積層体を焼成する。このため,
上述した第1〜第3の発明と同様に,自ずと焼成雰囲気
が電極層の酸化が生じ難く,誘電層の還元が生じ難い酸
素分圧となる。このとき,各雰囲気ガスおよび電極層酸
化防止剤や誘電層還元防止剤が,焼成雰囲気の温度と連
動していることが好ましい。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未
焼成積層体をPZT,PbZrO3,PbTiO3,Pb
Oのいずれか一種以上よりなる粉末で被覆して焼成する
ことを特徴とするセラミック積層体の製造方法にある
(請求項9)。
れ,上記粉末が還元することで周囲に酸素を放出する。
このような粉末により被覆された未焼成積層体の近傍
は,自ずと電極層が酸化せず,誘電層が還元しない酸素
分圧の雰囲気となる。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,上記
未焼成積層体を該未焼成積層体と反応し難い物質にて構
成した被覆材で覆って焼成することを特徴とするセラミ
ック積層体の製造方法にある(請求項10)。
て,電極層は酸化され,誘電層は還元される。しかし未
焼成積層体の周囲は被覆材で覆われており,未焼成積層
体周辺の雰囲気は外部との気体交換が生じ難い状態にあ
る。従って,電極層の酸化に伴う酸素の吸収,誘電層の
還元に伴う酸素の放出によって,未焼成積層体周辺の焼
成雰囲気は自ずと電極層が酸化せず,誘電層が還元しな
い酸素分圧の雰囲気となる。
積層したセラミック積層体を製造するに当たり,PZT
系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成
電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未
焼成積層体を焼成容器に導入し,該焼成容器内を真空と
なし,所定の酸素分圧となるよう雰囲気ガスを導入し,
その後焼成を行うことを特徴とするセラミック積層体の
製造方法にある(請求項12)。
素分圧となるように雰囲気ガスを導入するため,酸素分
圧の調整が容易である。さらに,焼成容器内の焼成雰囲
気は外部との気体交換が生じ難いため,電極層の酸化に
伴う酸素の吸収,誘電層の還元に伴う酸素の放出によっ
て,未焼成積層体周辺の焼成雰囲気は自ずと電極層が酸
化せず,誘電層が還元しない酸素分圧の雰囲気となる。
囲気における酸素分圧の制御を厳密に行う必要のないセ
ラミック積層体の製造方法を提供することができる。
を交互に積層したセラミック積層体を製造するに当た
り,PZT系誘電材料を含む未焼成誘電層と電極材料を
含む未焼成電極層とを交互に積層した未焼成積層体を準
備し,焼成雰囲気を一定の組成の雰囲気ガスとして,上
記未焼積層体を焼成することを特徴とするセラミック積
層体の製造方法にある。
体の誘電層はPZT系誘電材料を含む未焼成誘電層から
なり,PZT系誘電材料とはジルコン酸チタン酸鉛が組
成の主たる部分を占め,その他に,Aサイトがバリウ
ム,ストロンチウムの2価の金属イオン,Ag,Na,
Kの1価の金属イオンで置換されていてもよい。
ミックのBサイトのZr及びTiの4価の正のイオンの
部分的な置換に,以下の金属正イオンの組み合わせが使
用されている部品を用いることが好ましい。 (a)1価と5価の金属の正イオンの組み合わせ,MI
1/4MV 3/4(MI=Na,K。MV=Nb,Ta),
(b)2価と5価の金属正イオンの組み合わせ,MII
1/3MV 2/3(MII=Mg,Zn,Ni,Co。MV=N
b,Ta),(c)3価と5価の金属正イオンの組み合
わせ,MIIIMV(MIII=Fe,In,Sc,比較的重
いランタニド元素。MV=Nb,Ta),(d)MIII
2/3MVI 1/3(MIII=Fe,In,Sc,比較的重いラ
ンタニド元素。MVI=W),(e)MII 1/2MVI 1/2(M
II=Mg,Co,Ni。MVI=W),
料を含む未焼成電極層からなり,該電極材料としては,
卑金属電極材料であるCu,合金ガラスフリットを添加
したCu,銅合金等を用いることができる。特にCuを
含む材料は低温焼成が可能で,安価な電気の良導体であ
るため,本発明にかかるセラミック積層体の電極材料と
して好ましい。
は,N2,N2−H2,CO−CO2等の単体のガスや複数
種類のガスに酸素を含むものを用いることができる。
コンデンサとして用いる他,誘電層として圧電効果を持
つ材料で構成し,誘電層に交互に正負の電圧を印加する
ように構成することで圧電体素子として用いることがで
きる。
2Oのいずれか一種以上よりなることが好ましい(請求
項7)。これらの物質が焼成雰囲気に存在する際,電極
層の代わりに犠牲となってCuやCu2Oは酸化してC
uOとなり,このときに雰囲気内の酸素を消費する。よ
って,電極層の酸化を防止できる。
bTiO2,PZT,PbZrO3,CuO,Cu2Oの
いずれか一種以上よりなることが好ましい(請求項
8)。この場合も同様に上述した物質が焼成雰囲気に存
在する際,上記物質が誘電層の代わりに犠牲となって還
元され,酸素を放出する。よって誘電層の酸化を防止す
ることができる。
層に酸化や還元が生じるが,酸化物や金属物質の析出は
未焼成積層体の表面にとどまる。従って,未焼成積層体
の焼成後,表面に研磨,切削等の処理を施すことで,酸
化や還元の生じていない電極層や誘電層を備えたセラミ
ック積層体を得ることができる(請求項11)。
覆う被覆材としては,マグネシア(酸化マグネシウム)
等を用いることができる。また,被覆材は板状や器の形
状として,板状の被覆材で未焼成積層体を囲ったり(図
5参照),粉末の被覆材で未焼成積層体を埋めるように
覆うこともできる。
13×10-1〜1.013×10-5Paであることが好
ましい(請求項13) 上記酸素分圧に調整することで電極層は酸化され難く,
誘電層は還元され難い焼成雰囲気を得ることができる。
酸素分圧が1.013×10-5Pa未満である場合は雰
囲気内の酸素量が少ないために還元雰囲気での焼成とな
り,誘電層の還元が生じるおそれがある。1.013×
10-1Paを越えた場合は,反対に酸素が多すぎて電極
層が酸化が生じるおそれがある。
て説明する。 (実施例1)本発明にかかるセラミック積層体の製造方
法について,図1〜図4を用いて説明する。図1に示す
誘電層11と電極層12,13とを交互に積層したセラ
ミック積層体1を製造するに当たり,PZT系誘電材料
を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを
交互に積層した未焼成積層体2を準備し,該未焼成積層
体2を誘電層還元防止剤21と電極層酸化防止剤22と
を導入した焼成雰囲気において焼成する。
2に示すごとく,側面101,102に側面電極14と
リード線141,142を設け,断面が長方形の誘電層
11からなる積層型圧電体素子として機能するセラミッ
ク積層体1である。なお,図1において電極層12,1
3の記載は適宜省略した。誘電層11は圧電材料より構
成され,誘電層11と隣接する2つの電極層12,13
が誘電層11に電圧を印加して,セラミック積層体1を
積層方向に伸縮させる。電極層12,13への通電は側
面電極14とリード線141,142とより行い,上記
リード線141,142は図示を省略した電源に接続す
る。
く,側面101に電極層12が露出し,反対側の側面1
02に電極未形成部120を有する誘電層11と,側面
101に電極未形成部130を有し,反対側の側面10
2に電極層13が露出する誘電層11とを交互に積層し
て構成する。側面101に露出した電極層12の端面を
覆うように側面電極14を設け,該側面電極14にリー
ド線141を設ける。側面102に対しても同様に側面
電極14とリード線142とを設ける。
細について説明する。950℃で焼成可能なPZT系誘
電材料を含む原料粉をボールミルで混合し,700〜8
50℃で5時間仮焼した後,パールミルで粉砕する。得
られた粉砕粉に950℃で焼成が可能となるように低融
点添加物を混合し,樹脂,有機溶剤を添加してスラリー
化する。得たスラリーからドクターブレード法にてグリ
ーンシートを得て,このグリーンシートを未焼成誘電層
として用いる。
合物が電極材料となる)を1種から2種,3種所定量混
ぜ,また共紛として誘電層と同組成の粉をペースト化し
た。上記未焼成誘電層2に対しこの電極ペーストを所定
のパターンにスクリーン印刷し,未焼成電極層を形成す
る。
層を設けたものを20枚積層圧着した。次いで,積層方
向と垂直方向の面が所定の大きさとなるように切断し
た。これにより20層のグリーンチップを得た。続い
て,上記グリーンチップをさらに20層積み重ねてチッ
プ間を圧着し,未焼成積層体2とした。
焼成積層体2を大気中,温度500℃,5時間で脱バイ
ンダ処理した。その後,未焼成積層体2に対し電極還元
焼成を温度330℃×12時間で行った。さらに電極が
酸化されているため,300℃の近辺でH2を用い,電
極還元を行う。また,CuO,Cu2Oを含まないもの
は,窒素雰囲気中で脱バインダ処理を行い,電極還元工
程は省略する。
1と電極層酸化防止剤22とを導入して950℃×2時
間で焼成を行った。この焼成の際の状況を図4を用いて
説明する。図4に示すごとく,図示を略した焼成炉内に
こうばち31を置いて,該こうばち31の中に同図に示
すようにマグネシア板32を載置する。マグネシア板3
2の上に小型で薄い別のマグネシア板33を載せて,さ
らにその上に未焼成積層体2を載せる。さらに未焼成積
層体2の上に気孔率20%の薄いマグネシア板34を複
数枚積層する。また,未焼成積層体2の隣に,同図に示
すように,円柱型の誘電層還元防止剤21と電極層酸化
防止剤22とを配置する。また,誘電層還元防止剤21
はPZTよりなり,電極層酸化防止剤22はCuよりな
る。
炉内で焼成する。焼成炉内は雰囲気ガスとしてCO2,
CO,O2などからなるガスを導入する。そして,上記
焼成の際は,誘電層還元防止剤21のPZTはこうばち
31内に酸素を放出しながら金属鉛を生成するなどして
変質する。こうばち31内の酸素分圧が所定の値に達す
るまでこの反応は継続する。また,電極層酸化防止剤2
2のCuはこうばち31内の酸素を吸収しながら酸化す
る。これによってこうばち31内の酸素分圧が所定の値
に達するまでこの反応は継続する。
から酸素分圧が制御され,誘電層還元防止剤21も電極
層酸化防止剤22もこれ以上還元も酸化もしなくなる状
態の酸素分圧に達する。そして,こうばち31と蓋との
間は密着しているわけではなく,両者の隙間からこうば
ち31内と焼成炉内との間でガス交換が行われる。しか
しながら,隙間はそれほど大きくないため,こうばち3
1内の酸素分圧と焼成炉内の酸素分圧とは一致せず,上
述したように自生雰囲気となる。よって,未焼成積層体
2は未焼成電極層の酸化も未焼成誘電層の還元も生じ難
い。このようにして未焼成積層体2の焼成が終了し,セ
ラミック積層体1を得る。この後,側面電極14をセラ
ミック積層体1に接合し,またリード線141,142
を接合して,圧電体素子として機能するよう構成する。
する。本例の未焼成積層体2の焼成において,焼成雰囲
気は誘電層のPZT等が還元されず,電極層のCu等が
酸化されない酸素分圧に制御する必要がある。この酸素
分圧は図3に示すエリンガム図表から導出した所定の範
囲(同図において網掛けで示した領域である)である。
と共にPZTよりなる誘電層還元防止剤21,Cuより
なる電極層酸化防止剤22を導入した。すなわち,仮に
酸素分圧が高い焼成雰囲気では電極層の酸化が進行する
おそれがあるが,電極層酸化防止剤22は電極層よりも
参加しやすい物質で,雰囲気中の酸素を獲得して自分自
身が酸化する。この反応に伴い焼成雰囲気内の酸素分圧
は低下し,自ずから電極層が酸化し難くなる状態に酸素
分圧が低下する。
は,同様に誘電層の還元が進行するおそれがあるが,誘
電層還元防止剤21は誘電層よりも還元されやすい物質
で,誘電層より先に還元され,酸素を焼成雰囲気に放出
する。この反応に伴い焼成雰囲気内の酸素分圧は上昇
し,自ずから誘電層が還元され難くなる状態に酸素分圧
が上昇する。
ずから適切な酸素分圧に到達するため,電極層の酸化も
誘電層の還元も生じ難い。
元防止剤21と電極層酸化防止剤22の双方を導入した
が,焼成炉内に導入する雰囲気ガスが還元性であれば誘
電層還元防止剤21のみを導入しても本例と同様の効果
を得ることができる。導入するガスが酸化性であれば電
極層酸化防止剤22のみでよい。
未焼成積層体2の四箇所の表面を該未焼成積層体2と反
応し難いMgOよりなるマグネシア板351,352,
34で覆って焼成を行う。マグネシア板351,35
2,34で覆うことにより,未焼成積層体2の周辺はガ
スが滞留しやすくなる。そのため,未焼成積層体2の表
面に露出した未焼成誘電層や未焼成電極層が還元された
り酸化した結果の自生した所定の酸素分圧の雰囲気が,
焼成の継続される間,維持される。
内と同様に未焼成積層体周囲に自生雰囲気が形成され,
誘電層が還元され難く,電極層が酸化され難く,良好な
セラミック積層体を得ることができる。その他詳細は実
施例1と同様であり,実施例1と同様の作用効果を有す
る。
シアの板でなくて,マグネシアの粉末で未焼成積層体を
覆ってもよい。この場合も未焼成積層体の周辺のガスが
滞留し,未焼成積層体2の表面に露出した未焼成誘電層
や未焼成電極層が還元されたり酸化した結果の自生した
所定の酸素分圧の雰囲気が,焼成の継続される間,維持
される。よって,結果として実施例1のこうばち内と同
様に未焼成積層体周囲に形成され,誘電層が還元され難
く,電極層が酸化され難く,良好なセラミック積層体を
得ることができる。
ZrO3,PbTiO3のいずれか一種以上よりなる粉末
で被覆して焼成することできる。この場合,上記粉末が
還元することで周囲に酸素を放出する。このような粉末
により被覆された未焼成積層体の近傍は,自ずと電極層
が酸化せず,誘電層が還元しない酸素分圧の雰囲気とな
る。よって,結果として実施例1のこうばち内と同様の
雰囲気が未焼成積層体周囲に形成され,誘電層が還元さ
れ難く,電極層が酸化され難く,良好なセラミック積層
体を得ることができる。
未焼成積層体2を誘電層還元防止剤及び電極層酸化防止
剤に通した雰囲気ガスを導入した焼成雰囲気において焼
成する方法について説明する。
る焼成について説明する。雰囲気ガス導入口41とCu
粉よりなる電極層酸化防止剤22を配置する第1保持部
42,誘電層還元防止剤21を配置する第2保持部43
とを有し,焼成容器であるこうばち31への導入口44
を備えた雰囲気ガス通路4を用いて,雰囲気ガスをこう
ばち31に導入する。こうばち31は蓋310で閉じて
ある。なお,上記こうばち31は未焼成積層体2と反応
し難いマグネシウム製である。なお,上記第1保持部4
2,第2保持部43はこうばち31内の同一の温度とす
ることが好ましい。
積層体2を準備する。未焼成積層体2をこうばち31に
入れて蓋310を閉じる。こうばち31を図示を略した
焼成炉に設置して,こうばち31の内部に雰囲気ガス通
路4を用いて雰囲気ガスを導入するように構成する。こ
うばち31と蓋310との間は厳密に閉じているわけで
なく若干のガス交換が生じる。しかし,こうばち31内
の雰囲気が大きく変動するほどのガス交換はおこなわれ
ない。つまりこうばち31内は自生雰囲気となる。
あげてこうばち31ごと未焼成積層体2を加熱する。所
定の温度に達した後,雰囲気ガス通路4から雰囲気ガス
を導入するが,雰囲気ガスの温度は未焼成積層体2とほ
ぼ同じ温度となるように予め加熱しておく。そして,雰
囲気ガス導入口41より雰囲気ガスG0が導入され,第
1保持部42において電極層酸化防止剤22を通過して
雰囲気ガスG1となる。その後,第2保持部43におい
て誘電層還元防止剤21を通過して雰囲気ガスG2とな
る。このG2がこうばち31への導入口44より導入さ
れる。
よってG1やG2の状態は変化するが,雰囲気ガスG0
の酸素分圧が高かろうと低かろうと余分の酸素は電極層
酸化防止剤22において除去され,足りない酸素は誘電
層還元防止剤21から補われる。こうして,誘電層が還
元され難く,電極層が酸化され難く,良好なセラミック
積層体を得ることができる。その他詳細は実施例1と同
様の構成と作用効果を有する。
する際に密閉された焼成容器を利用する。即ち,未焼成
積層体を焼成容器に導入し,該焼成容器内を真空とす
る。その後,焼成容器内が所定の酸素分圧となるよう雰
囲気ガスを導入して,焼成容器を加熱して未焼成積層体
を焼成する。
た後,所定の酸素分圧となるように雰囲気ガスを導入す
るため,酸素分圧の調整が容易である。さらに,焼成容
器内の焼成雰囲気は外部とのガス交換が生じ難いため,
電極層の酸化に伴う酸素の吸収,誘電層の還元に伴う酸
素の放出によって,未焼成積層体周辺の焼成雰囲気は自
ずと電極層が酸化せず,誘電層が還元しない酸素分圧の
雰囲気となる。こうして,誘電層が還元され難く,電極
層が酸化され難く,良好なセラミック積層体を得ること
ができる。その他詳細は実施例1と同様の構成と作用効
果を有する。
図。
図。
た,Cuが酸化されずPZTが還元されない温度と酸素
分圧の領域を示す線図。
た焼成の説明図。
を導入して焼成する説明図。
Claims (14)
- 【請求項1】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体を
誘電層還元防止剤と電極層酸化防止剤とを導入した焼成
雰囲気において焼成することを特徴とするセラミック積
層体の製造方法。 - 【請求項2】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体を
電極層酸化防止剤を導入した酸化焼成雰囲気において焼
成することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 【請求項3】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体を
誘電層還元防止剤を導入した還元焼成雰囲気において焼
成することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 【請求項4】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体を
誘電層還元防止剤及び電極層酸化防止剤に通した雰囲気
ガスを導入した焼成雰囲気において焼成することを特徴
とするセラミック積層体の製造方法。 - 【請求項5】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体を
電極層酸化防止剤に通した酸化性雰囲気ガスを導入した
焼成雰囲気において焼成することを特徴とするセラミッ
ク積層体の製造方法。 - 【請求項6】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体を
誘電層還元防止剤に通した還元性雰囲気ガスを導入した
焼成雰囲気において焼成することを特徴とするセラミッ
ク積層体の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1,2,4,5のいずれか一項に
おいて,上記電極層酸化防止剤はCu,Cu2Oのいず
れか一種以上よりなることを特徴とするセラミック積層
体の製造方法。 - 【請求項8】 請求項1,3,4,6のいずれか一項に
おいて,上記誘電層還元防止剤はPbO,PbTi
O2,PZT,PbZrO3,CuO,Cu2Oのいずれ
か一種以上よりなることを特徴とするセラミック積層体
の製造方法。 - 【請求項9】 誘電層と電極層とを交互に積層したセラ
ミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料を
含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを交
互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体を
PZT,PbZrO3,PbTiO3,PbOのいずれか
一種以上よりなる粉末で被覆して焼成することを特徴と
するセラミック積層体の製造方法。 - 【請求項10】 誘電層と電極層とを交互に積層したセ
ラミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料
を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを
交互に積層した未焼成積層体を準備し,上記未焼成積層
体を該未焼成積層体と反応し難い物質にて構成した被覆
材で覆って焼成することを特徴とするセラミック積層体
の製造方法。 - 【請求項11】 請求項10において,未焼成積層体を
焼成した後,表面を研磨することを特徴とするセラミッ
ク積層体の製造方法。 - 【請求項12】 誘電層と電極層とを交互に積層したセ
ラミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料
を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを
交互に積層した未焼成積層体を準備し,該未焼成積層体
を焼成容器に導入し,該焼成容器内を真空となし,所定
の酸素分圧となるよう雰囲気ガスを導入し,その後焼成
を行うことを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 【請求項13】 請求項12において,上記焼成容器内
の酸素分圧は1.013×10-1〜1.013×10-5
Paであることを特徴とするセラミック積層体の製造方
法。 - 【請求項14】 誘電層と電極層とを交互に積層したセ
ラミック積層体を製造するに当たり,PZT系誘電材料
を含む未焼成誘電層と電極材料を含む未焼成電極層とを
交互に積層した未焼成積層体を準備し,焼成雰囲気を一
定の組成の雰囲気ガスで形成して,上記未焼積層体を焼
成することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。
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