JP2005212194A - セラミックグリーンシートの製造方法、積層セラミックシートの製造方法及び圧電アクチュエータ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートの密着力向上及び反り量の低減を図ることができ、生産性にも優れたセラミックグリーンシート、積層セラミックシート及び圧電アクチュエータ素子の各製造方法を提供する。
【解決手段】 水溶性バインダーとセラミック粉末と水とを混合したセラミックスラリー組成物を支持体上に流延してグリーンシートを形成する工程と、このグリーンシートを積層する工程と、この積層体の脱バインダー工程と焼成工程とを有する積層セラミックシートの製造方法において、脱バインダー工程の前に、グリーンシートの積層体を相対湿度が４５％以上５５％以下の恒湿中に保持して当該積層体の吸湿量を調整する工程を設けることにより、グリーンシートの吸湿量を適正化すると同時にシート生じている皺や撓みを修復して、焼成後、密着力に優れ反り量が低減された良質のセラミックシートを得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水溶性バインダーを用いたセラミックグリーンシートの製造方法、積層セラミックシートの製造方法及び圧電アクチュエータ素子の製造方法に関する。

セラミックシートは、例えば電子部品の回路基板、積層チップコンデンサ、圧電効果を利用したアクチュエータ素子等の多くの分野で広く使用されている。その中で、積層型圧電セラミックアクチュエータに用いられるセラミックシートは、例えば、次のような工程で製造されている。

（１）圧電セラミックスの仮焼粉末に成形用バインダー（有機結合剤、可塑剤、分散剤等）を混合して、有機溶剤でスラリー化する。
（２）このセラミックスラリーを、ドクターブレードで一定の厚みにキャリアフィルム上に展開する。
（３）キャリアフィルム上に展開されたセラミックスラリーを有機溶剤の揮発により乾燥し、圧電グリーンシートを製造する。
（４）このグリーンシートを所定の大きさに切断し、片面上に内部電極用金属ペーストを印刷塗布する。
（５）これらを数十枚から数百枚積み重ねてプレスで熱圧着し生積層体を作る。
（６）生積層体を４００℃程度の温度に加熱して、内部に含まれる有機成分を全て熱分解する脱バインダー工程を経た後、
（７）１１００℃以上の温度に再び加熱し焼結する。
（８）この焼結体は内部に多数の金属電極を含んだ圧電セラミックスであり、これを所望の寸法、形状に切断加工し、
（９）各内部電極を焼結体の側面に設けた外部電極（金属膜）により電気的に並列に接続することにより、アクチュエータを構成する。

従来は、セラミックグリーンシートの作製のために、有機溶剤系のバインダーとしてブチラール樹脂等が用いられていた（例えば、下記特許文献１，２参照）。このため、これらの溶媒としてアルコール、ケトン、塩素系溶媒、芳香族系溶媒等の各種有機溶媒を多量に用いる必要があった。

しかし、近年、環境汚染や毒性等の観点から有機溶媒を使用しない水溶性バインダーの要望が高まっている。そこで、バインダーとして水溶性のポリビニルブチラール、酢酸ポリビニル、ポリビニルアルコール、アクリル酸エステルやアクリル酸エステルのエマルジョンなどの水溶性バインダーを用いたセラミックグリーンシートの製造方法が提案されている（下記特許文献３）。この水溶性バインダーは、溶媒として水が用いられるので、環境保護等の観点から時代の要請に即している。

特許第２８７６８１１号公報 特許第２９６４６８９号公報 特開２００２−３３８３６２号公報 特開平１１−１２６３１８号公報

ところが、従来の水溶性バインダーを用いたセラミックグリーンシートあるいは積層セラミックシートの製造方法においては、積層時における所望とする密着力が得られなかったり、あるいは、シートに皺や撓みが生じて脱バインダー及び焼成後にシートの反り量の増大等が生じていた。このため、従来の製法では、良質なセラミックシートを安定して製造することができないという問題があった。

また、この種のセラミックシートは、例えば、上記特許文献４に記載されているような磁気ヘッドを搭載したバイモルフ構造の圧電屈曲型アクチュエータ素子として用いられるが、当該素子における顕著な反りはクラックの発生の原因となり、使用に耐えられない。

なお、上記特許文献１，２には、脱バインダー（脱脂）後、焼成前に、成形体を恒湿雰囲気中に保持して焼結体の構造欠陥の発生を抑制する技術が開示されているが、この処理は、脱バインダー工程において加熱乾燥された成形体に対して適度な水分を付与することによって、焼成工程における成形体の損壊を抑止するためのものであるので、当該特許文献１，２に記載されている処理は、水溶性バインダーを用いたセラミックシートにおける撓みや反り等の発生防止対策として適さない。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、シートの密着力向上と反り量の低減を図ることができ、生産性にも優れたセラミックグリーンシートの製造方法、積層セラミックシートの製造方法及び圧電アクチュエータ素子の製造方法を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明のセラミックグリーンシートの製造方法は、水溶性バインダーとセラミック粉末と水とを混合したセラミックスラリー組成物を支持体上に流延してグリーンシートを形成する工程と、このグリーンシートから水溶性バインダーを除去する脱バインダー工程とを有するセラミックグリーンシートの製造方法であって、脱バインダー工程の前に、グリーンシートを恒湿中に保持して当該グリーンシートの吸湿量を調整する工程を有している。

また、本発明の積層セラミックシートの製造方法は、水溶性バインダーとセラミック粉末と水とを混合したセラミックスラリー組成物を支持体上に流延してグリーンシートを形成する工程と、このグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を得る積層工程と、このグリーンシート積層体の脱バインダー工程と、焼成工程とを有する積層セラミックシートの製造方法であって、脱バインダー工程の前に、グリーンシート積層体を恒湿中に保持して当該グリーンシート積層体の吸湿量を調整する工程を有している。

さらに、本発明の圧電アクチュエータ素子の製造方法は、中間電極を有する圧電体でなる圧電アクチュエータ素子の製造方法であって、上記圧電体として、水溶性バインダーとセラミック粉末と水とを混合したセラミックスラリー組成物を支持体上に流延してグリーンシートを形成した後、積層、脱バインダー、焼成を経て得られる積層セラミックシートが用いられ、脱バインダー工程の前には、グリーンシートの積層体を恒湿中に保持して当該積層体の吸湿量を調整する工程を有している。

本発明は、脱バインダー（脱脂）前にグリーンシートの吸湿量を調整することにより、グリーンシートの吸湿量あるいは含有水分量をコントロールして撓みをなくし、その後の脱バインダー、焼成工程で反り量の少ないセラミックシートを得るようにしている。

特に、脱バインダー後では、水溶性バインダーの消失によりシートの流動性が断ち切られて撓みの修復が不可能となるので、バインダーが存在する脱バインダー工程の前の段階で、グリーンシートの吸湿量を調整する必要がある。

これにより、皺や撓みのないセラミックグリーンシートを得ることができ、生産性の向上を図ることができる。また、当該シートの積層時には層間の密着力を高くでき、更に、圧電アクチュエータ素子として使用した際には、層間剥離やクラックの発生を効果的に防止することができるようになる。

吸湿量調整工程における保持湿度条件としては、相対湿度４５％以上５５％以下とするのが好ましい。４５％未満では、シート含有水分量が少なすぎて密着性が悪くなり層間剥離が生じやすくなる。５５％を越えると、脱バインダー・焼成後においてシートの反り量が大きくなり、圧電アクチュエータ素子として使用した際には、クラック発生の要因となる。

積層セラミックシートの製造あるいは圧電アクチュエータ素子の製造に関しては、上記吸湿量調整工程を、グリーンシートの積層後、熱圧着前に行うのが好ましい。吸湿量調整工程が熱圧着後では、層間の密着力が勝って撓みの修復が難しくなるからである。

以上述べたように、本発明のセラミックグリーンシートの製造方法によれば、脱バインダー工程の前に、グリーンシートを恒湿中に保持して当該グリーンシートの吸湿量を調整する工程を設けたので、皺や撓みのないセラミックグリーンシートを得ることができると共に、生産性の向上を図ることができる。

また、本発明の積層セラミックシートの製造方法によれば、脱バインダー工程の前に、グリーンシート積層体を恒湿中に保持して当該積層体の吸湿量を調整する工程を設けたので、反り量が低減され密着性に優れた積層セラミックシートを得ることができる。

さらに、本発明の圧電アクチュエータ素子の製造方法によれば、脱バインダー工程の前に、グリーンシートの積層体を恒湿中に保持して当該積層体の吸湿量を調整する工程を設けたので、使用時における積層セラミックシートの層間剥離やクラックの発生を防止して、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による積層セラミックシートあるいは圧電アクチュエータ素子を製造するための工程フローを示している。先ず、この工程フローの概略について説明する。

初めに、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を主成分とするセラミックス誘電体粉末の秤量を行い（工程Ｓ１）、湿式の一次混合（工程Ｓ２）を行って乾燥をさせた後に粗粉砕（工程Ｓ３）をし、仮焼き（工程Ｓ４）の後に湿式の二次混合（工程Ｓ５）を行う。再び乾燥させた後に粗粉砕（工程Ｓ６）をし、粉末の秤量（工程Ｓ７）を行って、水溶性アクリル樹脂をバインダーとして混合（工程Ｓ８）する。バインダーを混合した後に高速撹拌（工程Ｓ９）を行い、減圧条件下で脱泡処理（工程Ｓ１０）を施してセラミックスラリーを得る。

次に、後述するドクターブレード法を用いてコーティングロール上にセラミックスラリーを塗布しシート成形（工程Ｓ１１）を行い、例えば温度１００℃にて乾燥（工程Ｓ１２）を行いグリーンシートを得る。

続いて、所定のサイズにグリーンシートを切断（工程Ｓ１３）し、例えばスクリーン印刷法を用いて当該切断したグリーンシート上に内部電極を構成する導電体ペーストを印刷形成（工程Ｓ１４）した後、乾燥（工程Ｓ１５）させる。そして、コーティングロールを剥がし（工程Ｓ１６）、グリーンシートを複数枚積層（工程Ｓ１７）してグリーンシート積層体とした後、後述するように恒湿槽に装入して所定温湿度条件下において当該積層体の吸湿量を調整する（工程Ｓ１８）。

吸湿量の調整後、真空ラミネーターを用いてグリーンシート積層体を脱気処理（工程Ｓ１９）すると共に所定の熱プレス条件下でグリーンシート積層体を熱プレス（工程Ｓ２０）して層間を密着させる。そして、所定のサイズにグリーンシート積層体を切断、個片化（工程Ｓ２１）し、例えば温度４００℃で脱バインダー処理を施し（工程Ｓ２２）、焼成（工程Ｓ２３）を行って積層セラミックシートを得る。

次に、得られた積層セラミックシートを所望の形状に外形を加工（工程Ｓ２４）し、外部電極を形成することにより、後述する中間電極を圧電体で挟持したバイモルフ構造の圧電アクチュエータ素子（図４）の組立て（工程Ｓ２５）を行った後、特性検査（工程Ｓ２６）を行う。

本実施の形態においては、セラミックス粉末としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とするセラミックス誘電体粉末を用いる例を示したが、この例に限らず、グリーンシートを用いて成形する電子部品、例えば、圧電素子として利用することが可能な材料であれば他の材料であってもよい。

また、バインダーとして水溶性アクリル樹脂を用いた例を示したが、有機溶剤系のバインダーではなく水溶性バインダーであれば、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、アクリル酸エステル、酢酸ビニル等の他の水系バインダーも適用可能である。

次に、シート成形工程（工程Ｓ１１）及び乾燥工程（工程Ｓ１２）を図２及び図３を参照して説明する。図２はドクターブレード法によるシート成形装置の概略を示す断面図であり、図３はその外観斜視図である。

ドクターブレード法では、容器部１とドクターブレード２との隙間であるブレード隙間３の間隔を調整し、コーティングロール４を引出しローラ５で移動させながらセラミックスラリー６をコーティングロール４上に塗布するものである。コーティングロール４上に塗布されたセラミックスラリー６は、支持板８を移動しながら乾燥されてグリーンシート７が成形される。

容器部１はセラミックスラリー６を貯留する空間を有し、当該空間は底面側が狭くなるようにテーパーを有している。また、容器部１の底面をコーティングロール４が通過可能になっている。容器部１の幅はコーティングロール４の幅と同等かやや狭くなっている。

ドクターブレード２は、容器部１に貯留されたセラミックスラリー６がコーティングロール４上に流延される厚さを調整する板状の部材であり、容器部１の底面と一定の間隔であるブレード隙間３をあけて配置されている。ドクターブレード２はセラミックスラリー６を堰き止めると共に、容器部１の底面を通過していくコーティングロール４上に一定量のセラミックスラリー６を流延させる機能を担っている。図ではドクターブレード２を２枚垂直に設けた例を示しているが、ドクターブレード２の枚数は適宜選択可能である。

ブレード隙間３は、容器部１とドクターブレード２の間にあけた隙間であり、コーティングロール４が容器部１の底面を通過する際に、セラミックスラリー６がブレード隙間３から漏出することでコーティングロール４上でセラミックスラリー６が塗布される。

コーティングロール４は樹脂で形成されたシートであり、引出しローラ５の回転に伴って容器部１の後方（図中左方）から引き出されて、容器部１の底面及びブレード隙間３を通過し、支持板８上を移動することによって、コーティングロール４上にセラミックスラリー６の塗布が行われる。引出しローラ５は、互いに対向して逆回転する２本のローラによってコーティングロール４を挟み込み、コーティングロール４を引き出して移動させる部材である。

容器部１にセラミックスラリー６を投入すると、セラミックスラリー６の自重によってブレード隙間３からセラミックスラリー６が流れ出す。同時に引出しローラ５を回転させてコーティングロール４を一定速度で引き出し、コーティングロール４上にセラミックスラリー６を塗布する。コーティングロール４上に塗布されたセラミックスラリー６は、支持板８上を移動する過程で乾燥され、セラミックスラリー６中の水分が蒸発することでグリーンシート７が形成される。

所定サイズに切断したグリーンシート７に対して内部電極を形成するに当たり（工程Ｓ１３，Ｓ１４）、上述の例ではスクリーン印刷法を用いる例を示したが、これに限らず、金属溶射、無電解めっき、あるいはスパッタリングや真空蒸着法等の真空薄膜形成技術を用いることも可能である。

本実施の形態において、内部電極が形成されたグリーンシート７は、コーティングロール４から剥離された後、積層されてグリーンシート積層体（生積層体）とされ、恒湿槽内において当該グリーンシート積層体の吸湿量の調整が行われる（工程Ｓ１８）。そして、この吸湿量調整工程の後、熱プレス法でグリーンシート積層体の層間を熱圧着するとともに、脱バインダー、焼成の各工程（工程Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を行うことにより、本発明に係る積層セラミックシートが製造される。

さて、本発明に係る吸湿量調整工程（工程Ｓ１８）は、グリーンシート積層体の吸湿量あるいは含有水分量をコントロールしてシートの皺、撓みを修復し、その後の脱バインダー、焼成工程で反り量の少ない積層セラミックシートを得るようにしている。

特に、本実施の形態では、グリーンシート７に形成した内部電極を構成する導電体ペーストの乾燥処理（工程Ｓ１５）を行っているので、グリーンシート７も同時に乾燥され吸湿量が低下している。このため、セラミックスラリー６からシート状に成形された後、含有する水分量でシートに生じた皺や撓みはそのまま乾燥後も残存する。そこで、吸湿量調整処理（工程Ｓ１８）を行うことによりグリーンシート７の吸湿量を調整し、吸収した水分でバインダーを溶解してシートに流動性をもたらし、皺や撓みを修復させるようにしている。

ここで、脱バインダー後では、グリーンシート積層体から水溶性バインダーが除去された状態にあるのでシートの流動性はもはやなく、吸湿量を高めても皺や撓みの修復が不可能となる。従って、上記吸湿量調整工程は、脱バインダー工程の前の段階で行う必要がある。

また、この吸湿量調整工程を、グリーンシート積層体の熱圧着処理（工程Ｓ２０）前に行うようにしているのは、熱圧着処理後ではシート間の密着力が勝ってシートの流動化が制約されて皺や撓みの修復が困難となるからである。

吸湿量調整工程における保持湿度条件としては、相対湿度４５％以上５５％以下とするのが好ましい。相対湿度４５％未満では、シート含有水分量が少なすぎて、その後の熱圧着処理（工程Ｓ２０）後においてもシート間の密着性が悪くなり、層間剥離が生じやすくなる。また、相対湿度５５％を越えると、脱バインダー・焼成後においてシートの反り量が大きくなり、後述するような圧電アクチュエータ素子として使用した際にはクラック発生の要因となり得る。

上述のように、グリーンシート積層体の脱バインダー処理の前に、当該グリーンシート積層体の吸湿量を調整する処理を行うことにより、皺や撓みのない良質なセラミックグリーンシートあるいはグリーンシート積層体を得ることができ、その後の積層、脱バインダー及び焼成処理によって、密着力に優れ、反り量が抑制された所望の電子的特性を備えた積層セラミックシートを製造することができる。

図４は、以上のように製造された積層セラミックシートを用いた圧電屈曲型アクチュエータ素子の構成の一例を示す概略斜視図である。

この圧電屈曲型アクチュエータ素子１０は、いわゆるＤＴ（Dynamic Tracking）ヘッド装置として構成され、台形状のバイモルフ１１と、このバイモルフ１１の基端部に取り付けられるホルダ１２に一体成形された片持ち梁構造の板バネ１３とが平行に配置され、これらの先端に傾斜抑制手段であるヘッドベース１４を介して磁気ヘッド１５が取り付けられた構成となっている。

バイモルフ１１は、２枚の圧電板１１１，１１２が中間電極１１３を挟んで貼り合わされ、その貼り合わされた両表面に表面電極１１４，１１５が形成された構造となっている。バイモルフ１１及び板バネ１３の先端には、バイモルフ１１及び板バネ１３が湾曲したときに磁気ヘッド１５の傾斜を抑制するヘッドベース１４の後端側の薄肉の傾斜抑制部１４ａが取り付けられている。

そして、ヘッドベース１４の先端側の装着部１４ｂには、磁気ヘッド１５が装着されている。また、バイモルフ１１の末端は、ホルダ１２を構成するベースホルダ１６と押えホルダ１７に挟み込まれている。

ここで、圧電板１１１，１１２の材料としては、本発明の積層セラミックシートの製造方法により製造されたセラミックス材料が用いられている。中間電極１１３の材料としては、軽量で線膨張係数の小さな、例えばチタン合金やステンレス等の金属材料が用いられる。表面電極１１４，１１５の材料としては、圧電板１１１，１１２の線膨張係数と一致し若しくは近いもので、導電性及び耐酸化性が良好であって、はんだ付けが容易なものが好ましく、例えばニッケル、銀、鉛、モリブデン、錫等の金属材料又はこれらの合金材料が用いられる。

表面電極１１４，１１５を形成する方法としては、圧電板１１１，１１２の表面に上記材料のペーストをスクリーン印刷法等により塗布して乾燥し又は焼き付けて形成したり、あるいは金属溶射、真空蒸着、スパッタリング、無電解めっき等により形成する方法がある。ホルダ１２の材料としては、アルミニウムや真鍮等の導電性の材料が用いられる。

表面電極１１４，１１５及び中間電極１１３に印加する電位を変化させることで、圧電板１１１，１１２に加わる電圧が変化し、ＰＺＴの圧電効果によってそれぞれが伸縮を行って、バイモルフ３１が変形してアクチュエータが機能する。

したがって、本実施の形態の圧電屈曲型アクチュエータ素子１０によれば、圧電板１１１，１１２として用いられる積層セラミックシートが、上述したように脱バインダー前に吸湿量の調整処理が施されて形成されているので、層間の密着性に優れ、反り量が抑制された良質の積層セラミックシートであるために、バイモルフ１１の変形による圧電板１１１，１１２のクラック発生や層間剥離を防止して信頼性の高いアクチュエータ素子１０を構成することができるようになる。

チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とするセラミックス誘電体粉末１００重量部に対して、消泡剤０．１重量部、バインダーとして水溶性アクリル樹脂（固形分１０％の水溶液）、並びに水を体積固形分比率が４％となるように加えて、高速遊星型撹拌装置にて１０００ｒｐｍにて５分間混合してセラミックスラリーを得て実験を行った。

得られらセラミックスラリーをドクターブレード法によって厚さ３０μｍのクリーンシートを作製し、これを所定のサイズに切断した後、内部電極材（Ａｇ−Ｐｄ：７：３）をスクリーン印刷機によって厚さ３μｍ程度に塗布した。

そして、得られたグリーンシートを積層させて、恒温湿槽に装入し、グリーンシート積層体の吸湿量を調整する吸湿量調整処理を行った。このとき恒温湿槽の温度条件を２３℃一定とし、湿度条件を各々ＲＨ（相対湿度）３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％に変更し、保持時間を１時間とした。なお、ＲＨ４５％〜５５％の条件下では保持時間を３０分とした場合についても実験を行った（実施例１−１，２−１，３−１）。

それから、上記温湿度条件で処理した各グリーンシート積層体をそれぞれ真空ラミネート後に熱プレス法で熱圧着した。熱プレス条件は、加熱温度８０℃、プレス圧５０ＭＰａ、プレス保持時間２０分とした。

そして、プレス処理したグリーンシート積層体を内部電極パターンに沿って１５ｍｍ×１５ｍｍのサイズにて切断し、その破断面を確認して密着強度の状態を確認した。その後にグリーンシート積層体については脱バインダー工程、焼成工程を経て作製した素子（積層セラミックシート）の反り量を測定した。

密着強度については、グリーンシート積層体を切断機を用いて切断した後に切断面の確認を行った。その結果、グリーンシート積層体に４５°及び９０°の曲げ応力を加えた切断面の状態を観察し、以下のように分類した。

○：９０°の曲げ応力でも積層体の切断面が内部電極面とグリーンシートとの間が剥がれないで密着している。
●：９０°の曲げ応力では剥がれるが、４５°の曲げ応力では積層体の切断面が内部電極面とグリーンシートとの間が剥がれないで密着している。
△：４５°の曲げ応力では剥がれるが、通常の持ち運びでは内部電極面とグリーンシートとの間が密着している。
×：内部電極面とグリーンシートとの間が密着せずに、容易に剥がれてしまう。

反り量については、焼成後の素子を表面粗さ計を用いて全長を測定し、反り量を確認した。

実験の結果を表１に示す。

表１から明らかなように、湿度条件がＲＨ４５％以上５５％以下で保持時間が１時間の場合（実施例１−２，２−２，３−２）において、密着性が良く反り量の少ない圧電積層素子を形成することができる。

また、上記湿度条件下であって保持時間を３０分とした場合（実施例１−１，２−１，３−１）にあっては、反り量に大きな変動は見られないものの、密着性がやや劣ることがわかる。このことから、恒湿中における保持時間は１時間以上が好ましいといえる。

これに対して、湿度条件がＲＨ３５％以下の場合（比較例１，２）は、グリーンシートの吸湿量あるいは含有水分が少なすぎて、熱プレス工程を経てもシート間が密着せず、焼成が不可能な状態であった。また、湿度条件がＲＨ４０％の場合（比較例３）、外観上は密着しているように見え、応力を加えずに脱バインダー工程及び焼成処理を行うことは可能であったが、焼成後の断面観察を行うと、内部電極面とグリーンシートとの間で層間剥離が生じていた。

一方、湿度条件がＲＨ６０％以上の場合（比較例４〜１０）は、素子そのものの作製は可能であるが、吸湿量が多くなりすぎて脱バインダー及び焼成後において反り量が大きく発生し、外観不良になると同時に使用時にクラック発生を招く可能性が高くなる。

以上の実験結果から、吸湿量調整工程における湿度条件はＲＨ４５％以上５５％以下であるのが好ましく、保持時間としては３０分から１時間、より好ましくは１時間以上とすることにより、品質に優れたアクチュエータ素子を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施の形態では、グリーンシートを積層状態で吸湿量調整処理を行い、脱バインダー及び焼成を経て積層セラミックシートあるいは圧電アクチュエータ素子を製造する例を説明したが、グリーンシート単層で吸湿量調整を行い、脱バインダー及び焼成を経て単層のセラミックシートを得る場合についても、本発明は適用可能である。

また、以上の実施の形態では、グリーンシート上に内部電極を形成して圧電セラミック素子を製造する場合を例に挙げて説明したが、勿論これに限られず、例えば積層セラミックコンデンサや、内部電極をもたないセラミックシートを製造する場合にも、本発明は適用可能である。

本発明の実施の形態による積層セラミックシート、圧電アクチュエータ素子の製造工程を説明する工程フロー図である。 ドクターブレード法によるシート成形装置の概略を示す断面図である。 上記シート成形装置の外観斜視図である。 圧電屈曲型アクチュエータ素子の構成の一例を示す図で、ＤＴヘッド装置の外観斜視図である。

符号の説明

１…容器部、２…ドクターブレード、３…ブレード隙間、４…コーティングロール、５…引出しローラ、６…セラミックスラリー、７…グリーンシート、８…支持板、１０…圧電屈曲型アクチュエータ素子、１１…バイモルフ、１２…ホルダ、１３…板バネ、１４…ヘッドベース、１５…磁気ヘッド、１６…ベースホルダ、１７…押えホルダ、１１１，１１２…圧電板、１１３…中間電極、１１４，１１５…表面電極。

Claims (9)

1. 水溶性バインダーとセラミック粉末と水とを混合したセラミックスラリー組成物を支持体上に流延してグリーンシートを形成する工程と、前記グリーンシートから前記水溶性バインダーを除去する脱バインダー工程とを有するセラミックグリーンシートの製造方法であって、
   前記脱バインダー工程の前に、前記グリーンシートを恒湿中に保持して当該グリーンシートの吸湿量を調整する吸湿量調整工程を有する
   ことを特徴とするセラミックグリーンシートの製造方法。
2. 前記吸湿量調整工程における前記グリーンシートの保持湿度条件が、相対湿度４５％以上５５％以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
3. 水溶性バインダーとセラミック粉末と水とを混合したセラミックスラリー組成物を支持体上に流延してグリーンシートを形成する工程と、前記グリーンシートを積層してグリーンシート積層体を得る積層工程と、前記グリーンシート積層体の脱バインダー工程と、焼成工程とを有する積層セラミックシートの製造方法であって、
   前記脱バインダー工程の前に、前記グリーンシート積層体を恒湿中に保持して当該積層体の吸湿量を調整する吸湿量調整工程を有する
   ことを特徴とする積層セラミックシートの製造方法。
4. 前記吸湿量調整工程における前記グリーンシート積層体の保持湿度条件が、相対湿度４５％以上５５％以下である
   ことを特徴とする請求項３に記載の積層セラミックシートの製造方法。
5. 前記吸湿量調整工程が、前記グリーンシートの積層後、熱圧着前に行われる
   ことを特徴とする請求項３に記載の積層セラミックシートの製造方法。
6. 前記積層工程の前には、前記グリーンシート上に内部電極を形成する工程を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の積層セラミックシートの製造方法。
7. 中間電極を有する圧電体でなる圧電アクチュエータ素子の製造方法であって、
   前記圧電体として、水溶性バインダーとセラミック粉末と水とを混合したセラミックスラリー組成物を支持体上に流延してグリーンシートを形成した後、積層、脱バインダー、焼成を経て得られる積層セラミックシートが用いられ、
   前記脱バインダー工程の前には、前記グリーンシートの積層体を恒湿中に保持して当該積層体の吸湿量を調整する吸湿量調整工程を有する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータ素子の製造方法。
8. 前記吸湿量調整工程における前記積層体の保持湿度条件が、相対湿度４５％以上５５％以下である
   ことを特徴とする請求項７に記載の圧電アクチュエータ素子の製造方法。
9. 前記吸湿量調整工程が、前記積層体の層間の熱圧着前に行われる
   ことを特徴とする請求項７に記載の圧電アクチュエータ素子の製造方法。
   

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