JP2006324518A - 圧電積層体及びその製造方法,圧電スピーカ,電子機器 - Google Patents
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Abstract
圧電積層体の残留応力を低減し、圧電特性の劣化を抑制する。
【解決手段】
内部電極102,112のみの印刷を終えた圧電シート100,110,120を積層して焼成する。焼成後は、電極112は、電極102の開口104を貫通する接続ホール130によって図の下面側に引き出され、電極102は、電極112の開口114を貫通する接続ホール132によって、図の上面側に引き出される。その後、焼結体の表裏面に、外部電極140,142が、スパッタリング法やメッキ法などの低温プロセスで形成される。低温プロセスを使用することで、圧電シートに発生する残留応力を、外部電極を内部電極と同時に焼成する場合に比べて、大幅に低減することが可能となる。また、圧電特性の劣化も小さく押さえることが可能となる。更に、焼成前に積層体に所定の表面粗さを形成すると、外部電極の密着性が向上する。
【選択図】図1
Description
(1)実験例1・・・材料として、PZT(Pb(Zr0.5Ti0.5)O2)を用い、これをトルエン及びエタノールの混合溶媒中に分散させ、ポリビニルブチラート系のバインダを添加してシート化した。この圧電シートの厚みは、20μmとした。乾燥した圧電シート上に、Ptペーストで、直径18mm,厚さ2μmとなるように印刷した。印刷パターンは図1(B)に示した通りである。印刷した圧電シート2枚と印刷していない圧電シート1枚に、図1(A)に示したように接続ホールを設け、同じ電極ペーストを充填印刷した。印刷後、積層・熱圧着し、φ19の型で打抜いて成形体とした。この成形体を空気中1200℃で焼成し、図1(D)に示す積層圧電体を得た。次に、該積層圧電体の表面に、銀スパッタによって図1(E)のように厚さ50nmの外部電極を形成した。ついで、X線回折装置により、PZTの回折ピークのすれを精密に測定し、それから残留応力を算出した。また、該圧電積層体を、アルミニウム製のフレームにシリコン接着剤で貼り付け、1Vの直流電圧を印加した際の変位を、レーザー干渉計により測定した。
(3)実験例13〜21・・・PZT材料粉末に、有機溶剤,バインダ,分散剤,可塑剤等を加えてスラリー状にし、該スラリーを、ドクターブレード法で厚さ27μmの圧電シートとした。該圧電シートを所定の大きさに切断後、図4(A)に示すように、3枚の圧電シート100,110,120を重ねて積層体160とした。なお、前記圧電シート100,110,120には、実施例1と同様に内部電極102,112が適宜手法で印刷されている。前記積層体160を圧着する際に、サンドブラスト処理をしたPETシート150,152を、サンドブラスト面が積層体160に向くように両面に設置する。以下の表2には、実験例13〜21のPETシート150,152の表面粗さが示されている。
(1)前記実施例に示した材料,形状,寸法は一例であり、同様の作用を奏するように適宜変更可能である。例えば、前記実施例では、圧電シートの積層体の表面に所定の粗さを設けるために、表面がブラスト処理されたPETシートを用いて、そのブラスト面で前記積層体の表面を挟んで圧着することとしたが、これも一例であり、PET以外の有機ブラストフィルムや、紙,不織布などを利用するようにしてもよい。
(2)圧電シートの積層数も任意であり、必要に応じて適宜増減してよい。また、前記実験例で示した積層体の重ね段数も一例であり、例えば、40段程度に増やしたり、12段程度に減らしたりするなど、必要に応じて適宜変更してよい。
(3)前記実施例では、圧電シートや電極の全体形状を略円形としたが、同様の効果を奏するものであれば、形状は適宜変更可能である。
(4)本発明の圧電積層体を利用して圧電スピーカを構成するときは、金属などによって構成された振動板に、前記圧電積層体を貼り付けるようにすればよい。この場合に、振動板の表裏に圧電積層体を設けたバイモルフ構造としてもよいし、表裏いずれか一方の面にのみ圧電積層体を設けたユニモルフ構造としてもよい。
(5)上述した実施例3では、電極を圧電シートの主面で2分割したが、これも一例であり、同様の効果を奏するように適宜分割数を変更してよい。
(6)本発明の圧電積層体を利用した圧電スピーカの好適な応用例としては、携帯電話,携帯情報端末(PDA),ボイスレコーダ,PC(パソコン)などの各種電子機器のスピーカが挙げられるが、他の公知の各種の電子機器に適用することを妨げるものではない。
102,112:内部電極
104,114:開口
106,116,118,122,130,132:接続ホール
140,142:外部電極
150,152:PETシート
160:積層体
162:セッタ
200,210,220,230,240:圧電シート
202,212,222,232:電極
204,214,224,234:開口
206,216,218,226,228,236,238,242,250,252:接続ホール
260,262:外部電極
300,310,320:圧電シート
302,306,312,316:電極
304,308,314,318:接続ランド
322,324:接続ホール
500,504,510,514:分割電極
600,602:接続ホール
900,910,920,930,940:圧電シート
902,904,912,922,932,942:電極
906,914,924,934:開口
908,916,926,936,950,952:接続ホール
Claims (16)
- 電極を形成した圧電シートを、多数積層して焼成する圧電積層体の製造方法であって、
前記圧電シートに内部電極を形成するステップ,
このステップによって内部電極が形成された圧電シートを、積層して圧着するステップ,
前記内部電極を圧電シートと同時に焼成するステップ,
このステップによって焼成された圧電積層体に、低温プロセスを利用して外部電極を形成するステップ,
を含むことを特徴とする圧電積層体の製造方法。 - 前記圧電シートの積層数が3層〜5層であることを特徴とする請求項1記載の圧電積層体の製造方法。
- 前記内部電極及び外部電極が、前記圧電シートの主面上で分割されていることを特徴とする請求項1記載の圧電積層体の製造方法。
- 前記低温プロセスが、スパッタリグ法もしくはメッキ法であることを特徴とする請求項1記載の圧電積層体の製造方法。
- 前記低温プロセスによる外部電極形成を、積層体の温度が200℃未満で行なうことを特徴とする請求項1記載の圧電積層体の製造方法。
- 前記圧着のステップにおいて、前記圧電シートの積層体の両面に、所定の表面粗さを形成することを特徴とする請求項1記載の圧電積層体の製造方法。
- 前記圧電シートの積層体の表面を、所定の表面粗さを有するシートの粗面で挟んで圧着し、前記積層体表面に所定の表面粗さを形成することを特徴とする請求項6記載の圧電積層体の製造方法。
- 電極を形成した圧電シートを、多数積層して焼成する圧電積層体であって、
内部電極は圧電シートと同時に焼成され,
外部電極は低温プロセスを利用して形成された,
ことを特徴とする圧電積層体。 - 前記圧電シートの積層数が3層〜5層であることを特徴とする請求項8記載の圧電積層体。
- 前記内部電極及び外部電極が、前記圧電シートの主面上で分割されていることを特徴とする請求項8記載の圧電積層体。
- 前記低温プロセスが、スパッタリング法もしくはメッキ法であることを特徴とする請求項8記載の圧電積層体。
- 前記低温プロセスによる外部電極形成を、積層体の温度が200℃未満で行なうことを特徴とする請求項8記載の圧電積層体。
- 前記外部電極が形成される面が、焼成後において、所定の表面粗さを有することを特徴とする請求項8記載の圧電積層体。
- 前記外部電極が形成される面の表面粗さが、焼成後において、0.40〜0.75μmであることを特徴とする請求項13記載の圧電積層体。
- 請求項7〜14のいずれかに記載の圧電積層体を、振動板の少なくとも一方の面に取り付けたことを特徴とする圧電スピーカ。
- 請求項15記載の圧電スピーカを利用したことを特徴とする電子機器。
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