JP3412090B2 - Manufacturing method of laminated piezoelectric body and product thereof - Google Patents
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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
造方法に関し、特に、積層型圧電体の信頼性を高めた積
層型圧電体の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a laminated piezoelectric material, and more particularly to a method for manufacturing a laminated piezoelectric material with improved reliability of the laminated piezoelectric material.
【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, a laminated piezoelectric body is widely used as a thin piezoelectric actuator. In this laminated piezoelectric body, generally, a plurality of plate-shaped piezoelectric ceramic layers and film-shaped internal electrode layers for applying a voltage are alternately laminated, and external electrodes are provided at predetermined positions on the end faces of the internal electrode layers. Has a 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。このように
前記端面に水分が浸透しうる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、銀を主成分とする合金、例えば、銀（Ａｇ）−パラ
ジウム（Ｐｄ）合金が採用されている。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、甚だしい場合には、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、金属の架橋によって、対向する内部
電極層の間に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. When a voltage is applied to the internal electrode layers to drive the laminated piezoelectric body in a state where water can permeate the end faces, the metal or the like forming the internal electrode layers is ionized and moves between the electrodes according to an electric field. The so-called migration phenomenon is induced. Due to cost constraints, an alloy containing silver as a main component, such as a silver (Ag) -palladium (Pd) alloy, is generally used as the internal electrode layer. However,
In the internal electrode layer made of an alloy containing Ag, migration is likely to occur, and in extreme cases, a metal bridge made of Ag or the like is formed between the internal electrode layers facing each other. As a result, the metal bridge may cause an electrical short between the opposing internal electrode layers, which may impair the reliability.
【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。そこで以下のよう
な諸方策により、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
ガラス絶縁層からなる絶縁材でコーティングする方法。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 laminated piezoelectric body. (1) A method of coating the outer surface of the laminated piezoelectric material with an insulating material composed of a resin film or a glass insulating layer.
【０００５】（２）前記積層型圧電体の外面を、シリカ
（ＳｉＯ2 ）からなる絶縁材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
よって均一に形成し、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 laminated piezoelectric material with an insulating material 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 the exposed portion of the internal electrode layer by a low pressure CVD method, and the exposed portion of the internal electrode layer is coated with a silica film. Has been done.
【０００６】（３）前記積層型圧電体の外面にガラス絶
縁層を乾式または湿式の転写法によって形成する方法。
例えば、特開平７−７１９３号公報では、乾式転写紙、
または、湿式転写紙にガラス絶縁材ペーストを形成しは
く離した後、積層型圧電体の４つの側面にこのガラス絶
縁材ペーストを貼り付け加熱してガラス絶縁材をコーテ
ィングする技術が開示されている。(3) A method of forming a glass insulating layer on the outer surface of the laminated piezoelectric material by a dry or wet transfer method.
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-7193, a dry transfer paper,
Alternatively, there is disclosed a technique in which a glass insulating material paste is formed on a wet transfer paper and peeled off, and then the glass insulating material paste is attached to four side surfaces of a laminated piezoelectric material and heated to coat the glass insulating material.
【０００７】（４）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コーティングする方法。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
せコーティングする技術が開示されている。(4) A method of selectively coating an insulator made of an inorganic material or a polymer material only on the portion of the laminated piezoelectric body where the internal electrode layers are exposed on the side surface. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-176802, particles formed of an inorganic substance such as piezoelectric ceramics or a polymer insulator such as polyimide by an electrophoretic method are exposed to a portion where the internal electrode layers of the laminated piezoelectric substance are exposed. A technique of selectively fixing and coating only on the above is disclosed.
【０００８】（５）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
コーティングした構造。例えば、特開平１０−１３６６
６５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
部分がコーティングされてい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。(5) In the structure in which the laminated piezoelectric body is provided with a hole, the hole is filled with a filler, and the inner surface of the laminated piezoelectric material is coated with the exposed end surface of the internal electrode layer. Structure. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-1366
Japanese Patent Laid-Open No. 65-65 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 silicone resin or urethane resin. By coating the exposed end surface of the internal electrode layer, the effect of improving the moisture resistance is also imparted.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た方策によっても、以下の点で、積層型圧電体の信頼性
向上にはなお充分とは言い難い。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、通常の方法で前記積層型圧電体の
外面をガラス絶縁層でコーティングした場合、耐湿性は
向上するが、前記積層型を駆動させた際、ガラス絶縁層
と圧電セラミックスとの弾性率が大きく異なる場合に
は、ガラス絶縁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, even with the measures described above, it is still not sufficient to improve the reliability of the laminated piezoelectric material in the following points. According to the 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 a problem remains in reliability. Further, when the outer surface of the laminated piezoelectric body is coated with a glass insulating layer by a usual method, the moisture resistance is improved, but when the laminated type is driven, the elastic modulus of the glass insulating layer and the piezoelectric ceramic is large. If they are different, the glass insulating layer may hinder the displacement of the piezoelectric ceramics.
【００１０】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 measure (2), the moisture resistance is improved, but when the laminated piezoelectric body is driven and tensile stress is repeatedly applied to the silica film, cracks are easily generated in the silica film. If a crack is generated in the silica film, the end surface of the internal electrode layer is exposed again and the reliability is impaired.
【００１１】また、前記シリカ膜を所定の膜厚に形成さ
せるには、比較的長い処理時間を要するため、コストア
ップの要因となるという問題もある。Further, it takes a relatively long processing time to form the silica film to a predetermined thickness, which causes a problem of cost increase.
【００１２】前記（３）の方策によれば、前記積層型圧
電体の外面をガラス絶縁層でコーティングすることによ
って耐湿性が向上し高湿度下で使用する場合に不良発生
率が低下するが、前記（１）と同様にガラス絶縁層と圧
電セラミックスとの弾性率が大きく異なる場合には、ガ
ラス絶縁層が圧電セラミックスの変位を阻害するおそれ
がある。According to the above measure (3), by coating the outer surface of the laminated piezoelectric material with a glass insulating layer, the moisture resistance is improved and the failure rate is lowered when used in high humidity. As in the case of (1) above, when the glass insulating layer and the piezoelectric ceramics have large elastic moduli, the glass insulating layer may hinder the displacement of the piezoelectric ceramics.
【００１３】前記（４）の方策によれば、耐湿性が向上
し、更に、内部電極層が露出している部分のみに選択的
に絶縁体がコーティングされるため、前記積層型圧電体
を駆動させ、無機物のコーティング層に引張応力が繰返
し作用した場合でも、クラックの発生を抑止することが
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コーティング時間も短くなりコスト
アップをより低く抑えることが可能となる。According to the measure (4), the moisture resistance is improved, and furthermore, the insulator is selectively coated only on the exposed portions of the internal electrode layers, so that the laminated piezoelectric body is driven. Therefore, even when tensile stress is repeatedly applied to the inorganic coating layer, it is possible to suppress the generation of cracks. Therefore, the reliability can be greatly improved. Further, according to the electrophoretic method, the coating time of the insulator can be shortened and the cost increase can be further suppressed as compared with the measure (2).
【００１４】しかしながら、絶縁体が内部電極層が露出
している部分のみに形成されているため、絶縁体が形成
されていない部分、例えば、内部電極層間の圧電セラミ
ックス層の耐湿性が充分ではなく、特に、圧電セラミッ
クス層に微細な気孔が存在する場合には信頼性が損なわ
れる危険性がある。However, since the insulator is formed only in the portion where the internal electrode layer is exposed, the moisture resistance of the portion where the insulator is not formed, for example, the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers is not sufficient. Especially, when the piezoelectric ceramic layer has fine pores, the reliability may be impaired.
【００１５】前記（５）の方策によれば、孔部で露出し
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、別途コーティング層を設
けることが必要となる。According to the measure (5), the moisture resistance of the exposed portion of the hole is improved, but a coating layer is separately provided on the exposed portion of the internal electrode layer on the outer surface. Will be needed.
【００１６】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側面部分に欠陥を抑
えた均一なガラス絶縁層を形成し、信頼性に優れた積層
型圧電体を製造する方法およびその製造物を提供するこ
とを目的とする。Therefore, according to the present invention, a uniform glass insulating layer with suppressed defects is formed on the side surface of the laminated piezoelectric body where the end surface of the internal electrode layer is exposed, and the laminated piezoelectric body having excellent reliability is formed. It is an object of the present invention to provide a method for producing and a product thereof.
【００１７】なお、ここで「ガラス絶縁層」とは、非晶
質の無機化合物からなり、水分の浸透を防止するように
欠陥を充分に抑えたコーティング層のことをいう。Here, the "glass insulating layer" means a coating layer which is made of an amorphous inorganic compound and has sufficiently suppressed defects so as to prevent the permeation of water.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために、以下のように構成することで前記目
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。In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have found that the above-mentioned object can be achieved by the following constitution, and have created the present invention.
【００１９】本発明の第１の態様は、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、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、前記積層型圧電体の内部電極層が露
出した側面に、電気泳動法によりガラス絶縁材からなる
微粒子を電着させ、その後、所定の温度で熱処理して積
層型圧電体の表面にガラス絶縁材からなるガラス絶縁層
を、前記積層型圧電体で内部電極層に電圧を投入するた
めの外部電極が形成されない側面の内部電極層の露出部
分および内部電極層間の圧電セラミックス層の表面の両
方に形成する構成とした。A first aspect of the present invention is a method for manufacturing a laminated piezoelectric body having a structure in which a plurality of piezoelectric ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated and the end faces of the internal electrode layers are exposed. Electrodes of fine particles made of a glass insulating material are electrophoresed on the exposed side surfaces of the internal electrode layer of the laminated piezoelectric material, and then heat-treated at a predetermined temperature to form a glass insulating material on the surface of the laminated piezoelectric material. The glass insulating layer formed by applying a voltage to the internal electrode layer by the laminated piezoelectric body
Has a configuration which forms both the exposed portion and the surface of the internal electrode layers of the piezoelectric ceramic layers of the internal electrode layer side to the external electrode is not formed in order.
【００２０】本発明の第２の態様は、前記第１の態様に
おいて、前記ガラス絶縁層の厚みが、０．３〜１０μm
であることが好ましい。A second aspect of the present invention is the same as the first aspect, wherein the glass insulating layer has a thickness of 0.3 to 10 μm.
Is preferred.
【００２１】本発明の第３の態様は、前記第１または第
２の態様において、前記ガラス微粒子およびガラス絶縁
層の熱処理温度が積層型圧電体の焼成温度よりも低く、
ガラス成分が単一成分系、または、前記ガラス成分が複
数からなる混合成分系、または、前記単一成分系のガラ
スマトリックス中に圧電セラミックスを分散させた成分
系、あるいは、前記混合成分系のガラスマトリックス中
に圧電セラミックスを分散させた成分系の中から選ばれ
た１つで構成されることが望ましい。In a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the heat treatment temperature of the glass fine particles and the glass insulating layer is lower than the firing temperature of the laminated piezoelectric material,
The glass component is a single component system, or a mixed component system in which the glass components are plural, or a component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in a glass matrix of the single component system, or a glass of the mixed component system. It is desirable that the matrix is composed of one selected from a component system in which piezoelectric ceramics are dispersed.
【００２２】なお、このようなガラス絶縁材の軟化点
は、５００〜９００℃であることが好ましい。The softening point of such a glass insulating material is preferably 500 to 900 ° C.
【００２３】本発明の第４の態様は、前記第３の態様に
おいて、ガラス絶縁層に圧電セラミックスが含まれる場
合に、その圧電セラミックスが前記積層型圧電体を構成
する圧電セラミックスと同一であると都合がよい。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, when the glass insulating layer contains piezoelectric ceramics, the piezoelectric ceramics are the same as the piezoelectric ceramics constituting the laminated piezoelectric body. convenient.
【００２４】本発明の第５の態様は、前記第１の態様ま
たは第３の態様のいずれかにおいて、前記ガラス微粒子
およびガラス絶縁層が、ＰｂＯを１０〜８０質量％、Ｓ
ｉＯ2を１０〜８０質量％、Ａｌ2Ｏ3を０〜５０質量
％、積層型圧電体本体の圧電セラミックスと同一のもの
を０〜５０質量％、を含むように構成してもよい。ま
た、本発明の第６の態様は、前記第１〜第５のいずれか
の態様において、ガラス絶縁層を、前記積層型圧電体の
内部電極層の端面が露出している側面部分に形成する構
成とした。更に、本発明の第７の態様は、前記第１〜第
６のいずれかの態様において、内部電極が銀を含む構成
とした。In a fifth aspect of the present invention, in any one of the first aspect or the third aspect, the glass fine particles and the glass insulating layer contain 10 to 80% by mass of PbO and S.
It may be configured to include 10 to 80 mass% of iO 2 , 0 to 50 mass% of Al 2 O 3, and 0 to 50 mass% of the same piezoelectric ceramic as that of the laminated piezoelectric body. Well
The sixth aspect of the present invention is any one of the first to fifth aspects.
In the aspect, a glass insulating layer is formed on the laminated piezoelectric body.
A structure to be formed on the side surface where the end surface of the internal electrode layer is exposed.
I made it Further, a seventh aspect of the present invention is the above
6. The structure according to any one of 6 above, wherein the internal electrode contains silver.
And
【００２５】本発明の第８の態様は、前記第１〜第５の
態様の積層型圧電体が、圧電アクチュエータ用であって
もよい。In the eighth aspect of the present invention, the laminated piezoelectric material of the first to fifth aspects may be for a piezoelectric actuator.
【００２６】本発明の第９の態様は、前記第１の態様〜
第５の態様によって製造された積層型圧電体として構成
した。A ninth aspect of the present invention relates to the first aspect to
It is configured as a laminated piezoelectric body manufactured according to the fifth aspect.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら、具体的に説明する。図１は本発明に係
る積層型圧電体１の構成を示す模式的斜視図であり、図
２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、同図（ｂ）は
図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１、図２（ａ）・
（ｂ）に示すように、積層型圧電体１は、圧電セラミッ
クス層２と、圧電セラミックス層２に電界を印加するた
めの内部電極層３と、内部電極層３の端面が露出してい
る部分と内部電極層３、３間の圧電セラミックス層２と
を外界から絶縁するためのガラス絶縁層４と、内部電極
層３に電圧投入するための図略の外部電極とから構成さ
れ、側面で内部電極層３の端面が一層おきに圧電セラミ
ックス層２の外部に露出した構造となっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of a laminated piezoelectric body 1 according to the present invention, FIG. 2A is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. It is a BB line sectional view. 1 and 2 (a)
As shown in (b), the laminated piezoelectric body 1 includes a piezoelectric ceramic layer 2, an internal electrode layer 3 for applying an electric field to the piezoelectric ceramic layer 2, and a portion where an end face of the internal electrode layer 3 is exposed. And a piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3 from the outside, and a non-illustrated external electrode for applying a voltage to the internal electrode layer 3. Every other end surface of the electrode layer 3 is exposed to the outside of the piezoelectric ceramic layer 2.
【００２８】図３は本発明に係る積層型圧電体１を製造
する工程のフローを示す図であり、図４は図３の主要部
を示した模式図である。図３に示すように、まず、圧電
セラミックスの原料微粒子を秤量し、これを水中、Ｚｒ
Ｏ2 ボールで混合し（Ｓ１）乾燥した後、仮焼成を行う
（Ｓ２）。次に、これを水中でＺｒＯ2 ボールを用いて
粉砕し（Ｓ３）、乾燥後、これに有機溶剤、および樹脂
成分を混練してペースト化する（Ｓ４）。その後、この
ペーストをＰＥＴフィルム上に塗布してシート状に成形
し、グリーンシートを形成する（Ｓ５）。FIG. 3 is a diagram showing a flow of steps for manufacturing the laminated piezoelectric material 1 according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of FIG. As shown in FIG. 3, first, the raw material fine particles of the piezoelectric ceramic were weighed, and the weighed Zr
After mixing with an O 2 ball (S1) and drying, calcination is performed (S2). Next, this is ground in water using a ZrO 2 ball (S3), dried, and then kneaded with an organic solvent and a resin component to form a paste (S4). Then, this paste is applied onto a PET film and formed into a sheet to form a green sheet (S5).
【００２９】このような圧電セラミックスを含むグリー
ンシート上に、ＡｇおよびＰｄを主成分とする導体ペー
ストを用い、印刷法等によって所定のパターンに内部電
極層３を形成した（Ｓ６）後、所定の形状に加工し所定
層数に積層（Ｓ７〜Ｓ９）したグリーンシート積層体を
作製する（Ｓ１０）。このグリーンシート積層体に脱バ
インダ処理（Ｓ１１）と焼成（Ｓ１２）とを施した後、
加工を施し（Ｓ１３）所定形状の成形体７を作製する。
この成形体７は、例えば図４に示すように、内部電極層
３が側面に露出した構造となっている。そして、この成
形体７に外部電極５、５が形成された（Ｓ１４〜Ｓ１
５）後、電気泳動法によって、内部電極層３が露出した
端面に所定のガラス微粒子を電着させ（Ｓ１６）、乾燥
（Ｓ１７）、熱処理（Ｓ１８）を施し、積層型圧電体１
が作製される（Ｓ１９）。On the green sheet containing such a piezoelectric ceramic, a conductor paste containing Ag and Pd as main components is used to form the internal electrode layer 3 in a predetermined pattern by a printing method or the like (S6), and then a predetermined pattern is formed. A green sheet laminate that is processed into a shape and laminated in a predetermined number of layers (S7 to S9) is produced (S10). After the binder removal treatment (S11) and the firing (S12) are performed on the green sheet laminate,
By processing (S13), a molded body 7 having a predetermined shape is produced.
For example, as shown in FIG. 4, the molded body 7 has a structure in which the internal electrode layers 3 are exposed on the side surfaces. Then, the external electrodes 5 and 5 were formed on the molded body 7 (S14 to S1).
5) After that, predetermined glass fine particles are electrodeposited (S16), dried (S17), and heat-treated (S18) on the end surfaces where the internal electrode layers 3 are exposed by an electrophoretic method to obtain the laminated piezoelectric body 1
Are produced (S19).
【００３０】［ガラス絶縁層］
図１、図２（ａ）・（ｂ）に示すように、本発明に係る
積層型圧電体１に形成されるガラス絶縁層４は、内部電
極層３の端面が圧電セラミックス層２の外部に露出した
部分と内部電極層３、３の間の圧電セラミックス層の表
面との両方に形成されることによって積層型圧電体１の
駆動時の変位の阻害を充分に低く抑えながら、信頼性を
高めるべく耐湿性を向上させるものである。[0030] [Glass insulating layer] As shown in FIGS. 1, 2 (a) · (b) , the glass insulating layer 4 formed on the multilayer piezoelectric element 1 according to the present invention, the internal electrode layers 3 By forming the end faces on both the exposed portion of the piezoelectric ceramic layer 2 and the surface of the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers 3 and 3, the laminated piezoelectric body 1 can be formed.
Reliable while suppressing the displacement obstruction during driving sufficiently low
It is intended to improve the moisture resistance in order to raise it .
【００３１】（ガラス絶縁層の形成方法）このようなガ
ラス絶縁層４の形成方法は、以下の事項を要件とする。
（Ａ）少なくとも、内部電極層３が圧電セラミックス層
２の外部に露出した部分にガラス絶縁層４を形成できる
こと。
（Ｂ）所定の厚みに均一に、制御性よく形成でき、更に
厚みの精度に優れたガラス絶縁層４を形成できること。
（Ｃ）ガラス絶縁層４を形成する速度が、生産性を阻害
しない程度に充分に速いこと。(Method for forming glass insulating layer) The method for forming the glass insulating layer 4 as described above requires the following items. (A) The glass insulating layer 4 can be formed at least in the portion where the internal electrode layer 3 is exposed to the outside of the piezoelectric ceramic layer 2. (B) A glass insulating layer 4 that can be uniformly formed to a predetermined thickness with good controllability and that is excellent in thickness accuracy can be formed. (C) The rate of forming the glass insulating layer 4 is sufficiently high so as not to impair the productivity.
【００３２】このような要件を満たすガラス絶縁層４の
形成方法として、電気泳動法と熱処理とを組み合わせた
方法が挙げられる。以下に、電気泳動法を用いたガラス
絶縁層４の形成方法について、図５、図６を用いて説明
する。As a method of forming the glass insulating layer 4 satisfying such requirements, there is a method of combining an electrophoresis method and a heat treatment. Hereinafter, a method for forming the glass insulating layer 4 using the electrophoresis method will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
【００３３】（電気泳動法）本発明に用いられる電気泳
動法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法
を用いることができる。この電気泳動法は、図５に一例
を示すように、まず、所定のガラス微粒子１０を分散さ
せた懸濁液１１中に、内部電極層３の露出部分に電気泳
動法用の外部電極５、５が設けられた成形体７と、対向
電極６とを浸漬する。この外部電極５、５と対向電極６
とは、電気的に接続されている。次に、対向電極６と外
部電極５、５との間に備えられている電源から所定の電
圧を印加する。このようにすると前記懸濁液１１中に分
散しているガラス微粒子１０を電界に沿って内部電極層
３が露出している部分に向けて移動させ、内部電極層３
が露出している端面に選択的にガラス微粒子１０を電着
させたガラス電着成形体８を形成することができる。(Electrophoresis method) The electrophoresis method used in the present invention is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. In this electrophoresis method, as shown in an example in FIG. 5, first, in a suspension 11 in which predetermined glass fine particles 10 are dispersed, an external electrode 5 for electrophoresis is formed on an exposed portion of an internal electrode layer 3. The molded body 7 provided with 5 and the counter electrode 6 are immersed. The external electrodes 5 and 5 and the counter electrode 6
And are electrically connected to. Next, a predetermined voltage is applied from a power source provided between the counter electrode 6 and the external electrodes 5 and 5. By doing so, the glass fine particles 10 dispersed in the suspension 11 are moved toward the portion where the internal electrode layer 3 is exposed along the electric field, and the internal electrode layer 3 is moved.
It is possible to form the glass electrodeposition molded body 8 in which the glass fine particles 10 are selectively electrodeposited on the exposed end faces.
【００３４】その後、前記ガラス電着成形体８を大気中
で、所定の温度で熱処理し、均一なガラス絶縁層４を形
成する。このとき、前記熱処理の温度を前記ガラス微粒
子１０の軟化点以上、かつ積層型圧電体の焼成温度以下
の温度に設定し、ガラス微粒子１０を軟化させ適度に流
動させることによって、欠陥を充分に抑えた均一なガラ
ス絶縁層４を形成することができる。その際、軟化した
ガラス微粒子１０の流動範囲を抑えるように比較的低い
温度、または、比較的短い時間で熱処理を行うようにす
れば、例えば、図６（ｂ）の（ｂ−１）に示すように、
ガラス絶縁層４を内部電極層３が露出した部分の近傍の
みに均一に形成させることが可能である。After that, the glass electrodeposited molded body 8 is heat-treated at a predetermined temperature in the atmosphere to form a uniform glass insulating layer 4. At this time, the temperature of the heat treatment is set to a temperature equal to or higher than the softening point of the glass fine particles 10 and equal to or lower than the firing temperature of the laminated piezoelectric body, and the glass fine particles 10 are softened and appropriately flowed to sufficiently suppress defects. The uniform glass insulating layer 4 can be formed. At that time, if the heat treatment is performed at a relatively low temperature or a relatively short time so as to suppress the flow range of the softened glass fine particles 10, as shown in (b-1) of FIG. 6B, for example. like,
It is possible to uniformly form the glass insulating layer 4 only in the vicinity of the exposed portion of the internal electrode layer 3.
【００３５】一方、前記熱処理の温度を前記ガラス微粒
子１０の軟化点以上の温度に設定し、軟化したガラス微
粒子１０の流動範囲を適度に拡大させるように比較的高
い温度、または、比較的長い時間で熱処理を行うように
すれば、例えば、図６（ｂ）の（ｂ−２）に示すよう
に、ガラス絶縁層４を内部電極層３が露出した部分およ
び内部電極層３、３間の圧電セラミックス層２表面の両
方に形成することができる。On the other hand, the temperature of the heat treatment is set to a temperature equal to or higher than the softening point of the glass fine particles 10, and a relatively high temperature or a relatively long time so as to appropriately expand the flow range of the softened glass fine particles 10. If the heat treatment is performed in step (b-2) of FIG. 6B, for example, the glass insulating layer 4 is exposed to the portion where the internal electrode layer 3 is exposed and the piezoelectric layer between the internal electrode layers 3 and 3. It can be formed on both surfaces of the ceramic layer 2.
【００３６】そして、前記したように内部電極層３およ
び内部電極層３、３間の圧電セラミックス層２の両方に
ガラス絶縁層４を形成した場合、圧電セラミックス層２
の表面に微細な気孔が存在するときには、その気孔内部
に軟化したガラス微粒子１０が侵入することで気孔内部
にもガラス絶縁層４を充填させることができるため、圧
電セラミックス層２表面から積層型圧電体１の内部への
水分の浸透を防止することができる。When the glass insulating layer 4 is formed on both the internal electrode layer 3 and the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3 as described above, the piezoelectric ceramic layer 2 is formed.
When fine pores are present on the surface of the glass, the glass insulating layer 4 can be filled inside the pores by the softened glass fine particles 10 penetrating into the pores. It is possible to prevent water from penetrating into the body 1.
【００３７】このように、電気泳動法によって、成形体
７の内部電極層３が露出した部分にガラス微粒子１０を
電着させた後、ガラス微粒子１０の軟化点以上、かつ積
層型圧電体の焼成温度以下で前記した所定の時間熱処理
することにより、内部電極層３が露出した部分のみ、ま
たは、内部電極層３が露出した部分および内部電極層
３、３間の圧電セラミックス層２の両方のいずれかの形
態でガラス絶縁層４を形成させることができる。このよ
うにして、成形体７の性状や、積層型圧電体１の要求特
性に合わせてガラス絶縁層４を形成できるため、性能と
コストとを好ましい調和点で満足させることができる。As described above, after the glass fine particles 10 are electrodeposited on the exposed portions of the internal electrode layers 3 of the molded body 7 by the electrophoretic method, the softening point of the glass fine particles 10 or more and the lamination type piezoelectric body is baked. By heat-treating at a temperature equal to or lower than the above for a predetermined time, either only the exposed portion of the internal electrode layer 3 or both the exposed portion of the internal electrode layer 3 and the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3 are formed. The glass insulating layer 4 can be formed in such a form. In this way, the glass insulating layer 4 can be formed in accordance with the properties of the molded body 7 and the required characteristics of the laminated piezoelectric body 1, so that performance and cost can be satisfied at a preferable harmonization point.
【００３８】（電気泳動法によるガラス微粒子の電着）
図６（ａ）は電気泳動法によってガラス微粒子１０が、
成形体７に電着する過程を模式的に示すものであり、同
図（ｂ）は同図（ａ）のようにガラス微粒子１０が成形
体７に電着して形成された層が熱処理によってガラス絶
縁層が形成された状態を模式的に示す図である。(Electrodeposition of glass fine particles by electrophoresis)
In FIG. 6A, the glass fine particles 10 are
The process of electrodeposition on the molded body 7 is schematically shown. FIG. 6B shows a layer formed by electrodeposition of the glass fine particles 10 on the molded body 7 by heat treatment as shown in FIG. It is a figure which shows the state in which the glass insulating layer was formed typically.
【００３９】図６（ａ）に示すように、電気泳動法にお
いては、まず、ガラス微粒子１０等の電着物が、対向電
極６から外部電極５に向かう電界に沿って移動して内部
電極層３の露出部分等に到達し、図略の初期核を形成す
る。その後、この初期核が成長し、例えば半径ｒを有す
る略半球形の島状の層Ｎに成長する。そして、この島状
の層Ｎの半径ｒが次第に大きくなり、近傍にある島状の
層Ｎ同士が接触すると合体し、やがて比較的平坦な層
（図略）を形成していくことが知られている。As shown in FIG. 6A, in the electrophoretic method, first, the electrodeposits such as the glass particles 10 move along the electric field from the counter electrode 6 to the external electrode 5 to move the internal electrode layer 3. It reaches the exposed part of etc. and forms an unillustrated initial nucleus. Then, this initial nucleus grows, for example, into a substantially hemispherical island-shaped layer N having a radius r. It is known that the radius r of the island-shaped layer N gradually increases, and when the neighboring island-shaped layers N come into contact with each other, they merge to form a relatively flat layer (not shown). ing.
【００４０】なお、このような電気泳動法によって形成
された島状の層Ｎ、もしくは比較的平坦な層等からなる
層状の構造を、ここでは「ガラス電着層」という。A layered structure composed of an island-shaped layer N formed by such an electrophoretic method or a relatively flat layer is referred to as a "glass electrodeposition layer" here.
【００４１】本発明においては、図６（ａ）に示すよう
にして、成形体７に電気泳動法を施し、ガラス電着層
に、所定の温度で熱処理を施すことによって、欠陥を充
分に抑えたガラス絶縁層４を均一の厚みに効率的に形成
させるものである。In the present invention, as shown in FIG. 6 (a), the molded body 7 is subjected to electrophoresis, and the glass electrodeposition layer is subjected to heat treatment at a predetermined temperature to sufficiently suppress defects. The glass insulating layer 4 is efficiently formed to have a uniform thickness.
【００４２】このようなガラス電着層に熱処理を施すこ
とにより、ガラス微粒子１０が溶融され均一な非晶質状
のガラス絶縁層４が形成される。このように形成される
ガラス絶縁層４の形状は、前記熱処理の温度と時間を適
宜に設定することで、以下のようにして２つのタイプの
うちのいずれかとすることができる。すなわち、前記熱
処理の温度を比較的低く設定するか、あるいは、時間を
比較的短く設定すれば、図６（ｂ）の（ｂ−１）に示す
ように内部電極層３が露出した部分の近傍のみにガラス
電着層４を形成することができ、また、前記熱処理の温
度を比較的高く設定するか、あるいは、時間を比較的長
く設定すれば、同図（ｂ）の（ｂ−２）に示すように内
部電極層３の露出部分と内部電極層３、３間の圧電セラ
ミックス層２の両方にガラス電着層４を形成することが
できる。以上説明したように、前記熱処理を適宜に条件
設定することにより、ガラス絶縁層４の形状を、積層型
圧電体１に要求される品質、または特性に適合させるこ
とができる。By heat-treating such a glass electrodeposition layer, the glass fine particles 10 are melted to form a uniform amorphous glass insulating layer 4. The shape of the glass insulating layer 4 thus formed can be one of two types as described below by appropriately setting the temperature and time of the heat treatment. That is, if the temperature of the heat treatment is set to be relatively low or the time is set to be relatively short, the vicinity of the exposed portion of the internal electrode layer 3 as shown in (b-1) of FIG. The glass electrodeposition layer 4 can be formed only on the above, and if the temperature of the heat treatment is set relatively high or the time is set relatively long, (b-2) in FIG. As shown in FIG. 3, the glass electrodeposition layer 4 can be formed on both the exposed portion of the internal electrode layer 3 and the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3. As described above, by appropriately setting the heat treatment conditions, the shape of the glass insulating layer 4 can be adapted to the quality or characteristics required for the laminated piezoelectric body 1.
【００４３】なお、本発明において、ガラス電着層４
は、内部電極層３の露出部分と内部電極層３、３間の圧
電セラミックス層２の表面以外に、最上部の内部電極層
３の上面の圧電セラミックス表面および最下部の内部電
極層３の下面の圧電セラミックス表面の両方、あるいは
いずれか一方の少なくとも一部に形成されていてもよ
い。In the present invention, the glass electrodeposition layer 4
In addition to the exposed portion of the internal electrode layer 3 and the surface of the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3, the piezoelectric ceramic surface on the upper surface of the uppermost internal electrode layer 3 and the lower surface of the lower internal electrode layer 3 are It may be formed on both or at least a part of either of the piezoelectric ceramic surfaces.
【００４４】（ガラス絶縁層を形成するための熱処理温
度）本発明に係るガラス絶縁層４を形成するための熱処
理温度の要件として、その熱処理温度が圧電セラミック
ス層２、および内部電極層３に悪影響を及ぼさない範囲
で、かつ、電着したガラス微粒子を軟化させ均一な層に
形成できることが挙げられる。圧電セラミックス層２が
ＰＺＴ｛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 ｝系のセラミックス材
料、内部電極層３が前記したＡｇ−Ｐｄ合金で構成され
る場合には、前記ガラス電着層からガラス絶縁層４を形
成するための熱処理温度として、積層型圧電体の焼成温
度よりも低い１０００℃以下が望ましい。(Heat Treatment Temperature for Forming Glass Insulation Layer) As a requirement of the heat treatment temperature for forming the glass insulation layer 4 according to the present invention, the heat treatment temperature adversely affects the piezoelectric ceramic layer 2 and the internal electrode layer 3. It is possible to soften the electrodeposited glass fine particles and form a uniform layer within the range not exceeding the above range. When the piezoelectric ceramic layer 2 is made of a PZT {Pb (Zr, Ti) O 3 } -based ceramic material and the internal electrode layer 3 is made of the Ag—Pd alloy described above, the glass electrodeposition layer to the glass insulating layer 4 are used. It is desirable that the heat treatment temperature for forming the layer is 1000 ° C. or lower, which is lower than the firing temperature of the multilayer piezoelectric body.
【００４５】（ガラス絶縁層の厚み）本発明に係るガラ
ス絶縁層４の厚みの要件として、ガラス絶縁層４が積層
型圧電体１の駆動時の変位の阻害を充分に低く抑えるこ
と、および、積層型圧電体１の内部電極層３が露出して
いる部分を外界と絶縁し充分な耐湿性を付与することが
挙げられる。このような要件を満たすガラス絶縁層４
は、その厚みが０．３μm 〜１０μm であることが好ま
しい。ガラス絶縁層４の厚みが０．３μm よりも薄いと
耐湿性の付与が充分ではなく、１０μm より厚いと積層
型圧電体１の駆動時の変位の阻害が過大となり、圧電ア
クチュエータとして使用する場合に不都合が生じるおそ
れがある。(Thickness of Glass Insulating Layer) As a requirement for the thickness of the glass insulating layer 4 according to the present invention, the glass insulating layer 4 sufficiently suppresses the inhibition of displacement when the laminated piezoelectric body 1 is driven, and It may be mentioned that the exposed portion of the internal electrode layer 3 of the laminated piezoelectric body 1 is insulated from the outside world to provide sufficient moisture resistance. Glass insulating layer 4 satisfying such requirements
Preferably has a thickness of 0.3 μm to 10 μm. If the thickness of the glass insulating layer 4 is thinner than 0.3 μm, the moisture resistance is not sufficiently imparted, and if it is thicker than 10 μm, the displacement of the multilayer piezoelectric body 1 during driving becomes excessively obstructed, and it may be used as a piezoelectric actuator. Inconvenience may occur.
【００４６】また、前記ガラス絶縁層４の厚みとして、
積層型圧電体１の性能をより安定して発揮させるため、
あるいは、製品の品質のばらつき具合をより小さく抑え
る観点から、０．５μm 〜７μm とすることがより好ま
しい。As the thickness of the glass insulating layer 4,
In order to exhibit the performance of the laminated piezoelectric body 1 more stably,
Alternatively, the thickness is more preferably 0.5 μm to 7 μm from the viewpoint of suppressing the degree of variation in product quality.
【００４７】（ガラス絶縁層の化学成分）本発明に係る
積層型圧電体１のガラス絶縁層４の化学成分は、内部電
極層３が露出した部分に、欠陥が比較的少ない均一な厚
みの層を形成させるために、内部電極層３に悪影響を及
ぼさない温度および時間で熱処理を施して積層型圧電体
１の駆動時の変位を阻害しない厚みに形成できることが
必要とされる。(Chemical Composition of Glass Insulating Layer) The chemical composition of the glass insulating layer 4 of the laminated piezoelectric material 1 according to the present invention is a layer having a uniform thickness and relatively few defects in the exposed portion of the internal electrode layer 3. In order to form the above, it is necessary to perform a heat treatment at a temperature and for a time that does not adversely affect the internal electrode layer 3 so that the thickness can be formed so as not to hinder the displacement of the laminated piezoelectric body 1 during driving.
【００４８】以上のような好ましい熱処理温度範囲およ
び弾性率が適度に大きなガラス絶縁層４の構成材料とし
て、例えば、ＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 といったガ
ラス絶縁材が挙げられる。Examples of the constituent material of the glass insulating layer 4 having the above preferable heat treatment temperature range and moderately large elastic modulus include glass insulating materials such as PbO, SiO 2 and Al 2 O 3 .
【００４９】また、ガラス絶縁層４の弾性率を積層型圧
電体１の弾性率により近づけるために、前記ガラス成分
を有するガラス・マトリックス中に圧電セラミックスを
ガラス絶縁層４の非晶質的性質を阻害しない範囲で適量
添加してもよい。In order to bring the elastic modulus of the glass insulating layer 4 closer to the elastic modulus of the laminated piezoelectric material 1, piezoelectric ceramics are added to the glass matrix having the above glass component so that the glass insulating layer 4 has an amorphous property. You may add a suitable amount in the range which does not inhibit.
【００５０】すなわち、以上説明した要件を満たすガラ
ス絶縁層４は、以下のような成分系で構成されることが
望ましい。
（１）前記ガラス成分が単一成分系。
（２）前記ガラス成分が複数からなる混合成分系。
（３）前記単一成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。
（４）前記混合成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。That is, it is desirable that the glass insulating layer 4 satisfying the above-mentioned requirements is composed of the following component systems. (1) The glass component is a single component system. (2) A mixed component system composed of a plurality of the glass components. (3) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the single-component glass matrix. (4) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the mixed component type glass matrix.
【００５１】更に、前記（３）または（４）の場合にお
いて、前記圧電セラミックスを、積層型圧電体１の圧電
セラミックス２と同一とすることにより、ガラス絶縁層
４の弾性率と積層型圧電体１の弾性率がより一層近くな
って好ましい。Further, in the case of (3) or (4), by making the piezoelectric ceramic the same as the piezoelectric ceramic 2 of the laminated piezoelectric body 1, the elastic modulus of the glass insulating layer 4 and the laminated piezoelectric body The elastic modulus of 1 is even closer, which is preferable.
【００５２】そして、ガラス絶縁層４を、ＰｂＯ：１０
〜８０質量％、ＳｉＯ2 ：１０〜８０質量％、Ａｌ2 Ｏ
3 ：０〜５０質量％、積層型圧電体１と同一の圧電セラ
ミックス：０〜５０質量％で構成すると、積層型圧電体
１の駆動時の変位の阻害を充分に低く抑えるとともに、
耐湿性を高めて信頼性と耐久性とを向上させ、なおか
つ、コストを比較的低廉にした積層型圧電体１となる。Then, the glass insulating layer 4 is formed of PbO: 10.
80 wt%, SiO 2: 10~80 wt%, Al 2 O
3 : 0 to 50% by mass, and the same piezoelectric ceramic as the laminated piezoelectric body 1: 0 to 50% by mass, while sufficiently suppressing the inhibition of displacement of the laminated piezoelectric body 1 during driving,
The laminated piezoelectric body 1 has improved moisture resistance, improved reliability and durability, and has a relatively low cost.
【００５３】〔内部電極層〕本発明に係る積層型圧電体
１の内部電極層３は、所定の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を駆動させるものである。この内部電極層３は、
圧電セラミックスからなるグリーンシート上に所定のパ
ターン形状を備える膜状に形成され、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され、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。[Internal Electrode Layer] The internal electrode layer 3 of the multi-layer piezoelectric body 1 according to the present invention drives the multi-layer piezoelectric body 1 by generating a displacement in the piezoelectric ceramic layer 2 by applying a predetermined voltage. It is what makes me. This internal electrode layer 3 is
A film having a predetermined pattern is formed on a green sheet made of piezoelectric ceramics. By stacking the green sheets, a plurality of piezoelectric ceramic layers 2 and internal electrode layers 3 are alternately laminated, and an electric field is formed on the piezoelectric ceramic layer 2. To serve as a counter electrode.
【００５４】（内部電極層の要件）内部電極層３の要件
として以下の事項が挙げられる。
（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よく形成できること。
（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。(Requirements for Internal Electrode Layer) The requirements for the internal electrode layer 3 are as follows. (A) It can be easily formed at a predetermined position on the green sheet. (B) It can be formed on the green sheet with good adhesion. (C) The function as an electrode can be maintained even after firing at a predetermined temperature. (D) The piezoelectric ceramic layer 2 can be displaced in accordance with the displacement of the piezoelectric ceramic layer 2 while maintaining a predetermined electrode structure.
【００５５】前記（ａ）〜（ｄ）の要件を満たし、か
つ、経済性を加味して、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としては、通常、Ａｇをベー
スとしこれにＰｄを適量加えたＡｇ−Ｐｄ合金が用いら
れる。このように構成される内部電極層３は、例えば、
ペースト状のＡｇ−Ｐｄ合金に他の金属、金属酸化物、
または、有機金属化合物の中の少なくとも１種を添加し
て構成してもよい。なお、積層型圧電体１の最も外側の
位置の内部電極層３の更に外側には、いわゆる蓋として
の圧電セラミックス層２が形成されている。The internal electrode layer satisfying the above-mentioned requirements (a) to (d) and satisfying the economical efficiency and satisfying them at the most preferable harmony point is usually based on Ag. An Ag-Pd alloy in which Pd is added in an appropriate amount is used. The internal electrode layer 3 configured in this way is, for example,
Other metals, metal oxides, Ag-Pd alloy in paste form,
Alternatively, it may be configured by adding at least one kind of organometallic compound. A piezoelectric ceramics layer 2 serving as a so-called lid is formed further outside the inner electrode layer 3 at the outermost position of the laminated piezoelectric body 1.
【００５６】（内部電極層の形成方法）このような内部
電極層３の形成方法は特に限定されず、従来公知の方法
を用いることができる。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
ンプやローラー、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、スパッタリング法や蒸着法等の
乾式による膜形成法で内部電極層３を形成する場合に
は、まず、グリーンシートの表面にフォトレジスト膜を
形成し、所定の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形状にフォトレジス
ト膜を形成し、その後、前記乾式による膜形成法により
内部電極層３を形成してもよい。あるいは、所定の金属
等を含む電解溶液にグリーンシートを浸漬して行う無電
解メッキ法で内部電極層３を形成してもよい。(Method of Forming Internal Electrode Layer) The method of forming such an internal electrode layer 3 is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, when the conductive paste is used, a so-called printing method may be used in which the stamp is applied to a green sheet using a stamp, a roller, a screen or a mask having a predetermined pattern. . When the internal electrode layer 3 is formed by a dry film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method, first, a photoresist film is formed on the surface of the green sheet and an exposure process is performed using a predetermined mask. A photoresist film may be formed into a predetermined pattern by photolithography, and then the internal electrode layer 3 may be formed by the dry film formation method. Alternatively, the internal electrode layer 3 may be formed by an electroless plating method in which the green sheet is immersed in an electrolytic solution containing a predetermined metal or the like.
【００５７】なお、本発明に係る積層型圧電体１には、
内部電極層３の端面の所定の位置に接続される外部電極
が設けられている。そして、この外部電極はリード端子
（図略）等を介して外部電源に導出される。The laminated piezoelectric body 1 according to the present invention includes:
An external electrode connected to a predetermined position on the end surface of the internal electrode layer 3 is provided. Then, this external electrode is led to an external power source via a lead terminal (not shown) or the like.
【００５８】また、本発明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との積層数や大きさ
（面積、厚み、幅等）について特に限定されるものでは
なく、少なくとも２層からなる積層型圧電体であればよ
い。Further, the laminated piezoelectric body 1 according to the present invention is not particularly limited in the number of laminated piezoelectric ceramic layers 2 and the internal electrode layers 3 and the size (area, thickness, width, etc.) thereof, and at least Any laminated piezoelectric material having two layers may be used.
【００５９】更に、本発明に係る積層型圧電体１は、形
状について特に限定されるものではなく、前記した構成
のガラス絶縁層４が形成可能であればよい。例えば、積
層型圧電体１の内部に孔部が設けられた形状のものであ
ってもよい。Further, the laminated piezoelectric material 1 according to the present invention is not particularly limited in shape, as long as the glass insulating layer 4 having the above-mentioned structure can be formed. For example, it may have a shape in which a hole is provided inside the laminated piezoelectric body 1.
【００６０】そして、本発明に係る積層型圧電体１は、
駆動時の変位方向について特に限定されるものではな
く、各層の面内に垂直な方向に変位する、いわゆる圧電
縦効果、または各層の面内に平行な方向に変化する、い
わゆる圧電横効果のいずれの圧電効果を有するものであ
ってもよい。The laminated piezoelectric body 1 according to the present invention is
The displacement direction at the time of driving is not particularly limited, and any one of so-called piezoelectric longitudinal effect of being displaced in a direction perpendicular to the plane of each layer, or so-called piezoelectric lateral effect of being changed in a direction parallel to the plane of each layer. It may have a piezoelectric effect.
【００６１】[0061]
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例について
図面を参照して説明する。図１は本実施例の積層型圧電
体１の構成を示す模式的斜視図であり、図２（ａ）は図
１のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ
線断面図である。図１、図２（ａ）・（ｂ）に示すよう
に、積層型圧電体１は、圧電セラミックス層２と、圧電
セラミックス層２に電界を印加するための内部電極層３
と、内部電極層３の端面が露出している部分と内部電極
層３、３間の圧電セラミックス層２を絶縁するためのガ
ラス絶縁層４と、内部電極層３に電圧を投入するための
外部電極（図略）とから構成され、側面で内部電極層３
の端面が一層おきに圧電セラミックス層２の外部に露出
した構造となっている。EXAMPLES Examples and comparative examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic perspective view showing the structure of the laminated piezoelectric body 1 of the present embodiment, FIG. 2 (a) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 2 (b) is of FIG. BB
It is a line sectional view. As shown in FIGS. 1 and 2A and 2B, the laminated piezoelectric body 1 includes a piezoelectric ceramic layer 2 and an internal electrode layer 3 for applying an electric field to the piezoelectric ceramic layer 2.
A glass insulating layer 4 for insulating the exposed end surface of the internal electrode layer 3 and the piezoelectric ceramic layer 2 between the internal electrode layers 3 and 3, and an external portion for applying a voltage to the internal electrode layer 3. The internal electrode layer 3 is composed of an electrode (not shown)
The end face of each is exposed to the outside of the piezoelectric ceramic layer 2 every other layer.
【００６２】〔積層型圧電体の作製方法〕図３は本実施
例の積層型圧電体１を製造する工程のフローを示す図で
あり、図４は図３の主要部を示した模式図である。図
３、図４において、まず、圧電セラミックス層２の原料
である圧電セラミックス微粒子、バインダ、および有機
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、有機溶剤等を混練し
て内部電極層用ペーストを調製した。[Manufacturing Method of Multilayer Piezoelectric Body] FIG. 3 is a diagram showing a flow of steps for manufacturing the multilayer piezoelectric body 1 of this embodiment, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of FIG. is there. In FIGS. 3 and 4, first, piezoelectric ceramic particles, which are the raw material of the piezoelectric ceramic layer 2, a binder, an organic solvent, and the like are kneaded to prepare a paste (S1 to S4), which is molded to produce a green sheet. (S5). Separately, a conductive material, a binder, an organic solvent and the like were kneaded to prepare an internal electrode layer paste.
【００６３】次に、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枚積層し（Ｓ
８）、プレスする（Ｓ９）ことによりグリーンシートを
積層したグリーンシート積層体を形成し（Ｓ１０）、こ
れを脱バインダ処理した（Ｓ１１）後、焼成して（Ｓ１
２）内部電極層３が側面に露出した所定形状の成形体７
に加工した（Ｓ１３）。そして、この成形体７の内部電
極層３の露出部分の所定位置に外部電極５を形成し（Ｓ
１４）焼き付け処理を施した（Ｓ１５）後、図５に示す
ような電気泳動法を行った。Next, after the internal electrode layer paste having a predetermined pattern is printed on the green sheet (S6), it is cut into a predetermined size (S7) and 30 sheets are laminated (S).
8) Then, by pressing (S9), a green sheet laminated body in which green sheets are laminated is formed (S10), which is subjected to binder removal processing (S11) and then baked (S1).
2) Molded body 7 having a predetermined shape in which the internal electrode layer 3 is exposed on the side surface
(S13). Then, the external electrode 5 is formed at a predetermined position of the exposed portion of the internal electrode layer 3 of the molded body 7 (S
14) After the baking treatment (S15), an electrophoresis method as shown in FIG. 5 was performed.
【００６４】すなわち、ガラス微粒子１０を分散させた
懸濁液１１に積層型圧電体を浸漬させ、外部電極５、５
と対向電極６と電源１１とを接続し電圧を印加すること
によりガラス微粒子１０を電界に沿って移動させ、内部
電極３が露出した部分およびその近傍にガラス微粒子１
０を電着させ（Ｓ１６）、外部電極５とガラス電着層と
を備えるガラス電着成形体８を形成した。その後、前記
ガラス電着成形体８を乾燥させ（Ｓ１７）、所定の温度
で熱処理を施して（Ｓ１８）ガラス絶縁層４を形成し、
積層型圧電体１の試験サンプルを作製した（Ｓ１９）。That is, the laminated piezoelectric material is immersed in the suspension 11 in which the glass fine particles 10 are dispersed, and the external electrodes 5 and 5 are formed.
The glass fine particles 10 are moved along the electric field by connecting the counter electrode 6 and the power source 11 and applying a voltage to the glass fine particles 1 at the exposed portion of the internal electrode 3 and its vicinity.
0 was electrodeposited (S16) to form a glass electrodeposition molded body 8 including the external electrode 5 and the glass electrodeposition layer. Thereafter, the glass electrodeposited molded body 8 is dried (S17) and heat-treated at a predetermined temperature (S18) to form the glass insulating layer 4,
A test sample of the laminated piezoelectric body 1 was prepared (S19).
【００６５】また、前記電気泳動法において、印加電圧
を適宜に水準振りすることにより、ガラス絶縁層４の厚
みが本発明の規定範囲内にある実施例（１〜７）と、ガ
ラス絶縁層４を形成しなかった比較例８、およびガラス
絶縁層４の厚みが本発明の規定範囲外である比較例９の
各試験サンプルを作製した（Ｓ１６〜Ｓ１９）。In the electrophoretic method, the applied voltage is appropriately leveled so that the thickness of the glass insulating layer 4 is within the specified range of the present invention (1 to 7) and the glass insulating layer 4 Test samples of Comparative Example 8 in which No. was formed and Comparative Example 9 in which the thickness of the glass insulating layer 4 was outside the specified range of the present invention were prepared (S16 to S19).
【００６６】そして、このように作製した各試験サンプ
ルについて絶縁抵抗、容量等の初期電気特性測定を行い
評価する（Ｓ２０）とともに、内部電極層３からのマイ
グレーション現象を促進させるべく高温高湿度条件下で
の耐湿性試験（Ｓ２１）による信頼性評価を行い、各試
験時間（１０〜１０００時間）での累積不良率について
調べた。Then, the initial electrical characteristics such as the insulation resistance and the capacitance of each of the test samples thus prepared are measured and evaluated (S20), and the migration phenomenon from the internal electrode layer 3 is promoted under high temperature and high humidity conditions. The moisture resistance test (S21) was performed to evaluate reliability, and the cumulative defective rate at each test time (10 to 1000 hours) was examined.
【００６７】また、積層型圧電体１の駆動時の変位の阻
害を抑制する割合である変位阻害抑制率に対するガラス
絶縁層４の厚みの依存性を調べるため、前記各試験サン
プルの分極処理を行い、渦電流式の変位測定器を用いて
変位を測定した。前記各試験サンプルの構成ならびに耐
湿性試験の条件を以下に示す。また、表１にこれらの試
験結果を示す。Further, in order to examine the dependence of the thickness of the glass insulating layer 4 on the displacement inhibition rate, which is the rate of inhibiting the displacement of the laminated piezoelectric body 1 during driving, the polarization treatment of each test sample was performed. The displacement was measured using an eddy current type displacement measuring device. The constitution of each test sample and the conditions of the moisture resistance test are shown below. Table 1 shows the results of these tests.
【００６８】〔試験サンプルの構成〕
外形寸法：５．０×５．０×３．０ｍｍ
圧電セラミックス層：
化学組成；Pb0.96Sr0.04｛(Co1/3Nb2/3)0.01Ti0.48Zr
0.53｝O3+WO3、
厚み；２５μm
内部電極層：
Ａｇ−Ｐｄ合金（化学組成比；Ａｇ／Ｐｄ＝７０質量％
／３０質量％）、
厚み；２μm
積層数：３０（圧電セラミックス層１と内部電極層１と
の組み合わせを１層とする）
外部電極：Ａｇ−Ｐｄ合金[Structure of Test Sample] External Dimensions: 5.0 × 5.0 × 3.0 mm Piezoelectric Ceramic Layer: Chemical Composition; Pb 0.96 Sr 0.04 {(Co 1/3 Nb 2/3 ) 0.01 Ti 0.48 Zr
0.53 } O 3 + WO 3 , thickness; 25 μm Internal electrode layer: Ag-Pd alloy (chemical composition ratio; Ag / Pd = 70 mass%)
/ 30 mass%), thickness; 2 μm Number of layers: 30 (combination of piezoelectric ceramic layer 1 and internal electrode layer 1 is one layer) External electrode: Ag-Pd alloy
【００６９】〔試験サンプルの作製条件〕
グリーンシートの焼成温度：１１００℃
（電気泳動法の条件）懸濁液の構成：ガラス微粒子＋分
散媒（分散媒：無水酢酸）
ガラス微粒子の化学成分組成：
ＰｂＯ；６０質量％、
ＳｉＯ2 ；２０質量％、
Ａｌ2 Ｏ3 ；２０質量％、
圧電セラミックス層２と同一の化学成分組成のもの；０
質量％
懸濁液中のガラス微粒子濃度；１質量％
処理条件：
印加電圧；Ｄ．Ｃ．１０〜１００Ｖ
処理時間；３０秒
処理温度；２５℃
ガラス電着層の熱処理条件；８００℃、２０分[Test Sample Preparation Conditions] Green sheet firing temperature: 1100 ° C. (electrophoresis condition) Suspension composition: Glass fine particles + dispersion medium (dispersion medium: acetic anhydride) Chemical composition of glass fine particles: PbO; 60% by mass, SiO 2 ; 20% by mass, Al 2 O 3 ; 20% by mass, having the same chemical composition as the piezoelectric ceramic layer 2; 0
Mass% Concentration of glass fine particles in suspension; 1 mass% Treatment condition: Applied voltage; C. 10 to 100 V Treatment time; 30 seconds Treatment temperature; 25 ° C. Heat treatment condition of glass electrodeposition layer; 800 ° C., 20 minutes
【００７０】〔信頼性評価試験〕
耐湿性試験の条件：
試験槽の雰囲気；８５℃／８５％ＲＨ
試験サンプル駆動時の印加電圧；Ｄ．Ｃ．５０Ｖ（２ｋ
Ｖ／ｍｍ）
信頼性評価基準；絶縁抵抗について初期値と比較し、オ
ーダーが３桁低下したものを不良とし、２桁以内のもの
を合格として評価した。
変位測定条件；室温にて電圧５０Ｖ（２ｋＶ／ｍｍ）を
印加した。[Reliability Evaluation Test] Moisture resistance test conditions: test chamber atmosphere; 85 ° C./85% RH applied voltage when driving test sample; C. 50V (2k
V / mm) Reliability Evaluation Criteria: Insulation resistance was compared with the initial value, and when the order decreased by 3 digits, it was evaluated as defective, and when it was within 2 digits, it was evaluated as acceptable. Displacement measurement conditions: A voltage of 50 V (2 kV / mm) was applied at room temperature.
【００７１】[0071]
【表１】 [Table 1]
【００７２】〔変位測定ならびに信頼性試験評価の結
果〕表１は、実施例（１〜７）、比較例（８、９）にお
いて、各々のガラス絶縁層４の厚み（μm ）、変位測定
による変位量（μm ）、ガラス層４を形成していない裸
の積層型圧電体である比較例８の変位量（０．８５μm
）を基準（１００％）として算出した変位の阻害を抑
制する程度を表す変位阻害抑制率、および１０〜１００
０時間で行った耐湿性試験における累積不良率を表す。[Results of Displacement Measurement and Reliability Test Evaluation] Table 1 shows the thickness (μm) of each glass insulating layer 4 and displacement measurement in Examples (1 to 7) and Comparative Examples (8 and 9). Displacement amount (μm), Displacement amount (0.85 μm)
) As a reference (100%), the displacement inhibition suppression rate representing the degree of suppression of displacement inhibition, and 10 to 100
The cumulative defective rate in the moisture resistance test performed at 0 hours is shown.
【００７３】表１より、ガラス絶縁層４を形成していな
い比較例８では、累積不良率が１０時間経過後では６０
％、５０時間経過後では１００％となっており、信頼性
が著しく低いものとなっている。また、ガラス絶縁層４
の厚みが１５μm である比較例９では１０００時間経過
後で累積不良率が０％であり信頼性が飛躍的に向上して
いるものの、変位阻害抑制率がガラス絶縁層４を形成し
ていない比較例１の７２％に留まっており、圧電アクチ
ュエータとしての変位の性能が大きく低下したものとな
っている。From Table 1, in Comparative Example 8 in which the glass insulating layer 4 was not formed, the cumulative defective rate was 60 after 10 hours.
%, It is 100% after 50 hours, and the reliability is extremely low. In addition, the glass insulating layer 4
In Comparative Example 9 in which the thickness is 15 μm, the cumulative defective rate is 0% after 1000 hours and the reliability is dramatically improved, but the displacement inhibition suppression rate is the glass insulating layer 4 is not formed. This is 72% of the value in Example 1, and the displacement performance of the piezoelectric actuator is significantly reduced.
【００７４】それに対して、ガラス絶縁層４の厚みが
０．３〜１０μm である実施例１〜７では変位阻害抑制
率が８０〜９５％と変位の阻害が充分に抑えられ、ま
た、累積不良率は実施例１（ガラス絶縁層４の厚み：
０．３μm ）において５００時間経過後で６０％、実施
例２〜７（ガラス絶縁層の厚み：０．５〜１０μm ）に
おいては１０００時間経過後でも０％となっており信頼
性と耐久性が飛躍的に向上したものとなっている。On the other hand, in Examples 1 to 7 in which the thickness of the glass insulating layer 4 was 0.3 to 10 μm, the displacement inhibition suppression rate was 80 to 95%, and displacement inhibition was sufficiently suppressed. The ratio is in Example 1 (thickness of glass insulating layer 4:
0.3 μm) and 60% after 500 hours have passed, and in Examples 2 to 7 (glass insulating layer thickness: 0.5 to 10 μm), 0% even after 1000 hours, showing reliability and durability. It has been dramatically improved.
【００７５】以上の実施例（１〜７）および比較例
（８、９）の結果に示される通り、本発明に係る積層型
圧電体１は、形成されたガラス絶縁層４が駆動時の変位
の阻害を充分に抑えて充分な変位性能を発揮することが
でき、また、ガラス絶縁層４によって高温高湿度下でも
信頼性と耐久性を充分に確保して所期の性能をいかんな
く発揮できる。As shown by the results of the above Examples (1 to 7) and Comparative Examples (8, 9), in the laminated piezoelectric body 1 according to the present invention, the formed glass insulating layer 4 is displaced during driving. It is possible to exert sufficient displacement performance by sufficiently suppressing the inhibition of heat generation, and the glass insulation layer 4 ensures sufficient reliability and durability even under high temperature and high humidity, and the desired performance can be exerted at all. .
【００７６】なお、本発明は、本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種々の
変形が可能である。圧電体組成においては、変位を起こ
すものであれば前記ＰＺＴ系のセラミックス材料に限定
されることなく、ＰＺＴを適宜に変成させたもの、更に
は、鉛を含まない組成で構成することもできる。The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made as long as the effects of the present invention can be obtained. The piezoelectric composition is not limited to the above-mentioned PZT-based ceramic material as long as it causes displacement, and PZT may be appropriately modified or may be composed of lead-free composition.
【００７７】また、内部電極においてもマイグレーショ
ンを起こす金属成分が含有されているものであれば本発
明にとって好適な対象である。そして、外部電極におい
てもガラスを熱処理した後も機能を充分に保持できるも
のであれば良く、本実施例で用いた以外の化学組成から
なる電極で構成されても良い。また、本発明はアクチュ
エータのみに適用範囲が限定されるものではなく、例え
ば、積層型圧電トランス等、比較的印加電圧の低いもの
に本発明を適用しても同様の構成で耐湿性を向上させ、
ひいては信頼性を高めることができる。Further, if the internal electrode also contains a metal component that causes migration, it is a suitable target for the present invention. Also, the external electrode may be any one that can sufficiently retain its function even after the glass is heat-treated, and may be composed of an electrode having a chemical composition other than that used in this example. Further, the present invention is not limited to the application range only to the actuator. For example, even if the present invention is applied to a laminated piezoelectric transformer or the like having a relatively low applied voltage, the moisture resistance is improved with the same configuration. ,
As a result, reliability can be improved.
【００７８】[0078]
【発明の効果】以上説明した構成により、本発明は以下
の効果を奏する。請求項１の発明によれば、前記積層型
圧電体で内部電極層に電圧を投入するための外部電極が
形成されない側面の内部電極層の露出部分と内部電極層
間の圧電セラミックス層表面との両方にガラス絶縁層が
形成されているため、耐湿性が向上し、信頼性と耐久性
に優れた積層型圧電体を提供することができる。The present invention has the following effects due to the configuration described above. According to the invention of claim 1 , the laminated type
The external electrode for applying voltage to the internal electrode layer with the piezoelectric body
Since the glass insulating layer is formed on both the exposed part of the internal electrode layer on the side where it is not formed and the surface of the piezoelectric ceramics layer between the internal electrode layers, the laminated piezoelectric with improved moisture resistance and excellent reliability and durability. The body can be provided.
【００７９】更に、電気泳動法と所定の温度で施される
熱処理とを組み合わせることによって、内部電極層間の
圧電セラミックス層にもガラス絶縁層を均一な厚みに精
度よく形成でき、また、圧電セラミックス層に微細な気
孔が存在する場合には気孔内部へもガラス層を浸透でき
るため、内部への水分の浸入を防いだ積層型圧電体を提
供することができる。Furthermore, by combining the electrophoretic method and the heat treatment performed at a predetermined temperature, the glass insulating layer can be accurately formed to have a uniform thickness even in the piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers. When the fine pores are present, the glass layer can penetrate into the pores, so that it is possible to provide a laminated piezoelectric body in which moisture is prevented from entering the pores.
【００８０】請求項２の発明によれば、前記ガラス絶縁
層の厚みが規定されているため、前記した効果に加え、
ガラス絶縁層の欠陥と積層型圧電体の変位の阻害とを確
実に低く抑え、積層型圧電体の信頼性と耐久性をより安
定して向上できる。According to the invention of claim 2, since the thickness of the glass insulating layer is defined, in addition to the above effects,
It is possible to reliably suppress the defects of the glass insulating layer and the inhibition of displacement of the laminated piezoelectric material to a low level, and to more stably improve the reliability and durability of the laminated piezoelectric material.
【００８１】請求項３の発明によれば、前記ガラス絶縁
層形成時の熱処理が内部電極層に悪影響を及ぼさず、か
つ、前記ガラス絶縁層が積層型圧電体の駆動時の変位の
阻害を抑えるようにガラス絶縁層の熱処理温度を規定す
るとともに、積層型圧電体の種々のニーズに適合させる
ことができるようにガラス絶縁層の成分を構成したの
で、前記した効果に加え、所期の性能を充分に発揮さ
せ、しかも、より一層ニーズに適合させた積層型圧電体
を提供することができる。According to the invention of claim 3, the heat treatment at the time of forming the glass insulating layer does not adversely affect the internal electrode layers, and the glass insulating layer suppresses the inhibition of displacement during driving of the laminated piezoelectric body. In addition to specifying the heat treatment temperature of the glass insulating layer as described above, the components of the glass insulating layer are configured so that they can be adapted to various needs of the laminated piezoelectric material. It is possible to provide a laminated piezoelectric material that can be sufficiently exhibited and that is further adapted to needs.
【００８２】請求項４の発明によれば、前記ガラス絶縁
層に添加される圧電セラミックスを積層型圧電体の圧電
セラミックスと同一の成分で構成したため、ガラス絶縁
層が積層型圧電体の駆動時にその変位と略同一に変位す
ることができ、前記した効果に加え、積層型圧電体の変
位の阻害を可及的に抑えることができる。According to the invention of claim 4, since the piezoelectric ceramics added to the glass insulating layer are composed of the same components as the piezoelectric ceramics of the laminated piezoelectric body, the glass insulating layer is formed when the laminated piezoelectric body is driven. The displacement can be substantially the same as the displacement, and in addition to the above-mentioned effects, the inhibition of displacement of the laminated piezoelectric body can be suppressed as much as possible.
【００８３】請求項５の発明によれば、前記ガラス絶縁
層を、ＰｂＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、および積層型圧電
体と同一の圧電セラミックスで構成し、それぞれの含有
量を規定したので、前記した効果とコストを好ましい調
和点で満足させる積層型圧電体を提供することができ
る。請求項６の発明によれば、前記ガラス絶縁層を、前
記積層型圧電体の内部電極層の端面が露出している側面
部分に形成し、圧電セラミックス層の表面に微細な気孔
が存在するときには、その気孔内部に軟化したガラス微
粒子が侵入することで気孔内部にもガラス絶縁層を充填
させることができるため、圧電セラミックス層表面から
積層型圧電体の内部への水分の浸透を防止することがで
きる。請求項７の発明によれば、性能とコストとを好ま
しい調和点で満足させることができる。 According to the invention of claim 5, the glass insulating layer is made of PbO, SiO 2 , Al 2 O 3 and the same piezoelectric ceramic as the laminated piezoelectric material, and the respective contents are specified. Thus, it is possible to provide a laminated piezoelectric body that satisfies the above-mentioned effects and cost at a favorable harmony point. According to the invention of claim 6, the glass insulating layer is
Side surface where the end surface of the internal electrode layer of the laminated piezoelectric body is exposed
Minute pores formed on the surface of the piezoelectric ceramic layer
When present, the softened glass particles inside the pores
Filling the inside of the pores with the glass insulation layer as the particles penetrate
Since it can be done from the surface of the piezoelectric ceramic layer
It is possible to prevent the penetration of moisture into the laminated piezoelectric body.
Can . According to the invention of claim 7, performance and cost are preferred.
You can be satisfied with the new point of harmony.
【００８４】請求項８の発明によれば、前記した効果を
備える圧電アクチュエータを提供することができる。According to the invention of claim 8 , it is possible to provide a piezoelectric actuator having the above-mentioned effects.
【００８５】請求項９の発明によれば、信頼性、性能、
コスト、精度、および耐久性を向上させた積層型圧電体
が得られるため、積層型圧電体の用途を拡大させること
ができる。According to the invention of claim 9 , reliability, performance,
Since the laminated piezoelectric material with improved cost, accuracy, and durability can be obtained, the applications of the laminated piezoelectric material can be expanded.
【図１】本発明に係る積層型圧電体の構成を模式的に示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of a laminated piezoelectric material according to the present invention.
【図２】（ａ）図１のＡ−Ａ線断面図である。 （ｂ）図１のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 2 (a) is a sectional view taken along line AA of FIG. (B) It is the BB sectional view taken on the line of FIG.
【図３】本発明に係る積層型圧電体を製造する工程のフ
ローを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a flow of steps for manufacturing a laminated piezoelectric material according to the present invention.
【図４】本発明に係る工程フローの主要部を示す模式図
である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of a process flow according to the present invention.
【図５】本発明に係る電気泳動法の一例を示す模式図で
ある。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of an electrophoresis method according to the present invention.
【図６】（ａ）本発明に係る電気泳動法によってガラス
微粒子が内部電極層に電着する過程を示す図である。
（ｂ）本発明に係る電気泳動法で電着させたガラス電着
層に熱処理を施すことによって形成されたガラス絶縁層
の形態を示す模式図である。FIG. 6 (a) is a diagram showing a process in which glass particles are electrodeposited on internal electrode layers by the electrophoresis method according to the present invention. (B) It is a schematic diagram which shows the form of the glass insulating layer formed by heat-processing the glass electrodeposition layer electrodeposited by the electrophoresis method which concerns on this 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 ガラス絶縁層 ５ 外部電極 ６ 対向電極 ７ 成形体 ８ ガラス電着成形体 １０ ガラス微粒子 １１ 懸濁液 Ｎ 島状の層 ｒ 島状の層（略半球形）の半径 1 Multilayer piezoelectric 2 Piezoelectric ceramics layer 3 Internal electrode layer 4 Glass insulation layer 5 external electrodes 6 Counter electrode 7 molded 8 Glass electrodeposition molded body 10 glass particles 11 suspension N island layers r Radius of island layer (substantially hemispherical)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−164080（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−87077（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−96385（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−175176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−14483（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 41/22 Continuation of front page (56) Reference JP-A-1-164080 (JP, A) JP-A-3-87077 (JP, A) JP-A-4-96385 (JP, A) JP-A-59-175176 (JP , A) JP 62-14483 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 41/22
Claims (9)
互に複数積層させ、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に対し、電気泳動法により内部電極
層が露出した部分にガラス絶縁材からなる微粒子を電着
させて絶縁部を形成する積層型圧電体の製造方法であっ
て、前記電気泳動法と所定の温度で行う熱処理とを組み
合わせることによって、ガラス絶縁材からなるガラス絶
縁層を、前記積層型圧電体で内部電極層に電圧を投入す
るための外部電極が形成されない側面の内部電極層の露
出部分と内部電極層間の圧電セラミックス層表面との両
方に均一に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 laminated piezoelectric body having a structure in which a plurality of piezoelectric ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated and end faces of the internal electrode layers are exposed. A method of manufacturing a laminated piezoelectric body, which comprises electrodepositing fine particles made of a glass insulating material to form an insulating portion, wherein the glass made of a glass insulating material is obtained by combining the electrophoresis method and a heat treatment performed at a predetermined temperature. Apply voltage to the internal electrode layer of the insulating layer using the laminated piezoelectric material.
A method for manufacturing a laminated piezoelectric body, which comprises uniformly forming both on an exposed portion of an internal electrode layer on a side surface where an external electrode for forming is not formed and on a surface of a piezoelectric ceramic layer between the internal electrode layers.
０μｍである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 glass insulating layer has a thickness of 0.3 to 1
It is 0 micrometer, The manufacturing method of the laminated piezoelectric material of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
型圧電体の焼成温度よりも低く、以下の（１）乃至
（４）のいずれか１つの成分系で構成されることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の積層型圧電体の
製造方法。 （１）前記ガラス成分が単一成分系。 （２）前記ガラス成分が複数からなる混合成分系。 （３）前記単一成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。 （４）前記混合成分系のガラスマトリックス中に圧電セ
ラミックスを分散させた成分系。3. The glass insulating layer is characterized in that the heat treatment temperature is lower than the firing temperature of the laminated piezoelectric material and is composed of any one of the following component systems (1) to (4). The method for manufacturing the laminated piezoelectric material according to claim 1. (1) The glass component is a single component system. (2) A mixed component system composed of a plurality of the glass components. (3) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the single-component glass matrix. (4) A component system in which piezoelectric ceramics are dispersed in the mixed component type glass matrix.
含まれる場合に、その圧電セラミックスが前記積層型圧
電体の圧電セラミックスと同一であることを特徴とする
請求項３に記載の積層型圧電体の製造方法。4. The laminated piezoelectric body according to claim 3, wherein when the glass insulating layer contains piezoelectric ceramics, the piezoelectric ceramics are the same as the piezoelectric ceramics of the laminated piezoelectric body. Production method.
０質量％、ＳｉＯ2：１０〜８０質量％、Ａｌ2Ｏ3：０
〜５０質量％、積層型圧電体と同一の圧電セラミック
ス：０〜５０質量％の化学組成で構成されることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の積層型圧電体の
製造方法。5. The glass insulating layer comprises PbO: 10-8.
0 wt%, SiO 2: 10~80 wt%, Al 2 O 3: 0
3. The method for producing a laminated piezoelectric body according to claim 1, wherein the laminated piezoelectric body has a chemical composition of about 50 to 50% by mass and the same piezoelectric ceramic as that of the laminated piezoelectric body: 0 to 50% by mass.
の内部電極層の端面が露出している側面部分に形成する
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 laminated piezoelectric body, wherein the glass insulating layer is provided.
Formed on the side surface where the end surface of the internal electrode layer is exposed
Any one of claims 1 to 5 characterized in that
7. A method for manufacturing a laminated piezoelectric material according to item 1.
ることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１
項に記載の積層型圧電体の製造方法。 7. The internal electrode layer is configured to include silver.
Any one of claims 1 to 6 characterized in that
Item 6. A method for manufacturing a laminated piezoelectric material according to item.
タ用であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のい
ずれか１項に記載の積層型圧電体の製造方法。Wherein said multilayer piezoelectric body, the method of fabricating the multilayer piezoelectric body according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a piezoelectric actuator.
記載の方法によって製造されたことを特徴とする積層型
圧電体。9. The stacked piezoelectric characterized in that it is produced by a method according to any one of claims 1 to 7.
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