压电元件的制造方法技术

一种压电元件的制造方法，具有：使用压电材料，制作包含之后成为烧成压电体的部分的生片A的过程；在该生片A的至少一面上，接合与之后成为烧成压电体的部分相面对的部分成为了开口的生片B，然后进行烧成，得到带有生片B被烧成而形成的加强板的带加强板的烧成压电体的过程；以及在该带加强板的烧成压电体的前述生片A被烧成而形成的部分，形成膜状的电极的过程。根据该压电元件的制造方法，能够得到具备平面度高的、薄的烧成压电体的压电元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造具备平面度高且薄的烧成压电体的压电元件的方法。
技术介绍
近年来，在光学、精密机械、半导体制造等领域，逐渐转向期待以亚微米级调整光程长度、位置的位移控制装置。对此，推进了利用了基于对压电体施加电场时所引起的反压电效应等的形变(位移、变形)的压电执行元件、利用了基于同样的效应而对压电体施加压力时所引起的电荷产生(极化)的压电传感器等压电装置的开发。构成压电装置的核心的元件是用电极夹持压电体而形成的压电元件。其中压电体可通过薄膜法将压电材料成型为膜状，并在高温下进行烧成而制作(以下，称为烧成压电体)。如果适当选择在压电材料中添加的材料的种类，则能够得到压电常数高的、产生大位·移的烧成压电体。并且，如果压电常数高，则为了得到规定的特性而使烧成压电体变薄的必要性小，因此处理性能提高。另一方面，由能够得到大位移的烧成压电体构成的压电元件可优选适用于能够小型化，由于重量电力消耗、响应性发生变化的压电装置或使用其的制品。作为涉及压电元件的现有技术文献，例如，可以举出专利文献I (日本特开2001 -68751号公报)和专利文献2 (日本特开2006 — 60000号公报)。专利文献I中，公开了一种将压电元件粘接于金属板上的结构的压电执行元件。另外，专利文献2中，公开了一种通过在虚设材(夕' $—材)上层叠电极和压电体，然后除去虚设材，从而得到压电元件的。
技术实现思路
然而，专利文献I中公开的压电执行元件中，如果不是扁平的压电元件，则与金属板粘接的面积有偏差，难以获得规定位移。于是，为了形成扁平的压电元件，需要扁平的烧成压电体。另外，专利文献2中公开的中，根据电极的厚度、虚设材的材质，(烧成)压电体上有可能产生微小的翘曲。由此可以说，对于压电元件，期待无翘曲、扁平且薄的烧成压电体。然而，压电材料是由烧成引起的变形大的材料，如果将压电材料薄薄地成型(得到薄的生片)并在高温下进行烧成，则更加容易变形。因此，难以得到扁平的(平面度高的)薄的烧成压电体作为压电元件的构成要素。与此相对，如果使压电材料变厚，则可以抑制由烧成引起的变形，因此也考虑通过烧成厚的生片，然后实施切削 研磨等加工，从而得到薄的烧成压电体。然而，为了通过切削·研磨等加工而得到薄的烧成压电体，需要非常多的劳力、时间，从而导致生产率差。另夕卜，存在如下情况由于加工面过于平滑，因此其他构件的密合性差，将具有该烧成压电体的压电元件组装于压电装置或制品中时，需要粘接剂。在这些方面，并不能说在烧成后进行加工而变薄的烧成压电体是优选的。进一步，由于由加工引起的应力，可能在烧成压电体中产生相变、自发极化，结果，难以为了变薄而在完全相同的条件下加工表面背面。因此，基于加工条件不同，烧成压电体的表面背面的结晶取向度、极化处理前的自发极化状态易于产生差异。如果这样，则在之后的极化处理时，会产生起伏()& >9)，作为极化处理后的材料，无法得到平面度高的、薄的烧成压电体。另一方面，为了不通过烧成后的加工而得到薄的烧成压电体，如果试图在基板上将压电材料成型为膜状，并对其进行烧成从而得到烧成压电体，由于与基板之间的晶格常数的不同、热膨胀的不同，在烧成压电体的表面背面上，结晶取向度、结晶形态仍然易于产生差异。如果产生这些差异，则在使其从基板剥离而取出时、之后的极化处理时，有产生起伏的情况。另外，认为即使为薄的生片，如果在载置器上单独进行烧成，则也不易产生起伏，但在暴露于烧成气氛中的面和与载置器接触的面上，结晶取向度、结晶形态容易产生差异，如果产生该差异，则相同地，在之后的极化处理时容易产生起伏。总之，难以得到平面度高的、薄的烧成压电体。对于产生了起伏的平面度低的烧成压电体而言，例如为I层或多层的层叠体且整体的厚度为20 μ m以下的薄的压电体的情况下，施加电位时，有向着厚度方向的位移相对于面方向的位移成为数倍的情况，具有那样的烧成压电体的压电元件并不优选。除以上之外，在对压电材料进行成型、烧成而形成的薄的烧成压电体中，还存在由于其强度低因此处理时容易破裂这样的问题。本专利技术鉴于上述情况而进行，其课题在于提供一种得到具备平面度高的、薄的烧成压电体的压电元件的方法。反复进行了研究，结果发现，在压电元件的制造过程中，通过将压电材料成型为薄的生片(生片A)，将与其相比数倍厚的生片(生片B)作为加强板，在生片A的、成为之后要得到的烧成压电体的部分以外，进行重叠并一体化，得到层叠体，将该层叠体烧成后，通过加工而除去生片B被烧成而形成的加强板，由此可解决上述课题。S卩，首先，根据本专利技术，可提供一种，具有使用压电材料，制作包含之后成为烧成压电体的部分的生片A的过程；在该生片A的至少一面上，接合与之后成为烧成压电体的部分相面对的部分成为了开口的生片B，然后，进行烧成，得到带有生片B被烧成而形成的加强板的带加强板的烧成压电体的过程；以及在该带加强板的烧成压电体的前述生片A被烧成而形成的部分，形成膜状的电极的过程。本专利技术的是制造压电元件的方法，所述压电元件是在烧成压电体的两面(主面)上配设有电极的单板的压电元件、或在将烧成压电体与电极多层层叠而成的层叠体的表面背面这两面(主面)上配设有电极的层叠型的压电元件，并且具备两面(主面)由烧成面构成、相对于面方向而言厚度方向位移小的烧成压电体。本专利技术的中，生片A (生片)经烧成而成为烧成压电体。厚的生片B (生片)是防止薄的生片A (生片)在烧成时变形的烧成用的加强板。该生片B (生片)与生片A (生片)接合而成的材料经烧成而成为带加强板的烧成压电体。烧成后的带加强板的烧成压电体中的加强板是指在烧成前为生片B (烧成用的加强板)的部分。即，加强板实质上是曾为与包含之后成为烧成压电体的部分的生片相同的生片(未加工的陶瓷材料(优选为与烧成压电体相同的压电材料))的部分。本专利技术的中，生片A的厚度T和面内的最大长度L只要基于要得到的压电元件的烧成压电体的厚度T和面内的最大长度L，考虑收缩率进行确定即可。这是因为，通过高温的烧成会发生收缩，生片A的厚度T和面内的最大长度L与压电元件的烧成压电体的厚度T和面内的最大长度L不同。本专利技术的中，优选生片B比生片A厚。具体而言，例如，如果使生片A的厚度为10 μ m,则生片B超过10 μ m,优选为几十μ m(例如50 μ m 90 μ m)。也可以为百Pm级。本专利技术的中，膜状的电极优选通过选自包含旋涂法、溅射法、浸溃法、非接触涂布法的膜形成方法组中的任一种而形成。本专利技术的中，为在生片A的至少一面上，接合与之后成为烧成压电体的部分相面对的部分成为了开口的生片B，经烧成而得到的带加强板的烧成压电体的加强板(部分)是烧成前为生片B的部分，因此加强板上当然存在开口。本专利技术的中，优选在得到带加强板的烧成压电体的过程之后，具有在加强板的开口 中填充树脂的过程。本专利技术的中，优选在形成膜状的电极的过程之后，具有通过选自包含旋涂法、溅射法、浸溃法、非接触涂布法的膜形成方法组中的任一种方法而在烧成压电体部分的两面或单面、或者电极的表面上接合由膜状的树脂形成且能够剥离的剥离板的过程。本专利技术的中，优选剥离板通过光的照射或加热能够剥离。本专利技术的中，优选在形成膜状的电极的过程之后，具有通过基于选自包含激光、刻蚀、喷射(^卜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西孝生，清水秀树，海老个濑隆，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：
国别省市：