專利名稱：壓電/電致伸縮器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及下述的壓電/電致伸縮器件的制作方法，該壓電/電致伸縮器件包括陶瓷基體，具有相對(duì)的一對(duì)薄板部；支承這些薄板部的固定部；突起部，該突起部位于上述一對(duì)薄板部的前端部分。
背景技術(shù)：
在采用壓電/電致伸縮層的促動(dòng)元件，傳感元件等的壓電/電致伸縮器件中，在陶瓷基體上，通過比如，印刷方式，形成由一個(gè)電極層形成的布線圖案，另外在其上，通過印刷，形成壓電/電致伸縮層后，對(duì)其進(jìn)行烘焙，將其固定，然后，形成由另一電極層形成的布線圖案(比如，參照J(rèn)P特開2001-320103號(hào)文獻(xiàn))。
另外，通過相對(duì)布線圖案的電信號(hào)的供給，在壓電/電致伸縮層上，外加電場(chǎng)，其結(jié)果是，可用作使壓電/電致伸縮層發(fā)生位移的促動(dòng)元件，并且可用作從布線圖案，取出對(duì)應(yīng)于施加于該壓電/電致伸縮層上的壓力而產(chǎn)生的電信號(hào)的傳感元件。
此外，本申請(qǐng)人提出有下述的壓電/電致伸縮器件(比如，參照EP1089357A2)，其中，可使壓電/電致伸縮器件的使用期限延長(zhǎng)，提高壓電/電致伸縮器件的處理性和活動(dòng)部的部件的安裝性，或壓電/電致伸縮器件的固定性。在該壓電/電致伸縮器件中，可通過相對(duì)較低的電壓而使活動(dòng)部發(fā)生較大位移，可提高器件，特別是，活動(dòng)部的位移動(dòng)作的速度(共振頻率提高)，此外，可獲得難于受到有害的振動(dòng)的影響，可實(shí)現(xiàn)高速應(yīng)答，機(jī)械的強(qiáng)度較高，處理性，抗沖擊性、耐濕性優(yōu)良的位移元件，以及可高精度地檢測(cè)活動(dòng)部的振動(dòng)的傳感元件。
對(duì)于上述方案實(shí)例的壓電/電致伸縮器件中，標(biāo)號(hào)200表示象

圖18所示的那樣，在固定部202和物品204和薄板部206a和206b的粘接所采用的粘接劑208均采用流動(dòng)性較高的粘接劑的場(chǎng)合，特別是，在薄板部206a和206b上，設(shè)置用于劃分粘接劑208的形成區(qū)域的突起210的實(shí)例。由此，在分別通過粘接劑208，將薄板部206a和206b粘接于固定部202和物品204上時(shí)，獲得可通過上述突起210，規(guī)定粘接劑208的形成場(chǎng)所的效果。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)這樣的壓電/電致伸縮器件，而提供一種壓電/電致伸縮器件的制造方法，該制造方法在通過陶瓷形成薄板部的場(chǎng)合，采用適合的突起的形成方式和突起的形狀，由此，可制作沒有突起的形狀對(duì)薄板部的機(jī)械特性造成影響的危險(xiǎn)的高性能的壓電/電致伸縮器件。
發(fā)明的公開方案本發(fā)明的壓電/電致伸縮器件的制造方法涉及下述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，該壓電/電致伸縮器件包括相對(duì)的一對(duì)薄板部；支承這些薄板部的固定部；活動(dòng)部，該活動(dòng)部位于上述一對(duì)薄板部的前端部分，其特征在于該制造方法包括下述步驟對(duì)在之后構(gòu)成上述薄板部的第1陶瓷坯片(green sheet)的一個(gè)主面，進(jìn)行至少1次的厚膜形成處理，形成在之后形成活動(dòng)部的突起部；將上述第1陶瓷坯片與在之后構(gòu)成上述固定部的第2陶瓷坯片疊置，形成陶瓷疊置坯體；對(duì)上述陶瓷疊置坯體進(jìn)行烘焙，使其形成一體，形成陶瓷疊層體；在上述陶瓷疊層體上，形成壓電/電致伸縮元件，對(duì)其進(jìn)行烘焙，然后，切除不需要的部分，制作壓電/電致伸縮器件。
在這里，作為厚膜形成處理，可采用比如，絲網(wǎng)印刷、電泳法、刷毛涂敷、轉(zhuǎn)印、浸漬法等。
按照本發(fā)明，由于在于之后構(gòu)成上述薄板部的第1陶瓷坯片的一個(gè)主面上，通過厚膜形成處理，形成突起部，故可將突起部改變?yōu)楦鞣N形狀。由此，按照本發(fā)明，可抑制通過陶瓷材料形成的薄板部的，突起部的形狀對(duì)機(jī)械特性的影響。
由此，當(dāng)通過之后不需要的部分的切除步驟，制作壓電/電致伸縮器件時(shí)，將突起部用作活動(dòng)部，實(shí)現(xiàn)該活動(dòng)部的效果，即，在按照在活動(dòng)部中的相對(duì)的端面(安裝面)之間，夾持部件的方式安裝時(shí)，上述活動(dòng)部實(shí)現(xiàn)用于規(guī)定安裝所采用的粘接劑的量(厚度)與位置(粘接面積)的功能。另外，介于薄板部與部件之間，粘接該部件的粘接劑的部分也用作活動(dòng)部，該粘接劑與部件的邊界面也用作活動(dòng)部的安裝面。
此外，在上述制造方法中，最好，上述突起部的寬度在30μm以上。由此，可采用簡(jiǎn)便的絲網(wǎng)印刷方式，形成突起部。
另外，最好，上述突起部的厚度在2～50μm的范圍內(nèi)。如果厚度過小，則在于之后，形成活動(dòng)部的場(chǎng)合，具有安裝物品時(shí)的粘接劑的控制困難的危險(xiǎn)。另外，在突起部的厚度在50μm以上的場(chǎng)合，最好通過絲網(wǎng)以外的方法而進(jìn)行。
還有，既可當(dāng)上述突起部的周部的厚度由H1表示，上述突起部的中間的最厚的部分的厚度由H2表示時(shí)，H1/H2＝1/3～3/4，也可當(dāng)上述突起部的中間的厚度由H1表示，上述突起部的周部的最厚的部分的厚度由H2表示時(shí)，H1/H2＝1/3～3/4。在后者的場(chǎng)合，由于可在突起部的中間部分，形成凹部，故在于之后安裝作為活動(dòng)部的物品時(shí)，可確實(shí)通過上述凹部攔截粘接劑。
另外，在上述制造方法中，當(dāng)用于形成上述突起部的厚度基本均勻的場(chǎng)合的突起部的材料的粘度為A(萬cps)時(shí)，也可通過高于上述粘度A的粘度的材料，形成上述突起部。由此，在通過1次的絲網(wǎng)印刷處理，形成突起部的場(chǎng)合，可在上述突起部的中間部分，形成凹部，可獲得上述的效果。
此外，也可在上述第1陶瓷坯片上，形成上述突起部時(shí)，在于上述第1陶瓷坯片上，形成第1突起部后，在第1突起部上，按照一部分重合而錯(cuò)位的方式形成第2突起部。
由此，可增加突起部的厚度，并且可使與突起部的第1陶瓷坯片接觸的部分的坡度較小。如果突起部的厚度增加，則具有在于此后，形成活動(dòng)部時(shí)，應(yīng)力容易集中于活動(dòng)部和薄板部之間的邊界部分的危險(xiǎn)。但是，由于活動(dòng)部和薄板部之間的邊界部分的坡度較小，該邊界部分的角度為鈍角，故可分散上述邊界部分的應(yīng)力，可減小集中于1個(gè)部位的應(yīng)力。這有利于提高壓電/電致伸縮器件的抗沖擊性。
此外，上述第1突起部，或第2突起部的厚度由H1表示，上述第1突起部與第2突起部的重合部分的最厚的部分的厚度由H2表示時(shí)，則H1/H2＝1/3～3/4，由此，可將突起部整體的厚度抑制在較小值，在于此后形成活動(dòng)部的場(chǎng)合，可抑制與薄板部的邊界部分的應(yīng)力集中。
另外，也可當(dāng)上述第1突起部與第2突起部的重合部分的厚度由H1表示，上述第1突起部，或第2突起部的最厚的部分的厚度由H2表示時(shí)，H1/H2＝1/3～3/4。由此，在上述第1突起部和第2突起的重合部分，形成凹部，在于此后，安裝活動(dòng)部的物品時(shí)，可確實(shí)通過上述凹部攔截粘接劑，可確保物品的粘接強(qiáng)度。
還有，本發(fā)明也可在于上述第1陶瓷坯片上，形成上述突起部時(shí)，在上述第1陶瓷坯片上，分別按照分離的方式形成多個(gè)突起部。由此，可進(jìn)一步提高用于規(guī)定安裝所采用的粘接劑的量(厚度)與位置(粘接面積)的效果。
再有，上述突起部也可采用由其組分與第1陶瓷坯片相同的陶瓷材料和有機(jī)粘合劑與有機(jī)溶劑形成的糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷方式形成。由此，在于之后，進(jìn)行烘焙等處理，制作陶瓷基體的場(chǎng)合，上述突起部為活動(dòng)部，第1陶瓷坯片為薄板部，而此時(shí)，可提高與活動(dòng)部的緊密貼合力。
采用糊狀體，該糊狀體包括上述陶瓷材料，或不同的組分的陶瓷材料和金屬材料的金屬陶瓷與有機(jī)粘合劑和有機(jī)溶劑。作為上述金屬材料，在制作陶瓷基體用的烘焙處理中，突起部曝露于高溫下，由此，最好采用耐熱性較高的白金族金屬。其中，最好采用白金。
另外，在上述制造方法中，在上述突起部采用由其組分與第1陶瓷坯片相同的陶瓷材料和有機(jī)粘合劑與有機(jī)溶劑形成的糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷方式形成的場(chǎng)合，最好上述突起部的氣孔率在50％以下，特別是最好在30％以下。其原因在于如果氣孔率超過50％，則具有難于將突起部的形狀，進(jìn)而活動(dòng)部的形狀保持在一定形狀的危險(xiǎn)，具有活動(dòng)部的強(qiáng)度降低的危險(xiǎn)。
此外，在上述制造方法中，在上述突起部采用由其組分與第1陶瓷坯片不同的材料和有機(jī)粘合劑與有機(jī)溶劑形成的糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷方式形成的場(chǎng)合，最好，上述突起部的氣孔率在5～30％的范圍內(nèi)。其原因在于可降低基于與第1陶瓷坯片的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1為表示按照本實(shí)施例的制造方法制作的壓電/電致伸縮器件的透視圖；圖2為表示本實(shí)施例的制造方法的步驟方框圖；圖3為表示在后形成薄板部的陶瓷坯片的每個(gè)主面上，形成構(gòu)成突起部的糊狀體的狀態(tài)的透視圖；
圖4為表示在之后形成較短的陶瓷板的陶瓷坯片的透視圖；圖5為表示在之后形成固定部的陶瓷坯片的透視圖；圖6為表示第1和第2臨時(shí)疊層體的透視圖；圖7為沿圖6中的VII-VII線上的剖視圖；圖8為第3臨時(shí)疊層體的透視圖；圖9為將第1～第3臨時(shí)疊層體疊置，制作陶瓷疊層坯體的場(chǎng)合的說明圖；圖10為表示在對(duì)陶瓷疊層坯體進(jìn)行焙燒，形成陶瓷疊層體后，形成壓電/電致伸縮元件的狀態(tài)的說明圖；圖11A為表示在第1具體實(shí)例的制造方法中，在陶瓷坯片的一個(gè)主面上，通過糊狀體的印刷，形成突起部的狀態(tài)的說明圖；圖11B為表示在形成壓電/電致伸縮器件后，在活動(dòng)部上安裝部件的狀態(tài)的說明圖；圖12A為表示在第2具體實(shí)例的制造方法中，在陶瓷坯片的一個(gè)主面上，通過糊狀體的印刷，形成突起部的狀態(tài)的說明圖；圖12B為表示在形成壓電/電致伸縮器件后，在活動(dòng)部上安裝部件的狀態(tài)的說明圖；圖13A為表示在第3具體實(shí)例的制造方法中，在陶瓷坯片的一個(gè)主面上，通過糊狀體的印刷，形成突起部的狀態(tài)的說明圖；圖13B為表示在形成壓電/電致伸縮器件后，在活動(dòng)部上安裝部件的狀態(tài)的說明圖；圖14A為表示在第4具體實(shí)例的制造方法中，在陶瓷坯片的一個(gè)主面上，通過糊狀體的印刷，形成突起部的狀態(tài)的說明圖；圖14B為表示在形成壓電/電致伸縮器件后，在活動(dòng)部上安裝部件的狀態(tài)的說明圖；圖15A為表示在第5具體實(shí)例的制造方法中，在陶瓷坯片的一個(gè)主面上，通過糊狀體的印刷，形成突起部的狀態(tài)的說明圖；圖15B為表示在形成壓電/電致伸縮器件后，在活動(dòng)部上安裝部件的狀態(tài)的說明圖；圖16為表示糊狀體的粘度等的突起部的厚度，形狀的依賴性的表圖；圖17A為表示在第6具體實(shí)例的制造方法中，在陶瓷坯片的一個(gè)主面上，通過糊狀體的印刷，形成突起部的狀態(tài)的說明圖；圖17B為表示在形成壓電/電致伸縮器件后，在活動(dòng)部上安裝部件的狀態(tài)的說明圖；圖18為表示提案實(shí)例的壓電/電致伸縮器件的分解透視圖。
用于實(shí)施發(fā)明的優(yōu)選形式下面，參照?qǐng)D1～圖17B說明本發(fā)明有關(guān)的壓電/電致伸縮器件的制造方法的實(shí)施形式例。
首先，參照?qǐng)D1，對(duì)通過本實(shí)施例的制造方法制作的壓電/電致伸縮器件10進(jìn)行描述。
該壓電/電致伸縮器件10指通過壓電/電致伸縮元件，將電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的元件的概念。于是，最好用作各種促動(dòng)器，振子等的能動(dòng)元件，特別是，利用逆壓電效果，電致伸縮效果的位移的位移元件，另外，還適合用作加速度傳感元件，沖擊傳感元件等的被動(dòng)元件。
另外，該壓電/電致伸縮器件10按照下述方式構(gòu)成，該方式為象圖1所示的那樣，包括陶瓷基體16，該陶瓷基體16成一體形成有相對(duì)的一對(duì)薄板部12a和12b，與支承這些薄板部12a和12b的固定部14，在該對(duì)薄板部12a和12b的每個(gè)一部分上，分別形成壓電/電致伸縮元件18a和18b。
即，該壓電/電致伸縮器件10具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，通過壓電/電致伸縮元件18a和18b的驅(qū)動(dòng)，一對(duì)薄板部12a和12b發(fā)生位移，或薄板部12a和12b的位移通過壓電/電致伸縮元件18a和18b而檢測(cè)。于是，在圖1的實(shí)例中，通過薄板部12a和12b與壓電/電致伸縮元件18a和18b，構(gòu)成功能部20a和20b。由此，一對(duì)薄板部12a和12b具有按照可通過固定部14振動(dòng)的方式支承的振動(dòng)部的功能。
此外，在一對(duì)薄板部12a和12b中，在于各前端部分之后，安裝有部件，構(gòu)件的部分，形成有突起部72，包括該突起部72和用于安裝部件，構(gòu)件的粘接劑76(參照?qǐng)D11B)的部分起伴隨一對(duì)薄板部12a和12b的位移動(dòng)作而發(fā)生位移的活動(dòng)部22a和22b的作用。在下面，一對(duì)薄板部12a和12b的前端部分，在后安裝有部件，構(gòu)件的部分(具有突起部72，安裝用粘接劑)由活動(dòng)部22a和22b表示。
還有，也可在活動(dòng)部22a和22b中的相對(duì)的端面24a和24b之間，設(shè)置空隙(空氣)26，還可在這些端面24a和24b之間，設(shè)置由其材料與活動(dòng)部22a和22b的組成部件相同的，或不同的材料形成的多個(gè)部件，雖然這一點(diǎn)在圖中未示出。在此場(chǎng)合，各活動(dòng)部22a和22b中的相對(duì)的端面24a和24b也具有安裝面24a和24b的功能。于是，端面24a和24b也表示為安裝面24a和24b。
特別是，突起部72的前端面28相對(duì)于薄板部12a和12b的前端面30，更靠近固定部14的位置。由此，在將部件夾持于安裝面24a和24b之間而安裝時(shí)，上述突起部72起規(guī)定安裝所采用的粘接劑的量(厚度)和位置(粘接面積)用的功能。另外，介于薄板部12a和12b與部件之間，粘接該部件的粘接劑76(參照?qǐng)D11B)也用作活動(dòng)部，該粘接劑76與部件之間的分界面也起活動(dòng)部22a和22b的安裝面24a和24b的作用。
此外，陶瓷基體16比如，由陶瓷疊層體構(gòu)成，陶瓷疊層體通過焙燒而將陶瓷疊層坯體成一體形成。關(guān)于這一點(diǎn)，將在后面進(jìn)行描述。
在固定部14和薄板部12a和12b之間，設(shè)置切口部(缺口)32。即，該切口32通過下述方式形成，該方式為將加工形狀不同的多塊陶瓷板(薄板部12a和12b以及較短的陶瓷板34)疊置，或按照在中間夾持有較短的陶瓷板34的方式，將加工形狀不同的3種陶瓷板(薄板部12a和12b，較短的陶瓷板34和固定部14)疊置。對(duì)于構(gòu)成各部分的，疊置前的各種陶瓷板的厚度，薄板部12a和12b，較短的陶瓷板34的厚度在5～200μm的范圍內(nèi)，固定部14的厚度在50～500μm的范圍內(nèi)。在小于5μm的厚度的場(chǎng)合，難于處理，在大于500μm的厚度的場(chǎng)合，難于成形。
還有，由薄板部12a和12b的內(nèi)壁面和較短的陶瓷板34的側(cè)面(切口面)構(gòu)成的角部36基本呈錐狀。
在這樣的陶瓷的一體成形件中，由于粘接劑不介于各部分的接合部中，故不但形成有利于確保剛性的結(jié)構(gòu)，而且可容易通過后述的陶瓷坯片疊層法而制造。
再有，對(duì)于壓電/電致伸縮元件18a和18b，象后述那樣，作為單獨(dú)件，配備壓電/電致伸縮元件18a和18b，陶瓷基體16采用膜形成法，由此，直接形成于陶瓷基體16上。
該壓電/電致伸縮元件18a和18b按照具有壓電/電致伸縮層38和形成于壓電/電致伸縮層38的兩側(cè)的一對(duì)電極40和42的方式構(gòu)成，上述一對(duì)電極40和42中的，其中一個(gè)電極40形成于至少一對(duì)薄板部12a和12b上。
在本實(shí)施例中，壓電/電致伸縮層38和一對(duì)電極40和42分別形成多層結(jié)構(gòu)，即，其中一個(gè)電極40和另一電極42按照截面呈鋸齒狀的方式錯(cuò)開地疊置，該其中一個(gè)電極40和另一電極42按照在它們之間夾持壓電/電致伸縮層38的方式重合，其結(jié)果是，形成按照多層構(gòu)成的壓電/電致伸縮元件18a和18b的多層結(jié)構(gòu)。但是，也可不限于這樣的多層結(jié)構(gòu)，而為單層結(jié)構(gòu)。
下面對(duì)上述壓電/電致伸縮器件10的各組成部分進(jìn)行描述。首先，活動(dòng)部22a和22b象上述那樣，為根據(jù)薄板部12a和12b的驅(qū)動(dòng)量而動(dòng)作的部分，對(duì)應(yīng)于壓電/電致伸縮器件10的使用目的，安裝相應(yīng)的部件。比如，在將壓電/電致伸縮器件10用作位移元件的場(chǎng)合，安裝光快門的遮擋板等，特別是在用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的磁頭的定位，振鈴(ringing)抑制機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合，安裝磁頭、具有磁頭的滑動(dòng)器、具有滑動(dòng)器的懸架等的，必須要求定位的部件。
固定部14象上述那樣，為支承薄板部12a和12b與活動(dòng)部22a和22b的部分，比如，在用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的磁頭的定位的場(chǎng)合，以支承方式在安裝于VCM(音圈馬達(dá)(voicecoilmotor)上的滑架臂，安裝于上述滑架臂上的固定板，或懸架等上將固定部14固定，由此，將壓電/電致伸縮器件10的整體固定。另外，還具有在該固定部14上，象圖1所示的那樣，設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)壓電/電致伸縮元件18a和18b的連接端子44和46，其它的部件。
只要具有剛性，作為薄板部12a和12b和固定部14的材料不受到特別限定，但是，象上述那樣，最好采用能夠使用陶瓷坯片疊層法的陶瓷。
具體來說，除了列舉以穩(wěn)定性氧化鋯、部分穩(wěn)定性氧化鋯為首的氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氮化硅、氮化鋁、氧化鈦為主成分的材料以外，還列舉以這些混合物為主成分的材料，但是，就機(jī)械強(qiáng)度，韌性較高的方面來說，最好采用氧化鋯，特別是以穩(wěn)定性氧化鋯為主成分的材料和以部分穩(wěn)定性氧化鋯為主成分的材料。
活動(dòng)部22a和22b象上述那樣，為伴隨壓電/電致伸縮元件18a和18b的位移而驅(qū)動(dòng)的部分。薄板部12a和12b為具有柔性的薄板狀的部件，其將設(shè)置于表面的壓電/電致伸縮元件18a和18b的伸縮位移作為彎曲位移而增加，將其傳遞給活動(dòng)部22a和22b的功能。于是，薄板部12a和12b的形狀，材料可為具有柔性，具有伴隨彎曲變形而不破壞的機(jī)械強(qiáng)度的類型，可考慮活動(dòng)部22a和22b的反應(yīng)性，操作性而適當(dāng)選擇該形狀，材料。
構(gòu)成突起部72的材料最好采用與薄板部12a和12b，固定部14相同的陶瓷，從即使在厚度較小的情況下，機(jī)械強(qiáng)度仍較大，韌性較高，壓電/電致伸縮層，電極材料的反應(yīng)性仍較小的方面來說，最好采用氧化鋯，其中以穩(wěn)定性氧化鋯為主成分的材料和以部分穩(wěn)定性氧化鋯為主成分的材料。
就上述穩(wěn)定性氧化鋯和部分穩(wěn)定性氧化鋯來說，最好采用象下述這樣，穩(wěn)定性和部分穩(wěn)定性的材料。即，作為使氧化鋯穩(wěn)定和部分穩(wěn)定的化合物，包括有氧化釔、氧化鐿、氧化鈰、氧化鈣和氧化鎂，添加，包含至少其中的1種化合物，或不僅添加1種化合物，將這些化合物組合后添加，在此場(chǎng)合，仍可實(shí)現(xiàn)所需的氧化鋯的穩(wěn)定。作為上述穩(wěn)定性材料，列舉有氧化物，但是，即使在添加包括通過加熱而形成上述的氧化物的這些元素的化合物的情況下，顯然，仍可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。
另外，作為相應(yīng)的化合物的添加量，在氧化釔，氧化鐿的場(chǎng)合，其最好在1～30mol％的范圍內(nèi)，特別是最好在1.5～10mol％的范圍內(nèi)，在氧化鈰的場(chǎng)合，其最好在6～50mol％的范圍內(nèi)，特別是最好在8～20mol％的范圍內(nèi)，在氧化鈣，氧化鎂的場(chǎng)合，其最好在5～40mol％的范圍內(nèi)，特別是最好在5～20mol％的范圍內(nèi)，但是，尤其是最好將氧化釔用作穩(wěn)定劑，在此場(chǎng)合，其添加量最好在1.5～10mol％的范圍內(nèi)，特別是最好在2～4mol％的范圍內(nèi)，以便提高機(jī)械強(qiáng)度，在5～7mol％的范圍內(nèi)，以便進(jìn)一步提高耐久可靠性。另外，可添加作為燒結(jié)助劑等的添加物的，含量在0.05～20wt％的范圍內(nèi)的氧化鋁、二氧化硅、過渡性金屬氧化物等，但是，在壓電/電致伸縮元件18a和18b的形成方法采用膜形成法的焙燒一體成形的場(chǎng)合，最好添加作為添加物的，氧化鋁、氧化鎂、過渡性金屬氧化物等。
此外，氧化鋯的平均晶體粒徑在0.05～3μm的范圍內(nèi)，最好在0.05～1μm的范圍內(nèi)，以便獲得機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定的結(jié)晶相。另外，象上述那樣，對(duì)于薄板部12a和12b，可采用與活動(dòng)部22a和22b和固定部14相同的陶瓷，但是，從接合部分的可靠性、壓電/電致伸縮器件10的強(qiáng)度、制造的麻煩度的降低的方面來說，最好，采用實(shí)質(zhì)上相同的材料構(gòu)成。
壓電/電致伸縮元件18a和18b至少包括壓電/電致伸縮層38，與一對(duì)電極40和42，該對(duì)電極40和42用于在壓電/電致伸縮層38上外加電場(chǎng)，可采用單壓電晶片型、雙壓電晶片型等的壓電/電致伸縮元件，但是在為與薄板部12a和12b相組合的單壓電晶片型的場(chǎng)合，由于發(fā)生的位移量的穩(wěn)定性優(yōu)良，有利于減輕重量，故適合這樣的壓電/電致伸縮器件10。
從可以更大程度驅(qū)動(dòng)薄板部12a和12b的方面來說，最好，壓電/電致伸縮元件18a和18b按照象圖1所示的那樣，沿薄板部12a和12b的厚度方向發(fā)生位移的方式形成。
壓電/電致伸縮層38最好采用壓電陶瓷，但是，也可采用電致伸縮陶瓷，強(qiáng)電介體陶瓷，或反強(qiáng)電介體陶瓷。然而，在壓電/電致伸縮器件10用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的磁頭的定位等的場(chǎng)合，由于活動(dòng)部22a和22b的位移量和驅(qū)動(dòng)電壓，或輸出電壓的線性是重要的，故最好采用變形滯后較小的壓電材料，最好采用抗電場(chǎng)在10kV/mm以下的材料。
作為具體的壓電材料，可列舉鋯酸鉛、鈦酸鉛、鎂鈮酸鉛(lead-magnesium niobate)、鎳鈮酸鉛(lead-nickel niobate)、鋅鈮酸鉛(lead-zincum niobate)、錳鈮酸鉛(lead-manganeseniobate)、銻錫酸鉛(lead-antimony stannate)、錳鎢酸鉛(lead-manganese tungstate)、鈷鈮酸鉛(lead-cobalt niobate)、鈦酸鋇、鈦酸鈉鉍、鈮酸鈣鈉、鉭酸鍶鉍等的單獨(dú)，或它們的適合的混合物等。
特別是，就獲得具有較高的電機(jī)械耦合系數(shù)和壓電常數(shù)，與壓電/電致伸縮層38的燒結(jié)時(shí)的薄板部(陶瓷)12a和12b的反應(yīng)性較小，穩(wěn)定的組成的材料來說，最好采用以鋯酸鉛、鈦酸鉛、鎂鈮酸鉛為主成分的材料，或以鈦酸鈉鉍為主成分的材料。
還有，上述壓電材料也可采用單獨(dú)由鑭、鈣、鍶、鉬、鎢、鋇、鈮、鋅、鎳、錳、鈰、鎘、鉻、鈷、銻、鐵、釔、鉭、鋰、鉍、錫等的氧化物等形成，或?qū)⑦@些成分混合而形成的陶瓷。
比如，具有下述的情況，即，通過在作為主成分的鋯酸鉛和鈦酸鉛以及鎂鈮酸鉛中，包含鑭，鍶，獲得可調(diào)整抗電場(chǎng)，壓電特性等的優(yōu)點(diǎn)。
另外，二氧化硅等的容易形成玻璃的材料的添加量最好在壓電/電致伸縮體的2重量％以下。在該數(shù)值范圍的原因在于如果添加量在2重量％以上，則二氧化硅等的，形成燒結(jié)促進(jìn)劑的材料在壓電/電致伸縮層38的熱處理時(shí)，容易與壓電/電致伸縮體發(fā)生反應(yīng)，使其組分變化，使壓電特性變差。另一方面，適合的二氧化硅的添加量具有改善壓電/電致伸縮體的燒結(jié)性的效果。
另一方面，最好，壓電/電致伸縮元件18a和18b中的一對(duì)電極40和42為室溫固體，由導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬構(gòu)成，比如，可采用鋁、鈦、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鈮、鉬、釕、鈀、銠、銀、錫、鉭、鎢、銥、白金、金、鉛等的金屬單體，或它們的合金，另外，也可采用在這些金屬中，分散與壓電/電致伸縮層38，或薄板部12a和12b相同的組分的陶瓷，或與這些陶瓷不同的材料分散而形成的金屬陶瓷材料。最好，金屬陶瓷所采用的陶瓷采用與電極40和42所接觸的陶瓷相同的組分，以便實(shí)現(xiàn)附著強(qiáng)度的增加，特別是最好采用多層。即使在為與這些陶瓷不同的組分的陶瓷的情況下，如果能夠保持上述附著強(qiáng)度，則仍可利用。金屬陶瓷的組分以各材料的重量/各材料的純密度為體積而計(jì)算，金屬體積/陶瓷體積的比在90/10～10/90的范圍內(nèi)。為了發(fā)揮金屬的機(jī)械強(qiáng)度和陶瓷相對(duì)薄板基板的附著力，上述比值特別是最好在30/70～70/30的范圍內(nèi)。
壓電/電致伸縮元件18a和18b的電極40和42的材料選定依靠壓電/電致伸縮層38的形成方法而確定。比如，在于薄板部12a和12b上，形成其中一個(gè)電極40后，通過焙燒而在上述電極40上形成壓電/電致伸縮層38，在該場(chǎng)合，其中一個(gè)電極40必須采用即使在壓電/電致伸縮層38的焙燒溫度，仍不變化的白金、鈀、白金—鈀合金、銀—鈀合金等的高熔點(diǎn)金屬，但是，在形成壓電/電致伸縮層38后，由于可在低溫下形成電極，故形成于上述壓電/電致伸縮層38上的最外層的電極可將鋁、金、銀等的低熔點(diǎn)金屬作為主成分。
此外，由于電極40和42的厚度不小，也造成壓電/電致伸縮元件18a和18b的位移降低，故特別是最好，在壓電/電致伸縮層38的焙燒后所形成的電極采用致密的薄膜的得到的有機(jī)金屬糊狀體，比如，金樹脂糊狀體、白金樹脂糊狀體、銀樹脂糊狀體等的材料。由此，可形成1μm以下的厚度。
另外，壓電/電致伸縮器件10最好用于超聲波傳感器，加速度傳感器，角速度傳感器，沖擊傳感器，質(zhì)量傳感器等的各種傳感器，通過適當(dāng)調(diào)整安裝于端面24a和24b，與薄板部12a和12b之間的物體的尺寸，具有容易進(jìn)行傳感器的靈敏度調(diào)整的另一優(yōu)點(diǎn)。
還有，作為在薄板部12a和12b的表面上，形成壓電/電致伸縮元件18a和18b的方法，除了上述的絲網(wǎng)印刷法以外，還可采用浸漬法、涂敷法、電泳法等的厚膜形成法、離子束法、濺射法，真空蒸鍍、離子鍍法、化學(xué)氣相成長(zhǎng)法(CVD)、鍍等的薄膜形成法。
通過采用這樣的膜形成法，形成壓電/電致伸縮元件18a和18b，可在不采用粘接劑的情況下，將壓電/電致伸縮元件18a和18b和薄板部12a與12b成一體接合，設(shè)置，可確保可靠性、再現(xiàn)性，容易實(shí)現(xiàn)集成。
在此場(chǎng)合，最好通過厚膜形成法，形成壓電/電致伸縮元件18a和18b。特別是，如果壓電/電致伸縮層38采用厚膜形成法，則可采用以平均粒徑在0.01～5μm的范圍內(nèi)，最好在0.05～3μm的范圍內(nèi)的壓電陶瓷的顆粒，粉末為主成分的糊狀體，漿液，或懸浮液，乳劑，膠體等而形成膜，可通過對(duì)其進(jìn)行焙燒，獲得良好的壓電/電致伸縮特性。
另外，電泳法的優(yōu)點(diǎn)在于可按照較高的密度，并且較高的形狀精度形成膜。另外，由于絲網(wǎng)印刷法可同時(shí)進(jìn)行膜的成形和圖案成形，故有利于簡(jiǎn)化制造步驟。
下面參照?qǐng)D2～圖17B，對(duì)本實(shí)施例的壓電/電致伸縮器件的制造方法的幾個(gè)具體實(shí)例進(jìn)行描述。
首先，進(jìn)行定義。將陶瓷坯片疊置而獲得的疊層體定義為“陶瓷疊層坯體50”(比如，參照?qǐng)D9)，將對(duì)陶瓷疊層坯體50進(jìn)行烘焙而形成的一體件定義為“陶瓷疊層體52”(比如，參照?qǐng)D10)，將從該陶瓷疊層體52中，切除掉不需要的部分，將薄板部12a和12b，活動(dòng)部22a和22b與固定部14形成的一體件定義為“陶瓷基體16”(參照?qǐng)D1)。
另外，在本實(shí)施例的壓電/電致伸縮器件10的制造方法中，在同一基板內(nèi)，分別沿縱向和橫向設(shè)置多個(gè)壓電/電致伸縮器件10的形式中，最終，按照芯片單元，將陶瓷疊層體82切斷，在同一步驟中，獲得多個(gè)壓電/電致伸縮器件10，但是為了簡(jiǎn)化說明，以獲得1個(gè)壓電/電致伸縮器件10的場(chǎng)合為主體而進(jìn)行描述。
首先，在圖2的步驟S1，在氧化鋯等的陶瓷粉末中，添加粘接劑、溶劑、分散劑、塑性劑等，對(duì)其進(jìn)行混合，制造漿液，對(duì)其進(jìn)行去除氣泡處理，通過逆輥涂敷(reverse roll coater)法、刮片法等的方法，制作具有規(guī)定厚度的陶瓷坯片。
然后，在圖2的步驟S2中，在各陶瓷坯片的規(guī)定部位，通過比如，絲網(wǎng)印刷法，涂敷粘接劑(比如，陶瓷糊狀體)。
接著，在圖2的步驟S3a，步驟S3b和步驟S3c，對(duì)各陶瓷坯片，采用模具，進(jìn)行沖壓加工，激光加工等。其中，在步驟S3a，通過上述的加工，象圖3所示的那樣，制造在之后形成薄板部12a和12b的陶瓷坯片60A和60B。接著，在步驟S4，在陶瓷坯片60A和60B的相應(yīng)的一個(gè)主面上，形成在之后形成活動(dòng)部22a和活動(dòng)部22b的一部分的突起部72。突起部72通過借助絲網(wǎng)印刷法，涂敷糊狀體的方式形成。
特別是，在該第1具體實(shí)例中，象圖11A所示的那樣，突起部72的寬度L為30μm以上，突起部72的厚度H在2～50μm的范圍內(nèi)。于是，可采用簡(jiǎn)單的絲網(wǎng)印刷方式，形成突起部72。
另一方面，在圖2的步驟S3b中，通過上述的加工，象圖4所示的那樣，制作在之后形成較短的陶瓷板34的陶瓷坯片62A和62B。在圖2的步驟S3c，通過上述的加工，象圖5所示的那樣，制造n塊在之后形成固定部14的陶瓷坯片64。
然后，在圖2的步驟S5a，臨時(shí)將陶瓷坯片60A和62A疊置，制作第1臨時(shí)疊層體66(參照?qǐng)D6和圖7)，將陶瓷坯片60B和陶瓷坯片62B臨時(shí)疊置，制作第2臨時(shí)疊層體68(參照?qǐng)D6和圖7)。另外，在步驟S5b，臨時(shí)將n塊陶瓷坯片64疊置，制作第3臨時(shí)疊層體(參照?qǐng)D8)。在這些臨時(shí)疊層體中，由于在陶瓷坯片60A、60B、62A、62B和n塊陶瓷坯片64的規(guī)定部位，分別通過比如，絲網(wǎng)印刷法，涂敷粘接劑，故可避免疊層狀態(tài)容易變化的情況。
然后，在圖2的步驟S6中，在第1臨時(shí)疊層體66中，為了象圖9所示的那樣，使由陶瓷坯片60A的一個(gè)主面和陶瓷坯片62A的側(cè)面構(gòu)成的角部36呈錐狀，通過絲網(wǎng)印刷方式，涂敷糊狀體。
在這里，最好，用于在上述突起部72和角部36上形成錐形的糊狀體組分最好基本與薄板部12a和12b的材質(zhì)，組成相同。比如，采用將陶瓷粉末、粘合劑、添加劑和溶劑混合而形成的糊狀體。在此場(chǎng)合，作為一個(gè)實(shí)例，陶瓷粉末采用在ZrO2中按照前述的范圍添加Y2O而形成的粉末。另外，作為粘合劑，相對(duì)100份的陶瓷粉末，添加5～40份的PVB、丙烯酸，或乙基纖維素，或它們的混合物，相對(duì)陶瓷粉末，添加2～20份的DOP等的塑性劑，根據(jù)需要還添加由分散劑形成的添加劑，作為溶劑，添加適量的2-乙基己醛、二甘醇—丁醚等。最好，在進(jìn)行糊狀體調(diào)合時(shí)，按照這些混合良好的方式，將丙酮、IPA等的低沸點(diǎn)溶劑用作混合輔助劑。另外，在采用前述金屬陶瓷的場(chǎng)合，采用將陶瓷材料和金屬材料，與粘合劑、添加劑和溶劑混合而形成的糊狀體，但是作為金屬陶瓷的調(diào)合，也可在分別預(yù)先制作陶瓷糊狀體和金屬糊狀體時(shí)，按照形成規(guī)定的組分的方式，將這些糊狀體混合而制作。
最好，糊狀體的粘性指該糊狀體從絲網(wǎng)印刷所使用的制版的開口，順利地涂敷于上述角部36和陶瓷坯片60A的一個(gè)主面上，并且在印刷后，干燥之前適當(dāng)下垂的程度。如果粘度過高，則不呈涂敷后所需的形狀，而變?yōu)楣虘B(tài)，另外，如果粘度過低，則具有雖然按照規(guī)定次數(shù)獲得規(guī)定厚度，但是無法形成所需形狀的情況。特別是，在于角部36中，呈錐狀的場(chǎng)合，必須考慮陶瓷板34(參照1)的厚度和粘度。在該具體實(shí)例中，糊狀體的粘性在1～50萬cps的范圍內(nèi)。
同樣，在第2臨時(shí)疊層體68中，為了使由陶瓷坯片60B的一主面和陶瓷坯片62B的側(cè)面構(gòu)成的角部36呈錐狀，通過絲網(wǎng)印刷方式涂敷糊狀體。
另外，在上述實(shí)例中，制作第1和第2臨時(shí)疊層體66和68之前的步驟S4，在陶瓷坯片60A和60B的相應(yīng)一主面上，印刷糊狀體，形成突起部72，但是此外，也可在制作第1和第2臨時(shí)疊層體66和68后，形成上述突起部72。
然后，在圖2的步驟S7，象圖9所示的那樣，通過第1和第2臨時(shí)疊層體66和68，夾持第3臨時(shí)疊層體70，在將該第1～第3臨時(shí)疊層體66，68和70疊置后，對(duì)其進(jìn)行壓接，形成陶瓷疊置坯體50。此時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生糊狀體在陶瓷坯片62A和62B的頂部溢出的情況，但是，由于在將第3臨時(shí)疊層體70疊置時(shí)，將其埋沒，故不必考慮該溢出的部分。同樣，在圖6中，給出突起部72的長(zhǎng)度，基本與陶瓷坯片66的開口的寬度相同的實(shí)例，但是，上述長(zhǎng)度既可小于陶瓷坯片66的開口的寬度，也可大于該寬度。
此外，在上述實(shí)例中，由于角部呈錐狀，故象圖6所示的那樣，必須制作第1和第2臨時(shí)疊層體，但是在角部36不呈錐狀的場(chǎng)合，不必制作第1和第2臨時(shí)疊層體。顯然，同樣在任何的場(chǎng)合，在設(shè)置切口部32的場(chǎng)合，必須制作圖2的步驟S5b的第3臨時(shí)疊層體。
由于必須將用于形成切口部的陶瓷坯片疊置，故如果不將全部的陶瓷坯片臨時(shí)疊置，而對(duì)全部的陶瓷坯片一次性地進(jìn)行加壓疊置，則具有與切口部相對(duì)應(yīng)的部分的陶瓷坯片的疊置狀態(tài)不充分的危險(xiǎn)。于是，如果對(duì)全部的陶瓷坯片一次性地進(jìn)行加壓疊置，則可將壓力傳遞給形成有切口部的部分，并且必須要求在其中介設(shè)烘焙后消失的部分中的方法。
接著，在圖2的步驟S8，對(duì)上述陶瓷疊置坯體50進(jìn)行烘焙，獲得陶瓷疊層體52(參照?qǐng)D10)。
然后，在圖2的步驟S9，象圖10所示的那樣，在上述陶瓷疊層體52的兩個(gè)表面，即，相當(dāng)于陶瓷坯片60A和60B疊置的表面的面上，分別形成多層結(jié)構(gòu)的壓電電致伸縮元件18a和18b，通過烘焙使壓電電致伸縮元件18a及18b與陶瓷疊層體52形成一體。顯然，該壓電電致伸縮元件18a和18b也可僅僅形成于陶瓷疊層體52的一側(cè)的表面上。
然后，在圖2的步驟S10，象圖10所示的那樣，在形成有壓電電致伸縮元件18a和18b的陶瓷疊層體52中，通過沿切斷線K1，K2，K3切斷，切除陶瓷疊層體5 2的側(cè)部和前端部。通過該切除，象圖1所示的那樣，獲得下述的壓電/電致伸縮器件10，其中，在陶瓷基體16上，形成壓電電致伸縮元件18a和18b，并且在一對(duì)薄板部12a和12b中的相對(duì)的內(nèi)壁上，分別形成突起部72。
對(duì)于該切斷，適當(dāng)選擇切片刀等的采用固定磨粒的切削方法，鋼絲鋸等的采用游離磨粒的切削法而進(jìn)行。壓電電致伸縮元件18a和18b的切斷最好采用游離磨粒的切削法。
對(duì)于切斷的時(shí)刻，既可在沿切斷線K1和K2切斷后，沿切斷線K3切斷，也可在沿切斷線K3切斷后，沿切斷線K1和K2切斷。顯然，還可同時(shí)進(jìn)行這些切斷。另外，也可針對(duì)與切斷線K3相對(duì)的固定部14的端面進(jìn)行適當(dāng)切斷。然后，比如，通過超聲波清洗，去除上述切斷的切屑等。
象這樣，在第1具體實(shí)例的制造方法中，可在于之后形成薄板部12a和12b的陶瓷坯片60A和60B的一個(gè)主面上，通過厚膜形成處理，形成突起部72，由此，可將突起部72改變?yōu)楦鞣N形狀。于是，可抑制通過陶瓷材料形成的薄板部12a和12b的突起部72的形狀對(duì)機(jī)械特性的影響。
由此，在經(jīng)過此后的不需要的部分的切除步驟，制作壓電/電致伸縮器件10時(shí)，象圖11B所示的那樣，通過突起部72和粘接劑76，構(gòu)成活動(dòng)部22a和22b，但是，此時(shí)，突起部72的效果，即，在按照在活動(dòng)部22a和22b中的相對(duì)的端面(安裝面24a和24b)之間，夾持部件74(由二點(diǎn)虛線表示)的方式安裝時(shí)，上述突起部72充分地發(fā)揮用于規(guī)定安裝所采用的粘接劑(厚度)和位置(粘接面積)的功能。
另外，在第1具體實(shí)例中，采用由其組分與陶瓷坯片60A和60B相同的陶瓷材料和有機(jī)粘合劑與有機(jī)溶劑形成糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷，形成突起部72。由此，在于之后，進(jìn)行烘焙等處理，制作陶瓷基體16的場(chǎng)合，象圖11B所示的那樣，突起部72形成活動(dòng)部22a和22b的一部分，陶瓷坯片60A和60B形成薄板部12a和12b，但是此時(shí)，可提高薄板部12a和12b與突起部72的緊密貼合力。
作為上述糊狀體，也可采用具有上述陶瓷材料和金屬材料與有機(jī)粘合劑的糊狀體。作為金屬材料，由于在用于制作陶瓷基體16的烘焙處理中，突起部72曝露于高溫下，故最好為耐熱性較高的白金族金屬。其中，特別是最好為白金。
此外，最好，所形成的突起部72的氣孔率在50％以下，特別是最好，在30％以下。這樣做的原因在于如果氣孔率超過50％，則具有難于使突起部72的形狀，進(jìn)而活動(dòng)部22a和22b的形狀保持在一定的形狀的危險(xiǎn)，具有活動(dòng)部22a和22b的強(qiáng)度降低的危險(xiǎn)。
還有，在采用由與陶瓷坯片60A和60B不同的材料，以及有機(jī)粘合劑和有機(jī)溶劑形成的糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷方式，形成突起部72的場(chǎng)合，最好突起部72的氣孔率在5～30％的范圍內(nèi)。其原因在于可減小基于陶瓷坯片60A和60B的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力。
下面參照?qǐng)D12A和圖12B，對(duì)第2具體實(shí)例的制造方法進(jìn)行描述。該第2具體實(shí)例的制造方法包括與上述第1具體實(shí)例的制造方法基本相同的步驟，而不同之處在于象圖12A所示的那樣，在壓電/電致伸縮器件10的一個(gè)主面上，通過糊狀體的絲網(wǎng)印刷方式，形成第1突起部72A，然后，在第1突起部72A上，通過相同的絲網(wǎng)印刷方式，第2突起部72B按照其一部分與第1突起部72A重合而實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位的方式形成。
在此場(chǎng)合，可增加突起部72的厚度，并且，可使與突起部72(第1突起部72A和第2突起部72B)的陶瓷坯片60A和60B接觸的部分坡度較小。如果突起部72的厚度增加，則具有在之后形成活動(dòng)部22a和22b時(shí)，在突起部72和薄板部12a和12b的邊界部分78處，應(yīng)力容易集中的危險(xiǎn)。
但是，象圖12B所示的那樣，突起部72和薄板部12a和12b的邊界部分78的坡度較小，則該邊界部分78的角度呈鈍角，故可分散上述邊界部分78處的應(yīng)力，可減小集中于1個(gè)部位的應(yīng)力。其情況有利于提高壓電/電致伸縮器件10的耐沖擊性。
接著，第3具體實(shí)例的制造方法包括與上述第2具體實(shí)例的制造方法基本相同的步驟，不同之處在于在圖2的步驟S5的突起部72的形成步驟中，象圖13A所示的那樣，第1突起部72A和第2突起部72B重合范圍變窄。
具體來說，當(dāng)?shù)?突起部72A，或第2突起部72B的厚度由H1表示，第1突起部72A和第2突起部72B的重合部分80的最厚部分82的厚度由H2表示時(shí)，則H1/H2＝1/3～3/4。
由此，可將突起部72的整體的厚度抑制在較低程度，在象圖13B所示的那樣，在之后形成活動(dòng)部22a和22b的場(chǎng)合，可抑制薄板部12a和12b的邊界部分78處的應(yīng)力集中。
接著，第4具體實(shí)例的制造方法包括與上述第3具體實(shí)例的制造方法基本相同的步驟，而不同之處在于在圖2的步驟S的突起部72的形成步驟中，象圖14A所示的那樣，第1突起部72A和第2突起部72B的重合范圍更窄，在第1突起部72A和第2突起部72B的重合部分80的厚度由H1表示，第1突起部72A，或第2突起部72B的最厚部分的厚度由H2表示時(shí)，則H1/H2＝1/3～3/4。
由此，在第1突起部72A和第2突起部72B的重合部分80中，形成凹部84，象圖14B所示的那樣，在安裝在之后構(gòu)成活動(dòng)部22a和22b的物品74時(shí)，可通過凹部84，確實(shí)攔截粘接劑76。
此外，第5具體實(shí)例的制造方法包括與上述第1具體實(shí)例的制造方法基本相同的步驟，而不同之處在于在圖2的步驟S5的突起部72的形成步驟中，在針對(duì)第1具體實(shí)例的制造方法(參照?qǐng)D11A)而使用的糊狀體的粘度，即，所形成的突起部72的厚度H基本均勻的場(chǎng)合的糊狀體的粘度由A(萬cps)時(shí)，通過高于該粘度A的粘度的糊狀體，形成突起部72。
在圖16中，通過表，匯總有伴隨糊狀體粘度等，突起部72的厚度，形狀怎樣變化的情況。在這里，印刷速度為200mm/sec，間距(breakaway)為1.5mm，另外，涂刷器采用平涂刷器，粘度測(cè)定儀采用東京計(jì)器E型粘度計(jì)(3°圓錐體，0.5rpm)。
象還從圖16所知道的那樣，糊狀體的粘度高于第1具體實(shí)例(參照?qǐng)D11A)所采用的糊狀體的粘度，比如，在2倍以上，由此，在象圖15A所示的那樣，通過1次的絲網(wǎng)印刷處理，形成突起部72的場(chǎng)合，可在突起部72的中間部分，形成凹部84，可獲得與通過第4具體實(shí)例的制造方法形成的突起部72相同的效果。即，在象圖15B所示的那樣，安裝在之后形成活動(dòng)部22a和22b的物品74時(shí)，可確實(shí)通過凹部84，攔截粘接劑76。另外，在圖15B的實(shí)例，薄板部12a和12b的前端面30呈錐狀，其傾斜角θ相對(duì)薄板部12a和12b的內(nèi)壁，形成銳角的場(chǎng)合。
還有，第6具體實(shí)例的制造方法包括與上述第1具體實(shí)例的制造方法基本相同的步驟，而不同之處在于在圖2的步驟S5的突起部72的形成步驟中，象圖17A所示的那樣，在陶瓷坯片60A和60B的一個(gè)主面上，按照分離方式分別形成多個(gè)突起部72。各突起部72的寬度L均在30μm以上，厚度在2～50μm的范圍內(nèi)。
由此，象圖17B所示的那樣，由于采用下述形式，其中在1個(gè)薄板部12a(或12b)上，間隔開地設(shè)置多個(gè)活動(dòng)部22a(或22b)，故可進(jìn)一步提高規(guī)定粘接劑76的量(厚度)和位置(粘接面積)的效果。此外，在圖17B的實(shí)例中，給出薄板部12a和12b的前端面30呈錐狀，其傾斜角θ相對(duì)薄板部12a和12b的內(nèi)壁，為鈍角的場(chǎng)合。
按照上述第1～第6具體實(shí)例的制造方法制造的壓電/電致伸縮器件10可用作各種換能器、各種促動(dòng)器、頻率區(qū)域功能部件(濾波器)、變壓器、通信用，動(dòng)力用的振子、共振子、振蕩件、鑒頻器等的能動(dòng)元件，以及超聲波傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、沖擊傳感器、質(zhì)量傳感器等的各種傳感器用傳感元件，特別是，可適合用于光學(xué)設(shè)備、精密機(jī)器等的各種精密部件等的位移，定位調(diào)整、角度調(diào)整的機(jī)構(gòu)所采用的各種促動(dòng)器。
在通過上述制造方法，在陶瓷坯片60A和60B的一個(gè)主面上，形成突起部72時(shí)，采用絲網(wǎng)印刷，但是，此外，可采用電泳法、刷毛涂刷、轉(zhuǎn)印、浸漬法等。
另外，本發(fā)明的壓電/電致伸縮器件的制造方法不限于上述實(shí)施例，顯然，可在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的情況下，采用各種方案。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性在通過陶瓷，形成薄板部的場(chǎng)合，通過形成適合的突起形成方式和突起的形狀，可制作幾乎沒有突起的形狀對(duì)薄板部的機(jī)械特性造成影響的危險(xiǎn)的高性能的壓電/電致伸縮器件。
權(quán)利要求
1.一種壓電/電致伸縮器件(10)的制造方法，該壓電/電致伸縮器件(10)包括相對(duì)的一對(duì)薄板部(12a，12b)；支承這些薄板部(12a，12b)的固定部(14)；活動(dòng)部(22a，22b)，該活動(dòng)部(22a，22b)位于上述一對(duì)薄板部(12a，12b)的前端部分，其特征在于該制造方法包括下述步驟對(duì)在之后構(gòu)成上述薄板部(12a，12b)的第1陶瓷坯片(60A，60B)的主面，進(jìn)行至少1次的厚膜形成處理，形成在之后形成活動(dòng)部(22a，22b)的突起部(72)；將上述第1陶瓷坯片(60A，60B)與在之后構(gòu)成上述固定部(14)的第2陶瓷坯片(64)疊置，形成陶瓷疊置坯體(50)；對(duì)上述陶瓷疊置坯體(50)進(jìn)行烘焙，使其形成一體，形成陶瓷疊層體(52)；在上述陶瓷疊層體(52)上，形成壓電/電致伸縮元件(18a，18b)，對(duì)其進(jìn)行烘焙，然后，切除不需要的部分，制作壓電/電致伸縮器件(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于上述突起部(72)的寬度(L)在30μm以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于上述突起部(72)的厚度(H)在2～50μm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任何一項(xiàng)所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于當(dāng)上述突起部(72)的周部的厚度由H1表示，上述突起部(72)的中間的最厚的部分的厚度由H2表示時(shí)，則H1/H2＝1/3～3/4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任何一項(xiàng)所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于當(dāng)上述突起部(72)的中間的厚度由H1表示，上述突起部(72)的周部的最厚的部分的厚度由H2表示時(shí)，則H1/H2＝1/3～3/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于當(dāng)用于形成上述突起部(72)的厚度(H)基本均勻的場(chǎng)合的突起部(72)的材料的粘度為A(萬cps)時(shí)，通過高于上述粘度A的粘度的材料，形成上述突起部(72)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任何一項(xiàng)所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于在上述第1陶瓷坯片(60A，60B)上，形成上述突起部(72)時(shí)，在于上述第1陶瓷坯片(60A，60B)上，形成第1突起部(72A)后，在第1突起部(72A)上，按照一部分重合而錯(cuò)位的方式形成第2突起部(72B)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于當(dāng)上述第1突起部(72A)，或第2突起部(72B)的厚度由H1表示，上述第1突起部(72A)與第2突起部(72B)的重合部分(80)的最厚的部分(82)的厚度由H2表示時(shí)，則H1/H2＝1/3～3/4。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于當(dāng)上述第1突起部(72A)與第2突起部(72B)的重合部分(80)的厚度由H1表示，上述第1突起部(72A)，或第2突起部(72B)的最厚的部分的厚度由H2表示時(shí)，則H1/H2＝1/3～3/4。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～6中的任何一項(xiàng)所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于在于上述第1陶瓷坯片(60A，60B)上，形成上述突起部(72)時(shí)，在上述第1陶瓷坯片(60A，60B)上，分別按照分離的方式形成多個(gè)突起部(72)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中的任何一項(xiàng)所述的壓電/電致伸縮器件的制方法，其特征在于上述突起部(72)采用由其組分與第1陶瓷坯片(60A，60B)相同的陶瓷材料和有機(jī)粘合劑與有機(jī)溶劑形成的糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷方式形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～10所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于采用糊狀體，該糊狀體包括陶瓷材料和金屬材料與有機(jī)粘合劑和有機(jī)溶劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于上述金屬材料為白金族金屬。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～10中的任何一項(xiàng)所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于在上述突起部(72)采用由其組分與第1陶瓷坯片(60A，60B)相同的陶瓷材料和有機(jī)粘合劑與有機(jī)溶劑形成的糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷方式形成的場(chǎng)合，上述突起部(72)的氣孔率在50％以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～10中的任何一項(xiàng)所述的壓電/電致伸縮器件的制造方法，其特征在于在上述突起部(72)采用由其組分與第1陶瓷坯片(60A，60B)不同的材料和有機(jī)粘合劑與有機(jī)溶劑形成的糊狀體，通過絲網(wǎng)印刷方式形成的場(chǎng)合，上述突起部(72)的氣孔率在5～30％的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種壓電/電致伸縮器件(10)的制造方法，該壓電/電致伸縮器件(10)包括相對(duì)的一對(duì)薄板部(12a，12b)；支承這些薄板部(12a，12b)的固定部(14)；活動(dòng)部(22a，22b)，該活動(dòng)部(22a，22b)位于上述一對(duì)薄板部(12a，12b)的前端部分，該制造方法包括下述步驟對(duì)在之后構(gòu)成上述薄板部(12a，12b)的第1陶瓷坯片(60A，60B)的一個(gè)主面，進(jìn)行至少1次的厚膜形成處理，形成在之后形成活動(dòng)部(22a，22b)的突起部(72)；將上述第1陶瓷坯片(60A，60B)與在之后構(gòu)成上述固定部(14)的第2陶瓷坯片(64)疊置，形成陶瓷疊置坯體(50)；對(duì)上述陶瓷疊置坯體(50)進(jìn)行烘焙，使其形成一體，形成陶瓷疊層體(52)；在上述陶瓷疊層體(52)上，形成壓電/電致伸縮元件(18a，18b)，對(duì)其進(jìn)行烘焙，然后，切除不需要的部分，制作壓電/電致伸縮器件(10)。
文檔編號(hào)H01L41/09GK1586018SQ0282235
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月11日
發(fā)明者池田幸司, 柴田和義, 伊藤智輝, 高橋史武 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社