特開 2016-92389 圧電セラミック積層体、積層型圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-92389(P2016-92389A)

(43)【公開日】2016年5月23日

(54)【発明の名称】圧電セラミック積層体、積層型圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 41/083 20060101AFI20160418BHJP

   H01L 41/187 20060101ALI20160418BHJP

   H01L 41/047 20060101ALI20160418BHJP

   H01L 41/09 20060101ALI20160418BHJP

   H01L 41/43 20130101ALI20160418BHJP

   B06B 1/06 20060101ALI20160418BHJP

【ＦＩ】

   H01L41/083

   H01L41/187

   H01L41/047

   H01L41/09

   H01L41/43

   B06B1/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-40867(P2015-40867)

(22)【出願日】2015年3月3日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0148371

(32)【優先日】2014年10月29日

(33)【優先権主張国】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ボーム−ソック キム

(72)【発明者】

【氏名】キュン−ロック キム

(72)【発明者】

【氏名】セウン−ホ リー

(72)【発明者】

【氏名】ジュン−ウーク セオ

(72)【発明者】

【氏名】フイ−スン パク

【テーマコード（参考）】

5D107

【Ｆターム（参考）】

5D107AA01

5D107CC04

5D107CC09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】圧電セラミックの表面が未焼結となることを防止する圧電セラミック積層体、積層型圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールを提供する。
【解決手段】圧電セラミック積層体１００は、複数の圧電セラミック層１が積層されて形成される活性部１０と、活性部１０の上部及び下部に形成され、活性部１０をカバーするカバー部２０と、圧電セラミック層１及びカバー部２０にそれぞれ添加される焼結添加剤と、を含み、カバー部２０に添加された焼結添加剤のカバー部２０に対する重量比（ｗｔ％）が圧電セラミック層１に添加された焼結添加剤の圧電セラミック層１に対する重量比（ｗｔ％）よりも大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の圧電セラミック層が積層され形成される活性部と、
前記活性部の上部及び下部に形成され、前記活性部をカバーするカバー部と、
前記圧電セラミック層及び前記カバー部にそれぞれ添加される焼結添加剤と、を含み、
前記カバー部に添加された前記焼結添加剤の前記カバー部に対する重量比（ｗｔ％）が、前記圧電セラミック層に添加された前記焼結添加剤の前記圧電セラミック層に対する重量比（ｗｔ％）よりも大きい圧電セラミック積層体。

【請求項2】

前記カバー部に添加された前記焼結添加剤の前記カバー部に対する重量比（ｗｔ％）が、０．５ｗｔ％超過２ｗｔ％未満である請求項１に記載の圧電セラミック積層体。

【請求項3】

前記圧電セラミック層に添加された前記焼結添加剤の前記圧電セラミック層に対する重量比（ｗｔ％）が、０．２ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下である請求項１または２に記載の圧電セラミック積層体。

【請求項4】

前記焼結添加剤が、
酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及びビスマス鉄酸化物（ＢｉＦｅＯ_３）のうちの少なくともいずれか１種を含む請求項１に記載の圧電セラミック積層体。

【請求項5】

前記焼結添加剤が、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を含む請求項１に記載の圧電セラミック積層体。

【請求項6】

前記圧電セラミック層及び前記カバー部が、
同じ組成の圧電セラミック粉末を用いて形成される請求項１に記載の圧電セラミック積層体。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の圧電セラミック積層体と、
前記活性部と前記カバー部との間、及び隣接する前記圧電セラミック層間にそれぞれ形成される内部電極層と、
前記活性部の外部に形成される外部電極部と、
前記外部電極部に接続され、前記内部電極層に電荷を印加するために前記圧電セラミック積層体の内部に形成され、隣接する前記内部電極層と交互に接続するビアホールと、
を含む積層型圧電素子。

【請求項8】

前記内部電極層が、
パラジウム（Ｐｄ）−銀（Ａｇ）の合金を含む請求項７に記載の積層型圧電素子。

【請求項9】

前記パラジウム−銀の合金は、
パラジウムの含量が０ｗｔ％超過１０ｗｔ％以下である請求項８に記載の積層型圧電素子。

【請求項10】

請求項７から９のいずれか１項に記載の積層型圧電素子と、
前記積層型圧電素子の横方向の伸縮により縦方向変位が生じるように、前記圧電素子に結合される振動板と、
前記振動板で発生する縦方向変位による振動力を増加させる質量体と、
前記積層型圧電素子に電源を供給するために前記積層型圧電素子に結合される基板と、
を含む圧電振動モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電セラミック積層体、積層型圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

圧電セラミックに電圧を印加すると電場が形成され、圧電セラミックの内部にダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）が発生する。ダイポールにより圧電セラミックの機械的変位を生じることができる。このような圧電セラミックを用いた電子部品を圧電素子と言う。

【0003】

圧電セラミックの変位は、形成される電場に比例して増加するので、圧電素子の変位を増加させるためには、より高い電圧を印加する必要がある。

【0004】

圧電素子の動作電圧を増加させることは、回路的に問題を生じさせることがある。このため、一般の圧電素子の場合は、圧電セラミックを多層に積層し、圧電セラミック層の間に内部電極を形成することにより、電極間の厚さを薄くする方法を採用している。つまり、電極間の厚さを薄くすることにより、同じ電圧であってもより大きな電場を形成させ、圧電素子の変位を増加させることができる。

【0005】

このような積層型圧電素子を、同時焼成する方法で製造する場合は、圧電素子の内部電極として圧電セラミックの焼結温度よりも融点の高い、高価のものを使用しなければならないという問題点がある。

【0006】

したがって、一般の積層型圧電素子を製造する場合には、低温焼結用圧電セラミックを使用し、焼結密度を増加できる焼結添加剤を添加することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】日本公開特許公報第２０１２−９６６１号 （２０１２．０１．１２．公開）

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、圧電セラミックの表面が未焼結となることを防止するために、圧電セラミック積層体に添加される焼結添加剤の重量比（ｗｔ％）を圧電セラミック積層体の位置に応じて調整する。

【0009】

具体的に、圧電セラミック積層体のカバー部に対する焼結添加剤の重量比（ｗｔ％）を、圧電セラミック層に対する焼結添加剤の重量比（ｗｔ％）より大きくする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体の断面及び圧電セラミック積層体の位置に応じる焼結添加剤の濃度を示す図である。

【図2】本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体に焼結添加剤として使用する酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の濃度に応じる焼結密度を示す図である。

【図3】本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体に焼結添加剤として使用する酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の濃度に応じる圧電特性を示す図である。

【図4】本発明の一実施例に係る積層型圧電素子を示す断面図である。

【図5】本発明の一実施例に係る積層型圧電素子の第１内部電極層及び第２内部電極層を示す平面図である。

【図6】本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す図である。

【図7】本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体の製造方法を示す工程図である。

【図8】本発明の一実施例に係る積層型圧電素子の製造方法を示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。

【0012】

また、「結合」とは、各構成要素の間の接触関係において、各構成要素の間に物理的に直接接触する場合のみを意味することではなく、他の構成が各構成要素の間に介在され、その他の構成に構成要素がそれぞれ接触している場合まで包括する概念として使用する。

【0013】

以下に、本発明に係る圧電セラミック積層体、積層型圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールの実施例を添付図面に基づいて詳細に説明し、添付図面に基づいて説明するに当たって、同一または対応する構成要素には同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。

【0014】

先ず、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体を説明する。

【0015】

図１は、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体の断面及び圧電セラミック積層体の位置に応じる焼結添加剤の濃度を示す図である。図２は、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体に焼結添加剤として使用する酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の濃度に応じる焼結密度を示す図である。図３は、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体に焼結添加剤として使用する酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の濃度に応じる圧電特性を示す図である。

【0016】

図１ないし図３に示すように、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体１００は、活性部１０と、カバー部２０と、焼結添加剤とを含む。

【0017】

活性部１０は、複数の圧電セラミック層１が積層されて形成される。活性部１０は、外部から電界が印加される場合、機械的変位が生じることができる。

【0018】

圧電セラミック層１は、圧電セラミック粉末と焼結添加剤などとを混合してスラリー（Ｓｌｕｒｒｙ）を調製した後、ドクターブレードなどを用いて形成することができる。

【0019】

圧電セラミック粉末は、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、以下、ＰＺＴと称する）を主成分とすることができる。すなわち、リラクサ（ｒｅｌａｘｏｒ）の添加された、ＰＮＮ−ＰＺＴ系圧電セラミック粉末、ＰＭＮ−ＰＺＴ系圧電セラミック粉末またはＰＮＮ−ＰＭＮ−ＰＺＴ系圧電セラミック粉末であることができる。また、圧電セラミック粉末は、鉛が含まれていない無鉛系圧電セラミック粉末であることもできる。

【0020】

リラクサは、ＰＺＴの焼結温度を低減するために、または要求される範囲の圧電特性を実現するために添加することができる。

【0021】

圧電セラミック粉末は、酸化鉛（ＰｂＯ）などのような原料を秤量した後、所望する組成となるように計算して原料を配合し、１次ボールミリングを行い、仮焼及び粉砕して製造することができる。

【0022】

カバー部２０は、活性部１０の上部及び下部に形成され、活性部１０をカバーする。すなわち、カバー部２０は、活性部１０の上部及び下部をカバーし、外部の熱または衝撃などから活性部１０を保護する。

【0023】

カバー部２０は、活性部１０と同時焼成するために、活性部１０の圧電セラミック層１と同じく、セラミック材料を用いて形成することができる。

【0024】

カバー部２０は、カバー部２０と活性部１０との間の熱膨脹率の差及び機械的結合などを考慮して、上述した圧電セラミック層１に使用された圧電セラミック粉末を用いて形成することができる。

【0025】

焼結添加剤は、圧電セラミック層１及びカバー部２０にそれぞれ添加される。

【0026】

通常焼結添加剤は、セラミックの焼結を助けるためにセラミックに添加するものであって、相対的に低い融点を有するので、焼結時に液状を形成し、液状を介した物質の移動を促進することができる。このため、比較的に低温であってもセラミックの焼結密度を高めることができる。

【0027】

ここで、カバー部２０に添加された焼結添加剤の、カバー部２０に対する重量比（ｗｔ％）は、圧電セラミック層１に添加された焼結添加剤の圧電セラミック層１に対する重量比（ｗｔ％）よりも大きい。

【0028】

一般的に、成形体（ｇｒｅｅｎ ｂｏｄｙ）を焼結して焼結体を形成するとき、焼結添加剤が成形体の表面で揮発してしまうことがあった。これにより、焼結体の表面には未焼結状態となる現象が発生することがある。

【0029】

したがって、本実施例に係る圧電セラミック積層体においては、表面に該当するカバー部２０に対する焼結添加剤の重量比を相対的に増加させる。

【0030】

カバー部２０及び圧電セラミック層１に焼結添加剤を添加するとき、カバー部２０に対する焼結添加剤の重量比（ｗｔ％）が圧電セラミック層１に対する焼結添加剤の重量比（ｗｔ％）よりも大きくなるように調整することができる。その調整方法は本発明とは無関係であるが、簡単に説明すると、焼結時に、カバー部２０から揮発する焼結添加剤の量を考慮してカバー部２０に添加する焼結添加剤の量を調整すればよい。

【0031】

焼結添加剤は、通常化合物であり、焼結時に化学反応によって本来の化学結合が破壊されたりする。したがって、カバー部２０に添加された焼結添加剤のカバー部２０に対する重量比（ｗｔ％）とは、焼結後にカバー部２０に存在する焼結添加剤の陽イオンの重量比（ｗｔ％）を意味することができる。圧電セラミック層１に添加された焼結添加剤の圧電セラミック層１に対する重量比（ｗｔ％）も同じく意味解釈され得る。

【0032】

このように、本実施例に係る圧電セラミック積層体１００は、カバー部２０に添加する焼結添加剤の量を相対的に増加させることによりカバー部２０が未焼結となることを防止することができる。

【0033】

また、カバー部２０が未焼結により圧電セラミック積層体１００に歪み（ｗａｒｐａｇｅ）現象が発生したり、活性部１０が外部の衝撃に露出されたりすることを防止することができる。これにより、圧電機能の低下を防止することができる。

【0034】

焼結添加剤は、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及びビスマス鉄酸化物（ＢｉＦｅＯ_３）のうちの少なくとも1種を含む。

【0035】

カバー部２０に添加された焼結添加剤のカバー部２０に対する重量比（ｗｔ％）は、０．５ｗｔ％超過２ｗｔ％未満である。

【0036】

図２を参照すると、カバー部２０に酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を焼結添加剤として添加し、同じ温度及び時間の条件下で焼結を行った場合、カバー部２０の焼結密度は、カバー部２０に対する酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の重量比（ｗｔ％）が２ｗｔ％を超過するときに急激に低減する。すなわち、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）のカバー部２０に対する重量比（ｗｔ％）が２ｗｔ％を超過すると、カバー部２０の焼結密度が低減して未焼結現象が発生することになる。

【0037】

カバー部２０に添加する焼結添加剤の重量比を制限することにより、カバー部２０の未焼結を防止することができ、活性部１０をより効率的に保護することができる。

【0038】

圧電セラミック層１に添加する焼結添加剤の圧電セラミック層１に対する重量比（ｗｔ％）は、０．２ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下である。

【0039】

図３を参照すると、焼結体の圧電特性は、成形体に添加された酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の重量比（ｗｔ％）に応じて変化する。

【0040】

図３の焼結体は、ＰＮＮ−ＰＺＴ系圧電セラミック粉末と、焼結添加剤として酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化鉛（ＰｂＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）とを用いて成形体を形成した後に焼結したものである。

【0041】

酸化鉄の重量比（ｗｔ％）が０．２ｗｔ％未満である場合及び０．５ｗｔ％を超過する場合は、室温における圧電歪定数（ｄ_３１）及び抗電場（ｃｏｅｒｃｉｖｅ ｆｉｅｌｄ、Ｅ_Ｃ）がそれぞれ低減することが分かる。

【0042】

圧電歪定数及び抗電場の強さは、その値が大きいほど圧電体として用いることが適する。したがって、本実施例では圧電セラミック層１に添加する焼結添加剤の圧電セラミック層１に対する重量比（ｗｔ％）を０．２ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下に制限する。

【0043】

圧電セラミック層１に添加する焼結添加剤の重量比を制限することにより、圧電機能を発揮する活性部１０の圧電機能をより向上させることができる。

【0044】

焼結添加剤は、圧電セラミック層１に添加する第１焼結添加剤とカバー部２０に添加する第２焼結添加剤とに分けることができ、第１及び第２焼結添加剤は、それぞれ酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を含む。

【0045】

第１焼結添加剤は、圧電セラミック層１に添加され、第２焼結添加剤は、カバー部２０に添加される。第１焼結添加剤と第２焼結添加剤は、互いに共通の物質を使用し、ただその割合を異にすることで分けられてもよく、異なる種類の物質を用いることで分けられてもよい。但し、第１及び第２焼結添加剤のそれぞれは共通に酸化鉄を含む。

【0046】

上述したように、カバー部２０及び圧電セラミック層１における焼結添加剤の重量比（ｗｔ％）は、焼結添加剤を構成する陽イオンの重量比（ｗｔ％）として解釈できるが、第１及び第２焼結添加剤が共通に酸化鉄を含むので、重量比（ｗｔ％）を容易に比較することができる。

【0047】

圧電セラミック層１及びカバー部２０は、同じ組成の圧電セラミック粉末を用いて形成することができる。同じ組成の圧電セラミック粉末を母材にして圧電セラミック層１とカバー部２０とを形成する場合、活性部１０とカバー部２０との熱膨脹率の差を低減でき、機械的結合力を向上できる。

【0048】

以下、本発明の一実施例に係る積層型圧電素子を説明する。

【0049】

図４は、本発明の一実施例に係る積層型圧電素子を示す断面図であり、図５は、本発明の一実施例に係る積層型圧電素子の第１内部電極層及び第２内部電極層を示す平面図である。

【0050】

図４及び図５に示すように、本発明の一実施例に係る積層型圧電素子１０００は、圧電セラミック積層体１００、内部電極層２、外部電極部２００及びビアホール３を含む。

【0051】

圧電セラミック積層体１００については上述したので、詳細な説明は省略する。

【0052】

内部電極層２は、活性部１０とカバー部２０との間、及び隣接する圧電セラミック層１間にそれぞれ形成される。すなわち、内部電極層２は、活性部１０を形成するすべての圧電セラミック層１それぞれの上面及び下面に形成されることができる。

【0053】

内部電極層２は、導電性物質を含む。

【0054】

ここで、導電性物質としては、圧電セラミック積層体１００と内部電極層２とを同時焼成するために圧電セラミック層１の焼結温度よりも高い融点を有する単一金属または金属合金を用いることができる。例として、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｇ及びＴｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属または、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ及びＴｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属の導電性酸化物または導電性窒化物で形成されることができる。

【0055】

また、内部電極層２は、パラジウム（Ｐｄ）−銀（Ａｇ）の合金を含むことができ、パラジウム（Ｐｄ）−銀（Ａｇ）の合金におけるパラジウムの含量は、０ ｗｔ％超過１０ｗｔ％以下であることができる。

【0056】

外部電極部２００は、活性部１０の外部に形成される。外部電極部２００は、活性部１０の外部に形成され、後述するビアホール３により内部電極層２と電気的に接続することができる。外部電極部２００は、隣接する内部電極層２に互いに異なる電荷を印加するように、互いに異なる極性を有する少なくても１対以上で構成されることができる。

【0057】

図４には、外部電極部２００が上端部に位置するカバー部２０の上面に形成されているが、必要によって、カバー部２０の内部または下端部に位置するカバー部２０の下面に形成されることも可能である。また、図４には、左側が正極、右側が負極になっているが、その逆も可能である。

【0058】

ビアホール３は外部電極部２００に接続されて内部電極層２に電荷を印加するように圧電セラミック積層体１００の内部に形成され、隣接する内部電極層２と交互に接続される。内部電極層２は、パターニングによりいずれか１つのビアホール３にのみ接続されることができる。

【0059】

図５を参照して、内部電極層２とビアホール３との交互の接続関係を説明する。

【0060】

第１圧電セラミック層１ａの上面に第１内部電極層２ａが形成され、第２圧電セラミック層１ｂの上部に第２内部電極層２ｂが形成される。

【0061】

第１内部電極層２ａには、負電荷を供給する外部電極部２００と電気的に接続されないように、負電荷を供給する外部電極部２００と接続しているビアホール３ａとは断絶されるパターンが形成されている。また、第２内部電極層２ｂには、正電荷を供給する外部電極部２００に電気的に接続されないように、正電荷を供給する外部電極部２００と接続しているビアホール３ｂとは断絶されるパターンが形成されている。第２内部電極層２ｂの下部に形成される第３内部電極層２ｃなども上述した方式のパターンが形成されている。

【0062】

したがって、第１内部電極層２ａ、第３内部電極層２ｃ及び第５内部電極層２ｅには、正電荷を供給する外部電極部２００と接続されているビアホール３ｂを介して正電荷が印加され、第２内部電極層２ｂ及び第４内部電極層２ｄには、負電荷を供給する外部電極部２００に接続されているビアホール３ａを介して負電荷が印加される。

【0063】

このようにすることで、隣接した内部電極層２ａ、２ｂには、互いに異なる電荷が印加されることができる。

【0064】

図４には、圧電セラミック層１が４層積層され、内部電極層２が５層積層された構造を示しているが、これは一つの例示に過ぎず、必要な圧電特性に合わせて様々に変更することができる。

【0065】

また、上述したように、外部電極部２００の極性を異にすることも可能であり、第２内部電極層２ｂ 及び第４内部電極層２ｄに正電荷が印加されることも本発明の範囲に属する。同じく、内部電極層２がいずれかのビアホール３ａ、３ｂと断絶されるためのパターンは、様々な形状に変更することができる。

【0066】

一方、本発明に係る積層型圧電素子１０００は、上述したように、外部の電荷を用いて機械的変位を生じるだけでなく、外力により発生した機械的変位により電荷を発生させる積層型圧電素子１０００としても用いることができる。この場合には、外部電極部２００が外部の電荷を積層型圧電素子１０００に導く部材ではなく、積層型圧電素子１０００の内部で発生した電荷を外部へ排出する部材として使用されることができる。

【0067】

以下、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを説明する。

【0068】

図６は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す図面である。

【0069】

図６に示すように、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュール５０００は、積層型圧電素子１０００と、振動板２０００と、質量体３０００と、基板４０００とを含む。

【0070】

積層型圧電素子１０００については、上述したので詳細な説明は省略する。

【0071】

振動板２０００は、積層型圧電素子１０００の横方向の伸縮により縦方向変位が生じるように積層型圧電素子１０００に結合される。積層型圧電素子１０００は、ボンディング方式またはソルダリング方式により振動板２０００の一面に結合される。

【0072】

振動板２０００は、電源を印加することにより引張及び圧縮変形を繰り返す積層型圧電素子１０００と一体に変形するように、サス（Ｓｕｓ）のような弾性力を備えた金属材質を含むことができる。

【0073】

振動板２０００と積層型圧電素子１０００とがボンディング方式により結合された場合は、接着部材の硬化により発生し得るベンディング（Ｂｅｎｄｉｎｇ）現象を防止するために、振動板２０００は、積層型圧電素子１０００の熱膨脹係数と類似の材質であるインバー（Ｉｎｖａｒ）を含むことができる。

【0074】

質量体３０００は、振動板２０００で発生する縦方向変位による振動力を増加させる。

【0075】

振動力を最大化するために、質量体３０００は、積層型圧電素子１０００の引張及び圧縮変形に応じて変位が最大に生じる振動板２０００の最大変位箇所に質量体３０００の中央部が結合されるようにすることができる。

【0076】

質量体３０００は、金属（Ｓｔｅｅｌ）材質から構成できるが、同じ体積であっても相対的に密度の高いタングステンを含むことができる。

【0077】

基板４０００は、積層型圧電素子１０００に電源を供給するために、積層型圧電素子１０００に結合される。積層型圧電素子１０００に変形が生じるので基板４０００は軟性基板であることができる。

【0078】

以下では、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体の製造方法を説明する。一方、上述した圧電セラミック積層体１００及び積層型圧電素子１０００の説明と重複する範囲の説明は省略する。

【0079】

図７は、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体の製造方法を示す工程図であり、図８は、本発明の一実施例に係る積層型圧電素子の製造方法を示す工程図である。

【0080】

図７を参照すると、本発明の一実施例に係る圧電セラミック積層体１００の製造方法は、ステップＳ１０で、第１シート及び第２シートをそれぞれ準備することから始まる。

【0081】

仮焼及び粉砕工程を経た圧電セラミック粉末に第１焼結添加剤などを添加して２次ボールミリングを行い、スラリーを調製してドクターブレードなどを用いて第１シートを形成することができる。第２シートも上述した方法と同じく形成することができるが、但し第２焼結添加剤が添加されることに差がある。

【0082】

その後、ステップＳ２０で、第１シートの上部及び下部に第２シートを積層する。必要によって、第１シートは、複数積層することができ、最上部及び最下部の第１シートに第２シートを積層することができる。また、第２シート上に第１シートを複数積層した後に第２シートを積層することもできる。

【0083】

積層方法は、基準孔などを加工して位置を合わせる方法を採用することができる。

【0084】

次に、ステップＳ３０で、第１シート及び第２シートを焼結して圧電セラミック層１及びカバー部２０を形成する。

【0085】

なお、図８を参照して本発明の一実施例に係る積層型圧電素子の製造方法を説明する。

【0086】

図８を参照すると、本発明の一実施例に係る積層型圧電素子１０００の製造方法は、ステップＳ１００で、第１シート及び第２シートをそれぞれ準備するステップから始まる。

【0087】

その後、ステップＳ２００で、第１シートにビアホール３を形成する。準備した第１シートにドリルなどを用いて孔を加工し、メッキなどの方法を用いて孔に導電性物質を充填してビアホール３を形成することができる。

【0088】

次に、ステップＳ３００で、ビアホール３の形成された第１シートの上部に内部電極層２を形成する。内部電極層２は、上述した導電性物質を用いて形成することができる。このとき、上述した物質を蒸着させたり、導電性物質をペースト状に製作して印刷したり、シート状に製作した内部電極層２を付着したりする方式などを用いることができる。

【0089】

その後、ステップＳ４００で、上部に内部電極層２の形成された第１シートを、必要によって複数積層して積層体を形成する。

【0090】

次に、ステップＳ５００で、積層体の上部及び下部に第２シートを積層する。このとき、積層体の下部には内部電極層２が形成されていないこともあるので、この場合には積層体の下部に内部電極層２を形成し、その後、第２シートを積層体の上部及び下部に積層することができる。

【0091】

その後、ステップＳ６００で、第２シートの積層された積層体を焼結する。以後、外部電極部２００を形成すれば、本発明の一実施例に係る積層型圧電素子１０００を製造することができる。

【0092】

以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば特許請求範囲に記載した本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加などにより本発明を多様に修正及び変更することができ、これも本発明の権利範囲内に含まれるものと言えよう。

【符号の説明】

【0093】

１ 圧電セラミック層
１ａ 第１圧電セラミック層
１ｂ 第２圧電セラミック層
１ｃ 第３圧電セラミック層
１ｄ 第４圧電セラミック層
２ 内部電極層
２ａ 第１内部電極層
２ｂ 第２内部電極層
２ｃ 第３内部電極層
２ｄ 第４内部電極層
２ｅ 第５内部電極層
３、３ａ、３ｂ ビアホール
１０ 活性部
２０ カバー部
１００ 圧電セラミック積層体
２００ 外部電極部
１０００ 積層型圧電素子
２０００ 振動板
３０００ 質量体
４０００ 基板
５０００ 圧電振動モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】