压电陶瓷电子部件、以及该压电陶瓷电子部件的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及压电陶瓷电子部件、以及该压电陶瓷电子部件的制造方法，更详细而 言涉及具备具有结晶取向性的压电陶瓷坯体的压电激励器（actuator)等的压电陶瓷电子 部件及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在各种电子设备中搭载有压电陶瓷电子部件，但在这些压电陶瓷电子部件 中广泛使用的是以陶瓷材料为主成分的陶瓷烧结体。
[0003] 此外，作为压电体中所使用的陶瓷材料，广泛使用的是钛酸铅（以下称作"PT"。）、 锆钛酸铅（以下称作"PZT"。）等的具有钙钛矿型结晶构造的复合氧化物（以下称作"钙钛 矿型化合物"。）。
[0004] 已知在这种陶瓷烧结体中通过控制结晶的取向性由此来提高压电特性等的各种 特性。并且，作为与取向性陶瓷相关的在先技术，例如已知下述专利文献1~3。
[0005] 在专利文献1中提出了如下的压电体元件，该压电体元件包括具有一对相对置的 主面的基板、配置在所述基板的一个主面上的下部电极层、配置在所述下部电极层上的压 电体层、和配置在所述压电体层上的上部电极层，所述下部电极层由镍酸镧系陶瓷构成。
[0006] 在该专利文献1中，作为下部电极层采用在伪立方晶系的（100)面优先取向的镍 酸镧系陶瓷，使用液相生长法在所述下部电极上形成了于（001)面优先取向的PZT系陶瓷。
[0007] 此外，在专利文献2中提出了结晶在给定的结晶面取向结晶取向的陶瓷，该结晶 取向陶瓷具有与所述结晶面正交的方向上所含的元素的组成分布，且所述结晶取向陶瓷的 取向度在X射线衍射法（Lotgeringmethod)下为25%以上。
[0008] 在该专利文献2中，使用TGG(TemplatedGrainGrowth，模板结晶生长）法来制作 结晶取向陶瓷。即，在将进行了。轴取向的各向异性形状粒子（模板材料）和无取向的无机 粒子混合之后，施以成型加工来制作陶瓷成型体，烧成该陶瓷成型体来制作结晶取向陶瓷。
[0009] 此外，在专利文献3中提出了如下的压电/电致伸缩膜型元件，其具备陶瓷烧成基 体、电极、和隔着所述电极而间接地或者直接地形成于所述陶瓷烧成基体上且不包含玻璃 成分并于特定的方向取向的压电/电致伸缩体。
[0010] 在该专利文献3中记载了伪立方（100)轴沿着电场方向取向的压电/电致伸缩膜 型元件。
[0011] 在先技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开2008-251916号公报（权利要求1~14等）
[0014] 专利文献2 :日本特开2009-167071号公报（权利要求1、第〔0015〕~〔0022〕段 等〕
[0015] 专利文献3:日本特开2010-021512号公报（权利要求1、10等）
【发明内容】
[0016] 发明要解决的课题
[0017] 然而，在专利文献1中，使用液相生长法而在下部电极上形成了于（001)面优先取 向的PZT系陶瓷，虽然使得在压电体层的高度方向结晶取向，但却处于无法获得充分的压 电特性的状况。
[0018] 此外，在专利文献2中，也与专利文献1同样，使得在压电体层的高度方向结晶取 向，获得充分的压电特性较为困难。而且，在专利文献2中，利用使用了各向异性形状粒子 的TGG法来使陶瓷粒子取向，因此在制造工序繁杂的基础上，易于产生各向异性形状粒子 所引起的裂纹，可靠性也较差。
[0019] 专利文献3也与专利文献1、2同样，使得在压电体层的高度方向结晶取向，处于获 得充分的压电特性较为困难的状况。
[0020] 本发明是鉴于这种情形而提出的，其目的在于，提供一种通过使压电陶瓷坯体在 特定方向上结晶取向从而能够获得良好的压电特性的压电陶瓷电子部件、以及该压电陶瓷 电子部件的制造方法。
[0021] 用于解决课题的手段
[0022] 本发明者们为了谋求压电特性的提升，针对作为压电材料被广泛使用的PZT等的 钙钛矿型化合物进行了潜心研究，获得如下见解：通过使结晶轴在与压电陶瓷电子部件的 高度方向不同的特定方向上进行{100}取向，从而能够使机电親合系数提升。
[0023] 本发明是鉴于这种见解而完成的，本发明所涉及的压电陶瓷电子部件，包含：压电 陶瓷坯体，其以具有钙钛矿型结晶构造的复合氧化物为主成分，且具有至少一个对置面；和 一对外部电极，其形成在各所述对置面的表面，所述压电陶瓷电子部件的特征在于，所述压 电陶瓷坯体由具有形状各向异性的多面体形状构成，形成所述对置面的各面至少具有相互 平行的第1边和第2边，在形成所述对置面的一个面上的所述第1边与所述第2边之间，在 所述面内与所述第1边以及所述第2边正交的正交方向的宽度尺寸形成得大于所述第1边 以及第2边的长度尺寸，并且，所述压电陶瓷坯体的结晶轴在与所述第1边以及第2边平行 的方向或者大致平行的方向上进行{100}取向，且基于X射线衍射法的取向度为0.4以上。
[0024] 另外，上述的"大致平行的方向"，是指包含从几何学上的真正的平行方向产生 ±15°程度的少许偏差的情形。
[0025]此外，{100}取向这一记载并不表示只有（100)面取向，而是除了（100)面的取向 之外，还包含（010)面以及（001)面进行取向的情形。
[0026] 并且，本发明可以适用于满足上述特征的各种形状。
[0027]S卩，本发明的压电陶瓷电子部件优选，所述压电陶瓷坯体的所述多面体形状为长 方体形状。
[0028] 进而，本发明的压电陶瓷电子部件优选，所述压电陶瓷坯体的至少所述对置面形 成为平行四边形形状。
[0029] 此外，本发明的压电陶瓷电子部件还优选，所述压电陶瓷坯体的至少所述对置面 形成为梯形形状。
[0030] 此外，本发明的压电陶瓷电子部件还优选，在所述压电陶瓷坯体中埋设有内部电 极。
[0031] 进而，本发明的压电陶瓷电子部件优选，所述宽度尺寸为所述长度尺寸的I. 25倍 以上。
[0032] 此外，本发明所涉及的压电陶瓷电子部件的制造方法，其特征在于，包含：原料粉 末制作工序，制作以具有钙钛矿型结晶构造的复合氧化物为主成分的陶瓷原料粉末；浆料 制作工序，使该陶瓷原料粉末浆料化来制作陶瓷浆料；涂覆工序，将所述陶瓷浆料涂覆于搬 送薄膜；和成型体制作工序，配置以该搬送薄膜的搬送方向为轴芯方向的中空状的电磁铁， 在所述陶瓷浆料的面内方向施加磁场，来制作被赋予了结晶取向性的成型体。
[0033] 此外，本发明所涉及的压电陶瓷电子部件的制造方法，其特征在于，包含：原料粉 末制作工序，制作以具有钙钛矿型结晶构造的复合氧化物为主成分的陶瓷原料粉末；浆料 制作工序，使该陶瓷原料粉末浆料化来制作陶瓷浆料；涂覆工序，将所述陶瓷浆料涂覆于搬 送薄膜；和成型体制作工序，将多个中空状的电磁铁配置为夹着该搬送薄膜的搬送路径而 对置，在所述陶瓷浆料的面内方向施加磁场，来制作被赋予了结晶取向性的成型体。
[0034] 发明效果
[0035] 根据本发明的压电陶瓷电子部件，认为，处于钙钛矿结晶构造的结晶轴之中1轴 在特定方向上相一致，因此相对于结晶轴相一致的方向、和与结晶轴相一致的方向正交的 方向的、机械振动能量的传播方向产生差异，振动能量向结晶轴相一致的方向的传递减少， 因而振动能量向与结晶轴相一致的方向正交的方向的传递集中。
[0036]由此，机电耦合系数等得以提升，能够获得良好的压电特性。
[0037] 此外，根据本发明所涉及的压电陶瓷电子部件的制造方法，能够在搬送薄膜的搬 送方向的宽范围内配置电磁铁，由此能够增大磁场施加区域。因而，批量生产在与第1以及 第2边的长度尺寸平行的方向或者大致平行的方向上进行了 {100}取向的压电陶瓷电子部 件变得容易，能够实现批量生产优异的制造方法。
[0038] 此外，根据本发明所涉及的压电陶瓷电子部件的制造方法，能够分割配置电磁铁， 能够实现操作性良好的制造方法。
【附图说明】
[0039] 图1是示意性地表示本发明所涉及的压电陶瓷电子部件的一实施方式的立体图。
[0040] 图2是表示上述压电陶瓷电子部件的压电陶瓷坯体的立体图。
[0041]图3是表示本发明所适用的压电陶瓷坯体的第1变形例的俯视图。
[0042] 图4是表示本发明所适用的压电陶瓷坯体的第2变形例的俯视图。
[0043]图5是表示本发明所适用的压电陶瓷坯体的第3变形例的俯视图。
[0044] 图6是表示