(57)【要約】  積層体（１）は、セラミックス基板（１１）、圧電素子（１０）、及び中間層（１５）を備える。圧電素子（１０）は下部電極（１２）を有する。中間層（１５）は、基板（１１）と圧電素子（１０）の下部電極（１２）との間に形成される。中間層（１５）は、下部電極（１２）の金属とは異なる金属及び／又はその酸化物を主成分として含有し、さらに、孔（１５２）を含んでいる。
2012132715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基材と、
前記セラミックス基材上に設けられた金属膜と、
前記セラミックス基材と前記金属膜との間に設けられ、前記金属膜とは異なる金属及び／又はその酸化物を主成分として含有し、孔を含む中間層と、
を備える積層体。
【請求項２】
前記金属膜に対して前記セラミックス基材とは逆側に設けられたセラミックス層をさらに備え、
前記中間層は、前記孔に内包された前記セラミックス層に含有されるセラミックス材料を備える、
請求項１記載の積層体。
【請求項３】
前記中間層における前記金属及び／又はその酸化物は、前記金属膜及び前記セラミックス基材に対して親和性を有する、
請求項１又は２記載の積層体。
【請求項４】
（ａ）セラミックス基材上に、金属膜を形成すること、
（ｂ）前記金属膜が形成された前記セラミックス基材を、前記金属膜の主成分である金属の粒成長開始温度以上での熱処理を行うこと、
（ｃ）前記工程（ａ）の前に、前記セラミックス基材上に前記金属膜とは異なる金属及び／又はその酸化物を配置すること
を備える積層体の製造方法。
【請求項５】
上記工程（ａ）において、金属膜を無電解めっき法によって形成する、
請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）において、Ｔｍ／３（Ｋ）以上の温度で熱処理を行う（ただし、Ｔｍは前記金属膜の主成分である金属の融点である）、
請求項４又は５記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電／電歪素子、誘電素子、コンデンサ及びアクチュエータ等の様々な電子部品に適用可能な積層体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の製造において、基材上に金属膜を形成するための方法がいくつか提案されている。【０００３】
特許文献１には、背景技術として、基材表面に粗面化処理により凹凸を形成することで、この凹凸に金属皮膜が入り込むので、基材と金属皮膜との密着性を高めることが記載されている。特許文献１では、粗面化処理を行わずに金属皮膜セラミックス基材上にめっきにより金属皮膜を形成する方法として、特定の金属元素群から選択される少なくとも２種の金属及び／又は金属酸化物の微粒子をセラミックス基材表面に付与する工程、２００℃〜５００℃での加熱処理により微粒子を基材表面に強固に固定する工程、固定された微粒子をシード層として、基材表面に金属皮膜を析出させる工程からなる方法が記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、セラミックスで構成される基体部と、下部電極、圧電／電歪膜及び上部電極を有する作動部と、を備える圧電／電歪素子が記載されている。特許文献２には、基体部にチタン元素を含有させることで、基体部と作動部との間で熱処理により生じる焼成応力が低減され、大きな変位量を実現することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５２１０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１２２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の方法で形成された金属皮膜には、次のような問題点がある。【０００７】
まず、セラミックス基板上に形成された金属皮膜のさらに上にセラミックス層を設ける場合、セラミックス材料を金属皮膜上に配置した後、金属皮膜を形成する粒子の粒成長開始温度以上（例えば金属皮膜がＰｔである場合、粒成長開始温度は７５０℃近傍である）の高温での熱処理を行うことがある。このような高温での熱処理においては、金属膜がドーム状に膨れることにより表面平滑性が低下すること、又はドームの一部が破れてめっき膜の被覆率が低下することがある。【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、金属膜とセラミックス基材とを備える新たな積層体及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係る積層体は、セラミックス基材と、前記セラミックス基材上に設けられた金属膜と、前記セラミックス基材と前記金属膜との間に設けられ、前記金属膜とは異なる金属及び／又はその酸化物を主成分として含有し、孔を含む中間層と、を備える。【００１０】
また、本発明の他の観点に係る積層体の製造方法は、（ａ）セラミックス基材上に、金属膜を形成すること、（ｂ）前記金属膜が形成された前記セラミックス基材を、前記金属膜の主成分である金属の粒成長開始温度以上での熱処理を行うこと、（ｃ）前記工程（ａ）の前に、前記セラミックス基材上に前記金属膜とは異なる金属及び／又はその酸化物を配置することを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の積層体によると、中間層の孔により金属膜とセラミックス基材との間からガスを逃がすことができるので、金属膜のセラミックス基材からの剥離を抑制することができる。また、孔を含んだ構造となることで金属膜が焼結する際の流動性が向上し、金属膜とセラミックス基材界面にはたらく残留応力が低減され、特に圧電／電歪アクチュエータのように金属膜とセラミックス基材界面に応力が重畳される場合の長期信頼性に優れる。また、上述の製造方法は、本発明の積層体の製造方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る圧電／電歪素子の断面図。
【図２】他の形態に係る圧電／電歪素子の断面図。
【図３】さらに他の形態に係る圧電／電歪素子の断面図。
【図４】実施例において作製された圧電カンチレバーの構成を示す断面図。
【図５】上記圧電カンチレバーに印可される三角波を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（１）積層体
図１に示す積層体１は、圧電／電歪素子１０、基板１１及び中間層１５を備える。
【００１４】
基板１１は、セラミックス基材の一例である。本実施形態において、基板１１は、絶縁性を有する部材であり、例えば絶縁性セラミックスの焼成体である。絶縁性セラミックスとしては、例えば、ジルコニア、アルミナ、マグネシア、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、及び窒化ケイ素から成る群より選択される少なくとも１種類の物質が用いられる。ジルコニアは、イットリウムなどの添加物により安定化または部分安定化されているものを包含する。
【００１５】
圧電／電歪素子１０は、電子素子の一例である。図１に示すように、圧電／電歪素子１０は、下部電極１２、圧電／電歪体１３、及び上部電極１４を備える。下部電極１２、圧電／電歪体１３、上部電極１４は、基板１１に対して、ｚ軸方向に、この順に積層される。なお、下部電極１２及び上部電極１４はそれぞれ、図示しない配線に接続されている。
【００１６】
下部電極１２は、金属膜の一例であり、基板１１上に設けられる。下部電極１２は、導電性材料を主成分として含有すればよい。導電性材料として、白金、パラジウム、金、銅、ニッケル、クロム、ロジウム、イリジウム等の金属が挙げられる。また、導電性材料として、複数の導電性金属を含有してもよい。なお、金属膜が複数の導電性金属を含有する場合、複数の導電性金属の総量が、下部電極１２において主成分としての割合を満たしていればよい。
【００１７】
なお、本書において「主成分として含有する」とは、その成分を６０重量％以上含有することを意味してもよいし、８０重量％以上含有することを意味してもよいし、９０重量％以上含有することを意味してもよい。
【００１８】
圧電／電歪体１３は、セラミックス層の一例であり、セラミックス層の焼成体であってもよい。圧電／電歪セラミックスとして、例えば鉛系ペロブスカイト型酸化物が挙げられ、より具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3）、又は単純酸化物若しくは複合ペロブスカイト型酸化物とチタン酸ジルコン酸鉛の固溶体が挙げられる。ペロブスカイト型酸化物としては、（Ｎａ，Ｋ）ＮｂＯ3、（Ｂｉ，Ｎａ）ＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3が挙げられる。
【００１９】
なお、圧電／電歪体１３に代えて、誘電体が設けられてもよい。誘電体には強誘電体が含まれる。誘電体としては、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム等が挙げられる。また、圧電／電歪体１３に代えて、焦電体材料、熱電変換材料、半導体材料、光学材料など金属皮膜を電極とする各種機能材料を含有する層が設けられてもよい。
【００２０】
上部電極１４は、圧電／電歪体１３上に設けられる。上部電極１４の材料としては、下部電極１２と同様の材料を選択することができる。
【００２１】
図１に示すように、中間層１５は、基板１１と下部電極１２との間に設けられる。中間層１５は、膜部分１５１及び孔１５２を備える。
【００２２】
膜部分１５１は、下部電極１２に主成分として含有される金属とは異なる金属及び／又はその酸化物を主成分として含有する。特に、膜部分１５１の主成分は、基板１１及び下部電極１２の両方と親和性を有してもよく、特に、後述する熱処理を経た後に、基板１１及び下部電極１２の両方と親和性を有してもよい。なお、「親和性」とは、下部電極１２と基板１１との間の結合力を高めることができるような性質を意味し、膜部分１５１による化学的な結合及び物理的な結合を包含する。
【００２３】
具体的には、膜部分１５１の主成分として、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、チタン、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、イリジウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、亜鉛、銅、インジウム、ハフニウム、マンガン、ルテニウム、モリブデン、タングステン、錫、鉛、ビスマス、及び銀、並びにその金属酸化物が挙げられる。これらの物質は、単独で、又は複数の物質の組み合わせとして含有されうる。
【００２４】
膜部分１５１は、ｘ−ｙ平面方向（基板１１の平面方向）内の少なくとも１つの直線上で、不連続に形成されている。また中間層１５は、多孔構造であると表現することもできる。ただし、ｚ−ｘ断面のいずれかの位置において、隣り合う膜部分１５１が連続していてもよい。つまり、不連続な箇所は孔１５２に該当しており、孔１５２は、ｚ軸方向において中間層１５を貫通していてもよいし、膜部分１５１によってふさがれていてもよい。
【００２５】
また、少なくとも一部の孔１５２は、ｘ−ｙ断面において連続していてもよい。つまり、少なくとも一部の孔１５２は網目構造であってもよい。孔１５２が連続することで、基板１１と下部電極１２との間に発生したガスが積層体１の外部に逃げることが好ましい。具体的には、中間層１５は、海状の孔１５２内に島状の膜部分１５１が存在するｘ−ｙ断面を有することが好ましい。
【００２６】
図１に示す孔１５２は、「空間」又は「空隙」等と言い換えられてもよい。つまり、図１では、孔１５２は空であり、内部は空洞となっている。
【００２７】
中間層は、図２に示す構造を有していてもよい。図２において、図１を参照して既に説明した部材と同様の機能を持つ部材については、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００２８】
図２に示す積層体２は、中間層１５に代えて、中間層２５を備える。基板１１は、粗面化処理を施されて、その表面に凹凸を有している。厳密には、基板１１表面には、凹部が形成されているといえる。図２に示すように、中間層２５の孔１５２は、基板１１表面の凹部の内部に形成されていてもよい。図２に示すように、膜部分１５１は、基板１１の表面の凸部（凹部の間の部分）上に形成されてもよいし、凹部内にも形成されてもよい。
【００２９】
図１及び図２に示す構造において、孔１５２内にセラミックス材料が配置されていてもよい。図３には、図１の構造において、孔１５２の内部にセラミックス部分１５３が配置されている形態を示す。つまり、中間層１５に代えて、中間層３５が設けられていてもよく、中間層３５は、膜部分１５１とセラミックス部分１５３とが、ｚ軸方向に平行な断面において、ｘ軸方向及び／又はｙ軸方向において、交互に配置されていてもよい。中間層３５内の全ての孔１５２内にセラミックス部分１５３が設けられていてもよいし、一部の孔１５２が空洞であってもよい。また、孔１５２はセラミックス部分１５３によって満たされていてもよいし、１つの孔１５２内にセラミックス部分１５３と空洞とが共存していてもよい。
【００３０】
セラミックス部分１５３は、圧電／電歪体１３の主成分と同一の成分を含有することができ、特にその成分を主成分として含有することができる。また、セラミックス部分１５３の組成は、圧電／電歪体１３の組成と同一であってもよいし、膜部分１５１、基板１１、及び下部電極１２に含有される成分のうち、少なくとも１種の成分を含有してもよい。なお、圧電／電歪体１３に代えて、誘電材料等の他のセラミックス材料が適用される場合には、セラミックス部分１５３は、そのセラミックス材料を主成分として含有することができる。
【００３１】
以上に説明した全ての形態において、中間層１５、２５及び３５は、孔１５２を介して、熱処理時のガスを逃がすことができる。これによって、基板１１から下部電極１２の剥離を抑制することができる。
【００３２】
以上に説明した全ての形態において、中間層１５、２５及び３５において、膜部分１５１のｚ軸方向における厚みは、５ｎｍ以上であってもよく、１０μｍ以下であってもよく、より好ましくは１５ｎｍ以上、５μｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以上、１μｍ以下である。また、孔１５２（つまりセラミックス部分１５３の）のｚ軸方向における厚みは、５ｎｍ以上であってもよく、１０μｍ以下であってもよく、より好ましくは１５ｎｍ以上、５μｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以上、１μｍ以下である。中間層の膜厚がこのような範囲にあることにより、中間層において、熱処理時のガスを逃がす穴を備えながら、セラミックス基材と金属膜との結合力を高め易くなる。
【００３３】
その他、基板１１及び各層の厚み等の構成としては、公知の圧電／電歪素子を始めとする電子素子における構成が適用可能である。
【００３４】
（２）製造方法
積層体１の製造方法は、
（ａ）基板１１上に下部電極１２を形成すること、
（ｂ）下部電極１２が形成された基板１１を、下部電極１２の主成分である金属の粒成長開始温度以上での熱処理を行うこと、
（ｃ）上記工程（ａ）の前に、上記基板１１上に下部電極１２とは異なる金属及び／又はその酸化物を配置すること
を備える。
【００３５】
なお、上記（ａ）〜（ｃ）において、「基板１１」及び「下部電極１２」とは、厳密には、基板１１となるセラミックス基材、下部電極１２となる金属膜、とそれぞれ表現されるべきであるが、説明の便宜上、仕掛品の状態、つまり製造途中であっても、完成品と同一の呼称で表記する。
【００３６】
より具体的な製造方法について、以下に説明する。
【００３７】
＜基板の形成＞
基板１１の形成は、例えばセラミックスグリーンシートを積層することで実行してもよいし、セラミックス材料を圧粉成形によって実行してもよい。基板は、単独で焼成されてもよいし、下部電極１２等の他の層が形成された後に焼成されてもよい。
【００３８】
また、基板１１に対して、粗面化処理を行ってもよい。粗面化処理とは、基板１１の表面に凹凸を形成することであり、例えば、焼成前の基板１１にナノインプリント法により凹凸を形成すること、フッ化水素酸等の酸によって焼成後の基板１１を処理することで実行可能である。粗面化処理は、基板１１の焼成の前後のいずれで行われてもよい。粗面化処理をおこなうことによって下記の孔１５２が形成されやすく、ガス抜きの効果が得られやすい。
【００３９】
＜下部電極の形成＞
上記工程（ａ）において、下部電極１２の形成は、電気めっき法、無電解めっき法、スパッタリング又は抵抗加熱蒸着等の蒸着法、導電ペーストを用いたスクリーン印刷、導電レジネート溶液を用いたスピンコート又は吹きつけ法等の種々の手法を用いて行うことができる。無電解めっき法における諸条件は、下部電極１２となる材料に応じて、その材料が析出するように設定される。
【００４０】
＜基板上での中間層の形成＞
上記工程（ｃ）では、基板１１上に、膜部分１５１となる金属材料（金属酸化物を包含する）を付与する。このとき、基板１１上に略均一に膜材料の層（中間層）を形成すればよい。例えば、粗面化処理された基板１１に対しても、基板表面の凹部を埋めて、かつ凸部にも膜材料が付着するように、膜材料を配置すればよい。なお、層中には、膜材料以外の成分が含有されてもよい。
【００４１】
膜材料の層の厚みは、５ｎｍ以上であってもよく、１５ｎｍ以上であってもよく、２０ｎｍ以上であってもよく、１０μｍ以下であってもよく、５μｍ以下であってもよく、１μｍ以下であってもよい。
【００４２】
また、膜材料の層の形成方法の例としては、スパッタリング又は抵抗加熱蒸着等の蒸着法、導電ペーストを用いたスクリーン印刷、導電レジネート溶液を用いたスピンコート又は吹きつけ法等の種々の手法が挙げられる。
【００４３】
膜材料の層及び下部電極１２が形成された後、工程（ｂ）により基板１１を熱処理する。下部電極１２の金属の粒成長開始温度以上の温度とは、Ｔｍ／３（Ｋ）以上の温度であってもよく、さらにはＴｍ／２（Ｋ）以上の温度であってもよい。Ｔｍは、下部電極１２の主成分である金属材料の融点である。なお、粒成長とは、結晶粒成長と言い換えられてもよい。
【００４４】
なお、熱処理は、下部電極１２以外の層（例えば、圧電／電歪体１３等のセラミックス層、上部電極等１４）が形成された後に行われてもよい。
【００４５】
熱処理によって、工程（ｃ）で形成された膜材料の層中に孔１５２が形成され、中間層１５が形成される。中間層２５も同様に形成される。孔１５２の形成方法としては、中間層の厚みを調整することにより、孔１５２の断面の基板面方向の長さと厚み方向長さとの比(面方向／厚み方向)が１より大きくなるように形成すればよい。その際、中間層に用いる金属材料（金属酸化物を包含する）の粒成長開始温度が下部電極となる金属膜の粒成長開始温度より低い材料を選択すると更に好ましい。また、上記のとおり、粗面化処理をおこなうことで上記の比が見掛け上１より大きくできるため孔形成しやすく、ガス抜き効果も得られやすい。孔１５２は、断面において、基板面方向の長さが５ｎｍ〜１０μｍで厚み方向長さが５ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、基板面方向の長さが２０ｎｍ〜１μｍで厚み方向長さが２０ｎｍ〜１μｍであることがより好ましい。
【００４６】
また、下部電極１２上にさらに圧電／電歪体１３を形成した後に熱処理を行うと、孔１５２中に圧電／電歪体１３を構成する材料の一部が移動し、セラミックス部分１５３が形成される。
【００４７】
このように孔１５２を備える中間層１５が形成されることで、孔１５２を介して、ガスが積層体１外へ排出される。中間層２５及び３５についても、同様である。その結果、下部電極１２の基板１１からの剥離が抑制される。
【００４８】
＜セラミックス層の形成＞
圧電／電歪体１３及びそれに代えて設けられてもよいセラミックス層の形成は、セラミックスグリーンシートを積層することで実行されてもよいし、セラミックスペーストを塗布することで実行されてもよい。ペーストは、セラミックス材料及びバインダを含有する。バインダとしては、例えばブチラール樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂等が使用可能である。複数種類のバインダが混合されてもよい。セラミックペーストの塗布方法に特に制限はないが、例えばスピンコート、スリットコート、ロールコート、ゾルゲル法、スプレー法、スクリーン印刷法の湿式塗布、下部電極パターンを電極にした電気泳動法等が用いられる。
【００４９】
＜上部電極の形成＞
上部電極１４の形成は、電気めっき法、無電解めっき法、スパッタリング又は抵抗加熱蒸着等の蒸着法、導電ペーストを用いたスクリーン印刷、導電レジネート溶液を用いたスピンコート又は吹きつけ法等の種々の手法を用いて行うことができる。
【実施例】
【００５０】
Ａ．実施例１〜５及び比較例１〜５
［試料の作製］
（１）実施例１
サイズが３０ｍｍ×２０ｍｍかつ厚みが０．２ｍｍのジルコニア基板の表面に対して、フッ化水素酸で粗面化処理を行った。【００５１】
基板の粗面化された表面に、東京応化製ネガ型フォトレジストＰＭＥＲ−Ｎを塗布し、さらに露光及び現像を行うことで、２×２ｍｍの基板表面を露出させるレジストパターンを形成した。【００５２】
次に、アネルバ製のマグネトロンスパッタリング装置を用いて、レジストパターン上から、金属チタンを厚さ５０〜６０ｎｍになるように成膜した。【００５３】
その後、同じスパッタリング装置で、無電解めっきの触媒核として、白金を厚さ５ｎｍ成膜した。その後、レジスト剥離液に基板を浸漬することで、チタン層及び白金の触媒核の２×２ｍｍパターンを形成した。【００５４】
次いで、エヌイーケムキャット製の無電解めっき液を、形成される金属膜が所望の厚さになるように調合した。浴温度４０℃かつｐＨ１３に維持しためっき液に基板を浸漬し、攪拌しながら５時間放置した。こうして、粗面化された表面に２×２ｍｍのＰｔ膜が形成されたジルコニア基板を得た。【００５５】
得られたＰｔ膜からガスを除去するために、ジルコニア基板を、大気雰囲気下、昇温速度５０℃／ｍｉｎ、最高温度１１００℃、保持時間２時間で熱処理をおこなった。【００５６】
（２）実施例２〜５
セラミックス基板、めっきにより形成する金属膜、及び中間層の組成を表１の通りとした以外は、実施例１と同様のプロセスで、積層体を作製した。Ｎｉ及びＣｕめっきを行った試料については、還元雰囲気下、９００℃で焼成をおこなった。各層の厚みは、実施例１と同様であった。【００５７】
（３）実施例６〜１０
実施例１〜５と同様のセラミックス基板、めっきにより形成する金属膜、及び中間層の組成とし、粗面化処理をおこなわない以外は同様のプロセスで積層体を作製した。各層の厚みは、実施例１と同様であった。【００５８】
（４）比較例１〜６
中間層を形成せずに、触媒核を形成し、その後のめっき処理を行った以外は、実施例１〜６と同様の操作を行った。【００５９】
［試験］
以下の試験を行った。結果を表１に示す。【００６０】
（１）得られたセラミックス基板を金属顕微鏡で観察し、外観上の不良がないか検査した。【００６１】
（２）外観上に不良の見られなかった試料について、セバスチャン法により金属皮膜の密着強度を測定した。【００６２】
まず、めっきにより形成された２×２ｍｍの金属膜を、半田でアルミニウム線と接合した。【００６３】
引張り試験機で基板を固定して、金属膜と接合したアルミニウム線を引っ張り、金属膜と基板とが剥離したときの荷重を計測した。【００６４】
（３）積層体の断面微構造をJEOL製FE-SEM/EDSで観察した。【００６５】
［結果］
表１に示すように、基板と金属膜との間に中間層を形成した場合、熱処理後の外観異常が見られず、密着強度も向上していることがわかった。【００６６】
また、断面微構造を観察したところ、基板と金属膜の界面に空隙部と膜部分からなる中間層が形成されていることがわかった（図示せず）。特に、粗面化によって形成された凹部内に空隙が形成されており、凸部上に膜部分が形成されていた。膜部分は、セラミックス基板と金属膜とを結合させる結合部として機能していると考えられた。【００６７】
【表１】
2012132715.tif 000003
【００６８】
Ｂ．実施例１１、１２及び比較例６
［試料の作製］
（１）実施例１１
実施例１と略同様の操作により、サイズが３０ｍｍ×２０ｍｍかつ厚みが０．２ｍｍであるジルコニア基板に、粗面化、チタン層の形成、Ｐｔ触媒核の形成、無電解めっきによるＰｔ膜の形成、及び熱処理を行い、３０×２０ｍｍかつ厚みが５ｎｍのＰｔ膜が形成されたジルコニア基板を得た。チタン層の厚みは、実施例１と同様であった。【００６９】
次に、基板上に、ＬｉＦを３％添加した２０Ｂｉ（Ｎｉ,Ｎｂ）Ｏ３−８０Ｐｂ（Ｚｒ,Ｔｉ）Ｏ３粉末、ブチラール系バインダ、及びテルピネオールを混合することで調製されたセラミックスペーストを、スクリーン印刷法で２０×２０ｍｍの範囲に５μｍの厚みで塗布した。【００７０】
セラミックスペーストを塗布された基板を、昇温速度５００℃／ｈ、最高温度９５０℃、保持時間２時間で焼成した。【００７１】
さらに、上部電極として、スパッタリングにより１５×２０ｍｍのＡｕ膜を形成した。【００７２】
Ａｕ膜形成後、ダイサーにより３０×５ｍｍに切断し、ユニモルフ型の圧電素子を作製した。同様の素子を３個作製した。【００７３】
（２）実施例１２
ＬｉＦ添加量を１％とし、最高温度を１０５０℃とした以外は実施例１１と同様のプロセスで圧電素子を作製した。各層の厚みは、実施例１１と同様であった。【００７４】
（３）比較例６
中間層であるチタン層を形成しなかった以外は、実施例１１と同様の操作によって、３個の圧電素子を得た。【００７５】
［試験］
得られた圧電素子の基板の一辺を固定することで、圧電カンチレバーを作製した（図４）。上部電極と下部電極との間に、電界強度＋５ｋＶ／ｍｍの三角波（図５）を５０Ｈｚで最高４０時間駆動し、外観検査を試験前と試験後に実施した。図４では、中間層の図示は省略している。なお、途中で駆動しなくなったものはその時点で試験終了とした。【００７６】
［結果］
表２に示すように、中間層を備える圧電素子は、中間層を備えない圧電素子と比べて、長時間にわたって動作することが可能であることが分かった。つまり、中間層を備える圧電素子は、非常に優れた信頼性を示すことが分かった。また、実施例１１−１の圧電素子の断面構造を観察したところ、中間層の孔は、圧電体の成分によって充填されており、実施例１２−１の断面構造を観察したところ、中間層の孔は圧電体成分によって充填されていなかった。【００７７】
【表２】
2012132715.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の積層体によれば、金属膜のセラミックス基材からの剥離を抑制された積層体が提供される。また、特に圧電／電歪アクチュエータのように金属膜とセラミックス基材界面に応力が重畳される場合に長期信頼性に優れた積層体が提供される。また、上述の製造方法は、本発明の積層体の製造方法として好適である。
【符号の説明】
【００７９】
１  積層体
２  積層体
１０  圧電／電歪素子
１１  基板
１２  下部電極
１３  電歪体
１４  上部電極
１５  中間層
２５  中間層
３５  中間層
１５１  膜部分
１５２  孔
１５３  セラミックス部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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