(57)【要約】  圧電セラミック素体１の主面３ａに電極２ａが形成されている。圧電セラミック素体１は、主面３ａ上の電極２ａと接する接触界面が、結晶粒子に囲まれた窪み部２０を有している。窪み部２０の平均深さＴは、１〜１０μｍであるのが好ましく、窪み部２０の接触界面における占有率が、面積比率で６５％以上であるのが好ましい。これにより圧電セラミック素体と電極（導電部）との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有する圧電部品等のセラミック電子部品を実現する。また、窪み部２０の代わりに突部を形成しても同様の作用・効果を奏することができる。
2014017635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電部が形成されたセラミック電子部品であって、
前記セラミック素体は、前記主面上の前記導電部と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子によって形成された構造体を有していることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
前記構造体は、前記結晶粒子によって囲まれた窪み部であることを特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品。
【請求項３】
前記窪み部は、平面視で略円形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載のセラミック電子部品。
【請求項４】
前記セラミック素体は、前記窪み部が形成されるように、前記接触界面の少なくも一部が球形凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のセラミック電子部品。
【請求項５】
前記窪み部は、平均深さが１〜１０μｍであることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項６】
前記窪み部の前記接触界面における占有率は、面積比率で６５％以上であることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項７】
前記窪み部は、平面視で略同一の大きさに形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項８】
前記構造体は、結晶粒子によって形成された突部であることを特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品。
【請求項９】
前記突部は、平均高さが０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項８記載のセラミック電子部品。
【請求項１０】
前記突部の前記接触界面における占有率は、面積比率で２０％以上であることを特徴とする請求項８又は請求項９記載のセラミック電子部品。
【請求項１１】
前記突部は、平面視で略同一の大きさに形成されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項１２】
前記セラミック素体は内部電極が埋設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項１３】
セラミック原料を成形加工してセラミックグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、
プレス面の少なくとも一部が凸状に形成された成形用型を用意し、前記セラミックグリーンシートの少なくとも一方の主面を前記成形用型の前記プレス面で押圧し、少なくとも一部が凹状に形成されたセラミック成形体を作製するセラミック成形体作製工程と、
前記セラミック成形体を焼成し、結晶粒子によって囲まれた窪み部が主面の少なくとも一部に形成されたセラミック素体を作製する焼成工程と、
前記セラミック素体の前記表面に電極を形成する電極形成工程とを含むことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
【請求項１４】
セラミック原料を成形加工してセラミックグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、
プレス面の少なくとも一部が凸状に形成された成形用型を用意し、前記セラミックグリーンシートの少なくとも一方の主面を前記成形用型の前記プレス面で押圧し、少なくとも一部が凹状に形成されたセラミック成形体を作製するセラミック成形体作製工程と、
前記セラミック成形体を焼成し、主面の少なくとも一部に突部が形成されたセラミック素体を作製する焼成工程と、
前記セラミック素体の前記表面に電極を形成する電極形成工程とを含むことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年におけるエレクトロニクスの発展に伴い、電子機器には各種セラミック電子部品が搭載されている。【０００３】
ところで、この種のセラミック電子部品では、外表面に外部電極を形成する場合、従来より、酸性溶液やアルカリ性溶液を使用してセラミック素体の表面をエッチングしたり、或いはサンドブラストを使用したり材料の成分組成や配合量を工夫してセラミック素体の表面を粗面化し、これによりセラミック素体と外部電極との密着性を確保することが行なわれている。【０００４】
例えば、特許文献１には、セラミック基板の表面に、銀を主成分とする金属成分と、ガラス成分と、Ｃｕ２ＯまたはＭｎＯ２のいずれかの金属酸化物とを含有してなる表面配線導体を形成してなる回路基板であって、前記表面配線導体は、前記ガラス成分と前記金属酸化物との合計が、前記金属成分１００重量部に対して０．１〜３０重量部含有するとともに、前記セラミック基板と表面配線導体が接触する界面の粗さが５μｍ以上である回路基板が提案されている。【０００５】
この特許文献１では、金属成分に対するガラス成分と金属酸化物の配合量を調整することによってセラミック基板の表面を粗面化し、これによりセラミック基板と表面配線導体との間でいわゆるアンカー効果を発揮させ、セラミック基板と表面配線導体との接着力を高めようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７６６０９号公報（請求項１、段落番号〔００４３〕〜〔００４４〕）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、セラミック基板の表面を粗面化しているため、セラミック基板自体の強度が低下し、このためクラックやワレ等の構造欠陥が発生しやすく、信頼性低下を招くおそれがある。また、セラミック基板にソリやうねりなどが生じる等、機械的特性が劣化し、信頼性の低下を招くおそれがある。【０００８】
また、セラミック素体の表面をエッチングしたり、サンドブラストで処理して密着性を向上させようとした場合であっても、特許文献１と同様、構造欠陥が発生したり、機械的特性の劣化や信頼性の欠如等が生じると考えられる。【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、セラミック素体と導電部との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品、及びこのセラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電部が形成されたセラミック電子部品であって、前記セラミック素体は、前記主面上の前記導電部と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子によって形成された構造体を有していることを特徴としている。【００１１】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記構造体が、結晶粒子によって囲まれた窪み部を有しているのが好ましい。【００１２】
これによりセラミック素体と導電部との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。【００１３】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記窪み部が、平面視で略円形状に形成されているのが好ましい。【００１４】
さらに、本発明のセラミック電子部品では、前記セラミック素体は、前記窪み部が形成されるように、前記接触界面の少なくも一部が球形凹凸状に形成されているのが好ましい。【００１５】
また、本発明のセラミック電子部品では、前記窪み部は、平均深さが１〜１０μｍであるのが好ましい。【００１６】
これにより十分な密着性とバラツキが抑制された良好な機械的特性を有するセラミック電子部品を得ることができる。【００１７】
さらに、本発明のセラミック電子部品は、前記窪み部の前記接触界面における占有率が、面積比率で６５％以上であるのが好ましい。【００１８】
これにより所望の密着性をより確実に確保することができる。【００１９】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記窪み部が、平面視で略同一の大きさに形成されているのが好ましい。【００２０】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記構造体が、結晶粒子によって形成された突部を有しているのも好ましい。【００２１】
この場合も上述と同様、セラミック素体と導電部との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。【００２２】
また、本発明のセラミック電子部品では、前記突部は、平均高さが０．５〜１０μｍであるのが好ましい。【００２３】
これにより十分な密着性とバラツキが抑制された良好な機械的特性を有するセラミック電子部品を得ることができる。【００２４】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記突部の前記接触界面における占有率が、面積比率で２０％以上であるのが好ましい。【００２５】
これにより所望の密着性をより確実に確保することができる。【００２６】
さらに、本発明のセラミック電子部品は、前記突部が、平面視で略同一の大きさに形成されているのが好ましい。【００２７】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック素体は内部電極が埋設されているのが好ましい。【００２８】
また、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、セラミック原料を成形加工してセラミックグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、プレス面の少なくとも一部が凸状に形成された成形用型を用意し、前記セラミックグリーンシートの少なくとも一方の主面を前記成形用型の前記プレス面で押圧し、少なくとも一部が凹状に形成されたセラミック成形体を作製するセラミック成形体作製工程と、前記セラミック成形体を焼成し、結晶粒子によって囲まれた窪み部が主面の少なくとも一部に形成されたセラミック素体を作製する焼成工程と、前記セラミック素体の前記表面に電極を形成する電極形成工程とを含むことを特徴としている。【００２９】
また、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、セラミック原料を成形加工してセラミックグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、プレス面の少なくとも一部が凸状に形成された成形用型を用意し、前記セラミックグリーンシートの少なくとも一方の主面を前記成形用型の前記プレス面で押圧し、少なくとも一部が凹状に形成されたセラミック成形体を作製するセラミック成形体作製工程と、前記セラミック成形体を焼成し、主面の少なくとも一部に突部が形成されたセラミック素体を作製する焼成工程と、前記セラミック素体の前記表面に電極を形成する電極形成工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のセラミック電子部品によれば、セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電部が形成されたセラミック電子部品であって、前記セラミック素体は、前記主面上の前記導電部と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子によって形成された構造体（窪み部又は突部）を有しているので、前記接触界面は強固なアンカー効果を呈することから、セラミック素体と導電部との密着性が良好となり、さらにはセラミック素体自体の強度が低下することもないことから、クラックやワレ等の構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。【００３１】
また、本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、セラミック原料を成形加工してセラミックグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程と、プレス面の少なくとも一部が凸状に形成された成形用型を用意し、前記セラミックグリーンシートの少なくとも一方の主面を前記成形用型の前記プレス面で押圧し、少なくとも一部が凹状に形成されたセラミック成形体を作製するセラミック成形体作製工程と、前記セラミック成形体を焼成し、結晶粒子によって囲まれた窪み部が主面の少なくとも一部に形成されたセラミック素体を作製する焼成工程と、前記セラミック素体の前記表面に電極を形成する電極形成工程とを含むので、成形用型を使用して上記セラミック電子部品を容易に製造することができる。【００３２】
また、焼成工程が、主面の少なくとも一部が結晶粒子によって形成された突部が形成されたセラミック素体を作製する場合も、上記セラミック電子部品を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るセラミック電子部品の一実施の形態（第１の実施の形態）としての圧電部品を模式的に示した断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】上記圧電素子の製造過程で使用される金型の一例を示す断面図である。
【図４】プレス成形時の状態を示す断面図である。
【図５】圧電セラミック素体の一例を示す断面図である。
【図６】本発明に係るセラミック電子部品の第２の実施の形態の要部拡大断面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る圧電セラミック素体の一例を示す断面図である。
【図８】本発明に係るセラミック電子部品の第３の実施の形態としての圧電部品を模式的に示した断面図である。
【図９】試料番号４のＳＥＭ像である。
【図１０】試料番号２３のＳＥＭ像である。
【図１１】上記図９において、窪み部が平面視で略円形状に形成されている様子を示す図である。
【図１２】試料番号４４のＳＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００３５】
図１は、本発明に係るセラミック電子部品としての圧電部品の一実施の形態（第１の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【００３６】
この圧電部品は、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」という。）等の圧電セラミック材料を主成分とした圧電セラミック素体１と、該圧電セラミック素体１の両主面に形成されたＡｇ等の導電性材料を主成分とした電極２ａ、２ｂとを有し、矢印Ｐ方向に分極処理されている。
【００３７】
図２は、図１のＡ部拡大断面図である。
【００３８】
この圧電セラミック素体１は、主面３ａ上の電極２ａと接する接触界面が、球状凹凸部４を形成している。この球状凹凸部４は、具体的には、半球状の凸部５と半球状の凹部６とが交互に規則的に連接されている。そして、半球状の凹部６は、結晶粒子によって囲まれた窪み部２０（構造体）を形成している。すなわち、この圧電セラミック素体１は、平均深さＴを有する窪み部２０が形成されるように、電極２ａとの接触界面が球形凹凸状に形成されている。
【００３９】
このように圧電セラミック素体１と電極２ａとの接触界面が、結晶粒子によって囲まれた窪み部２０を有することにより、前記接触界面は強固なアンカー効果を呈することとなり、圧電セラミック素体１と電極２ａとの密着性を向上させることができる。また、上述したように圧電セラミック素体１の電極２ａとの接触界面が、結晶粒子で囲まれた窪み部２０を有しているので、セラミック素体１自体の強度が低下することもなく、クラックやワレ等の構造欠陥が発生する回避することが可能となる。さらに、窪み部２０を構成する球状凹凸部４は、圧電セラミック素体１の主面を単に不規則に粗面化した場合とは異なり、規則的な形状に形成されることから、ソリやうねりの発生や抗折強度の低下に対してより高い抑制効果が得られる。そして、これにより所望の機械的強度を確保することができ、高信頼性を有する圧電部品を得ることが可能となる。
【００４０】
尚、上記第１の実施の形態では、圧電セラミック素体１と電極２ａの接触界面を図示しているが、圧電セラミック素体１と電極２ｂの接触界面も同様であり、主面３ｂ上で電極２ｂと接する接触界面は、結晶粒子によって囲まれた窪み部２０を有している。
【００４１】
ここで、窪み部２０の平均深さＴは、特に限定されるものではないが、十分な密着性を確保しつつ、良好な機械的特性を確保する観点からは１〜１０μｍであるのが好ましい。
【００４２】
すなわち、圧電セラミック素体１と電極２ａ、２ｂとの接触界面が十分なアンカー効果を発揮して密着性を確保するためには、窪み部２０の平均深さＴは少なくとも１μｍ以上が好ましい。
【００４３】
一方、窪み部２０の平均深さＴが１０μｍを超えた場合は、抗折強度等の機械的特性が、接触界面を粗面化した場合に比べると良好ではあるものの、前記平均深さＴが１０μｍ以下の場合に比べると劣化するおそれがある。
【００４４】
また、圧電セラミック素体１は、電極２ａ、２ｂの接触界面の全領域が窪み部２０を形成する必要はなく、接触界面の少なくとも一部が窪み部２０を形成していればよい。
【００４５】
ただし、窪み部２０の接触界面における占有率が、面積比率で６５％未満になると、窪み部２０の占有率が少なくなることから、密着性の低下を招くおそれがある。
【００４６】
そして、上記第１の実施の形態に係る圧電部品は、以下のようにして製造することができる。
【００４７】
まず、Ｐｂ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等のセラミック素原料を用意し、所定量秤量する。そして、これら秤量物をＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）等の粉砕媒体及び水と共にボールミルに投入して混合し、湿式粉砕を行い、その後、脱水・乾燥処理を行い、次いで所定温度（例えば、８００〜１０００℃程度）で仮焼処理を行って仮焼物を得る。
【００４８】
次に、この仮焼物に有機バインダ、分散剤、水、及び粉砕媒体をボールミルに投入して混合し、再度湿式粉砕し、セラミックスラリーを作製し、その後、ドクターブレード法等の成形加工法を使用し、所定膜厚のセラミックグリーンシートを作製する。
【００４９】
次いで、成形用金型（成形用型）を用意する。
【００５０】
図３は、成形用金型の一例を示す要部断面図であって、この成形用金型は、下面８ａが半球凸状のプレス面形状を有する上金型７ａと上面８ｂが半球凸状のプレス面形状を有する下金型７ｂとを備えている。
【００５１】
そして、焼成後に所定厚みとなるように所定枚数のセラミックグリーンシートを積層して積層セラミックグリーンシート１０を形成し、図４に示すように、下金型７ｂの上面８ｂと上金型７ａの下面８ａとの間に形成された空隙９に前記積層セラミックグリーンシート１０を挟み込み、積層セラミックグリーンシート１０を矢印Ｂ方向から所定圧力で加圧する。そしてこれにより上金型７ａ及び下金型７ｂの各プレス面形状が積層セラミックグリーンシート１０の主面に転写され、主面が凹凸形状に形成されたセラミック成形体が作製される。
【００５２】
次いで、セラミック成形体を成形用金型から離脱させた後、４００〜６００℃程度の温度で、脱バインダ処理を施し、その後、密閉された匣（さや）に収容し、所定の焼成プロファイルで焼成処理を行う。そしてこれにより結晶粒子で囲まれた窪み部２０を有する圧電セラミック素体１が作製される。
【００５３】
その後、スパッタリング法や真空蒸着法等の薄膜形成法やめっき法、電極ペーストの焼付け処理等の任意の方法で圧電セラミック素体１の両主面３ａ、３ｂ上に電極２ａ、２ｂを形成する。
【００５４】
そしてこの後、所定温度に加熱されたシリコーンオイル中で所定電界を印加して分極処理を行い、これにより圧電部品が製造される。
【００５５】
このように上記圧電部品では、圧電セラミック素体１は、主面３上で電極２ａ、２ｂと接する接触界面が、結晶粒子で囲まれた窪み部２０を有しているので、接触界面は強固なアンカー効果を呈することから、圧電セラミック素体１と電極２ａ、２ｂとの密着性が良好となり、さらには圧電セラミック素体１自体の強度が低下することもないことから、クラックやワレ等の構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【００５６】
尚、上記第１の実施の形態では、窪み部２０が球形凹凸状に形成されているが、窪みが存在すればよく、球形凹凸状に限定されるものではない。
【００５７】
図６は、本発明に係るセラミック電子部品としての圧電部品の第２の実施の形態を模式的に示す要部断面図であって、本第２の実施の形態では、圧電セラミック素体３１の主面３１ａに電極３２が形成されると共に、前記セラミック素体３１は、前記主面３１ａが平均高さＨの突部３３（構造体）を有するように形成されている。
【００５８】
尚、圧電セラミック素体の主面形状（窪み部、突部）の作製方法は一義的に決定されるものではなく、セラミック材料種や焼成プロファイル等、焼結状態に寄与する因子により主面形状は調整できる。
【００５９】
このように形成された突部３３は、第１の実施の形態で詳述した窪み部２０（図２参照）と同様の作用を奏し、接触界面は強固なアンカー効果を呈することから、セラミック素体３１と電極３２との密着性が良好となる。しかも、この場合も、第１の実施の形態と同様、セラミック素体３１自体の強度が低下することもなく、クラックやワレ等の構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となり、本発明の課題を解決することができる。
【００６０】
ここで、突部３３の平均高さＨは、特に限定されるものではないが、十分な密着性を確保しつつ、バラツキのない良好な機械的特性を確保する観点からは０．５〜１０μｍであるのが好ましい。
【００６１】
すなわち、圧電セラミック素体３１と電極３２との接触界面が十分なアンカー効果を発揮して密着性を確保するためには、突部３３の平均高さＨは少なくとも０．５μｍ以上が好ましい。
【００６２】
一方、突部３３の平均高さＨが１０μｍを超えた場合は、より良好なアンカー効果を発揮することから密着性は更に良好になるが、機械的特性にバラツキが生じやすくなる。したがって、突部３３の平均高さＨが１０μｍ以下が好ましい。
【００６３】
また、圧電セラミック素体３１は、第１の実施の形態と同様、電極３２の接触界面の全領域が突部３３を形成する必要はなく、接触界面の少なくとも一部が突部３３を形成していればよい。
【００６４】
ただし、突部３３の接触界面における占有率が、面積比率で２０％未満になると、突部３３の占有率が少なくなることから、密着性の低下を招くおそれがある。
【００６５】
そして、上記第２の実施の形態に係る圧電部品は、第１の実施の形態と同様の方法・手順により製造することができる。
【００６６】
図８は、本発明に係るセラミック電子部品の第３の実施の形態を示す圧電部品を模式的に示す断面図である。
【００６７】
この圧電部品は、圧電セラミック素体１１にＡｇやＡｇ−Ｐｄ等からなる内部電極１２が埋設されると共に、該圧電セラミック素体１１の主面には外部電極１３、１４が形成されている。そして、セラミック素体１１が、主面と外部電極１４との接触界面の少なくとも一部が、第１の実施の形態のような結晶粒子に囲まれた窪み部、又は第２の実施の形態のような結晶粒子によって形成された突部を有している。
【００６８】
すなわち、この圧電セラミック素体１１は、２個の圧電セラミック１１ａ、１１ｂを有しており、その主面１６ａ、１６ｂは、前記窪み部又は前記突部が形成されている。そして、内部電極１２は、圧電セラミック素体１１ｂの過半分の主面を覆いかつ一端が表面露出するように形成されると共に、該内部電極１２及び圧電セラミック素体１１ｂ上に圧電セラミック素体１１ａが積層され、一体化されている。そして、一方の外部電極１３は、内部電極１２と電気的に接続されるように圧電セラミック素体１１の一方の側面部１５に形成されている。また、他方の外部電極１４は、一部が前記内部電極１２と対向状となるように圧電セラミック素体１１ａ、１１ｂの各主面１６ａ、１６ｂ上に形成されると共に、他方の側面部１７を介して電気的に接続されるように形成されている。
【００６９】
この圧電部品は矢印Ｑ方向に分極されており、外部電極１３、１４間に電圧を印加することにより、内部電極１２と外部電極１４との間に電界が発生し、屈曲モードで振動する。
【００７０】
この圧電部品は、以下のようにして製造される。
【００７１】
まず、上記第１の実施の形態と同様の方法・手順でセラミックグリーンシートを作製する。
【００７２】
次いで、内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートの一部に塗布して導電層を形成した後、該セラミックグリーンシートの上面に導電層の形成されていないセラミックグリーンシートを積層し、積層セラミックグリーンシートを作製する。
【００７３】
次に、第１の実施の形態と同様、上面が半球凸状のプレス面形状を有する下金型と下面が半球凸状のプレス面形状を有する上金型とを使用し、前記積層セラミックグリーンシートを下金型と上金型との間に挟持し、所定圧力で加圧し、これにより主面が球形凹凸状に形成されたセラミック成形体を作製する。そして、このセラミック成形体を焼成し、これにより主面に窪み部又は突部が形成されたセラミック焼結体を作製する。
【００７４】
次に、このセラミック焼結体の両主面にＡｇ等をターゲットにスパッタリング処理を施し、分極処理用電極を形成する。次いで、１５０℃の絶縁オイル中で両主面間に所定電圧の直流電圧を印加して分極処理を施し、その後分極処理用電極をエッチング除去し、これにより内部電極１２が埋設された圧電セラミック素体１１を得る。
【００７５】
そしてその後、内部電極１２が所定位置に配されるように適宜切断し、次いで再びＡｇ等をターゲットにしてスパッタリング処理を施し、圧電セラミック素体１１の外表面に外部電極１３、１４を形成し、これにより圧電部品が製造される。
【００７６】
このように本第３の実施の形態では、圧電セラミック素体１１の主面の少なくとも一部に外部電極（導電部）１４が形成され、かつ、圧電セラミック素体１１は、主面１６ａ、１６ｂ上の外部電極１４と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子に囲まれた窪み部又は結晶粒子によって形成された突部を有しているので、第１及び第２の実施の形態と同様、圧電セラミック素体１１と外部電極１４との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保でき、高信頼性を有する圧電部品を得ることができる。
【００７７】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記各実施の形態では、半球凸状８ａ、８ｂを有する上金型７ａ及び下金型７ｂを使用してセラミック成形体の主面を半球凹状に形成し、焼成することによりセラミック焼結体の主面が球形凹凸状の窪み部２０又は突部３３となるように形成したが、上金型７ａ及び下金型７ｂのプレス面形状は半球凸状８ａ、８ｂは好ましい一実施の形態であり、プレス面形状は凸状を有していれば、窪み部２０又は突部２０を容易に形成することができる。
【００７８】
また、本発明は、圧電セラミック素体１の主面と電極２ａ、２ｂとの接触界面の少なくとも一部が窪み部２０又は突部３３等の構造体を有していればよく、斯かる構造体の形成方法も上記実施の形態に限定されるものではない。ただし、窪み部２０又は突部３３等の構造体が圧電セラミック素体１、３１の接触界面の主面全域乃至略全域に形成されている場合は、圧電セラミック素体１、３１と電極２ａ、２ｂ、３２との密着性や、機械的強度がより良好なセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【００７９】
また、窪み部２０又は突部３３等の構造体の形状も特に限定されるものではなく、略円形形状や多角形形状等、種々の形状が可能である。そして、窪み部２０又は突部３３を平面視した時の大きさが略同一の場合は、圧電セラミック素体１、３１と電極２、３２との密着性や、機械的強度がより良好な圧電部品等のセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【００８０】
また、上記実施の形態では、積層セラミックグリーンシートを上金型と下金型との間に挟み込み、圧着して成形加工しているが、上述したセラミックスラリーを脱水、乾燥した後、上金型と下金型との間に形成された金型枠のキャビティに流し込み、加熱・圧着してプレス成形し、これによりセラミック成形体を形成してもよい。
【００８１】
また、上記実施の形態では、圧電部品を例示して説明したが、本発明は、セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電層が形成されたセラミック電子部品であれば、広く適用することができ、上述した圧電部品の他、各種の積層型セラミック電子部品や、セラミック基板、セラミック多層基板等に広範に応用可能である。
【００８２】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００８３】
（試料の作製）
〔試料番号１〜１７〕
まず、ＰＺＴ系材料：１００重量部、有機バインダー：７．５重量部、水：１５重量部の比率で、これらＰＺＴ材料、有機バインダー、及び水を適量の添加剤と共にＰＺＴ（部分安定化ジルコニア）ボールが内有されたボールミルに投入し、湿式で十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを作製した。【００８４】
次いで、ドクターブレード法を使用し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上でセラミックスラリーに成形加工を施し、厚みが約３０μｍのセラミックグリーンシートを作製した。【００８５】
そして、焼成後の圧電セラミック素体の厚みが約１５０μｍとなるように、複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、積層セラミックグリーンシートを得た。【００８６】
次いで、上面が半球凸状のプレス面を有する下金型と下面が半球凹状のプレス面を有する上金型との間に前記積層セラミックグリーンシートを挟持させ、４８０ＭＰａ（５００ｋｇ／ｃｍ２）の圧力で加圧し、上記プレス面形状を積層セラミックグリーンシートの主面に転写させた。そしてこの後、約２０ｍｍ×３０ｍｍの大きさに切断し、これにより主面が球形凹凸状に形成されたセラミック成形体を得た。【００８７】
そしてその後、セラミック成形体を焼成し、圧電セラミック素体を得た。【００８８】
次いで、圧電セラミック素体の両主面にＡｇを蒸着し、外部電極を形成した後、直流電圧を印加して分極処理を行い、これにより試料番号１〜１７の本発明試料を得た。【００８９】
〔試料番号１８〕
積層セラミックグリーンシートを作製した後、上面及び下面がいずれも平滑なプレス面を有する下金型及び上金型を使用し、積層セラミックグリーンシートに加圧成形を施してセラミック成形体を作製した以外は、試料番号１〜１７と同様の方法・手順で試料番号１８の試料を作製し、この試料番号１８を基準品とした。【００９０】
〔試料番号１９〕
試料番号１８の製造過程で得られたセラミック成形体の両主面をサンドブラストで粗面化した以外は、試料番号１８と同様の方法・手順で、試料番号１９の試料を作製し、この試料番号１９をサンドブラスト品とした。【００９１】
（試料の評価）
試料番号１〜１７の各試料１０個について、レーザ顕微鏡で撮像された画像を処理して各試料の窪み部の平均深さＴ、及び圧電セラミック素体と電極との接触界面における窪み部の占有率を求めた。【００９２】
次いで、試料番号１〜１９の各試料１０個について、クラック、ワレ等の構造欠陥が発生していないか否かを目視で観察した。そして、各試料１０個のうち、１個でも構造欠陥が発生した試料を不良品（×）とし、構造欠陥の発生が皆無の試料を良品（○）と判断し、構造欠陥を評価した。【００９３】
また、試料番号１〜１９の各試料１０個について、引張試験機を使用して引き剥がし試験を行ない、これにより圧電セラミック素体と電極との密着強度を測定し、密着性を評価した。【００９４】
また、試料番号１〜１９の各試料１０個について、３点曲げ試験を行って抗折強度を測定し、機械的特性を評価した。【００９５】
表１は、試料番号１〜１９の各試料における窪み部の平均深さＴ、窪み部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値とその標準偏差σを示している。【００９６】
【表１】
2014017635.tif 000003
【００９７】
試料番号１８は、圧電セラミック素体と電極との接触界面が平滑であり、結晶粒子からなる窪み部や突部等の構造体が存在しないため、密着強度が１．０８ＭＰａと低く、密着性に劣ることが分かった。【００９８】
試料番号１９は、圧電セラミック素体の主面がサンドブラスト処理されており、粗面化されていることから、密着強度は４．０４ＭＰａとなって基準品（試料番号１８）よりも向上している。しかしながらその一方で、圧電セラミック素体自体の機械的強度が上記粗面化によって低下するため、クラックやワレ等の構造欠陥の発生が認められた。また、抗折強度も７８ＭＰａと低く、更にはその標準偏差σも１７と大きくバラツキも大きくなり、信頼性も低下した。【００９９】
このように結晶粒子からなる窪み部や突部等の構造体が圧電セラミック素体の主面に存在せず、圧電セラミック素体の主面をサンドブラスト等で単に粗面化しただけでは、構造欠陥が生じ、また、機械的特性の低下を招き、信頼性も低下することが分かった。【０１００】
これに対し試料番号１〜１７は、圧電セラミック素体の主面が結晶粒子で囲まれた窪み部（構造体）を有しているので、密着強度は２．２７〜３．８２ＭＰａとなり、基準品（試料番号１８）に比べ、密着性が飛躍的に向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で９９〜１０７ＭＰａ、標準偏差σは４〜１０であり、サンドブラスト品（試料番号１９）とは異なり、構造欠陥も生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。【０１０１】
ただし、試料番号１１、１２は、窪み部の平均深さＴが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、抗折強度が９９ＭＰａと若干低くなり、その標準偏差σは８〜１０とバラツキが若干大きくなる傾向にあることが分った。【０１０２】
また、試料番号１３〜１５は、窪み部の占有率が４８〜６２％であり、６５％未満であるため、密着強度が低下する傾向のあることが分った。【０１０３】
このように圧電セラミック素体の主面が結晶粒子で囲まれた窪み部を形成することにより、基準品（試料番号１８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（試料番号１９）のような構造欠陥が生じることもなく、機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、窪み部の平均深さＴは１〜１０μｍ、窪み部の占有率は６５％以上が好ましいことが分った。【０１０４】
図９は、試料番号４の圧電セラミック素体主面のＳＥＭ像を示し、図１０は試料番号１８の圧電セラミック素体主面のＳＥＭ像を示している。【０１０５】
図１０に示す試料番号１８（基準品）では、積層セラミックグリーンシートの両主面が平面状を維持した状態で加圧され、焼結されるため、焼結面も平面状に形成されている。【０１０６】
これに対し図９に示す試料番号４では、上面が半球凸状に形成された下金型と下面が半球凸状に形成された上金型を使用して積層セラミックグリーンシートの両主面を加圧し、プレス面形状を各主面に転写した後、焼結されることから、結晶粒子は立体的な球形凹凸状の窪み部を形成し、これにより圧電セラミック素体の主面が形成されている。【０１０７】
図１１は、試料番号４のＳＥＭ像において、窪み部に相当する箇所を破線で示している。【０１０８】
この図１１から明らかなように、本実施例では、窪み部は略円形形状に形成されている。そして、このように接触界面が結晶粒子からなる窪み部を形成することにより、圧電セラミック素体と外部電極との密着性が良好で、かつ所望の良好な機械的強度を確保できるセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【実施例２】
【０１０９】
実施例１と同様の方法・手順でセラミックグリーンシートを作製した。【０１１０】
次いで、Ａｇ−Ｐｄを主成分とする内部電極用導電性ペーストを用意し、内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートの一部に塗布し、導電膜の形成されたセラミックグリーンシートを作製した。【０１１１】
そして、焼成後の圧電セラミック素体の厚みが約１５０μｍとなるように、導電膜の形成されたセラミックグリーンシートを積層し、導電膜の形成されていないセラミックグリーンシートを最上層に載置し、これにより積層セラミックグリーンシートを得た。【０１１２】
そしてその後は、実施例１と同様の方法・手順でセラミック成形体を作製した後、焼成し、主面に窪み部を有する圧電セラミック素体を得た。【０１１３】
次いで、圧電セラミック素体の両主面及び側面にＡｇを蒸着し、外部電極を形成した後、両主面に直流電圧を印加して分極処理し、これにより試料番号２１〜３９の試料を得た。ここで、試料番号２１〜３７が本発明試料、試料番号３８が基準品試料、試料番号３９がサンドブラスト品試料である。【０１１４】
次いで、試料番号２１〜３９の各試料１０個について、実施例１と同様の方法・手順で、窪み部の平均深さＴ、窪み部の占有率、構造欠陥の発生有無、密着強度、及び抗折強度を測定した。【０１１５】
表２は、試料番号２１〜３９の各試料における窪み部の平均深さＴ、窪み部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値と標準偏差σを示している。【０１１６】
【表２】
2014017635.tif 000004
【０１１７】
試料番号３８は、圧電セラミック素体と外部電極との接触界面が平滑であり、結晶粒子からなる窪み部や突部等の構造体が存在しないため、試料番号１８と略同様、密着強度が１．０４ＭＰａと低くなった。【０１１８】
試料番号３９は、圧電セラミック素体の主面がサンドブラスト処理されており、粗面化されているため、試料番号１９と略同様、密着強度は３．９４ＭＰａとなって基準品（試料番号３８）よりも向上した。しかしながらその一方で、圧電セラミック素体自体の機械的強度が上記粗面化によって低下するため、クラックやワレ等の構造欠陥の発生が認められた。また、抗折強度も９１ＭＰａと低下し、更にはその標準偏差σも１６と大きくバラツキも大きくなり、信頼性も低下した。【０１１９】
このように圧電セラミック素体に内部電極を埋設した場合であっても、実施例１と同様、結晶粒子からなる窪み部や突部等の構造体が圧電セラミック素体の主面に存在せず、圧電セラミック素体の主面をサンドブラスト等で単に粗面化しただけでは、構造欠陥が生じ、しかも機械的特性の低下を招き、信頼性も低下することが分かった。【０１２０】
これに対し試料番号２１〜３７は、圧電セラミック素体の少なくとも外部電極と接する主面に結晶粒子からなる窪み部が存在しているので、密着強度は２．０９〜３．７５ＭＰａとなり、基準品（試料番号３８）に比べ、密着性が向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で１１２〜１２２ＭＰａ、標準偏差σは４〜１０であり、サンドブラスト品（試料番号３９）のような構造欠陥が生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。【０１２１】
ただし、試料番号３１、３２は、窪み部の平均深さＴが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、抗折強度が１１２〜１１５ＭＰａと若干低くなり、その標準偏差σは９〜１０とバラツキが若干大きくなる傾向にあることが分った。【０１２２】
また、試料番号３３〜３５は、窪み部の占有率が４８〜６２％であり、６５％未満であるため、密着強度が２．２５〜２．７７ＭＰａとなり、密着性が若干低下することが分った。【０１２３】
すなわち、圧電セラミック素体に内部電極を埋設させた場合も、圧電セラミック素体の外部電極と接する主面が結晶粒子からなる窪み部を形成することにより、実施例１と同様、基準品（試料番号３８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（試料番号３９）とは異なり、良好な機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、実施例１と同様、窪み部の平均深さＴは１〜１０μｍ、窪み部の占有率は６５％以上が好ましいことが分った。
【実施例３】
【０１２４】
実施例１と同様の方法・手順で試料番号４１〜５７の試料を作製した。【０１２５】
次いで、試料番号４１〜５７の各試料１０個について、レーザ顕微鏡で撮像された画像を処理して各試料の突部の平均高さＨ、及び圧電セラミック素体と電極との接触界面における突部の占有率を求めた。【０１２６】
また、試料番号４１〜５７の各試料１０個について、実施例１と同様の方法・手順で、構造欠陥の発生有無、密着強度、及び抗折強度を測定した。【０１２７】
表３は、試料番号４１〜５７の各試料における突部の平均高さＨ、突部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値と標準偏差σを示している。【０１２８】
【表３】
2014017635.tif 000005
【０１２９】
この表３から明らかなように試料番号４１〜５７は、圧電セラミック素体の主面が結晶粒子からなる突部を有しているので、密着強度は２．１９〜３．６９ＭＰａとなり、基準品（表１、試料番号１８）に比べ、密着性が飛躍的に向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で１０２〜１０７ＭＰａ、標準偏差σは３〜１０であり、サンドブラスト品（表１、試料番号１９）のような構造欠陥が生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。【０１３０】
ただし、試料番号５１、５２は、突部の平均高さＨが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、標準偏差σが９〜１０となって、バラツキが若干大きくなる傾向にあることが分った。【０１３１】
また、試料番号５３〜５５は、突部の占有率が５〜１６％であり、２０％未満であるため、密着強度が低下する傾向のあることが分った。【０１３２】
このように圧電セラミック素体の主面が結晶粒子からなる突部を有することにより、基準品（表１、試料番号１８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（表１、試料番号１９）とは異なり、構造欠陥が生じることもなく機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、突部の平均高さＨは０．５〜１０μｍ、突部の占有率は２０％以上が好ましいことが分った。【０１３３】
図１２は、試料番号４４の圧電セラミック素体主面のＳＥＭ像であり、黒色の矢印が突部を示し、白色の矢印が平坦な粒界部分を示している。
【実施例４】
【０１３４】
実施例２と同様の方法・手順で、試料番号６１〜７７の試料を作製した。【０１３５】
次に、試料番号６１〜７７の各試料１０個について、実施例３と同様の方法・手順で、突部の平均高さＨ、突部の占有率、構造欠陥の発生有無、密着強度、及び抗折強度を測定した。【０１３６】
表４は、試料番号６１〜７７の各試料における突部の平均高さＨ、突部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値と標準偏差σを示している。【０１３７】
【表４】
2014017635.tif 000006
【０１３８】
この表４から明らかなように試料番号６１〜７７は、圧電セラミック素体の少なくとも外部電極と接する主面が結晶粒子からなる突部を有しているので、密着強度は２．０８〜３．７１ＭＰａとなり、基準品（表２、試料番号３８）に比べ、密着性が向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で１１７〜１２２ＭＰａ、標準偏差σは３〜９であり、サンドブラスト品（表２、試料番号３９）のような構造欠陥が生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。【０１３９】
ただし、試料番号７１、７２は、突部の平均高さＨが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、標準偏差σが９となって若干バラツキが大きくなることが分った。【０１４０】
また、試料番号７３〜７５は、突部の占有率が５〜１５％であり、２０％未満であるため、密着強度が２．０６〜２．４７ＭＰａとなり、密着性が若干低下することが分った。【０１４１】
すなわち、圧電セラミック素体に内部電極を埋設させた場合も、圧電セラミック素体の外部電極と接する主面が結晶粒子からなる突部を有するように形成することにより、実施例２と同様、基準品（表２、試料番号３８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（表２、試料番号３９）とは異なり、良好な機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、実施例３と同様、突部の平均高さＨは０．５〜１０μｍ、突部の占有率は２０％以上が好ましいことが分った。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
圧電セラミック素体と導電部との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を得ることができ、高信頼性を確保できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１  圧電セラミック素体（セラミック素体）
２ａ、２ｂ  電極（導電部）
３ａ  主面
４  球状凹凸部
７ａ  上金型（成形用型）
７ｂ  下金型（成形用型）
１１  圧電セラミック素体
１２  内部電極
１４  外部電極（導電部）
１６ａ、１６ｂ  主面
２０  窪み部
３１  圧電セラミック素体（セラミック素体）
３１ａ  主面
３２  電極（導電部）
３３  突部
【図１】
2014017635.tif 000007
【図２】
2014017635.tif 000008
【図３】
2014017635.tif 000009
【図４】
2014017635.tif 000010
【図５】
2014017635.tif 000011
【図６】
2014017635.tif 000012
【図７】
2014017635.tif 000013
【図８】
2014017635.tif 000014
【図９】
2014017635.tif 000015
【図１０】
2014017635.tif 000016
【図１１】
2014017635.tif 000017
【図１２】
2014017635.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月18日(2015.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電部が形成されたセラミック電子部品であって、
前記セラミック素体は、前記主面上の前記導電部と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子によって囲まれた窪み部からなる構造体を有し、
前記窪み部は、粗面化したものではなく、立体的な球形凹凸状を有すると共に、
前記窪み部の前記接触界面における占有率は、面積比率で６５％以上であることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
前記窪み部は、平面視で略円形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品。
【請求項３】
前記窪み部は、平面視で略同一の大きさに形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラミック電子部品。
【請求項４】
前記窪み部は、半球状の凹部と凸部が規則的に連接されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項５】
前記セラミック素体は、前記窪み部が形成されるように、前記接触界面の少なくとも一部が球形凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項６】
前記窪み部は、平均深さが１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項７】
前記セラミック素体は、内部電極が埋設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年におけるエレクトロニクスの発展に伴い、電子機器には各種セラミック電子部品が搭載されている。
【０００３】
ところで、この種のセラミック電子部品では、外表面に外部電極を形成する場合、従来より、酸性溶液やアルカリ性溶液を使用してセラミック素体の表面をエッチングしたり、或いはサンドブラストを使用したり材料の成分組成や配合量を工夫してセラミック素体の表面を粗面化し、これによりセラミック素体と外部電極との密着性を確保することが行なわれている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、セラミック基板の表面に、銀を主成分とする金属成分と、ガラス成分と、Ｃｕ２ＯまたはＭｎＯ２のいずれかの金属酸化物とを含有してなる表面配線導体を形成してなる回路基板であって、前記表面配線導体は、前記ガラス成分と前記金属酸化物との合計が、前記金属成分１００重量部に対して０．１〜３０重量部含有するとともに、前記セラミック基板と表面配線導体が接触する界面の粗さが５μｍ以上である回路基板が提案されている。
【０００５】
この特許文献１では、金属成分に対するガラス成分と金属酸化物の配合量を調整することによってセラミック基板の表面を粗面化し、これによりセラミック基板と表面配線導体との間でいわゆるアンカー効果を発揮させ、セラミック基板と表面配線導体との接着力を高めようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７６６０９号公報（請求項１、段落番号〔００４３〕〜〔００４４〕）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、セラミック基板の表面を粗面化しているため、セラミック基板自体の強度が低下し、このためクラックやワレ等の構造欠陥が発生しやすく、信頼性低下を招くおそれがある。また、セラミック基板にソリやうねりなどが生じる等、機械的特性が劣化し、信頼性の低下を招くおそれがある。
【０００８】
また、セラミック素体の表面をエッチングしたり、サンドブラストで処理して密着性を向上させようとした場合であっても、特許文献１と同様、構造欠陥が発生したり、機械的特性の劣化や信頼性の欠如等が生じると考えられる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、セラミック素体と導電部との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電部が形成されたセラミック電子部品であって、前記セラミック素体は、前記主面上の前記導電部と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子によって囲まれた窪み部からなる構造体を有し、前記窪み部は、粗面化したものではなく、立体的な球形凹凸状を有すると共に、前記窪み部の前記接触界面における占有率は、面積比率で６５％以上であることを特徴としている。
【００１１】
これによりセラミック素体と導電部との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記窪み部が、平面視で略円形状に形成されているのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明のセラミック電子部品は、前記窪み部が、平面視で略同一の大きさに形成されているのが好ましい。
【００１４】
また、本発明のセラミック電子部品では、前記窪み部は、半球状の凹部と凸部が規則的に連接されているのが好ましい。
【００１５】
これによりセラミック素体の主面を単に不規則に粗面化した場合とは異なり、規則的な形状に形成されることから、ソリやうねりの発生や抗折強度の低下に対してより高い抑制効果が得られ、所望の機械的強度を確保することができ、高信頼性を有する圧電部品を得ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック素体は、前記窪み部が形成されるように、前記接触界面の少なくとも一部が球形凹凸状に形成されているのが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明のセラミック電子部品は、前記窪み部は、平均深さが１〜１０μｍであるのが好ましい。
【００１８】
これにより十分な密着性とバラツキが抑制された良好な機械的特性を有するセラミック電子部品を得ることができる。
【００１９】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック素体は内部電極が埋設されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のセラミック電子部品によれば、セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電部が形成されたセラミック電子部品であって、前記セラミック素体は、前記主面上の前記導電部と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子によって囲まれた窪み部からなる構造体を有し、前記窪み部は、粗面化したものではなく、立体的な球形凹凸状を有すると共に、前記窪み部の前記接触界面における占有率は、面積比率で６５％以上であるので、前記接触界面は強固なアンカー効果を呈することから、セラミック素体と導電部との密着性が良好となり、さらにはセラミック素体自体の強度が低下することもないことから、クラックやワレ等の構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るセラミック電子部品の一実施の形態（第１の実施の形態）としての圧電部品を模式的に示した断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】上記圧電素子の製造過程で使用される金型の一例を示す断面図である。
【図４】プレス成形時の状態を示す断面図である。
【図５】圧電セラミック素体の一例を示す断面図である。
【図６】本発明に係るセラミック電子部品の第２の実施の形態としての圧電部品を模式的に示した断面図である。
【図７】試料番号４のＳＥＭ像である。
【図８】試料番号２３のＳＥＭ像である。
【図９】上記図７において、窪み部が平面視で略円形状に形成されている様子を示す図である。
【図１０】本発明に関連する参考例としてのセラミック電子部品の要部拡大断面図である。
【図１１】上記参考例の圧電セラミック素体の一例を示す断面図である。
【図１２】試料番号４４のＳＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００２３】
図１は、本発明に係るセラミック電子部品としての圧電部品の一実施の形態（第１の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【００２４】
この圧電部品は、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」という。）等の圧電セラミック材料を主成分とした圧電セラミック素体１と、該圧電セラミック素体１の両主面に形成されたＡｇ等の導電性材料を主成分とした電極２ａ、２ｂとを有し、矢印Ｐ方向に分極処理されている。
【００２５】
図２は、図１のＡ部拡大断面図である。
【００２６】
この圧電セラミック素体１は、主面３ａ上の電極２ａと接する接触界面が、球状凹凸部４を形成している。この球状凹凸部４は、具体的には、半球状の凸部５と半球状の凹部６とが交互に規則的に連接されている。そして、半球状の凹部６は、結晶粒子によって囲まれた窪み部２０（構造体）を形成している。すなわち、この圧電セラミック素体１は、平均深さＴを有する窪み部２０が形成されるように、電極２ａとの接触界面が立体的な球形凹凸状を有している。
【００２７】
このように圧電セラミック素体１と電極２ａとの接触界面が、結晶粒子によって囲まれた窪み部２０を有することにより、前記接触界面は強固なアンカー効果を呈することとなり、圧電セラミック素体１と電極２ａとの密着性を向上させることができる。また、上述したように圧電セラミック素体１の電極２ａとの接触界面が、結晶粒子で囲まれた窪み部２０を有しているので、セラミック素体１自体の強度が低下することもなく、クラックやワレ等の構造欠陥が発生する回避することが可能となる。さらに、窪み部２０を構成する球状凹凸部４は、圧電セラミック素体１の主面を単に不規則に粗面化した場合とは異なり、規則的な形状に形成されることから、ソリやうねりの発生や抗折強度の低下に対してより高い抑制効果が得られる。そして、これにより所望の機械的強度を確保することができ、高信頼性を有する圧電部品を得ることが可能となる。
【００２８】
尚、上記第１の実施の形態では、圧電セラミック素体１と電極２ａの接触界面を図示しているが、圧電セラミック素体１と電極２ｂの接触界面も同様であり、主面３ｂ上で電極２ｂと接する接触界面は、結晶粒子によって囲まれた窪み部２０を有している。
【００２９】
ここで、窪み部２０の平均深さＴは、特に限定されるものではないが、十分な密着性を確保しつつ、良好な機械的特性を確保する観点からは１〜１０μｍであるのが好ましい。
【００３０】
すなわち、圧電セラミック素体１と電極２ａ、２ｂとの接触界面が十分なアンカー効果を発揮して密着性を確保するためには、窪み部２０の平均深さＴは少なくとも１μｍ以上が好ましい。
【００３１】
一方、窪み部２０の平均深さＴが１０μｍを超えた場合は、抗折強度等の機械的特性が、接触界面を粗面化した場合に比べると良好ではあるものの、前記平均深さＴが１０μｍ以下の場合に比べると劣化するおそれがある。
【００３２】
また、圧電セラミック素体１は、電極２ａ、２ｂの接触界面の全領域が窪み部２０を形成する必要はなく、接触界面の少なくとも一部が窪み部２０を形成していればよい。
【００３３】
ただし、窪み部２０の接触界面における占有率が、面積比率で６５％未満になると、窪み部２０の占有率が少なくなることから、密着性の低下を招くおそれがある。
【００３４】
そして、上記第１の実施の形態に係る圧電部品は、以下のようにして製造することができる。
【００３５】
まず、Ｐｂ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等のセラミック素原料を用意し、所定量秤量する。そして、これら秤量物をＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）等の粉砕媒体及び水と共にボールミルに投入して混合し、湿式粉砕を行い、その後、脱水・乾燥処理を行い、次いで所定温度（例えば、８００〜１０００℃程度）で仮焼処理を行って仮焼物を得る。
【００３６】
次に、この仮焼物に有機バインダ、分散剤、水、及び粉砕媒体をボールミルに投入して混合し、再度湿式粉砕し、セラミックスラリーを作製し、その後、ドクターブレード法等の成形加工法を使用し、所定膜厚のセラミックグリーンシートを作製する。
【００３７】
次いで、成形用金型（成形用型）を用意する。
【００３８】
図３は、成形用金型の一例を示す要部断面図であって、この成形用金型は、下面８ａが半球凸状のプレス面形状を有する上金型７ａと上面８ｂが半球凸状のプレス面形状を有する下金型７ｂとを備えている。
【００３９】
そして、焼成後に所定厚みとなるように所定枚数のセラミックグリーンシートを積層して積層セラミックグリーンシート１０を形成し、図４に示すように、下金型７ｂの上面８ｂと上金型７ａの下面８ａとの間に形成された空隙９に前記積層セラミックグリーンシート１０を挟み込み、積層セラミックグリーンシート１０を矢印Ｂ方向から所定圧力で加圧する。そしてこれにより上金型７ａ及び下金型７ｂの各プレス面形状が積層セラミックグリーンシート１０の主面に転写され、主面が凹凸形状に形成されたセラミック成形体が作製される。
【００４０】
次いで、セラミック成形体を成形用金型から離脱させた後、４００〜６００℃程度の温度で、脱バインダ処理を施し、その後、密閉された匣（さや）に収容し、所定の焼成プロファイルで焼成処理を行う。そしてこれにより結晶粒子で囲まれた窪み部２０を有する圧電セラミック素体１が作製される。
【００４１】
その後、スパッタリング法や真空蒸着法等の薄膜形成法やめっき法、電極ペーストの焼付け処理等の任意の方法で圧電セラミック素体１の両主面３ａ、３ｂ上に電極２ａ、２ｂを形成する。
【００４２】
そしてこの後、所定温度に加熱されたシリコーンオイル中で所定電界を印加して分極処理を行い、これにより圧電部品が製造される。
【００４３】
このように上記圧電部品では、圧電セラミック素体１は、主面３上で電極２ａ、２ｂと接する接触界面が、結晶粒子で囲まれた立体的な球形凹凸状の窪み部２０を有しているので、接触界面は強固なアンカー効果を呈することから、圧電セラミック素体１と電極２ａ、２ｂとの密着性が良好となり、さらには圧電セラミック素体１自体の強度が低下することもないことから、クラックやワレ等の構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【００４４】
図６は、本発明に係るセラミック電子部品の第２の実施の形態を示す圧電部品を模式的に示す断面図である。
【００４５】
この圧電部品は、圧電セラミック素体１１にＡｇやＡｇ−Ｐｄ等からなる内部電極１２が埋設されると共に、該圧電セラミック素体１１の主面には外部電極１３、１４が形成されている。そして、セラミック素体１１が、主面と外部電極１４との接触界面の少なくとも一部が、第１の実施の形態と同様、結晶粒子に囲まれた立体的な球形凹凸状の窪み部を有している。
【００４６】
すなわち、この圧電セラミック素体１１は、２個の圧電セラミック１１ａ、１１ｂを有しており、その主面１６ａ、１６ｂは、前記窪み部又は前記突部が形成されている。そして、内部電極１２は、圧電セラミック素体１１ｂの過半分の主面を覆いかつ一端が表面露出するように形成されると共に、該内部電極１２及び圧電セラミック素体１１ｂ上に圧電セラミック素体１１ａが積層され、一体化されている。そして、一方の外部電極１３は、内部電極１２と電気的に接続されるように圧電セラミック素体１１の一方の側面部１５に形成されている。また、他方の外部電極１４は、一部が前記内部電極１２と対向状となるように圧電セラミック素体１１ａ、１１ｂの各主面１６ａ、１６ｂ上に形成されると共に、他方の側面部１７を介して電気的に接続されるように形成されている。
【００４７】
この圧電部品は矢印Ｑ方向に分極されており、外部電極１３、１４間に電圧を印加することにより、内部電極１２と外部電極１４との間に電界が発生し、屈曲モードで振動する。
【００４８】
この圧電部品は、以下のようにして製造される。
【００４９】
まず、上記第１の実施の形態と同様の方法・手順でセラミックグリーンシートを作製する。
【００５０】
次いで、内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートの一部に塗布して導電層を形成した後、該セラミックグリーンシートの上面に導電層の形成されていないセラミックグリーンシートを積層し、積層セラミックグリーンシートを作製する。
【００５１】
次に、第１の実施の形態と同様、上面が半球凸状のプレス面形状を有する下金型と下面が半球凸状のプレス面形状を有する上金型とを使用し、前記積層セラミックグリーンシートを下金型と上金型との間に挟持し、所定圧力で加圧し、これにより主面が球形凹凸状に形成されたセラミック成形体を作製する。そして、このセラミック成形体を焼成し、これにより主面に窪み部又は突部が形成されたセラミック焼結体を作製する。
【００５２】
次に、このセラミック焼結体の両主面にＡｇ等をターゲットにスパッタリング処理を施し、分極処理用電極を形成する。次いで、１５０℃の絶縁オイル中で両主面間に所定電圧の直流電圧を印加して分極処理を施し、その後分極処理用電極をエッチング除去し、これにより内部電極１２が埋設された圧電セラミック素体１１を得る。
【００５３】
そしてその後、内部電極１２が所定位置に配されるように適宜切断し、次いで再びＡｇ等をターゲットにしてスパッタリング処理を施し、圧電セラミック素体１１の外表面に外部電極１３、１４を形成し、これにより圧電部品が製造される。
【００５４】
このように本第２の実施の形態では、圧電セラミック素体１１の主面の少なくとも一部に外部電極（導電部）１４が形成され、かつ、圧電セラミック素体１１は、主面１６ａ、１６ｂ上の外部電極１４と接する接触界面の少なくとも一部が、結晶粒子に囲まれた立体的な球形凹凸状の窪み部を有しているので、第１の実施の形態と同様、圧電セラミック素体１１と外部電極１４との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保でき、高信頼性を有する圧電部品を得ることができる。
【００５５】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記各実施の形態では、半球凸状８ａ、８ｂを有する上金型７ａ及び下金型７ｂを使用してセラミック成形体の主面を半球凹状に形成し、焼成することによりセラミック焼結体の主面が球形凹凸状の窪み部２０となるように形成したが、上金型７ａ及び下金型７ｂのプレス面形状は半球凸状８ａ、８ｂは好ましい一実施の形態であり、プレス面形状は凸状を有していれば、窪み部２０を容易に形成することができる。
【００５６】
また、本発明は、圧電セラミック素体１の主面と電極２ａ、２ｂとの接触界面の少なくとも一部が窪み部２０からなる立体的な球形凹凸状の構造体を有していればよく、斯かる構造体の形成方法も上記実施の形態に限定されるものではない。また、窪み部２０が圧電セラミック素体１の接触界面の主面全域乃至略全域に形成されている場合は、圧電セラミック素体１と電極２ａ、２ｂとの密着性や、機械的強度がより良好なセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【００５７】
また、窪み部２０を平面視した時の大きさが略同一の場合は、圧電セラミック素体１と電極２との密着性や、機械的強度がより良好な圧電部品等のセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【００５８】
また、上記実施の形態では、積層セラミックグリーンシートを上金型と下金型との間に挟み込み、圧着して成形加工しているが、上述したセラミックスラリーを脱水、乾燥した後、上金型と下金型との間に形成された金型枠のキャビティに流し込み、加熱・圧着してプレス成形し、これによりセラミック成形体を形成してもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態では、圧電部品を例示して説明したが、本発明は、セラミック素体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に導電層が形成されたセラミック電子部品であれば、広く適用することができ、上述した圧電部品の他、各種の積層型セラミック電子部品や、セラミック基板、セラミック多層基板等に広範に応用可能である。
【００６０】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００６１】
（試料の作製）
〔試料番号１〜１７〕
まず、ＰＺＴ系材料：１００重量部、有機バインダー：７．５重量部、水：１５重量部の比率で、これらＰＺＴ材料、有機バインダー、及び水を適量の添加剤と共にＰＺＴ（部分安定化ジルコニア）ボールが内有されたボールミルに投入し、湿式で十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを作製した。
【００６２】
次いで、ドクターブレード法を使用し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上でセラミックスラリーに成形加工を施し、厚みが約３０μｍのセラミックグリーンシートを作製した。
【００６３】
そして、焼成後の圧電セラミック素体の厚みが約１５０μｍとなるように、複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、積層セラミックグリーンシートを得た。
【００６４】
次いで、上面が半球凸状のプレス面を有する下金型と下面が半球凹状のプレス面を有する上金型との間に前記積層セラミックグリーンシートを挟持させ、４８０ＭＰａ（５００ｋｇ／ｃｍ２）の圧力で加圧し、上記プレス面形状を積層セラミックグリーンシートの主面に転写させた。そしてこの後、約２０ｍｍ×３０ｍｍの大きさに切断し、これにより主面が球形凹凸状に形成されたセラミック成形体を得た。
【００６５】
そしてその後、セラミック成形体を焼成し、圧電セラミック素体を得た。
【００６６】
次いで、圧電セラミック素体の両主面にＡｇを蒸着し、外部電極を形成した後、直流電圧を印加して分極処理を行い、これにより試料番号１〜１７の本発明試料を得た。
【００６７】
〔試料番号１８〕
積層セラミックグリーンシートを作製した後、上面及び下面がいずれも平滑なプレス面を有する下金型及び上金型を使用し、積層セラミックグリーンシートに加圧成形を施してセラミック成形体を作製した以外は、試料番号１〜１７と同様の方法・手順で試料番号１８の試料を作製し、この試料番号１８を基準品とした。
【００６８】
〔試料番号１９〕
試料番号１８の製造過程で得られたセラミック成形体の両主面をサンドブラストで粗面化した以外は、試料番号１８と同様の方法・手順で、試料番号１９の試料を作製し、この試料番号１９をサンドブラスト品とした。
【００６９】
（試料の評価）
試料番号１〜１７の各試料１０個について、レーザ顕微鏡で撮像された画像を処理して各試料の窪み部の平均深さＴ、及び圧電セラミック素体と電極との接触界面における窪み部の占有率を求めた。
【００７０】
次いで、試料番号１〜１９の各試料１０個について、クラック、ワレ等の構造欠陥が発生していないか否かを目視で観察した。そして、各試料１０個のうち、１個でも構造欠陥が発生した試料を不良品（×）とし、構造欠陥の発生が皆無の試料を良品（○）と判断し、構造欠陥を評価した。
【００７１】
また、試料番号１〜１９の各試料１０個について、引張試験機を使用して引き剥がし試験を行ない、これにより圧電セラミック素体と電極との密着強度を測定し、密着性を評価した。
【００７２】
また、試料番号１〜１９の各試料１０個について、３点曲げ試験を行って抗折強度を測定し、機械的特性を評価した。
【００７３】
表１は、試料番号１〜１９の各試料における窪み部の平均深さＴ、窪み部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値とその標準偏差σを示している。
【００７４】
【表１】
2014017635.tif 000019
【００７５】
試料番号１８は、圧電セラミック素体と電極との接触界面が平滑であり、結晶粒子からなる窪み部が存在しないため、密着強度が１．０８ＭＰａと低く、密着性に劣ることが分かった。
【００７６】
試料番号１９は、圧電セラミック素体の主面がサンドブラスト処理されており、粗面化されていることから、密着強度は４．０４ＭＰａとなって基準品（試料番号１８）よりも向上している。しかしながらその一方で、圧電セラミック素体自体の機械的強度が上記粗面化によって低下するため、クラックやワレ等の構造欠陥の発生が認められた。また、抗折強度も７８ＭＰａと低く、更にはその標準偏差σも１７と大きくバラツキも大きくなり、信頼性も低下した。
【００７７】
このように結晶粒子からなる窪み部が圧電セラミック素体の主面に存在せず、圧電セラミック素体の主面をサンドブラスト等で単に粗面化しただけでは、構造欠陥が生じ、また、機械的特性の低下を招き、信頼性も低下することが分かった。
【００７８】
これに対し試料番号１〜１７は、圧電セラミック素体の主面が結晶粒子で囲まれた窪み部（構造体）を有しているので、密着強度は２．２７〜３．８２ＭＰａとなり、基準品（試料番号１８）に比べ、密着性が飛躍的に向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で９９〜１０７ＭＰａ、標準偏差σは４〜１０であり、サンドブラスト品（試料番号１９）とは異なり、構造欠陥も生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。
【００７９】
ただし、試料番号１３〜１５は、窪み部の占有率が４８〜６２％であり、６５％未満であるため、密着強度が低下する傾向のあることが分った。
【００８０】
また、試料番号１１、１２は、窪み部の平均深さＴが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、抗折強度が９９ＭＰａと若干低くなり、その標準偏差σは８〜１０とバラツキが若干大きくなる傾向にあることが分った。
【００８１】
このように圧電セラミック素体の主面が結晶粒子で囲まれた窪み部を形成することにより、基準品（試料番号１８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（試料番号１９）のような構造欠陥が生じることもなく、機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、窪み部の平均深さＴは１〜１０μｍ、窪み部の占有率は６５％以上が好ましいことが分った。
【００８２】
図７は、試料番号４の圧電セラミック素体主面のＳＥＭ像を示し、図８は試料番号１８の圧電セラミック素体主面のＳＥＭ像を示している。
【００８３】
図８に示す試料番号１８（基準品）では、積層セラミックグリーンシートの両主面が平面状を維持した状態で加圧され、焼結されるため、焼結面も平面状に形成されている。
【００８４】
これに対し図７に示す試料番号４では、上面が半球凸状に形成された下金型と下面が半球凸状に形成された上金型を使用して積層セラミックグリーンシートの両主面を加圧し、プレス面形状を各主面に転写した後、焼結されることから、結晶粒子は立体的な球形凹凸状の窪み部を形成し、これにより圧電セラミック素体の主面が形成されている。
【００８５】
図９は、試料番号４のＳＥＭ像において、窪み部に相当する箇所を破線で示している。
【００８６】
この図９から明らかなように、本実施例では、窪み部は略円形形状に形成されている。そして、このように接触界面が結晶粒子からなる窪み部を形成することにより、圧電セラミック素体と外部電極との密着性が良好で、かつ所望の良好な機械的強度を確保できるセラミック電子部品を得ることが可能となる。
【実施例２】
【００８７】
実施例１と同様の方法・手順でセラミックグリーンシートを作製した。
【００８８】
次いで、Ａｇ−Ｐｄを主成分とする内部電極用導電性ペーストを用意し、内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートの一部に塗布し、導電膜の形成されたセラミックグリーンシートを作製した。
【００８９】
そして、焼成後の圧電セラミック素体の厚みが約１５０μｍとなるように、導電膜の形成されたセラミックグリーンシートを積層し、導電膜の形成されていないセラミックグリーンシートを最上層に載置し、これにより積層セラミックグリーンシートを得た。
【００９０】
そしてその後は、実施例１と同様の方法・手順でセラミック成形体を作製した後、焼成し、主面に窪み部を有する圧電セラミック素体を得た。
【００９１】
次いで、圧電セラミック素体の両主面及び側面にＡｇを蒸着し、外部電極を形成した後、両主面に直流電圧を印加して分極処理し、これにより試料番号２１〜３９の試料を得た。ここで、試料番号２１〜３７が本発明試料、試料番号３８が基準品試料、試料番号３９がサンドブラスト品試料である。
【００９２】
次いで、試料番号２１〜３９の各試料１０個について、実施例１と同様の方法・手順で、窪み部の平均深さＴ、窪み部の占有率、構造欠陥の発生有無、密着強度、及び抗折強度を測定した。
【００９３】
表２は、試料番号２１〜３９の各試料における窪み部の平均深さＴ、窪み部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値と標準偏差σを示している。
【００９４】
【表２】
2014017635.tif 000020
【００９５】
試料番号３８は、圧電セラミック素体と外部電極との接触界面が平滑であり、結晶粒子からなる窪み部や突部等の構造体が存在しないため、試料番号１８と略同様、密着強度が１．０４ＭＰａと低くなった。
【００９６】
試料番号３９は、圧電セラミック素体の主面がサンドブラスト処理されており、粗面化されているため、試料番号１９と略同様、密着強度は３．９４ＭＰａとなって基準品（試料番号３８）よりも向上した。しかしながらその一方で、圧電セラミック素体自体の機械的強度が上記粗面化によって低下するため、クラックやワレ等の構造欠陥の発生が認められた。また、抗折強度も９１ＭＰａと低下し、更にはその標準偏差σも１６と大きくバラツキも大きくなり、信頼性も低下した。
【００９７】
このように圧電セラミック素体に内部電極を埋設した場合であっても、実施例１と同様、結晶粒子からなる窪み部や突部等の構造体が圧電セラミック素体の主面に存在せず、圧電セラミック素体の主面をサンドブラスト等で単に粗面化しただけでは、構造欠陥が生じ、しかも機械的特性の低下を招き、信頼性も低下することが分かった。
【００９８】
これに対し試料番号２１〜３７は、圧電セラミック素体の少なくとも外部電極と接する主面に結晶粒子からなる窪み部が存在しているので、密着強度は２．０９〜３．７５ＭＰａとなり、基準品（試料番号３８）に比べ、密着性が向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で１１２〜１２２ＭＰａ、標準偏差σは４〜１０であり、サンドブラスト品（試料番号３９）のような構造欠陥が生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。
【００９９】
ただし、試料番号３１、３２は、窪み部の平均深さＴが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、抗折強度が１１２〜１１５ＭＰａと若干低くなり、その標準偏差σは９〜１０とバラツキが若干大きくなる傾向にあることが分った。
【０１００】
また、試料番号３３〜３５は、窪み部の占有率が４８〜６２％であり、６５％未満であるため、密着強度が２．２５〜２．７７ＭＰａとなり、密着性が若干低下することが分った。
【０１０１】
すなわち、圧電セラミック素体に内部電極を埋設させた場合も、圧電セラミック素体の外部電極と接する主面が結晶粒子からなる窪み部を形成することにより、実施例１と同様、基準品（試料番号３８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（試料番号３９）とは異なり、良好な機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、実施例１と同様、窪み部の平均深さＴは１〜１０μｍ、窪み部の占有率は６５％以上が好ましいことが分った。
【参考例】
【０１０２】
図１０は、本発明に関連する参考例としてのセラミック電子部品（圧電部品）を模式的に示す要部断面図であって、本参考例では、圧電セラミック素体３１の主面３１ａに電極３２が形成されると共に、前記セラミック素体３１は、前記主面３１ａが平均高さＨの突部３３（構造体）を有するように形成されている。
【０１０３】
尚、圧電セラミック素体の主面形状（突部）の作製方法は一義的に決定されるものではなく、セラミック材料種や焼成プロファイル等、焼結状態に寄与する因子により主面形状は調整できる。
【０１０４】
このように形成された突部３３は、本発明の第１の実施の形態で詳述した窪み部２０（図２参照）と同様の作用を奏し、接触界面は強固なアンカー効果を呈することから、セラミック素体３１と電極３２との密着性が良好となる。しかも、この場合も、第１の実施の形態と同様、セラミック素体３１自体の強度が低下することもなく、クラックやワレ等の構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を確保できる高信頼性を有するセラミック電子部品を得ることが可能となり、本発明の課題を解決することができる。
【０１０５】
ここで、突部３３の平均高さＨは、特に限定されるものではないが、十分な密着性を確保しつつ、バラツキのない良好な機械的特性を確保する観点からは０．５〜１０μｍであるのが好ましい。
【０１０６】
すなわち、圧電セラミック素体３１と電極３２との接触界面が十分なアンカー効果を発揮して密着性を確保するためには、突部３３の平均高さＨは少なくとも０．５μｍ以上が好ましい。
【０１０７】
一方、突部３３の平均高さＨが１０μｍを超えた場合は、より良好なアンカー効果を発揮することから密着性は更に良好になるが、機械的特性にバラツキが生じやすくなる。したがって、突部３３の平均高さＨは１０μｍ以下が好ましい。
【０１０８】
また、圧電セラミック素体３１は、第１の実施の形態と同様、電極３２の接触界面の全領域が突部３３を形成する必要はなく、接触界面の少なくとも一部が突部３３を形成していればよい。
【０１０９】
ただし、突部３３の接触界面における占有率が、面積比率で２０％未満になると、突部３３の占有率が少なくなることから、密着性の低下を招くおそれがある。  
【０１１０】
尚、上記参考例の圧電部品も、第１の実施の形態と同様の方法・手順により製造することができる。
次に、上記参考例について具体的に説明する。
【０１１１】
[参考例１]
実施例１と同様の方法・手順で試料番号４１〜５７の試料を作製した。
【０１１２】
次いで、試料番号４１〜５７の各試料１０個について、レーザ顕微鏡で撮像された画像を処理して各試料の突部の平均高さＨ、及び圧電セラミック素体と電極との接触界面における突部の占有率を求めた。
【０１１３】
また、試料番号４１〜５７の各試料１０個について、実施例１と同様の方法・手順で、構造欠陥の発生有無、密着強度、及び抗折強度を測定した。
【０１１４】
表３は、試料番号４１〜５７の各試料における突部の平均高さＨ、突部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値と標準偏差σを示している。
【０１１５】
【表３】
2014017635.tif 000021
【０１１６】
この表３から明らかなように試料番号４１〜５７は、圧電セラミック素体の主面が結晶粒子からなる突部を有しているので、密着強度は２．１９〜３．６９ＭＰａとなり、基準品（表１、試料番号１８）に比べ、密着性が飛躍的に向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で１０２〜１０７ＭＰａ、標準偏差σは３〜１０であり、サンドブラスト品（表１、試料番号１９）のような構造欠陥が生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。
【０１１７】
ただし、試料番号５１、５２は、突部の平均高さＨが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、標準偏差σが９〜１０となって、バラツキが若干大きくなる傾向にあることが分った。
【０１１８】
また、試料番号５３〜５５は、突部の占有率が５〜１６％であり、２０％未満であるため、密着強度が低下する傾向のあることが分った。
【０１１９】
このように圧電セラミック素体の主面が結晶粒子からなる突部を有することにより、基準品（表１、試料番号１８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（表１、試料番号１９）とは異なり、構造欠陥が生じることもなく機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、突部の平均高さＨは０．５〜１０μｍ、突部の占有率は２０％以上が好ましいことが分った。
【０１２０】
図１２は、試料番号４４の圧電セラミック素体主面のＳＥＭ像であり、黒色の矢印が突部を示し、白色の矢印が平坦な粒界部分を示している。
【０１２１】
[参考例２]
実施例２と同様の方法・手順で、試料番号６１〜７７の試料を作製した。
【０１２２】
次に、試料番号６１〜７７の各試料１０個について、実施例３と同様の方法・手順で、突部の平均高さＨ、突部の占有率、構造欠陥の発生有無、密着強度、及び抗折強度を測定した。
【０１２３】
表４は、試料番号６１〜７７の各試料における突部の平均高さＨ、突部の占有率（平均値）、構造欠陥の有無、密着強度（平均値）、及び抗折強度の平均値と標準偏差σを示している。
【０１２４】
【表４】
2014017635.tif 000022
【０１２５】
この表４から明らかなように試料番号６１〜７７は、圧電セラミック素体の少なくとも外部電極と接する主面が結晶粒子からなる突部を有しているので、密着強度は２．０８〜３．７１ＭＰａとなり、基準品（表２、試料番号３８）に比べ、密着性が向上することが分った。また、抗折強度は、平均値で１１７〜１２２ＭＰａ、標準偏差σは３〜９であり、サンドブラスト品（表２、試料番号３９）のような構造欠陥が生じることもなく、良好な機械的特性を確保でき、信頼性の良好なセラミック電子部品の得られることが分かった。
【０１２６】
ただし、試料番号７１、７２は、突部の平均高さＨが１５〜２０μｍであり、１０μｍを超えているため、標準偏差σが９となって若干バラツキが大きくなることが分った。
【０１２７】
また、試料番号７３〜７５は、突部の占有率が５〜１５％であり、２０％未満であるため、密着強度が２．０６〜２．４７ＭＰａとなり、密着性が若干低下することが分った。
【０１２８】
すなわち、圧電セラミック素体に内部電極を埋設させた場合も、圧電セラミック素体の外部電極と接する主面が結晶粒子からなる突部を有するように形成することにより、実施例２と同様、基準品（表２、試料番号３８）に比べ密着性が飛躍的に向上し、サンドブラスト品（表２、試料番号３９）とは異なり、良好な機械的特性を確保でき、信頼性も許容範囲内に抑制することができる。そして、密着性や機械的特性をより良好なものとし、かつ製品間のバラツキを抑制してより良好な信頼性を確保するためには、実施例３と同様、突部の平均高さＨは０．５〜１０μｍ、突部の占有率は２０％以上が好ましいことが分った。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
圧電セラミック素体と導電部との密着性が良好で構造欠陥が生じるのを回避でき、かつ所望の良好な機械的特性を得ることができ、高信頼性を確保できる。
【符号の説明】
【０１３０】
１  圧電セラミック素体（セラミック素体）
２ａ、２ｂ  電極（導電部）
３ａ  主面
４  球状凹凸部
７ａ  上金型（成形用型）
７ｂ  下金型（成形用型）
１１  圧電セラミック素体
１２  内部電極
１４  外部電極（導電部）
１６ａ、１６ｂ  主面
２０  窪み部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2014017635.tif 000023
【図２】
2014017635.tif 000024
【図３】
2014017635.tif 000025
【図４】
2014017635.tif 000026
【図５】
2014017635.tif 000027
【図６】
2014017635.tif 000028
【図１０】
2014017635.tif 000029
【図１１】
2014017635.tif 000030
【図７】
2014017635.tif 000031
【図８】
2014017635.tif 000032
【図９】
2014017635.tif 000033
【図１２】
2014017635.tif 000034
【国際調査報告】
2014017635.tif 000035
2014017635.tif 000036
2014017635.tif 000037
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