(57)【要約】【課題】素体と樹脂との接着強度が向上した圧電素子を提供する。【解決手段】互いに対向する一対の主面３ａ，３ｂと、一対の主面３ａ，３ｂを連結するように一対の主面３ａ，３ｂの対向方向に延びる側面３ｃと、を有すると共に、圧電セラミックス材料からなる素体３と、一対の主面３ａ，３ｂにそれぞれ当接する一対の電極５，７と、側面３ｃを覆うと共に、一対の電極５，７に接するように側面３ｃに当接された樹脂９と、を備えており、樹脂９は、エポキシ樹脂とチオール基を含む化合物とを含有する圧電素子１。【選択図】図２
2015015343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の主面と、前記一対の主面を連結するように前記一対の主面の対向方向に延びる側面と、を有すると共に、圧電セラミックス材料からなる素体と、
前記一対の主面にそれぞれ当接する一対の電極と、
前記側面を覆うと共に、前記一対の電極に接するように前記側面に当接された樹脂と、を備えており、
前記樹脂は、エポキシ樹脂とチオール基を含む化合物とを含有することを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
互いに対向する一対の主面及び前記一対の主面を連結するように前記一対の主面の対向方向に延びる端面を有すると共に、前記一対の主面にそれぞれ当接する一対の電極が形成された圧電素子基板を準備する準備工程と、
前記圧電素子基板の一方の主面側に粘着性を有するテープを貼り付ける貼付工程と、
前記圧電素子基板の他方の主面側から前記圧電素子基板を切断する基板切断工程と、
前記一対の電極に接するように、前記基板切断工程による切溝に樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記切溝に前記樹脂が充填された前記圧電素子基板に加熱処理を施すことで、前記樹脂を硬化する硬化処理工程と、
前記他方の主面側から硬化した前記樹脂を切断する樹脂切断工程と、
前記テープを前記圧電素子基板から剥離する剥離工程と、を備える圧電素子の製造方法であって、
前記樹脂として、エポキシ樹脂と、硬化剤としての、チオール基を含む化合物と、を含有する樹脂を用いることを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂硬化処理工程は、
前記圧電素子基板に第１加熱処理を施すことにより前記樹脂をゲル化する工程と、
前記第１加熱処理後に、前記圧電素子基板に、前記第１加熱処理よりも高温の第２加熱処理を施すことにより、ゲル化した前記樹脂を硬化する工程と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂充填工程では、前記圧電素子基板の前記端面の少なくとも一面に前記樹脂を付着させ、毛管現象により前記切溝に前記樹脂を充填することを特徴とする請求項２または３に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項５】
互いに対向する一対の主面及び前記一対の主面を連結するように前記一対の主面の対向方向に延びる端面を有すると共に、前記一対の主面にそれぞれ当接する一対の電極が形成された圧電素子基板を準備する準備工程と、
前記圧電素子基板の一方の主面側に粘着性を有するテープを貼り付ける貼付工程と、
前記圧電素子基板の他方の主面側から、第１の方向にて前記圧電素子基板を切断する第１基板切断工程と、
前記第１切断工程による第１切溝が形成された前記端面の少なくとも一方側に前記樹脂を付着させ、毛管現象により前記第１切溝に前記樹脂を、前記一対の電極に接するように充填する第１樹脂充填工程と、
前記第１切溝に前記樹脂が充填された前記圧電素子基板に加熱処理を施すことで、前記樹脂を硬化する第１硬化処理工程と、
前記他方の主面側から、前記第１の方向と交差する第２の方向にて前記圧電素子基板及び硬化した前記樹脂を切断する第２基板切断工程と、
前記第２基板切断工程による第２切溝が形成された前記端面の少なくとも一方側に前記樹脂を付着させ、毛管現象により前記第２切溝に前記樹脂を、前記一対の電極に接するように充填する第２樹脂充填工程と、
前記第２切溝に前記樹脂が充填された前記圧電素子基板に加熱処理を施すことで、前記樹脂を硬化する第２硬化処理工程と、
前記他方の主面側から、前記第１切溝及び前記第２切溝内の硬化した前記樹脂を切断する樹脂切断工程と、
前記テープを前記圧電素子基板から剥離する剥離工程と、を備える圧電素子の製造方法であって、
前記樹脂として、エポキシ樹脂と、硬化剤としての、チオール基を含む化合物と、を含有する樹脂を用いることを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１樹脂硬化処理工程及び前記第２樹脂硬化処理工程の少なくとも一つは、
前記圧電素子基板に第１加熱処理を施すことにより前記樹脂をゲル化する工程と、
前記第１加熱処理後に、前記圧電素子基板に、前記第１加熱処理よりも高温の第２加熱処理を施すことにより、ゲル化した前記樹脂を硬化する工程と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子及び圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子として、互いに対向する一対の主面と、一対の主面を連結するように一対の主面の対向方向に延びる側面と、を有すると共に、圧電セラミックス材料からなる素体と、一対の主面上にそれぞれ配置された一対の電極と、を備えているものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／００２０５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１には、ＰＺＴ[Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３]基板に切溝を形成し、この切溝に樹脂を充填する技術が開示されている。そして、硬化した樹脂を分断することによって、個品化されたセラミックス素子が得られる。セラミックス素子の素体の側面は、樹脂で覆われており、素体の側面から結晶粒の脱落を防ぐことができる。
【０００５】
素体と樹脂とは異材質である。このため、素体と樹脂との界面での剥離が発生するおそれがある。素体と樹脂との界面で剥離が発生することにより、素体の側面から結晶粒の脱落を防ぐことができなくなると共に、樹脂自体が脱落するおそれがある。従って、素体に対して接着強度の高い樹脂が求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、素体と樹脂との接着強度が向上した圧電素子及び圧電素子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】
【０００７】
本発明に係る圧電素子は、互いに対向する一対の主面と、一対の主面を連結するように一対の主面の対向方向に延びる側面と、を有すると共に、圧電セラミックス材料からなる素体と、一対の主面にそれぞれ当接する一対の電極と、側面を覆うと共に、一対の電極に接するように側面に当接された樹脂と、を備えており、樹脂は、エポキシ樹脂とチオール基を含む化合物とを含有する。
【０００８】
本発明に係る圧電素子では、素体の側面が樹脂で覆われている。このため、素体の側面から結晶粒が脱落するのを防ぐことができる。樹脂は、一対の電極と接している。このため、電極が素体から剥離するのを抑制することができる。樹脂は、エポキシ樹脂とチオール基を含む化合物とを含有している。チオール基を含む化合物をエポキシ樹脂に対する硬化剤として機能させることにより、樹脂と素体との接着強度が向上した圧電素子を提供することができる。
【０００９】
本発明に係る圧電素子の製造方法は、互いに対向する一対の主面及び一対の主面を連結するように一対の主面の対向方向に延びる端面を有すると共に、一対の主面にそれぞれ当接する一対の電極が形成された圧電素子基板を準備する準備工程と、圧電素子基板の一方の主面側に粘着性を有するテープを貼り付ける貼付工程と、圧電素子基板の他方の主面側から圧電素子基板を切断する基板切断工程と、一対の電極に接するように、基板切断工程による切溝に樹脂を充填する樹脂充填工程と、切溝に樹脂が充填された圧電素子基板に加熱処理を施すことで、樹脂を硬化する硬化処理工程と、他方の主面側から硬化樹脂を切断する樹脂切断工程と、テープを圧電素子基板から剥離する剥離工程と、を備えており、樹脂は、エポキシ樹脂と、硬化剤としての、チオール基を含む化合物と、を含有する樹脂を用いる。
【００１０】
本発明に係る圧電素子の製造方法では、基板切断工程にて圧電素子基板に切溝を形成し、樹脂充填工程にて樹脂を各電極に接すると共に切溝に充填し、樹脂切断工程にて樹脂を切断している。これにより、圧電素子基板の切断面全体が樹脂により覆われることとなる。このため、圧電素子基板の切断面から結晶粒が脱落するのを防ぐことができる。樹脂は、一対の電極と接することとなるため、電極が圧電素子基板から剥離するのを防ぐことができる。樹脂は、エポキシ樹脂とチオール基を含む化合物とを含有している。チオール基を含む化合物をエポキシ樹脂に対する硬化剤として機能させることにより、樹脂と圧電素子基板との接着強度が向上する。
【００１１】
また、本発明では、樹脂硬化処理工程は、圧電素子基板に第１加熱処理を施すことにより樹脂をゲル化する工程と、第１加熱処理後に、圧電素子基板に第１加熱処理よりも高温の第２加熱処理を施すことにより、ゲル化した樹脂を硬化する工程と、を備えてもよい。樹脂は、硬化処理を行う温度まで昇温する際にその粘度が低下することによって表面張力が減少し、圧電素子基板の電極表面を被膜するおそれがある。従って、硬化処理を行う温度よりも低温で第１加熱処理を施し、樹脂をゲル化させることで昇温による粘度の低下を防ぐ処理を予め行う。これにより、樹脂の流動を抑制し、樹脂が圧電素子基板の電極表面を被膜することを抑制することができる。
【００１２】
本発明では、樹脂充填工程では、圧電素子基板の端面の少なくとも一面に樹脂を付着させ、毛管現象により切溝に樹脂を充填してもよい。毛管現象により切溝に樹脂を充填することによって、切溝の溝幅が小さい場合でも、切溝に対して隙間なく樹脂を充填することができる。
【００１３】
本発明に係る圧電素子の製造方法では、互いに対向する一対の主面及び一対の主面を連結するように一対の主面の対向方向に延びる端面を有すると共に、一対の主面にそれぞれ当接する一対の電極が形成された圧電素子基板を準備する準備工程と、圧電素子基板の一方の主面側に粘着性を有するテープを貼り付ける貼付工程と、圧電素子基板の他方の主面側から、第１の方向にて圧電素子基板を切断する第１基板切断工程と、第１切断工程による第１切溝が形成された端面の少なくとも一方側に樹脂を付着させ、毛管現象により第１切溝に樹脂を、一対の電極に接するように充填する第１樹脂充填工程と、第１切溝に樹脂が充填された圧電素子基板に加熱処理を施すことで、樹脂を硬化する第１硬化処理工程と、他方の主面側から、第１の方向と交差する第２の方向にて圧電素子基板及び硬化した樹脂を切断する第２基板切断工程と、第２基板切断工程による第２切溝が形成された端面の少なくとも一方側に樹脂を付着させ、毛管現象により第２切溝に樹脂を、一対の電極に接するように充填する第２樹脂充填工程と、第２切溝に樹脂が充填された圧電素子基板に加熱処理を施すことで、樹脂を硬化する第２硬化処理工程と、他方の主面側から、第１切溝及び第２切溝内の硬化した樹脂を切断する樹脂切断工程と、テープを圧電素子基板から剥離する剥離工程と、を備えており、樹脂として、エポキシ樹脂と、硬化剤としての、チオール基を含む化合物と、を含有する樹脂を用いる。
【００１４】
本発明に係る圧電素子の製造方法では、圧電素子基板に第１の方向にて第１切溝を形成し樹脂を充填した後に、第１の方向と交差する第２の方向にて第２切溝を形成している。圧電素子基板に複数の方向に沿った切溝（例えば格子状の切溝）を形成した後に、毛管現象による樹脂の充填を切溝に行うとき、切溝同士の交点で樹脂の侵入が滞るおそれがある。従って、第１切溝を設け、これに毛管現象による樹脂の充填を行い硬化する。その後に第１切溝と交差する第２切溝を設け、第２切溝に毛管現象による樹脂の充填を行う。これにより、各切溝に対して樹脂が隙間なく充填され、圧電素子基板の切断面全体が樹脂により覆われることとなる。このため、圧電素子基板の切断面から結晶粒が脱落するのを防ぐことができる。樹脂は、一対の電極と接することとなるため、電極が圧電素子基板から剥離するのを防ぐことができる。樹脂は、エポキシ樹脂とチオール基を含む化合物とを含有している。チオール基を含む化合物をエポキシ樹脂に対する硬化剤として機能させることにより、樹脂と圧電素子基板との接着強度が向上する。
【００１５】
本発明では、第１樹脂硬化処理工程及び第２樹脂硬化処理工程の少なくとも一つは、圧電素子基板に第１加熱処理を施すことにより樹脂をゲル化する工程と、第１加熱処理後に、圧電素子基板に、第１加熱処理よりも高温の第２加熱処理を施すことにより、ゲル化した樹脂を硬化する工程と、を備えてもよい。樹脂は、硬化処理を行う温度まで昇温する際にその粘度が低下することによって表面張力が低下し、圧電素子基板の電極表面を被膜するおそれがある。従って、硬化処理を行う温度よりも低温で加熱処理を施し、樹脂をゲル化させることで昇温による粘度の低下を防ぐ処理を予め行う。これにより、樹脂の流動を抑制し、樹脂が圧電素子基板の電極表面を被膜することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、素体と樹脂との接着強度が向上した圧電素子及び圧電素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る圧電素子を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を示すフロー図である。
【図４】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を説明するための模式図である。
【図５】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。
【図７】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造方法を示すフロー図である。
【図８】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造方法を説明するための斜視図である。
【図９】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。
【図１０】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造方法を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の実施例及び比較例に係る素体と樹脂の接合強度を示すデータである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１９】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る圧電素子１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る圧電素子を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。
【００２０】
圧電素子１は、図１に示されるように、素体３と、一対の第一電極５及び第二電極７と、樹脂９と、を備えている。圧電素子１は、例えば、磁気ディスクを備えたディスク装置などに適用される。すなわち、デュアル・アクチュエータ方式のディスク装置において、ボイスコイルモータ以外の第二のアクチュエータとして、圧電素子１が用いられる。
【００２１】
素体３は、互いに対向する一対の第一主面３ａ及び第二主面３ｂと、第一主面３ａと第二主面３ｂとを連結するように第一主面３ａと第二主面３ｂとの対向方向（以下、単に「対向方向」と称する場合もある）に延びる側面３ｃと、を有している。本実施形態では、素体３は、直方体形状を呈していることから、すなわち、平面形状が矩形を呈していることから、４つの側面３ｃを有している。素体３は、圧電セラミックス材料からなる。圧電セラミックス材料としては、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などが挙げられる。
【００２２】
第一電極５は、第一主面３ａ上に当接して配置されており、第一主面３ａ全体を覆っている。第二電極７は、第二主面３ｂ上に当接して配置されており、第二主面３ｂ全体を覆っている。側面３ｃは、電極で覆われていない。第一電極５及び第二電極７は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗなどの金属材料又はこれらの合金が用いられる。第一電極５及び第二電極７は、たとえば、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法、導電ペースト印刷法などにより形成することができる。
【００２３】
樹脂９は、側面３ｃ全体を覆っている。樹脂９は、第一電極５と第二電極７とに、それぞれ接するように側面３ｃに配置されている。樹脂９は、主成分としてエポキシ樹脂が用いられ、硬化剤として機能する、アミン化合物やチオール基を含む化合物を含有する。
【００２４】
本実施形態におけるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡエポキシ樹脂又はビスフェノールＦエポキシ樹脂などが用いられる。本実施形態におけるチオール基を含む化合物は、分子中にチオール基（―ＳＨ）を少なくとも２個以上有するものであればよく、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス（３メチルメルカプトブチレート）、１，３，５−トリス（メルカプトブチルオキシエテル）−１，３，５トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、又はトリメチロールプロパントリス（３−メチルメルカプトプロピオネート）などを用いることが好ましい。本実施形態におけるアミン化合物としては、一級アミン、二級アミン、三級アミン、又はイミダゾールなどが用いられる。
【００２５】
本実施形態においては、チオール基を含む化合物は、エポキシ樹脂を硬化温度よりも低温でゲル化するために用いられる。同様に、本実施形態においては、アミン化合物は、エポキシ樹脂とチオール基を含む化合物との硬化反応を促進するために用いられる。
【００２６】
樹脂９において、縁９ａは第一電極５と対向方向にて同一平面上にあり、縁９ｂは、第二電極７よりも対向方向にて外側に突出している。すなわち、樹脂９の縁９ｂは、対向方向で、第二電極７から離れるように突出している。樹脂９の縁９ａは、第一電極５の表面と同一平面上に位置している。ここで、「同一平面上に位置する」とは、完全に同一平面上に位置することに限らず、製造誤差程度の多少のずれを包含することとする。
【００２７】
次に、図３〜図５を参照して、本実施形態に係る圧電素子１の製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る圧電素子の製造方法を示すフロー図である。図４の（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態に係る圧電素子の製造方法を説明するための模式図である。図５の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る圧電素子の製造方法を説明するための斜視図である。
【００２８】
まず、圧電素子基板１１が準備される（準備工程：Ｓ１０１）。圧電素子基板１１は、圧電セラミックス材料からなる基板部分１３と、第一電極１５及び第二電極１７と、を備えている（図４の（ａ）を参照）。すなわち、圧電素子基板１１は、個片化された状態の複数の圧電素子１（ただし、樹脂９を除く）が繋がった状態であり、板状を呈している。基板部分１３は、シート工法または焼結体から切り出すなどによって、例えば０．０５〜３ｍｍの厚みの基板を用いることができる。
【００２９】
基板部分１３は、互いに対向する一対の第一主面１３ａ及び第二主面１３ｂと、第一主面１３ａ及び第二主面１３ｂを連結するように第一主面１３ａと第二主面１３ｂとの対向方向に延びる端面１３ｃ（図５の（ａ）を参照）と、を有している。第一主面１３ａには第一電極１５が形成され、第二主面１３ｂには第二電極１７が形成されている。圧電素子基板１１が個片化されることにより、第一電極１５は上記第一電極５となり、第二電極１７は上記第二電極７となる。第一電極１５及び第二電極１７は、上述の金属材料又は合金からなり、スパッタリング法又は蒸着法などにより形成される。その後、基板部分１３の分極処理がなされる。
【００３０】
次に、紫外線硬化型ダイシングテープからなるテープ２１が準備される（テープ準備工程：Ｓ１０３）。テープ２１は、表面に紫外線で硬化する粘着層２１ａを含んでおり、粘着性を有している。工程中にテープ２１の寸法が変化するのを抑制するために、ポーラスチャックなどでテープ２１を固定してもよい。ポーラスチャックの材質は特に限定されないが、熱膨張率の低いセラミックスやカーボンが好ましい。
【００３１】
次に、圧電素子基板１１の第二電極１７にテープ２１が貼り付けられる（貼付工程：Ｓ１０５）。貼付工程Ｓ１０５では、第二電極１７にテープ２１の粘着層２１ａが貼り付けられる（図４の（ｂ）を参照）。
【００３２】
次に、圧電素子基板１１が切断される（基板切断工程：Ｓ１０７）。基板切断工程Ｓ１０７では、圧電素子基板１１を、ブレードＷ１によって第一電極１５側からダイシングし、圧電素子基板１１に格子状の切溝ＣＨ１を形成する（図４の（ｃ）及び図５の（ａ）を参照）。このとき、圧電素子基板１１は切断されるとともに、テープ２１はハーフカットされ、粘着層２１ａ側からテープ２１の一部が除去される。ブレードＷ１の厚み（すなわち切溝ＣＨ１の幅）は、たとえば、１〜２００μｍ程度に設定される。テープ２１のハーフカットの深さは、特に限定されないが、切溝ＣＨ１の部分において粘着層２１ａの一部が残る深さであってもよい。
【００３３】
基板部分１３の切断面は、上記側面３ｃとなる。第一電極１５の切断面は第一電極５の側面となり、第二電極１７の切断面は第二電極７の側面となる。第一電極１５及び第二電極１７も基板部分１３と共に切断されるため、各電極１５，１７の切断面（各電極５，７の側面）の位置と基板部分１３の切断面（側面３ｃ）の位置とが揃えられることとなる。
【００３４】
次に、樹脂１９が切溝ＣＨ１に充填される（樹脂充填工程：Ｓ１０９）。樹脂１９の充填方法としては、基板部分１３の端面１３ｃの少なくとも一面に樹脂１９を付着させ、毛管現象により樹脂１９が充填される（図４の（ｄ）及び図５の（ｂ）を参照）。これにより、切溝ＣＨ１全域における第一電極１５及び第二電極１７の切断面と、基板部分１３の切断面とが樹脂１９によって覆われる。樹脂１９の充填方法は、毛管現象を用いることに限定されず、たとえば、印刷法、ディップ法、或いはディスペンサによる塗布法、又はスピンコート法などを採用してもよい。
【００３５】
樹脂充填工程Ｓ１０９では、切溝ＣＨ１に充填された樹脂１９は、テープ２１に接触する。これにより、樹脂１９は、第二電極１７よりも第一主面１３ａと第二主面１３ｂとの対向方向で外側に突出するように充填される。樹脂充填工程Ｓ１０９では、樹脂１９は、第一電極１５の表面における切断面寄りの領域を第一電極１５の縁に沿うように充填される。これにより、樹脂１９の第一電極１５側における表面は、第一電極１５の表面と略同一平面上に位置するように充填される。樹脂１９内の気泡をなくすために、減圧化で樹脂１９の充填処理を行ってもよい。
【００３６】
次に、切溝ＣＨ１に充填された樹脂１９が硬化される（樹脂硬化工程：Ｓ１１１）。樹脂１９の硬化方法としては、樹脂に加熱処理を施すことが挙げられる。しかしながら、加熱処理の際、樹脂１９が硬化する温度に上昇するまでに粘度が低下することで樹脂１９の表面張力が低下し、樹脂１９が第一電極１５の表面を被膜するおそれがある。
【００３７】
これは、本実施形態における圧電素子基板１１の表面は、自然面を有しているからである。具体的には、本実施形態における圧電素子基板１１の表面に対して研磨加工などは行われていないため、圧電素子基板１１の表面には、凹凸が存在する。圧電素子基板１１の表面に成膜される第一電極１５の電極端には、この凹凸に沿った谷が形成される。この谷を起点として、粘度が低下した樹脂１９が第一電極１５の表面に浸み出していき、第一電極１５の表面を樹脂１９が覆ってしまうおそれがある。
【００３８】
従って、樹脂１９を、上述のように主成分としてエポキシ樹脂とし、硬化剤として機能する、アミン化合物及びチオール基を含む化合物を含有させ、硬化処理を行う温度よりも低温で加熱処理を施す。このとき、樹脂１９にチオール基を含む化合物が含有されているため、樹脂１９の硬化温度よりも低温にて、樹脂１９のゲル化が発生する。これにより、樹脂１９の流動を抑制し、樹脂１９が第一電極１５の表面を被膜することを抑制することができる。第一電極１５を露出するための研磨工程を行う必要がないため、工程の簡略化及びコストダウンを図ることができる。加熱処理中に樹脂１９内の気泡をなくすために、加圧下で加熱処理を施してもよい。
【００３９】
研磨加工などによって加工面を有する圧電素子基板の場合であっても、圧電素子基板の表面には、微小な凹凸は存在している。圧電素子基板に被膜される電極の厚さによっては、当該電極端にこの凹凸に沿った谷が形成される。従って、加工面を有する圧電素子基板に対して樹脂１９を充填する場合も、樹脂１９をゲル化した後に硬化することが好ましい。
【００４０】
次に、第一電極１５側から、硬化した樹脂１９が切断される（樹脂切断工程：Ｓ１１３）。樹脂切断工程Ｓ１１３では、樹脂１９を、第一電極１５側からブレードＷ２によってダイシングし、切溝ＣＨ２を形成する（図４の（ｅ）を参照）。これにより、樹脂１９が切断されるとともに、圧電素子基板１１は、第一電極１５と第二電極１７との切断面及び基板部分１３の切断面が樹脂１９で覆われている状態にて個片化されることとなる。
【００４１】
樹脂切断工程Ｓ１１３では、テープ２１もハーフカットされる。ブレードＷ２の厚み（すなわち切溝ＣＨ２の幅）は、ブレードＷ１よりも小さく、たとえば、０．８〜１００μｍ程度に設定される。これによって、上記切断面を被覆する樹脂１９の厚みは、０．４〜５０μｍ程度とされる。
【００４２】
次に、圧電素子基板１１がテープ２１から剥離される（剥離工程：Ｓ１１５）。ここでは、紫外線の照射により粘着層２１ａの粘着力を低下させ、テープ２１を圧電素子基板１１から剥離させる。これにより、個片化された圧電素子１が得られることとなる（図４の（ｆ）を参照）。すなわち、基板部分１３が素体３となり、第一電極１５が第一電極５となり、第二電極１７が第二電極７となり、樹脂１９が樹脂９となる。紫外線の照射は、基板切断工程Ｓ１０７の後に、実施しておいてもよい。この場合、粘着層２１ａの粘着力が低下された状態で、基板切断工程Ｓ１０７以降の工程が実施されることとなる。
【００４３】
以上のように、本実施形態の圧電素子１では、素体３の側面３ｃ全体が樹脂９で覆われている。このため、素体３の側面３ｃから結晶粒が脱落するのを防ぐことができる。圧電素子１では、第一電極５及び第二電極７が樹脂９と接している。従って、第一電極５及び第二電極７が素体３から剥離するのを防ぐことができる。
【００４４】
圧電素子１では、素体３の側面３ｃ全体を覆っている樹脂９における縁９ａは、第一電極５の表面と同一表面上に位置しており、縁９ｂは、第二電極７よりも対向方向で外側に突出している。このため、図６に示されるように、圧電素子１を他の部材（たとえば、ヘッドサスペンション）３１に接着剤３３により固定する場合、圧電素子１は、第二主面３ｂ（第二電極７）が他の部材３１側となるように配置されている。このとき、樹脂９の縁９ｂが上述したように突出していることから、第二電極７の表面と他の部材３１との間に比較的大きな間隙が形成されることとなる。この間隙を接着剤溜まりとして利用することで、圧電素子１と他の部材３１との接着強度が向上できる。
【００４５】
ところで、他の部材３１が導電性を有する部材からなる場合、圧電素子１の第一電極５及び第二電極７と他の部材３１との間での絶縁性を確保しなければならない。このため、従来、接着剤３３としてフィラーを含む接着剤を用いている。フィラーにより、他の部材３１側となる電極５又は７と他の部材３１との距離を調整している。
【００４６】
フィラーを含む接着剤を用いる場合、フィラーのサイズにはばらつきが存在するため、他の部材３１側となる第二電極７と他の部材３１との距離を適切な値に調整することは難しく、絶縁性を確保することは困難であった。また、フィラー入りの接着剤は、フィラーが含まれない接着剤に比して、高価である。これに対して、本実施形態では、樹脂９の縁９ｂが上述したように突出していることから、第二電極７の表面と他の部材３１との間の距離が適切に且つ容易に調整されることとなる。したがって、圧電素子１と他の部材３１との絶縁性を良好に且つ安価に確保することができる。
【００４７】
素体３の側面３ｃと第一電極５及び第二電極７の各側面とは、切断面として、その位置が揃えられている。これにより、第一電極５及び第二電極７と樹脂９との接触が容易となる。
【００４８】
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子１の製造方法について説明する。図７は、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造方法を示すフロー図である。図８の（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造方法を説明するための斜視図である。
【００４９】
第１変形例に係る圧電素子１の製造方法は、上述した準備工程Ｓ１０１〜剥離工程Ｓ１１３と同一の工程を一部有し、異なる工程ではあるが類似している工程を有する。そのため、上記実施形態と相違する点のみを詳細に説明し、同一の部分は省略する。
【００５０】
貼付工程Ｓ１０５後に、第一電極１５側から、圧電素子基板１１が第１の方向に沿って切断される（第１基板切断工程：Ｓ２０１）。この工程は、基板切断工程Ｓ１０７と同様にして行われる。第１の方向は、板状の圧電素子基板１１の一辺に沿った方向である。第１基板切断工程Ｓ２０１では、圧電素子基板１１に第１の方向に沿った第１切溝ＣＨ１１が形成される（図８の（ａ）参照）。第１切溝ＣＨ１１の幅は、切溝ＣＨ１の幅と同一でよい。
【００５１】
次に、樹脂１９ａが第１切溝ＣＨ１１に充填される（第１樹脂充填工程：Ｓ２０３）。樹脂１９ａの充填方法としては、樹脂充填工程Ｓ１０９と同様に、基板部分１３の第１切溝ＣＨ１１が形成された端面１３ｃの少なくとも一面に樹脂１９ａを付着させ、毛管現象により樹脂１９ａが充填される（図８の（ｂ）を参照）。
【００５２】
次に、第１切溝ＣＨ１１に充填された樹脂１９ａが硬化される（第１樹脂硬化工程：Ｓ２０５）。この工程は、樹脂硬化工程Ｓ１０７と同様に行われる。
【００５３】
次に、第一電極１５側から、圧電素子基板１１及び硬化した樹脂１９ａが、第１の方向と交差する第２の方向に沿って切断される（第２基板切断工程：Ｓ２０７）。この工程は、第１基板切断工程Ｓ２０１と同様に行われる。第２の方向は、第１変形例において、第１の方向と直交する方向である。第２基板切断工程Ｓ２０７では、圧電素子基板１１及び硬化した樹脂１９ａに第２の方向に沿った第２切溝ＣＨ１２が形成される（図８の（ｃ）参照）。第２切溝ＣＨ１２の幅は、第１切溝ＣＨ１１の幅と同一である。
【００５４】
次に、樹脂１９ｂが第２切溝ＣＨ１２に充填される（第２樹脂充填工程：Ｓ２０９）。樹脂１９ａの充填方法としては、第１樹脂充填工程Ｓ２０３と同様に、基板部分１３の第２切溝ＣＨ１２が形成された端面１３ｃの少なくとも一面に樹脂１９ｂを付着させ、毛管現象により樹脂１９ｂが充填される（図５の（ｂ）と同様の形状）。
【００５５】
次に、第２切溝ＣＨ１２に充填された樹脂１９ｂが硬化される（第２樹脂硬化工程：Ｓ２１１）。この工程は、第１樹脂硬化工程Ｓ２０５と同様に行われる。
【００５６】
次に、第一電極１５側から、硬化した樹脂１９ａ及び１９ｂが切断される（樹脂切断工程：Ｓ２１３）。この工程によって、樹脂切断工程Ｓ１１３と同様に、切溝ＣＨ２が形成される。
【００５７】
以上、第１変形例では、圧電素子基板１１に第１の方向にて第１切溝ＣＨ１１を形成し樹脂１９ａを充填した後に、第２の方向にて第２切溝ＣＨ１２を形成している。圧電素子基板１１に、例えば格子状の切溝を形成した場合、毛管現象による樹脂の充填を切溝に行うと、切溝同士の交点で樹脂の侵入が滞るおそれがある。従って、第１変形例に係る製造方法を適用することにより、各切溝に対して樹脂が隙間なく充填され、圧電素子１の素体３の側面３ｃ全体が、樹脂９で覆われる。このため、素体３の側面３ｃから結晶粒が脱落するのを一層防ぐことができる。また、上述したように第一電極５及び第二電極７が素体３から剥離するのを防ぐことができる。
【００５８】
続いて、図９を参照して、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子１の構成を説明する。図９は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。
【００５９】
第２変形例に係る圧電素子１では、樹脂９の縁９ｂが、第二電極７の表面における側面３ｃ寄りの領域を第二電極７の縁に沿って覆っている。
【００６０】
次に、図１０を参照して、第２変形例に係る圧電素子１の製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る圧電素子の製造方法を示すフロー図である。図１０の（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造方法を説明するための模式図である。
【００６１】
第２変形例に係る圧電素子１も、上述した準備工程Ｓ１０１〜剥離工程Ｓ１１３により得られるが、樹脂９の縁９ｂが以下のようにして形成される点で上記実施形態とは相違する。
【００６２】
基板切断工程Ｓ１０７にて、圧電素子基板１１が切断されるとともに、テープ２１がハーフカットされる際に、図１０の（ａ）に示されるように、粘着層２１ａのブレードＷ１に隣接する部分（第二電極１７における切断面寄りの領域に貼り付けられていた部分）が、ブレードＷ１の進行に伴って変形する。これにより、第二電極１７の表面における切断面寄りの領域とテープ２１との間に空間Ｓが形成されることとなる。
【００６３】
樹脂充填工程Ｓ１０９では、図１０の（ｂ）に示されるように、樹脂１９が、テープ２１に接触するまで、切溝ＣＨ１に充填される。したがって、樹脂１９が空間Ｓにも充填され、樹脂１９が空間Ｓに充填された状態で硬化される。これにより、樹脂１９は、第二電極１７の表面における切断面寄りの領域を第二電極１７の縁に沿って覆うように充填され、硬化されることとなる。
【００６４】
その後、樹脂切断工程Ｓ１１１及び剥離工程Ｓ１１３を経て、図１０の（ｃ）に示されるように、個片化された圧電素子１が得られることとなる。
【００６５】
第２変形例においても、上述したように、素体３の側面３ｃから結晶粒が脱落するのを防ぐことができると共に、第一電極５及び第二電極７が素体３から剥離するのを防ぐことができる。また、圧電素子１と他の部材３１との接着強度が向上できる。
【００６６】
更に、第２変形例では、樹脂９の縁９ｂが、第二電極７の表面における側面３ｃ寄りの領域を第二電極７の縁に沿って覆っている。これにより、第二電極７と樹脂９との接触面積が大きくなり、第二電極７が素体３から剥離するのをより一層防ぐことができる。
【００６７】
ここで、圧電素子１が備える素体３と樹脂９との接着性を確認するため、各実施例及び比較例において、接合強度の測定試験を行った。接合強度の接合試験は、ＰＺＴからなる素体と樹脂との接合強度を測定する試験であり、以下のような引っ張り強度試験である。
【００６８】
まず、各実施例及び比較例ともに、ＰＺＴからなる２つの素体を実施例及び比較例に対応する樹脂で貼り合わせた複数の試料を作製した。作製した試料は短冊状であり、ＰＺＴからなる２つの素体の間に、樹脂からなる接合層が介在した構成を有している。試料の接合層の厚さは０．１ｍｍ、素体と接合層の接合面積は２ｍｍ２である。引っ張り強度試験機を用いて、作製した試料の素体と接合層の接合強度を測定した。
【００６９】
本引っ張り強度試験では、各実施例及び比較例ともに、１０個の試料を作製し、各試料についての接合強度を測定してその平均値を算出した。以下に示す各実施例及び比較例では、樹脂の種類が異なる点を除いて同一条件にて引っ張り強度試験を行った。
【００７０】
（実施例１）
実施例１に係る樹脂は、液状ビスフェノールＦエポキシ樹脂に硬化剤が含有されたものを用いた。硬化剤として、アミン化合物であるイミダゾールと、チオール基を含む化合物であるペンタエリスリトールテトラキス（３メチルメルカプトブチレート）と、を用いた。そして、当該樹脂をＰＺＴからなる基板の溝に充填した後、樹脂のゲル化を行うために、室温から６０℃まで昇温速度５℃／分にて昇温し、６０℃で１時間加熱処理を行った。その後、８０℃まで昇温速度５℃／分にて昇温し、８０℃で１時間加熱処理を行い、室温まで自然冷却を行うことによって、当該樹脂を硬化した。そして、硬化した樹脂を切断することで、複数の試料１Ａを作製した。
【００７１】
（実施例２）
実施例２では、複数の試料１Ｂを作製した。なお、実施例２と実施例１と異なっている点は、チオール基を含む化合物として、１，３，５−トリス（メルカプトブチルオキシエテル）−１，３，５トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオンを用いた点であり、その他は同一条件で試料１Ｂを作製した。
【００７２】
（実施例３）
実施例３では、複数の試料１Ｃを作製した。なお、実施例３と実施例１と異なっている点は、チオール基を含む化合物として、トリメチロールプロパントリス（３−メチルメルカプトプロピオネート）を用いた点であり、その他は同一条件で試料１Ｃを準備した。
【００７３】
（比較例）
比較例では、複数の比較試料１Ｚを作製した。比較例が実施例１乃至３と異なっている点は、チオール基を含む化合物が樹脂に含有されていない点と、樹脂の硬化工程の条件が異なる点である。比較例においての樹脂の硬化工程は、室温から１２０℃まで昇温速度５℃／分にて昇温し、１２０℃で２時間加熱処理を行い、室温まで自然冷却を行うことによって、当該樹脂を硬化した。
【００７４】
（評価結果）
上述のようにして得たそれぞれの実施例及び比較例の樹脂を用いた試料について、ＰＺＴからなる素体と、接合層として機能する樹脂との接合強度を測定した。その結果を図１１に示す。
【００７５】
図１１より、試料１Ａの素体と樹脂との接合強度の平均値は５４Ｎ／ｍｍ２、試料１Ｂの素体と樹脂との接合強度の平均値は４９Ｎ／ｍｍ２、試料１Ｃの素体と樹脂との接合強度の平均値は４８Ｎ／ｍｍ２となった。一方、比較例である比較試料１Ｚの素体と樹脂との接合強度の平均値は２４Ｎ／ｍｍ２だった。実施例に係る試料１Ａ〜１Ｃでは、比較例に係る比較試料１Ｚに比べて、素体と樹脂との接合強度が約１０５％〜１２７％大きかった。従って、実施例に係る圧電素子では、比較例に係る圧電素子に対して、素体と樹脂との接合強度が向上していることが確認できた。
【００７６】
実施例１〜３のチオール基を含む化合物のＳ−Ｈ間は、高い共有結合性を示すことからＳ−Ｈ間の分極は弱く、ソフトな塩基として作用する。ソフトな塩基はソフトな酸と高い親和性がある。ＰＺＴやＰＬＺＴに含まれる原子量の大きいＰｂは、ソフトな酸である。そのため、チオール基を含む化合物をエポキシ樹脂に含ませることにより、上述のようにＰｂを含む素体に対して、実施例１〜３に係る樹脂の接着強度が向上したと推定される。ＰＺＴやＰＬＺＴからなる素体の他にも、Ａｕなどのソフトな酸を含む圧電セラミックス材料からなる素体であっても、同様に実施例１〜３に係る樹脂の接着強度が向上すると推定される。
【００７７】
上述の実施例及び比較例の接合強度の測定結果から、本実施形態に係る圧電素子と樹脂についても同様の効果が得られると考えられる。
【００７８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００７９】
たとえば、圧電素子１（素体３）の平面形状は、図１に示される矩形に限定されず、圧電素子１を適用する箇所にあわせて、円形又は六角形など、適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、主面に端子電極がある積層型圧電素子、ディスク装置用のヘッドサスペンションに搭載される圧電アクチュエータなどに利用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１…圧電素子、３…素体、３ａ…第一主面、３ｂ…第二主面、３ｃ…側面、５…第一電極、７…第二電極、９…樹脂、９ａ，９ｂ…縁、１１…圧電素子基板、１３…基板部分、１３ａ…第一主面、１３ｂ…第二主面、１３ｃ…端面、１５…第一電極、１７…第二電極、１９，１９ａ，１９ｂ…樹脂、２１…テープ、ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ１１，ＣＨ１２…切溝、Ｓ…空間。
【図１】
2015015343.tif 000003
【図２】
2015015343.tif 000004
【図３】
2015015343.tif 000005
【図４】
2015015343.tif 000006
【図５】
2015015343.tif 000007
【図６】
2015015343.tif 000008
【図７】
2015015343.tif 000009
【図８】
2015015343.tif 000010
【図９】
2015015343.tif 000011
【図１０】
2015015343.tif 000012
【図１１】
2015015343.tif 000013