(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電磁器層と、内部電極と、を有し、一対の主面と、該一対の主面間に位置する側面とを具備するとともに、
前記主面を平面視した時、前記圧電磁器層と前記内部電極とが重なる第１領域と、前記圧電磁器層が前記内部電極と重ならない第２領域と、を有し、
前記圧電磁器層を構成する圧電材料の組成は、以下に示す組成式（１）で表される第１成分と、ＺｎおよびＣｕのうちいずれか１種とＢｉとを含む第２成分と、を含み、
Ｐｂ１−ｘ−ｙＳｒｘＢａｙＴｉ１−ａ−ｂ−ｃ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｍ１１／３Ｎｂ２／３）ｂＺｒｃＯ３・・・（１）
但し、Ｍ１はＣｕおよびＮｉのうち少なくともいずれか一方の元素であり、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃは、以下の関係式を満たす。
０≦ｘ≦０．１４
０≦ｙ≦０．１４（ただし、ｘ＋ｙ≧０．０４）
０．０１≦ａ≦０．１２
０≦ｂ≦０．０１５
０．４２≦ｃ≦０．５８
前記第１成分１００質量％に対する酸化物換算による前記第２成分の質量比をα％と表したとき、αは０．１以上２．０以下であり、
前記第１領域における前記圧電磁器層の気孔率をＰ１、前記第２領域における前記圧電磁器層の気孔率をＰ２としたとき、Ｐ１とＰ２の差ΔＰが、０．１％以下である、板状基体。
【請求項２】
圧電磁器層と、内部電極と、を有し、一対の主面と、該一対の主面間に位置する側面とを具備するとともに、
前記主面を平面視した時、前記圧電磁器層と前記内部電極とが重なる第１領域と、前記圧電磁器層が前記内部電極と重ならない第２領域と、を有し、
前記圧電磁器層を構成する圧電材料の組成は、以下に示す組成式（２）で表される第１成分と、以下に示す組成式（３）で表される第２成分と、を含み、
｛（Ｋ１−ｄＮａｄ）１−ｅＬｉｅ｝ｆ（Ｎｂ１−ｇ−ｈＴａｇＳｂｈ）Ｏ３・・・（２）
但し、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは、以下の関係式を満たす。
０．５０≦ｄ≦０．５４、
０．０２≦ｅ≦０．０６、
０．９８０≦ｆ≦１．００５
０．０４≦ｇ≦０．１５
０≦ｈ≦０．１０、
Ｂｉｉ（Ｍ２１−ｊＭ３ｊ）Ｏ３・・・（３）
但し、Ｍ２は、Ｍｇ、Ｃｕ、ＦｅおよびＺｎからなる元素群から選ばれる少なくとも１種、Ｍ３は、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、ＳｎおよびＣｅからなる元素群から選ばれる少なくとも１種であり、ｉ、ｊは以下の関係式を満たす。
２／３≦ｉ≦１、
１／３≦ｊ≦２／３、
前記第１成分と前記第２成分との合量に対する、第２成分のモル比率をβとしたとき、βは０．００１以上０．００５以下であって、
前記第１領域における前記圧電磁器層の気孔率をＰ１、前記第２領域における前記圧電磁器層の気孔率をＰ２としたとき、Ｐ１とＰ２の差ΔＰが、０．１％以下である、板状基体。
【請求項３】
前記主面の面積が、３６０ｍｍ２以上である、請求項１または２に記載の板状基体。
【請求項４】
前記主面の面積が、１０００ｍｍ２以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の板状基体。
【請求項５】
厚さが１５０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の板状基体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の板状基体の表面に配置された表面電極と、
前記内部電極に接続され、前記板状基体の厚み方向に延びて前記板状基体の表面に引き出されたビアホール導体と、を具備する、電子部品。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の板状基体と、前記内部電極に接続された外部電極とを具備するとともに、
前記板状基体が、焼き上げ面である第１側面と、加工面を有する第２側面と、を具備し、
該加工面に前記外部電極が配置されている、電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状基体および電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電磁器を用いた板状基体は、圧電現象を介して発生する変位や力を機械的駆動源として利用する圧電アクチュエータ等、種々の電子部品に用いられている。圧電アクチュエータは、その用途が拡大するに従い、より低電圧で、より大きな変位や発生力が得られる積層圧電アクチュエータが多く使われるようになってきた。
【０００３】
従来、内部電極層を有する板状基体は、焼成後における板状基体の変形（反り）が大きく、板状基体の形状、寸法を所定範囲内に制御すべく、焼成後に板状基体の切断、研磨等の加工を行っていた（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−５４８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来では、上記したように、板状基体の形状、寸法を所定範囲内に制御すべく、焼成後に切断したり、研磨したりしていたため、工程が増加し、製造コストも高くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、板状基体の変形が少なく、焼成後の加工を低減できる板状基体および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】
【０００７】
本発明の板状基体は、圧電磁器層と、内部電極と、を有し、一対の主面と、該一対の主面間に位置する側面とを具備するとともに、前記主面を平面視した時、前記圧電磁器層と前記内部電極とが重なる第１領域と、前記圧電磁器層が前記内部電極と重ならない第２領域と、を有し、前記第１領域における前記圧電磁器層の気孔率をＰ１、前記第２領域における前記圧電磁器層の気孔率をＰ２としたとき、Ｐ１とＰ２の差ΔＰが、０．１％以下である。
【０００８】
本発明の電子部品は、上記板状基体の表面に配置された表面電極と、前記内部電極に接続され、前記板状基体の厚み方向に延びて前記板状基体の表面に引き出されたビアホール導体と、を具備する。
【０００９】
本発明の電子部品は、上記板状基体と、前記内部電極に接続された外部電極とを具備するとともに、前記板状基体が、焼き上げ面である第１側面と、加工面を有する第２側面と、を具備し、該加工面に前記外部電極が配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の板状基体によれば、板状基体の変形が少なく、焼成後の加工を低減できる。また、本発明の板状基体、電子部品によれば、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】板状基体を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）はｚ方向からみた平面図、（ｃ）は概略縦断面図である。
【図２】電子部品の第１の実施形態を模式的に示すもので、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】電子部品の第２の実施形態を示すもので、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は概略横断面図である。
【図４】平面度に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１（ａ）は、板状基体１の一例を示すもので、この板状基体１は、対向するほぼ平行な一対の辺１ａ、他の一対の辺１ｂを有する長方形状の一対の主面１ｃと、対向する一対の第１側面１ｄおよび対向する一対の第２側面１ｅを有している。一対の第１側面１ｄを構成する主面１ｃ側の辺は、主面１ｃの辺１ａである。これにより、一対の第１側面１ｄはほぼ平行となっている。
【００１３】
板状基体１は、１または複数の圧電磁器層９と、１または複数の内部電極５を具備している。図１では、２層の圧電磁器層９と、１層の内部電極５を具備している。内部電極５は、圧電磁器層９と圧電磁器層９との間、または圧電磁器層９と他の層（振動板など）との間に設けられている。
【００１４】
本実施形態の板状基体１は、図１（ｂ）に示すように、主面１ｃを平面視した時、圧電磁器層９と内部電極５とが重なる第１領域Ｒ１と、圧電磁器層９が内部電極５と重ならない第２領域Ｒ２と、を有する。そして、本実施形態では、第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率をＰ１とし、第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率をＰ２としたとき、Ｐ１とＰ２の差ΔＰが、０．１％以下である。なお、ΔＰ１は、Ｐ１およびＰ２のうち値の大きい方から、値の小さい方を差し引いたものであり、Ｐ１とＰ２の差の絶対値である。
【００１５】
気孔率Ｐ１、Ｐ２は板状基体の断面を鏡面研磨し、その研磨面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてたとえば倍率３０００倍で観察し、圧電磁器層を撮影した写真を画像処理することにより求められる。
【００１６】
本実施形態の板状基体１では、このように第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率Ｐ１と第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率Ｐ２との差ΔＰが、０．１％以下と小さいことから、内部電極５の有無にかかわらず板状基体１が均等に焼結しているため、焼結状態（焼成収縮）の差に起因する変形（反り）が小さい。したがって、切断や研磨等の加工をせずとも、所定の形状、寸法に制御でき、簡単に正確な形状、寸法の板状基体１が得られる。その結果、製造コストも低減できる。また、焼成後に加工を必要としないため、薄い板状基体１の欠け、割れ等の破損を低減できる。
【００１７】
板状基体１は、反りが小さく、平面度に優れたもの、すなわち厚さ方向（ｚ方向）の変形が小さいものとなる。平面度は、主面１ｃ全面の形状（凹凸）を測定し、その最大値と最小値との差をΔＦとし、ΔＦを主面の最大長さＬｍａｘで規格化した数値（ΔＦ／Ｌｍａｘ）とする（図４を参照）。本実施形態の板状基体１では、平面度を０．２％以下、特には０．１％以下とすることができる。なお、差ΔＦは、凹凸の最大値から最小値を差し引いた値である。主面１ｃ全面の形状（凹凸）は、例えば、レーザー三次元測定器で測定できる。
【００１８】
通常、圧電磁器層９と内部電極５とを有する板状基体１では、焼成時に圧電磁器層９と内部電極５の焼結状態が異なり、内部電極５の方が先に焼結する傾向にある。圧電磁器層
９は、内部電極５と重なる領域（第１領域Ｒ１）では、内部電極と重ならない領域（第２領域Ｒ２）と比較して、内部電極５の焼結に伴い焼結が早く進行する。したがって、従来の板状基体１では、圧電磁器層９の焼結が、第１領域Ｒ１ではより早く進行し、第２領域Ｒ２では遅く進行する傾向にあった。また、圧電磁器層９に内部電極５の成分が拡散して圧電磁器層９の焼結を促進し、第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の焼結が進行する場合もあった。
【００１９】
圧電特性は、第１領域Ｒ１に位置する圧電磁器層９により発現するため、第１領域Ｒ１の焼結状態を最適化すると、第２領域Ｒ２の圧電磁器層９には多くの気孔が残留する傾向にあった。
【００２０】
そして、第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２との境界部では、圧電材料と金属材料という異種材料が当接しているため、特に電子部品を駆動させたときに大きな応力がかかる。このとき、第２領域Ｒ２に多くの気孔が存在すると、気孔を起点としてクラックが発生し、進呈して電子部品が破損しやすかった。
【００２１】
本実施形態では、第１領域Ｒ１の気孔率Ｐ１と、第２領域Ｒ２の気孔率Ｐ２との差が小さい、すなわち第２領域Ｒ２の気孔率Ｐ２が低減されているため、上述のようなクラックの発生や進展を抑制できるという効果もある。なお、本実施形態においても、第２領域Ｒ２の気孔率Ｐ２よりも第１領域Ｒ１の気孔率Ｐ１の気孔率が小さいことが好ましいのは言うまでもない。また、第２領域Ｒ２の気孔率Ｐ２は、焼き上げの側面１ｄ、１ｅに近接するほど大きくなる傾向があるが、本実施形態では、この焼き上げの側面１ｄ、１ｅに近接した第２領域Ｒ２の気孔率Ｐ２についても、ΔＰが、０．１％以下となる。
【００２２】
（電子部品）
図２は、電子部品の第１の実施形態を示すもので、この電子部品は、内部電極５を有する板状基体１を具備している。そして、板状基体１表面に複数形成された表面電極１０と、内部電極５に接続され、板状基体１の厚み方向（ｚ軸方向）に延びて板状基体１表面に引き出されたビアホール導体１１とを具備している。また、板状基体１は、一対の主面１ｃ、一対の第１側面１ｄおよび一対の第２側面１ｅがそれぞれ焼き上げ面である。
【００２３】
板状基体１の側面１ｄ、１ｅは、２層の圧電磁器層９の側面で構成されているが、外見からは確認できず、一体となって板状基体１の側面１ｄ、１ｅを構成している。圧電磁器層９の境界は、内部電極５が境界となるため、内部電極５の積層数で圧電磁器層９の積層数を確認できる。板状基体１は、図２（ｂ）に示すように、圧電磁器層９が内部電極５と重ならない第２領域Ｒ２を有している。
【００２４】
このような電子部品では、板状基体１の表面に引き出されたビアホール導体１１と表面電極１０とを介して、表面電極１０と内部電極５との間に電圧が印加される。なお、図２（ａ）ではビアホール導体１１の記載を省略した。
【００２５】
図３は、電子部品の第２の実施形態を示すもので、板状基体１と、板状基体１の対向する第２側面１ｅに配置され、内部電極５に交互に接続する一対の外部電極１７とを具備する。板状基体１の外部電極１７が配置される一対の第２側面１ｅは加工面とされている。これらの加工面には外部電極１７が配置され、内部電極５と外部電極１７とが接続されている。加工面とは、焼き上げ面を加工した面であり、切断面、研磨面等である。
【００２６】
加工面は、板状基体１の一対の第２側面１ｅ全体であっても良いが、例えば、第２側面１ｅのうち、外部電極１７が配置される部分を加工面とするように、第２側面１ｅの一部であっても良い。
【００２７】
一方、外部電極１７が配置されていない、板状基体１の一対の第１側面１ｄは焼き上げ面とされている。
【００２８】
内部電極５は、図３（ｂ）に示すように、圧電磁器層９上の一部に形成された部分電極とされており、内部電極５の一部が板状基体１の第２側面１ｅに露出し、外部電極１７と接続している。
【００２９】
そして、図２、３の電子部品に用いられる板状基体１は、第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率Ｐ１と第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率Ｐ２との差ΔＰが、０．１％以下と小さいものである。本実施形態の電子部品は、このような板状基体１を具備するため、内部電極５の有無にかかわらず板状基体１が均等に焼結しており、焼結状態（焼成収縮）の差に起因する変形（反り）が小さい。したがって、切断や研磨等の加工をせずとも、所定の形状、寸法に制御でき、簡単に正確な形状、寸法の電子部品が得られる。その結果、製造コストも低減できる。また、焼成後に加工を必要としないため、薄い電子部品の欠け、割れ等の破損を低減できる。本実施形態の板状基体は、特に図２に示すような電子部品、すなわち、板状基体１の主面１ｃ、側面１ｄ、１ｅがそれぞれ焼き上げ面である、すなわち板状基体１の表面全体が焼き上げ面である場合に有効であり、気孔率が大きい部分の除去を行う必要がない。
【００３０】
また、第１領域Ｒ１の気孔率Ｐ１と、第２領域Ｒ２の気孔率Ｐ２との差が小さい、すなわち第２領域Ｒ２の気孔率Ｐ２が低減されているため、電子部品を駆動させたときに大きな応力がかかっても、第２領域Ｒ２の気孔を起点としてクラックが発生・進展することを抑制できる。
【００３１】
図２、３の電子部品では、内部電極５がＡｇを主成分としており、ＡｇのほかにＰｄを４０質量％以下、３５質量％以下、さらには３０質量％以下の範囲で含有していてもよい。
【００３２】
板状基体１の主面１ｃの寸法は、３６０ｍｍ２以上、さらには１０００ｍｍ２以上である。また、板状基体１の厚さは、１５０μｍ以下、１００μｍ以下、６０μｍ以下、さらには５０μｍ以下である。
【００３３】
また、板状基体１は、主面１ｃの面積が３６０ｍｍ２以上である場合でも、ΔＰが、０．１％以下であり、さらには、主面１ｃの面積が１０００ｍｍ２以上である場合でも、ΔＰが、０．１％以下であるものが良い。
【００３４】
（圧電磁器材料）
圧電磁器層９を構成する圧電材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等（以下、単にＰＺＴ系ともいう）の鉛系圧電材料、ビスマス層状構造を有するもの（ＳｒＢｉ４Ｔｉ４Ｏ１５など、ＳＢＴ系）、ペロブスカイト構造を有するチタン酸バリウム系（ＢａＴｉＯ３など、ＢＴ系）、ニオブ酸アルカリ系（（ＫＮａ）ＮｂＯ３、ＫＮＮ系）などの非鉛系圧電材料などが挙げられる。
【００３５】
特に、ＺｎおよびＣｕのうちいずれか１種と、Ｂｉとを含むチタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ系）の圧電材料、およびＬｉ、Ｔａ、およびＢｉを含むニオブ酸アルカリ系（（ＫＮａ）ＮｂＯ３、ＫＮＮ系）の圧電材料は、比較的低い焼成温度で均等に焼結させることができ、優れた圧電特性を示す。換言すれば、圧電磁器層９を構成する結晶粒子を、ＺｎおよびＣｕのうちいずれか１種と、Ｂｉとを含むチタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ系）の結晶粒子、またはＬｉ、Ｔａ、およびＢｉを含むニオブ酸アルカリ系（（ＫＮａ）ＮｂＯ
３、ＫＮＮ系）の結晶粒子とすることで、第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率Ｐ１と第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率Ｐ２との差ΔＰを、０．１％以下とすることができる。
【００３６】
このようなＰＺＴ系の結晶粒子、またはＫＮＮ系の結晶粒子は、いずれも複合ペロブスカイト型化合物である。結晶粒子がＰＺＴ系の場合であれば、金属成分としてＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、ＣｕおよびＢｉのほか、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｎｂを含んでいてもよい。また、さらに必要に応じＳｒおよびＢａのうち少なくともいずれか一種を含んでいてもよい。結晶粒子がＫＮＮ系の場合であれば、金属成分としてＫ、Ｎａ、Ｎｂ、Ｌｉ、Ｔａ、およびＢｉのほか、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、Ｓｎ、およびＣｅのうち少なくともいずれか一種を含んでいてもよい。また、さらに必要に応じＳｂ、Ｍｎを含んでいてもよい。
【００３７】
（ＰＺＴ系圧電材料）
上述のＰＺＴ系の圧電材料について、詳細に説明する。上述のＰＺＴ系の圧電材料は、ＬｉやＢ等を含む非晶質相やＰＺＴ系結晶以外の結晶相（異相）が結晶粒界に実質的に存在しない。そのため、これらの残留に起因する絶縁抵抗の経時的変化や圧電特性の低下が小さいものとなる。
【００３８】
ＰＺＴ系の圧電材料は、安定した絶縁抵抗や圧電特性を維持するという点から、ＰＺＴ系の結晶粒子からなり、ＰＺＴ系結晶以外の結晶相、すなわち圧電特性や絶縁抵抗の低い結晶相を実質的に含まないことが好ましい。ＰＺＴ系結晶以外の結晶相（以下、異相という）を実質的に含まないとは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて格子像に異相が見られない、または、断面のＣｕｋα線を用いたＸ線回折（ＸＲＤ）測定において、ＰＺＴ系結晶に由来するピークのみが認められ、それ以外の異相に由来するピークが実質的に存在しないことをいう。
【００３９】
なお、Ｃｕｋα線を用いたＸ線回折測定において、ＰＺＴ系結晶以外の異相に由来するピークが実質的に存在しないとは、ＰＺＴ系結晶の（１１１）の回折ピーク強度を１００とした場合、異相の回折ピーク強度が３以下であることをいう。回折ピーク強度は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定で得られた回折プロファイルにおいて、回折ピークの両側に接線を引き、この接線に対して垂直方向のピークまでの長さで表される。ＰＺＴ系結晶の（１１１）の回折ピーク強度を１００としたとき、圧電特性や絶縁抵抗の低いＰＺＴ系結晶相以外の結晶相（異相）のピーク強度が、ＰＺＴ系結晶の（１１１）の回折ピーク強度に対して３以下であれば、板状基体１の圧電特性に大きな影響を及ぼすことなく好適に使用できる。
【００４０】
また、ＰＺＴ系の圧電材料は、Ｌｉ、Ｎａなどのアルカリ金属元素及びＢ（ホウ素）を実質的に含まないことが好ましい。ＰＺＴ系の圧電材料を低温焼成する際に、Ｌｉ、Ｎａなどのアルカリ金属元素及びＢ（ホウ素）を添加すると、液相が形成され焼結性が向上するが、ＰＺＴ系結晶の結晶粒子の結晶粒界に非晶質相やＰＺＴ系結晶以外の結晶相が残留し、絶縁抵抗が経時的に低下したり、圧電特性が低下する懸念がある。なお、Ｌｉ、Ｎａなどのアルカリ金属元素及びＢ（ホウ素）は、不純物として不可避的に含まれる場合もある。したがって、Ｌｉ、Ｎａなどのアルカリ金属元素及びＢ（ホウ素）を実質的に含まないとは、板状基体１の製造過程においてこれらの元素を積極的に添加しないことを意味する。
【００４１】
ＰＺＴ系の圧電材料を用いた場合、圧電磁器層９における結晶粒子の平均粒径は、１．０〜４．０μｍであることが好ましい。結晶粒子の平均粒径が小さすぎると圧電特性が低下し、大きすぎるとヒステリシスが大きくなって電子部品として駆動した際に発熱しやす
くなる。結晶粒子の平均粒径を１．０〜４．０μｍの範囲とすることで、必要な圧電特性を維持するとともに電子部品として駆動した際の発熱が抑制できる。
【００４２】
ＰＺＴ系圧電材料の組成は、たとえば、以下のような組成式（１）で表されるＰＺＴ系第１成分、および、Ｂｉ酸化物と、必要に応じＺｎ酸化物およびＣｕ酸化物のうち少なくともいずれか１種とを含むＰＺＴ系第２成分により表される。ＰＺＴ系第１成分の組成式（１）において、Ｍ１はＣｕおよびＮｉのうち少なくともいずれか一方の元素を示す。
ＰＺＴ系第１成分：
Ｐｂ１−ｘ−ｙＳｒｘＢａｙＴｉ１−ａ−ｂ−ｃ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｍ１１／３Ｎｂ２／３）ｂＺｒｃＯ３・・・（１）
なお、ＰＺＴ系第１成分の組成式（１）において、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃは、以下の関係式を満たす。
【００４３】
０≦ｘ≦０．１４、
０≦ｙ≦０．１４（ただし、ｘ＋ｙ≧０．０４）、
０．０１≦ａ≦０．１２、
０≦ｂ≦０．０１５
０．４２≦ｃ≦０．５８、
ここで、ＰｂのＳｒによる置換量ｘを０≦ｘ≦０．１４としたのは、Ｐｂの一部をＳｒで置換することによりキュリー温度を高く維持できるからである。また、ＰｂのＢａによる置換量ｙを０≦ｙ≦０．１４としたのは、Ｐｂの一部をＢａで置換することによりキュリー温度を高く維持でき、高い圧電歪定数ｄ３１を得ることができるからである。
【００４４】
また、Ｔｉの（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）による置換量ａを０．０１≦ａ≦０．１２としたのは、大きな圧電歪定数ｄ３１および圧電出力定数ｇ３１が得られ、キュリー温度を高く維持し、誘電損失を小さく維持できるからである。本実施形態の板状基体１を圧電アクチュエータとして用いる場合には、０．０５≦ａ≦０．１２とすることにより大きな圧電歪定数を得ることができ、圧電センサとして用いる場合には０．０１≦ａ≦０．０５とすることにより大きな圧電出力定数ｇ３１を得ることができる。
【００４５】
Ｔｉの（Ｍ１１／３Ｎｂ２／３）による置換量ｂを０≦ｂ≦０．０１５とすることで、圧電ｄ定数の低下を抑制しながら抗電界を大きくすることができる。Ｍ１としてはＮｉ、Ｃｕを用いるが、Ｃｕを用いた場合、特に高い圧電ｄ定数を維持しつつ、抗電界の大きな圧電磁器層９とすることができ、変位の劣化を抑制することができる。ｂは０．００２≦ｂ≦０．０１とすることが特に好ましい。
【００４６】
ＰＺＴには、ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３との固溶比率により結晶構造が変化する境界を含む領域、いわゆるＭＰＢ（Morphotropic phase boundary、組成相境界）が存在する
。ＭＰＢでは圧電歪定数が極大値を示す。本実施形態の板状基体１を圧電アクチュエータとして用いる場合には、このＭＰＢ及びその近傍の組成を用いることになる。このＭＰＢはｘ、ｙ、ａ、ｂの値により変化するため、ｃの値はｘ、ｙ、ａ、ｂの組成範囲内でＭＰＢを捉えうる組成範囲である。
【００４７】
また、ＰＺＴ系第１成分１００質量％に対するＰＺＴ系第２成分の質量比をα％と表したとき、αは０．１以上２．０以下である。なお、αは、ＰＺＴ系第２成分であるＢｉ、ＺｎおよびＣｕをそれぞれ酸化物換算（Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＣｕＯ）した合量とするが、ＺｎとＢｉの複合酸化物（たとえばＢｉ３８ＺｎＯ５８、Ｂｉ３８ＺｎＯ６０、Ｂｉ４８ＺｎＯ７３およびＢｉＺｎＯなど）やＣｕとＢｉの複合酸化物（例えばＣｕＢｉ２Ｏ４、Ｃｕ２１Ｂｉ５２Ｏ１００、Ｃｕ０．６２Ｂｉ７．３８Ｏ１１．６９およびＢｉＣｕＯなど）に換算した量であってもよい。
【００４８】
ＰＺＴ系第１成分に対するＰＺＴ系第２成分（Ｚｎ酸化物、Ｃｕ酸化物およびＢｉ酸化物）の質量比α（％）を、０．１≦α≦２．０の範囲とすることで、ＰＺＴ系第２成分が焼成時に液相を形成してＰＺＴ系結晶である結晶粒子を濡らす。このとき、ＰＺＴ系第２成分は短時間で液相が生成され、焼結性が向上して磁器全体が内部電極５の有無にかかわらず均一に焼結する。その結果、第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率Ｐ１と第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率Ｐ２との差ΔＰが、０．１％以下となり、肉厚が薄く面積の大きい板状基体１でも変形を少なくできる。これは、圧電磁器層９が焼結した後、液相を形成したＰＺＴ系第２成分（Ｚｎ、ＣｕおよびＢｉ）がＰＺＴ系結晶内に固溶するからである。
【００４９】
（ＫＮＮ系圧電材料）
上述のＫＮＮ系の圧電材料について、焼成に説明する。上述のＫＮＮ系の圧電材料を用いた場合、圧電磁器層９における結晶粒子の平均粒径は、０．３〜２．０μｍであることが好ましい。結晶粒子の平均粒径が小さすぎると圧電特性が低下し、大きすぎるとヒステリシスが大きくなって電子部品として駆動した際に発熱しやすくなる。結晶粒子の平均粒径を０．３〜２．０μｍの範囲とすることで、必要な圧電特性を維持するとともに電子部品として駆動した際の発熱が抑制できる。
【００５０】
ＫＮＮ系圧電材料の組成は、たとえば、以下のような組成式（２）で表されるＫＮＮ系第１成分、および、Ｂｉ酸化物、Ｍ２の酸化物と、必要に応じＭ３の酸化物とを含むＫＮＮ系第２成分により表される。
ＫＮＮ系第１成分：
｛（Ｋ１−ｄＮａｄ）１−ｅＬｉｅ｝ｆ（Ｎｂ１−ｇ−ｈＴａｇＳｂｈ）Ｏ３・・・（２）
なお、ＫＮＮ系第１成分の組成式（２）において、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは、以下の関係式を満たす。
【００５１】
０．５０≦ｄ≦０．５４、
０．０２≦ｅ≦０．０６、
０．９８０≦ｆ≦１．００５
０．０４≦ｇ≦０．１５
０≦ｈ≦０．１０、
ＫＮＮは、ペロブスカイト構造を有し、ＫＮｂＯ３とＮａＮｂＯ３との固溶比率により結晶構造が変化する境界を含む領域、いわゆるＭＰＢ（Morphotoropic Phase Boundary）が存在する。ＭＰＢでは圧電歪定数が極大値を示す。
【００５２】
すなわち、ＫＮＮ系第１成分の組成式（２）において、ｄを０．５０≦ｄ≦０．５４の範囲とし、Ｋの一部をＮａで置換することにより、圧電定数を高くすることができる。
【００５３】
また、ｅを０．０２以上とし、ＬｉをＡサイトに導入することにより、圧電磁器層９の焼結性を高めることができ、ｅを０．０２≦ｅ≦０．０６の範囲とすることにより、圧電定数を高くすることができる。
【００５４】
ｇを０．０４≦ｇ≦０．１５の範囲としたのは、Ｎｂの一部をＴａで置換することにより圧電定数を高くすることができるためである。なお、ｇが０．１５を超えると圧電定数が低下し、さらにキュリー温度が低下する懸念がある。
【００５５】
ｈを０≦ｈ≦０．１０の範囲としたのは、必要に応じてＮｂの一部をＳｂで置換することにより焼結性を向上することができるためである。なお、ｈが０．１０を超えると焼結
性が低下するおそれがある。
【００５６】
ｆは、０．９８０≦ｆ≦１．００５の範囲とする。これは、ペロブスカイト構造のＡサイト原子がＢサイト原子に対して、０．９８０よりも少い、または１．００５を超えて過剰に含まれると、圧電特性が低下する懸念があるからである。
【００５７】
ＫＮＮ系第２成分は、以下の組成式（３）で表される。
ＫＮＮ系第２成分：
Ｂｉｉ（Ｍ２１−ｊＭ３ｊ）Ｏ３・・・（３）
なお、ＫＮＮ系第２成分の組成式（３）において、ｉ、ｊは以下の関係式を満たす。
【００５８】
２／３≦ｉ≦１、
１／３≦ｊ≦２／３、
また、ＫＮＮ系第１成分とＫＮＮ第２成分との合量に対する、ＫＮＮ系第２成分のモル比率をβとしたとき、βは０．００１以上０．００５以下である。
【００５９】
ＫＮＮ系第２成分は、複合ペロブスカイト構造を有するＢｉ複合酸化物を構成する。Ｂｉは６ｓ２孤立電子対を持つため、結晶構造に大きな歪を有する。このＢｉ複合酸化物をＫＮＮ系第１成分に所定量導入することにより、ニオブ酸カリウム・ナトリウムの結晶構造に歪みが導入されて分極が大きくなり、圧電特性が向上する。また、同時に、圧電特性の温度依存性を小さくすることが可能となる。なお、Ｂｉを含有する化合物は比較的低温で液相を生成するため、ＫＮＮ系第１成分の合成粉末に、Ｂｉ複合酸化物を形成するＫＮＮ系第２成分となる酸化物を助剤として導入することにより、圧電磁器の焼成温度が低下し、また焼結性が向上して、磁器全体を均一に焼結することができる。
【００６０】
ＫＮＮ系第２成分におけるＭ２は、Ｍｇ、Ｃｕ、ＦｅおよびＺｎからなる元素群のから選ばれる少なくとも１種、Ｍ３は、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、ＳｎおよびＣｅからなる元素群から選ばれる少なくとも１種である。Ｍ２、Ｍ３をこのような元素群から選択することにより、圧電定数が大きくても圧電特性の温度依存性が小さく、広い温度範囲にわたって高く安定した圧電特性を得ることができる。
【００６１】
ここで、ｉは、２／３≦ｉ≦１の範囲である。ｉをこのような範囲とすることにより、ＫＮＮ結晶粒子にＢｉ複合酸化物を過不足なく取り込むことができる。なお、ｉが２／３よりも小さくなると、圧電特性が低下するおそれがあり、ｉが１よりも大きくなると、過剰なＢｉが粒界に残存し、圧電磁器層９の絶縁性が劣化するおそれがある。
【００６２】
Ｍ２はＭｇ、Ｃｕ、ＦｅおよびＺｎからなる元素群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍ３は、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、ＳｎおよびＣｅからなる元素群から選ばれる少なくとも１種である。これらは、酸素との６配位状態において、Ｎｂと同程度のイオン半径を有している。
【００６３】
ｊは１／３≦ｊ≦２／３の範囲である。ｊをこのような範囲とすることにより、Ｍ２とＭ３の比率を化学量論比の範囲内とすることができる。なお、Ｍ２とＭ３の比率が化学量論比から著しくずれると、酸素空孔が形成され、圧電特性が低下するおそれがある。
【００６４】
なお、Ｍ３が５価のイオンとなる元素、すなわちＮｂ、ＴａおよびＳｂのうち少なくともいずれか１種の元素である場合は、ｉ＋ｊを４／３とすることにより、Ｍ２とＭ３とを化学量論比の範囲内とすることができ、好ましい。また、Ｍ３が４価のイオンとなる元素、すなわちＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、ＳｎおよびＣｅのうち少なくともいずれか１種である場合は、ｊを１／２とすることにより、Ｍ２とＭ３とを化学量論比の範囲内とすること
ができ、好ましい。
【００６５】
このように、ＫＮＮ系第１成分のペロブスカイト構造に、ＫＮＮ系第２成分であるＢｉ複合酸化物の歪みの大きい複合ペロブスカイト構造を導入することで、圧電定数を高めるとともに圧電特性の温度依存性を小さくすることができる。また同時に、圧電磁器の焼成温度が低下し、焼結性が向上して、磁器全体を内部電極５の有無にかかわらず均一に焼結させることができる。その結果、第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率Ｐ１と第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率Ｐ２との差ΔＰが、０．１％以下となり、肉厚が薄く面積の大きい板状基体１でも変形を少なくできる。これは、液相を形成したＫＮＮ系第２成分（Ｂｉ複合酸化物を形成する成分）が、圧電磁器層９が焼結した後にＫＮＮ系結晶内に固溶するからである。
【００６６】
ＫＮＮ系第１成分とＫＮＮ系第２成分との合量に対する、ＫＮＮ系第２成分のモル比率βは、０．００１≦β≦０．００５である。βをこのような範囲とすることで、ニオブ酸カリウム・ナトリウムのペロブスカイト構造に適度な歪みが導入され、圧電定数を高めることができる。なお、βが０．００１より小さいと所望の効果が得られず、βが０．００５より大きいと導入された歪が大きくなりすぎて圧電特性が低下する。
【００６７】
さらに、ＫＮＮ系圧電材料は、ＫＮＮ系第１成分およびＫＮＮ系第２成分の合量１００質量部に対して、ＭｎＯ２換算で０．５０質量部以下のＭｎを含有していてもよい。これにより圧電磁器層９をより緻密なものとすることができ、さらに圧電定数を高めることができる。
【００６８】
（製法）
本実施形態の板状基体１は、以下のようにして作製することができる。例えば、ＰＺＴ系圧電材料を用いた場合、ＰＺＴ系第１成分を含む仮焼粉末と、ＰＺＴ系第２成分（Ｚｎ酸化物、Ｃｕ酸化物およびＢｉ酸化物）を含む粉末との混合原料を、周知のシート成形法で成形する。ＫＮＮ系圧電材料を用いた場合、ＫＮＮ系第１成分を含む仮焼粉末と、ＫＮＮ系第２成分（Ｂｉ酸化物、Ｍ２の酸化物、および必要に応じＭ３の酸化物）を含む粉末との混合原料を、周知のシート成形法で成形し、グリーンシートを得る。
【００６９】
上記グリーンシートに内部電極ペーストを塗布して内部電極パターンを形成する。内部電極パターンが形成されたグリーンシートを複数積層し、最後に内部電極パターンが形成されていないグリーンシートを積層して板状基体成形体を作製する。この板状基体成形体を、ＰＺＴ系材料の場合大気中で９００〜１０５０℃で、ＫＮＮ系材料の場合大気中で１０００〜１１５０℃で焼成する。
【００７０】
このような製法では、ＰＺＴ系圧電材料の場合、９００〜１０５０℃の低温で焼成したとしても、ＰＺＴ系第２成分（Ｚｎ酸化物、Ｃｕ酸化物およびＢｉ酸化物）が、例えば７５０℃程度の低温で液相を形成し、焼成温度よりも低い温度でＰＺＴ系の結晶粒子を十分に濡らすことができる。また、ＫＮＮ系圧電材料の場合も１０００〜１１５０℃で焼成することで、Ｂｉを含むＫＮＮ系第２成分が低い温度で液相を形成し、焼成温度よりも低い温度でＫＮＮ系の結晶粒子を十分に濡らすことができる。これにより、圧電磁器層９の焼結性を向上できるとともに、圧電磁器層９全体が内部電極５の有無にかかわらずほぼ均一に収縮し、焼結後には各第１成分の結晶内に各第２成分の元素が固溶する。
【００７１】
焼結後の板状基体１は、第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率Ｐ１と第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率Ｐ２との差ΔＰが、０．１％以下となる。
【００７２】
より具体的な製法について説明する。先ず、ＰＺＴ系圧電材料ではＰＺＴ系１成分を含
む仮焼粉末、ＫＮＮ系圧電材料ではＫＮＮ系第１成分を含む仮焼粉末を作製する。
【００７３】
具体的には、例えば、ＰＺＴ系圧電材料の場合、原料としてＰｂＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯの各粉末、および必要に応じてＳｂ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｒＣＯ３およびＢａＣＯ３の各粉末を秤量混合する。ＫＮＮ系圧電材料の場合、原料としてＮａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５の各粉末、および必要に応じてＳｂ２Ｏ３粉末を秤量混合する。
【００７４】
次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、ＰＺＴ系圧電材料は８５０〜９５０℃、ＫＮＮ系圧電材料は９００〜１０００℃の最高温度にて１〜３時間仮焼する。このようにしてＰＺＴ系の第１成分からなる仮焼粉末、ＫＮＮ系の第１成分からなる仮焼粉末を得る。得られた仮焼粉末を、再びボールミル等で粉砕し、例えば、平均粒径Ｄ５０が０．３〜０．７μｍの範囲になるようにする。
【００７５】
次に、ＰＺＴ系の仮焼粉末には、ＰＺＴ系の第２成分（Ｚｎ酸化物、Ｃｕ酸化物およびＢｉ酸化物、例えばＺｎＯ、ＣｕＯおよびＢｉ２Ｏ３）の粉末を秤量して混合する。ＫＮＮ系の仮焼粉末には、ＫＮＮ系の第２成分（Ｂｉ酸化物、Ｍ２の酸化物、および必要に応じＭ３の酸化物）の粉末を秤量して混合する。これらの第２成分は、各々の粉末を仮焼粉末にそれぞれ添加してもよいし、第２成分のみをあらかじめ混合した混合粉末を、仮焼粉末に添加してもよい。
【００７６】
また、第２成分を仮焼して第２成分の複合酸化物（以下、第２複合酸化物という）を合成し、仮焼粉末に添加してもよい。ＰＺＴ系の第２複合酸化物を合成する場合は、所定量のＺｎ酸化物、Ｃｕ酸化物およびＢｉ酸化物を混合し、得られた混合物を脱水、乾燥した後、たとえば空気中において６００〜７２０℃で１〜３時間仮焼すればよい。なお、第２成分の平均粒径Ｄ５０は０．３〜０．７μｍの範囲とすればよく、特に仮焼粉末の平均粒径（Ｄ５０）よりも小さくなるように、ボールミル等を用いて調整することが好ましい。
【００７７】
第２成分を添加した仮焼粉末は、バインダを混合した後、周知のドクターブレード法などのシート成形法などを用いて所望の形状のグリーンシートを成形する。
【００７８】
成形したグリーンシートに、内部電極ペーストを塗布して内部電極パターンを形成する。内部電極パターンが形成されたグリーンシートを必要数積層し、最後に内部電極パターンが形成されていないグリーンシートを積層して板状基体成形体を作製する。作製した板状基体成形体を、大気中で、ＰＺＴ系の材料は９００〜１０５０℃、ＫＮＮ系の材料は１０００〜１１５０℃で焼成することで、板状基体１が得られる。
【００７９】
本実施形態の圧電磁器層９は、９００〜１０５０℃（ＰＺＴ系材料）や１０００〜１１５０℃（ＫＮＮ系材料）の低温で焼成したとしても、第２成分が液相を形成して結晶粒子を濡らすことから、焼結性が高く、気孔率が０．６％以下の緻密なものとなる。
【００８０】
また、第２成分が、焼成温度よりも十分低温（ＰＺＴ系第２成分の場合、７５０℃程度）で液相を生成し、焼成時に磁器全体が均一に焼結を開始する。したがって、第１領域Ｒ１における圧電磁器層９の気孔率Ｐ１と第２領域Ｒ２における圧電磁器層９の気孔率Ｐ２との差ΔＰが、０．１％以下となり、肉厚が薄い形状でも焼結過程での板状基体１の変形が生じにくくなる。
【００８１】
一方、たとえばＰＺＴ系結晶を低温焼成するために、液相を形成するＬｉやＢ等を添加した場合、低温焼成はできるものの、磁器全体を内部電極５の有無にかかわらず均一に焼結させるのは難しく、特に薄い板状基体１では反りや変形が発生しやすい。
【００８２】
本実施形態の板状基体１は、特に厚さが１５０μｍ以下、特には５０μｍ以下の電子部品に好適に用いられる。
【００８３】
板状基体１は、セラミックフィルタ、超音波応用振動子、圧電ブザー、圧電点火ユニット、超音波モータ、圧電ファン、圧電センサ、圧電アクチュエータ等、種々の電子部品として用いることができる。例えば、圧電アクチュエータは、圧電現象を介して発生する変位や力を機械的駆動源として利用するものであり、特に最近、メカトロニクスの分野において注目されているものの一つである。圧電アクチュエータは、圧電効果を利用した固体素子であり、磁性体にコイルを巻いた構成を有する従来の電磁式アクチュエータと比較して、消費電力が少ない、応答速度が速い、変位量が大きい、発熱が少ない、寸法および重量が小さい等の優れた特徴を有している。特に、より低電圧で、より大きな変位や発生力が得られる積層圧電アクチュエータは、車載インジェクタの燃料噴射弁の開閉用カメラのオートフォーカス用、圧電スピーカ等の音響部品として実用化されている。
【実施例】
【００８４】
ＰＺＴ系の原料粉末として純度９９．５％のＰｂＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ、Ｎｂ２Ｏ５の各粉末を用いた。ＰＺＴ系第１成分を、組成式（１）（Ｐｂ１−ｘ−ｙＳｒｘＢａｙＴｉ１−ａ−ｂ−ｃ（Ｚｎ１／３Ｓｂ２／３）ａ（Ｍ１１／３Ｎｂ２／３）ｂＺｒｃＯ３）において表１の組成となるように秤量し、ボールミルにて２４時間湿式混合した。なお、Ｍ１はＣｕまたはＮｉである。次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、９２０℃で３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボールミルで２４時間湿式粉砕し、Ｄ５０が０．５〜０．７μｍの仮焼粉末を得た。
【００８５】
その後、Ｄ５０が０．５〜０．７μｍの表１に示す添加物を、ＰＺＴ系第１成分１００質量％に対する比率にして表１に示す量（質量％）だけ添加し、これに有機バインダを混合した。
【００８６】
ＫＮＮ系の原料粉末として、純度９９．９％のＮａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３の各粉末用いて、ＫＮＮ系第１成分が組成式（２）（｛（Ｋ１−ｄＮａｄ）１−ｅＬｉｅ｝ｆ（Ｎｂ１−ｇ−ｈＴａｇＳｂｈ）Ｏ３）において表２、３の組成となるように秤量し、ボールミルにて１６時間湿式混合した。次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、１０００℃で３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボールミルで１６時間湿式粉砕し、Ｄ５０が０．３〜０．７μｍの仮焼粉末を得た。
【００８７】
その後、Ｄ５０が０．３〜０．７μｍの表２、３に示す添加物（Ｂｉ２Ｏ３、ＭｇＣＯ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｃｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２およびＭｎＯ２の各粉末）を、ＫＮＮ系第１成分とＫＮＮ系第２成分との合量に対するモル比率にして表２、３に示す量だけ添加し、これに有機バインダを混合した。
【００８８】
得られた混合原料を用いて、ドクターブレード法により厚さ２５μｍのグリーンシートを作製した。作製したグリーンシートの所定の領域に、ＡｇとＰｄを含む内部電極ペーストをスクリーン印刷し、内部電極ペーストが印刷されたグリーンシートの印刷面側に、内部電極ペーストを印刷していないグリーンシートを重ねて積層し、板状基体成形体を作製した。なお、内部電極ペーストの金属成分の質量比は、Ａｇ：Ｐｄ＝７：３とした。
【００８９】
作製した板状基体成形体の脱バインダを行った後、表１〜３に示す焼成条件にて大気中で焼成し、冷却して、図１に示すような板状基体を得た。
【００９０】
得られた板状基体の厚さは４２μｍ（圧電磁器層の厚みが２０μｍ）であり、主面が１２０ｍｍ×４０ｍｍ（面積４８００ｍｍ２）の矩形板状であった。
【００９１】
得られた板状基体の一方の表面（主面）に、Ａｇペーストを焼き付けることにより外部電極を形成し、分極処理を行うことで、圧電特性評価用の電子部品である積層圧電アクチュエータを得た。
【００９２】
圧電磁器層の平均粒径は、板状基体の断面を鏡面研磨したのちケミカルエッチングを行い、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて断面の写真を撮影し、その写真を画像処理することにより求めた。画像処理では、結晶粒子の輪郭から求めた断面積の円相当径を結晶粒子の直径とみなした。また、ＳＥＭ写真の倍率は３０００倍とした。算出した平均粒径を表１〜３に示す。
【００９３】
圧電磁器層の第１領域および第２領域の気孔率は、板状基体の断面を鏡面研磨し、その研磨面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、圧電磁器層を撮影した写真を画像処理することにより求めた。圧電磁器層の密度は、板状基体の嵩密度をアルキメデス法により求め、その嵩密度を圧電磁器層の密度とみなした。密度および第１領域および第２領域の気孔率を表１〜３に示す。
【００９４】
なお、板状基体の組成をＩＣＰ発光分光分析により確認したところ、圧電磁器層の組成は、誤差の範囲内で調合時の組成と一致していた。
【００９５】
圧電磁器層の絶縁抵抗の劣化試験では、８５℃の恒温槽の中で、電子部品に２ｋＶ／ｍｍの直流電界を付与した。８５℃における電子部品の絶縁抵抗を測定して体積抵抗率に換算し、試験初期および１００時間後における体積抵抗率を表１〜３に記載した。
【００９６】
圧電特性については、分極した電子部品に１２０℃でエージング処理をした後、１２×３ｍｍの試験片を切り出して、試験片の上下面に構成された２つの表面電極にＤＣ電圧を印加して分極処理を行い、長さ方向の振動モードを測定することで電子部品の圧電歪定数ｄ３１を求め表１〜３に記載した。
【００９７】
板状基体の平面度を、レーザー三次元測定器（キーエンス社製）を用いて測定し、ΔＦを算出した。また、Ｌｍａｘを主面の対角線の長さとしてΔＦ／Ｌｍａｘを求めた。板状基体のΔＦ、およびΔＦ／Ｌｍａｘを表１〜３に示す。
【００９８】
【表１】
0006798901.tif 000002
【００９９】
【表２】
0006798901.tif 000003
【０１００】
【表３】
0006798901.tif 000004
【０１０１】
表１〜３から、試料Ｎｏ．１〜６、９〜２４では、ΔＰが０．１％以下で、圧電磁器層と内部電極とが重なる第１領域の気孔率Ｐ１と、圧電磁器層が内部電極と重ならない第２領域の気孔率Ｐ２には、ほとんど差がなかった。また、変形も小さく、ΔＦ／Ｌｍａｘが０．２％以下であり、焼成後における加工を不要、もしくは低減できることがわかる。
【符号の説明】
【０１０２】
１・・・板状基体
１ｃ・・・主面
１ｄ・・・第１側面
１ｅ・・・第２側面
５・・・内部電極
９・・・圧電磁器層
１０・・・表面電極
１１・・・ビアホール導体
１７・・・外部電極
【図１】
0006798901.tif 000005
【図２】
0006798901.tif 000006
【図３】
0006798901.tif 000007
【図４】
0006798901.tif 000008