(57)【要約】【課題】外周面に溝を有するセラミック積層体に一対の外部電極を接合してなる積層型圧電素子を効率良く製造する方法を提供すること。【解決手段】セラミック層１１と内部電極層１２とを交互に積層してなるセラミック積層体１０の外周面に一対の外部電極を接合した積層型圧電素子の製造方法である。この製造方法は、積層体形成工程と、溝形成工程と、電極接合工程とを含む。積層体形成工程は、外周面から内方に控えて内部電極層１２の外周端部２７０を配置した控え面１１１を、外周面の少なくとも一部に有するセラミック積層体１０を形成する工程である。溝形成工程は、セラミック積層体１０の外周面のうち控え面１１１において、内部電極層１２の外周端部２７０に沿って凹み、外周端部２７０を露出させた溝状の窪み部を形成する工程である。電極接合工程は、絶縁部又は導電部の少なくともいずれか一方を窪み部に形成して一対の外部電極を接合する工程である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体の外周面に一対の外部電極を接合した積層型圧電素子の製造方法において、
上記外周面から内方に控えて上記内部電極層の外周端部を配置した控え面を、上記外周面の少なくとも一部に有する上記セラミック積層体を形成する積層体形成工程と、
上記控え面において、上記内部電極層の上記外周端部に沿って凹み、該外周端部を露出させた溝状の窪み部を形成する溝形成工程と、
絶縁部又は導電部の少なくともいずれか一方を上記窪み部に形成して上記一対の外部電極を接合する電極接合工程とを有することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記溝形成工程は、レーザ照射により上記窪み部を形成する工程であることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、上記溝形成工程は、レーザ照射により上記窪み部を形成した後、ウォータージェット処理又はショットブラスト処理を実施する工程であることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１において、上記溝形成工程は、ウォータージェット処理により上記窪み部を形成する工程であることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、上記ウォータージェット処理は、２以上のウォーターノズルからジェット水流を発射して上記窪み部を形成する処理であることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、上記各ウォーターノズルは、溝状の上記窪み部の長手方向に沿って配置してあることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、上記積層体形成工程で作製する上記セラミック積層体の上記控え面における上記内部電極層の上記外周端部の控え量は、２０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とする積層型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、セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体に外部電極を形成した積層型圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、導電性接着剤や焼付け電極等の導電部を介して、セラミック積層体の外周面に一対の外部電極を接合した積層型圧電素子がある。
このような積層型圧電素子では、それぞれの外部電極と、一層おきの内部電極層との電気的な接続状態を確保すると共に、残りの一層おきの内部電極層との電気的な絶縁を確実にする必要がある。
そこで、例えば、積層型圧電素子の外周面のうち所定の内部電極層に沿って溝状の窪み部を形成し、該窪み部に絶縁部材等を充填して電気的な信頼性を向上した積層型圧電素子がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、上記積層型圧電素子を作製するに当たっては、次のような問題がある。すなわち、上記内部電極層に沿って窪み部を形成する際、上記セラミック積層体にマイクロクラック等を生じたりするおそれがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８５９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、外周面に溝を有するセラミック積層体に一対の外部電極を接合してなる積層型圧電素子を効率良く製造する方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体の外周面に一対の外部電極を接合した積層型圧電素子の製造方法において、
上記外周面から内方に控えて上記内部電極層の外周端部を配置した控え面を、上記外周面の少なくとも一部に有する上記セラミック積層体を形成する積層体形成工程と、
上記控え面において、上記内部電極層の上記外周端部に沿って凹み、該外周端部を露出させた溝状の窪み部を形成する溝形成工程と、
絶縁部又は導電部の少なくともいずれか一方を上記窪み部に形成して上記一対の外部電極を接合する電極接合工程とを有することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法にある（請求項１）。
【０００７】
本発明の積層型圧電素子の製造方法では、まず、上記積層体形成工程において、上記内部電極層を控えた上記控え面を有する上記セラミック積層体を形成する。
すなわち、該セラミック積層体の外周面のうち上記控え面は、上記内部電極層と比べて加工が容易なセラミック材料のみにより形成されている。
そのため、上記溝形成工程では、上記控え面において上記窪み部を加工性良く形成することができ、その加工の際、上記セラミック積層体にダメージを与えるおそれが少ない。
【０００８】
さらに、上記積層型圧電素子の製造方法は、上記窪み部に上記絶縁部等を形成したうえで上記一対の外部電極を接合する電極接合工程を有している。
そのため、上記製造方法によって作製した上記積層型圧電素子では、上記内部電極層と上記外部電極との絶縁性或いは導電性や、外部との絶縁性等を良好に確保でき、電気的な信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明においては、上記溝形成工程は、レーザ照射により上記窪み部を形成する工程であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、レーザ照射により精度良く、上記窪み部を形成することができる。さらに、照射位置を移動しながらレーザ加工を施せば、上記窪み部を効率良く形成することができる。
【００１０】
特に、上記内部電極層を控えた上記控え面についてレーザ照射する場合には、比較的小さなレーザ出力により効率良く上記窪み部を形成することができる。
さらに、メタル層である内部電極層によってレーザが乱反射するおそれが少なく、形状精度良く上記窪み部を形成することができる。
【００１１】
また、上記溝形成工程は、レーザ照射により上記窪み部を形成した後、ウォータージェット処理又はショットブラスト処理を実施する工程であることが好ましい（請求項３）。
上記セラミック積層体にレーザ加工を施すと、レーザ照射時の熱によりセラミック材料が変質し、電気的な絶縁性の低下した変質層が発生するおそれがある。該変質層を改質して電気的な絶縁性を十分に確保するためには、例えば、安定化焼成等の後処理を実施する必要がある。
【００１２】
一方、上記のごとく、レーザ照射後にウォータージェット処理又はショットブラスト処理を実施する場合には、レーザ照射により変質層を効率良く除去することができる。
そのため、上記ウォータージェット処理等を実施すれば、その後、上記セラミック積層体に安定化処理を施す必要がない。
【００１３】
さらに、上記内部電極層を控えた上記セラミック積層体であっても、上記窪み部に上記内部電極層の外周端部を露出させる際、内部電極層の粉砕粒子が生じ、窪み部の壁面に付着するおそれがある。
そして、該窪み部の壁面に粉砕粒子が付着した上記セラミック積層体からなる上記積層型圧電素子では、上記壁面を介して電気的な短絡が発生するおそれがある。
上記ウォータージェット処理等によれば、上記変質層を除去すると同時に、上記セラミック積層体の表面に付着した上記粉砕粒子等を確実に除去することができる。
【００１４】
また、さらに、上記ウォータージェット処理によれば、上記窪み部の壁面のうちセラミック材料よりなる部分のみを選択的に剥離し、相対的に上記内部電極層を突出させることができる。
上記内部電極層の外周端部が突出させた上記窪み部によれば、内部に形成した絶縁部材等に対して上記外周端部を食い込ませ、そのアンカー効果により絶縁部材等の接合強度を高めることができる。
【００１５】
また、上記溝形成工程は、ウォータージェット処理により上記窪み部を形成する工程であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記内部電極層を控えて形成してなり、セラミック材料のみよりなる上記控え面において、上記ウォータージェット処理により上記窪み部を形成することができる。
ウォータージェット処理によれば、上記窪み部の表面に変質層を形成するおそれが少なく、また、上記内部電極層の粉砕粒子等を生じさせるおそれも少ない。
【００１６】
さらに、上記ウォータージェット処理によれば、セラミック材料よりなる部分を除去して上記窪み部を形成する際、該窪み部内において相対的に上記内部電極層を突出させることができる。
上記内部電極層の外周端部が突出した上記窪み部によれば、内部に形成した絶縁部材等に対して上記外周端部を食い込ませ、そのアンカー効果により絶縁部材等の接合強度を高めることができる。
【００１７】
また、上記ウォータージェット処理は、２以上のウォーターノズルからジェット水流を発射して上記窪み部を形成する処理であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記複数のウォーターノズルから発射したジェット水流の交わる箇所において、最大のエネルギーを生じる焦点を形成することができる。
そのため、上記ウォータージェット処理によれば、上記焦点の位置制御、特に深さ制御により精度の良い窪み部を形成することができる。
【００１８】
また、上記各ウォーターノズルは、溝状の上記窪み部の長手方向に沿って配置してあることが好ましい（請求項６）。
この場合には、単一の上記ウォーターノズルにより加工する場合と同様の幅が狭い上記窪み部を精度良く形成することができる。
【００１９】
また、上記積層体形成工程で作製する上記セラミック積層体の上記控え面における上記内部電極層の上記外周端部の控え量は、２０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記窪み部において、上記絶縁部又は上記導電部を強固に形成することができる。
上記ギャップが２０ミクロン未満であると、容易に溝加工し得る溝の深さが浅くなる。そのため、例えば、この溝に絶縁材を充填する場合には、充填する絶縁材の量が少なくなり絶縁性が十分でなくなるおそれがある。
一方、上記ギャップが１５０ミクロンを超えると、レーザ加工等による溝加工を効率良く実施できなくなるおそれがある。
【００２０】
なお、上記セラミック積層体の外周面における周方向の位置に応じて上記控え量を変動させることもできる。
この場合には、上記溝形成工程において、上記内部電極層の上記外周端部が加工深さを規制するように作用するため、周方向の位置に応じて深さが変動する上記窪み部を形成することができる。
深さが変動する上記窪み部によれば、該窪み部をなす凸凹の内壁面の作用により窪み部に充填した絶縁材料や導電材料を、さらに強固に保持することができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
本例の積層型圧電素子１の製造方法について、図１〜図１５を用いて説明する。
本例は、図１に示すごとく、セラミック層１１と内部電極層１２とを交互に積層してなるセラミック積層体１０の外周面に一対の外部電極１８を接合した積層型圧電素子１（図８）の製造方法に関する例である。
本例の積層型圧電素子１の製造方法は、積層体形成工程と、溝形成工程と、電極接合工程とを有する方法である。
上記積層体形成工程は、図１及び２に示すごとく、上記外周面から内方に控えて上記内部電極層１２の外周端部２７０を配置した控え面１１１を、上記外周面の少なくとも一部に有するセラミック積層体１０を形成する工程である。
上記溝形成工程は、図６に示すごとく、セラミック積層体１０の外周面のうち控え面１１１（図１）において、内部電極層１２の外周端部２７０（図１）に沿って凹み、該外周端部２７０を露出させた溝状の窪み部１２２を形成する工程である。
上記電極接合工程は、図８に示すごとく、絶縁部１８１又は導電部１８３の少なくともいずれか一方を窪み部１２２に形成して一対の外部電極１８を接合する工程である。
以下に、この内容について詳しく説明する。
【００２２】
まず、本例で製造する積層型圧電素子１について説明する。
この積層型圧電素子１は、図８に示すごとく、セラミック材料からなる厚さ８０μｍのセラミック層１１と、積層面全面に形成した厚さ３μｍの内部電極層１２とを交互に３５０層積層してなるセラミック積層体１０を利用してなる。
そして、該セラミック積層体１０の外周面における一対の接合面１５には、一対の外部電極１８を接合してある。
【００２３】
ここで、図６に示すごとく、セラミック積層体１０の外周面には、内部電極層１２に沿って内方に凹む溝状の窪み部１２２を形成してある。
特に、本例のセラミック積層体１０では、各内部電極層１２の外周全周に渡って、上記窪み部１２２を形成してある。
すなわち、本例のセラミック積層体１０は、セラミック積層体１０の外周全周に渡って上記控え面１１１（図１及び図１４）を有してなる。
【００２４】
そして、上記接合面１５以外の窪み部１２２には、図９に示すごとく、絶縁材料であるフィラー入りシリコン樹脂よりなる絶縁部１８１を形成してある。なお、本例では、上記フィラーとしては、セラミックの微粒子等を用いた。
また、接合面１５の窪み部１２２には、図８に示すごとく、絶縁部１８１と、導電材料である樹脂銀よりなる導電部１８３とを積層方向の１層ごとに交互に形成してある。
そして、図８及び図９に示すごとく、一方の接合面１５において絶縁部１８１を形成した内部電極層１２には、他方の接合面１５において導電部１８３を形成してある。
【００２５】
なお、本例のセラミック積層体１０は、図２及び図９に示すごとく、その軸方向に平行であって相互に対向する接合面１５を有してなり、樽形の断面形状を呈している。
セラミック積層体１０の断面形状としては、本例の樽形に限定されるものではなく、用途、使用状況に合わせて四角形や六角形などの多角形や、円形や、楕円形等に変更可能である。
【００２６】
次に、上記積層型圧電素子１の製造方法について説明する。
積層型圧電素子１を製造するに当たっては、上記積層体形成工程により上記セラミック積層体１０を作製すると共に、上記溝形成工程によりセラミック積層体１０の外周面に上記窪み部１２２を形成する。
まず、上記積層体形成工程を実施するに当たっては、図１０及び図１１に示すごとく、印刷装置３と、打抜き積層装置２と、図示しない焼成炉とディスペンサ装置とを含む製造装置を用いてセラミック積層体１０を製造する。
【００２７】
本例のセラミック積層体１０を作製する上記積層体形成工程は、グリーンシート作製工程と、印刷工程と、打ち抜き工程と、積層工程と、焼成工程とからなる工程である。
なお、本例の工程に使用する打抜き積層装置２は、図１１に示すごとく、打ち抜き工程と積層工程とを同時に実施できるよう構成してある。
【００２８】
まず、グリーンシート作製工程では、図１０に示すごとく、圧電素子材料であるグリーンシート用のスラリーからグリーンシート１００を作製する。
ここで、このスラリーは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックスになるセラミック原料にバインダーと微量の可塑剤及び消泡剤を添加した後、有機溶媒中に分散させたものである。
【００２９】
本例では、ドクターブレード法によってキャリアフィルム（図示略）上に上記スラリーを塗布し、厚さ１００μｍのグリーンシート１００を生成した。
なお、スラリーからグリーンシート１００を生成する方法としてはドクターブレード法の他、押出成形法その他種々の方法を採ることができる。
【００３０】
次に、印刷工程では、図１０に示すごとく、スクリーン印刷用のシルク板１０６を用いて、印刷により上記内部電極層１２（図３）となるＡｇ−Ｐｄペーストを塗布し、積層面１０１上に電極用印刷パターン１０２を形成する。
本例では、グリーンシート１００の積層面１０１の外周縁部を残してＡｇ−Ｐｄペーストを塗布した。
ここで、セラミック積層体１０の接合面１５を形成する箇所では、研削加工により接合面１５（図８）を形成する面からさらに控えてＡｇ−Ｐｄペーストを塗布し、樽形の電極用印刷パターン１０２を形成した。
【００３１】
なお、本例では、さらに、シート片２１０を積層するための接着材として、グリーンシート１００を構成した上記セラミック材料と略同一組成のセラミック材料を含有するスラリーを積層面１０１全面に塗布した。
すなわち、図１３に示すごとく、本例の積層体形成工程では、上記スラリーを接着層１１０として、多層のグリーンシート１００を積層してなる中間体２５を作製するのである。
【００３２】
次に、上記打抜き積層装置２を用いて、シート片２１０の打ち抜きと積層とを並行して実施する。
ここでは、図１１及び図１２に示すごとく、グリーンシート１００からシート片２１０を打ち抜き、このシート片２１０を順次、積層して中間体２５を作製する。
【００３３】
ここで、本例の打抜き積層装置２の構成及び動作について説明する。上記のごとく、打抜き積層装置２は、図１１に示すごとく、シート片２１０の打ち抜きと、積層とを並行して実施できるよう構成された装置である。
この打抜き積層装置２は、内部に積層穴２２を有する中空構造の積層ホルダ２９と、図示しない油圧シリンダにより積層ホルダ２９に向けてストロークするパンチ２１とを有している。
また、積層ホルダ２９の積層穴２２内には、下端面に開口する吸着孔からなる吸着機構（図示略）を有するガイド２６を配置してある。そして、このガイド２６の吸着機構により、積層穴２２の内部で積層した中間体２５を吸着保持できるように構成してある。
【００３４】
このように構成された打抜き積層装置２により中間体２５を作製するに当たっては、図１１に示すごとく、まず、キャリアフィルムから剥離したグリーンシート１００を所定量送って、パンチ２１の打ち抜き位置に電極用印刷パターン１０２を合致させる。
その後、押さえ板２７でグリーンシート１００を押さえながら、パンチ２１を積層ホルダ２９に向けてストロークさせる。
そして、パンチ２１を押さえ板２７の貫通穴２７０に貫通させ、積層穴２２に挿入する。このようにしてシート片２１０を打ち抜き、該シート片２１０を積層穴２２内部において積層していくという一連動作を繰り返し実施する。
【００３５】
この一連動作における最初の打ち抜きでは、図１１に示すごとく、シート片２１０は、ガイド２６の吸着機構によりその上面に吸着され、積層穴２２内に収容される。
さらに、グリーンシート１００における電極用印刷パターン１０２を有するシート片２１０を、上記一連動作により順次打ち抜いていく。
打ち抜かれたシート片２１０は、図１２及び図１３に示すごとく、その表面に形成された接着層１１０により次々に接着されて積層されて中間体２５の一層をなす。
【００３６】
このとき、積層ホルダ２９は、中間体２５の下端面を吸着保持しながら、中間体２５の長さに応じて徐々に下降する。
そのため、打抜き積層装置２における中間体２５の上端面の位置は略一定し、新たに打ち抜いたシート片２１０を一定の加圧力により接着できるように構成されている。
【００３７】
そして、この一連動作における最後の打ち抜きでは、電極用印刷パターン１０２を形成してないグリーンシート片を打ち抜き、中間体２５の上端面に積層する。
本例では、上記の一連動作により、図１３に示すごとく、３００枚のシート片２１０を積層した中間体２５を作製した。
なお、本例の中間体２５では、同図に示すごとく、その積層方向の両端に保護層１０９としてのセラミック層を積層してある。
【００３８】
次に、焼成工程において、この中間体２５（図１３）を焼成して焼成体（図示略）を作製する。本例の焼成工程では、図示しない焼成炉により実施し、炉内温度１２００℃を２時間保持して焼成した後、炉冷を実施した。
ここで、シート片２１０の表面に印刷したＡｇ−Ｐｄペーストは、焼成されて上記内部電極層１２（図８）を形成する。
【００３９】
そして、本例では、さらに、上記焼成体の外周面に研削加工を施した。
ここでは、図示しない機械加工装置により、図１及び図２に示すごとく、対向する２カ所の側面を平面研削し、外部電極１８（図８）を接合するための接合面１５を形成した。
なお、上記印刷工程では、上記接合面１５から控えて内部電極層１２の外周端部２７０（図１）が配置されるよう、平面研削分を見込んで外周端部２７０を配置してある。
そのため、本例の接合面１５を形成したセラミック積層体１０では、接合面１５を含む外周面において４０μｍ（図１に示すｇ）だけ内方に控えて内部電極層１２の外周端部２７０が配置されている。
【００４０】
なお、上記の断面樽形状を呈するセラミック積層体１０を作製するには、予め、樽形状に切り抜いたシート片を積層することもできる。
この場合には、本例の接合面１５を形成するための平面研削を省略でき、さらに効率良く積層型圧電素子を作製することができる。
【００４１】
次に、上記溝形成工程を実施して、セラミック積層体１０の外周面に上記窪み部１２２を形成する。
この溝形成工程を実施するに当たっては、図１４及び図１５に示すごとく、ＵＶレーザ加工機４とウォータージェット加工機５とを用いて上記窪み部１２２を形成する。
この工程では、まず、図１４に示すごとく、セラミック積層体１０の外周面に、レーザ光を照射するレーザ加工を施す。
このレーザ加工では、セラミック積層体の外周面に露出する各内部電極層１２に沿ってレーザ光を照射して上記窪み部１２２を形成する。
【００４２】
ここで、本例で使用したＵＶレーザ加工機４及びウォータージェット加工機の構成、動作について説明しておく。
ＵＶレーザ加工機４は、図１４に示すごとく、近赤外線のレーザ光を発射するＹＡＧレーザ発振器４１と、レーザの波長変換を実現する非線形光学結晶（図示略）と、レーザ光を拡げるビームエキスパンダ４２と、ビーム方向を制御する２基のガルバノメータ４３と、レーザ光をスポット集光する集光レンズ４４とからなる。
また、図示しない載置台は、載置したセラミック積層体１０を軸芯回りに回転させる回転機構を有しており、セラミック積層体１０を回転自在に保持するよう構成してある。
【００４３】
特に、本例のＹＡＧレーザ発振器４１は、同図に示すごとく、ＹＡＧ結晶（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）をランプ励起して、波長１０６４ｎｍの近赤外線のレーザ光を発光する発振器である。このＹＡＧレーザは、エネルギー密度が高いという特徴を有するレーザ光である。
そして、上記ＹＡＧレーザ発振器４１は、デューティー制御により出力を調整できるように構成してある。
【００４４】
また、上記のＵＶレーザ加工機４は、図１４に示すごとく、上記非線形光学結晶を透過させることで、ＹＡＧレーザ発振器４１によるレーザを波長３５５のレーザに変換するように構成してある。このＵＶレーザ加工機４は、小径のレーザスポットを形成でき、精密加工に適しているという特徴を有している。
本例では、集光レンズ４４を用いて集光した直径２０μｍのビームスポットにより、レーザ加工を実施した。
【００４５】
さらに、本例のＵＶレーザ加工機４では、２基のガルバノメータ４３を用いてレーザ光の照射位置を任意に移動できるよう構成してある。
そして、本例のＵＶレーザ加工機４では、レーザ照射箇所にアシストガスとしてエアーを吹き付けながら精度良く加工できるよう構成してある。
【００４６】
上記ウォータージェット加工機５は、図１５に示すごとく、水流を発射するウォーターノズル５１と、該ウォーターノズル５１に高圧の水を供給するウォーター加圧機５２と、両者を接続する高圧ホース５３と、セラミック積層体１０を載置するワーク台５４とからなる装置である。
【００４７】
上記ウォーターノズル５１は、スポット径２０〜５００μｍ、圧力１０〜７０ＭＰａのジェット水流を発射するように構成してある。
すなわち、本例のウォータージェット加工機５では、セラミック積層体１０の外表面における複数層の窪み部１２２を同時に加工できるよう上記スポット径を大径に設定してある。
【００４８】
そして、圧力３０〜５０ＭＰａのジェット水流によれば、セラミック積層体１０の窪み部１２２の壁面のうちセラミック材料よりなる部分を１〜１２μｍ程度除去することができる。
なお、スポット径の大きさ及びジェット水流の圧力は、加工するセラミック積層体を形成したセラミック材料の材質や硬さ等に応じて変更することができる。
【００４９】
上記ワーク台５４は、図示しない回転機構によって載置したセラミック積層体１０を回転させ、該セラミック積層体１０の任意の外周面をウォーターノズル５１に対面させることができるよう構成してある。
さらに、ワーク台５４は、水平移動機構を備えている。そして、該水平移動機構によれば、載置したセラミック積層体１０とウォーターノズル５１との相対位置を任意に変更することができる。
【００５０】
本例では、まず、図６に示すごとく、ＵＶレーザ加工機４を用いて、内部電極層１２に沿って窪み部１２２を形成する。
ここでは、セラミック積層体１０の外周面に沿って、レーザ光の照射位置を相対移動しながら窪み部１２２を形成した。
【００５１】
そして、本例では、窪み部１２２を形成したセラミック積層体１０の外周面を、さらにウォータージェット加工機５により処理する。
ここでは、上記ワーク台５４に載置したセラミック積層体１０の外周面全面に渡って、ウォーターノズル５１から発射したジェット水流を当てる。
【００５２】
このウォータージェット処理によれば、図５に示すごとく、レーザ照射によって窪み部１２２の内壁面に生じた変質層１１２（図４）を除去すると共に、セラミック積層体１０の外表面全面に渡るクリーニングが可能である。
例えば、ウォータージェット処理によれば、レーザ加工による内部電極層１２の粉砕粒子がセラミック積層体１０の外表面に付着した場合にも、これら粉砕粒子を除去することができる。
そして、電気的な絶縁にとって悪影響を及ぼすおそれがある上記変質層１１２及び上記粉砕粒子を除去加工した本例のセラミック積層体１０に基づけば、電気的な信頼性の高い優れた積層型圧電素子１を製造することができる。
【００５３】
さらに、図５に示すごとく、上記のウォータジェット処理によれば、レーザ加工による窪み部１２２の壁面のうちセラミック材料よりなる部分を選択的に剥離させ、相対的に内部電極層１２の外周端部２７０を突出させることができる。
内部電極層１２の外周端部２７０が突出した窪み部１２２によれば、該窪み部１２２内に充填した部材に対して外周端部２７０をくさび状に食い込ませ、そのアンカー効果により接合強度を向上できる。
【００５４】
さらに、上記のごとく窪み部１２２を形成したセラミック積層体１０を用いて積層型圧電素子１を完成するに当たっては、図７及び図８に示すごとく、窪み部１２２に絶縁部１８１及び導電部１８３を形成する埋設工程を実施した後、セラミック積層体１０の各接合面１５に一対の外部電極１８を接合する。
【００５５】
この埋設工程では、まず、図７〜図９に示すごとく、セラミック積層体１０の接合面１５以外の窪み部１２２と、各接合面１５の１層おきの窪み部１２２とに絶縁材料よりなる絶縁部１８１を形成する。
なお、ここで、本例の積層型圧電素子１では、図９に示すごとく、一方の接合面１５において絶縁部１８１を形成した内部電極層１２に対しては、他方の接合面１５において絶縁部１８１を形成しないようにしてある。
【００５６】
上記絶縁部１８１の形成は、図示しないディスペンサ装置により実施した。このディスペンサ装置は、位置制御されたディスペンスノズルから、一定量の液状の絶縁材料を吐出できるよう構成されている。
本例では、このディスペンサ装置を用いて、シリコーンポッティング剤よりなる絶縁材料（例えば、株式会社スリーボンド製スリーボンド１２３０）よりなる絶縁部１８１を形成した。
なお、絶縁材料としては、その他、樹脂、ガラス、セラミック等を適用することができる。
【００５７】
そして、セラミック積層体１０の窪み部１２２に絶縁部１８１を形成した後、図８及び図９に示すごとく、セラミック積層体１０の接合面１５に外部電極１８を接合した。
ここでは、絶縁部１８１を形成してない窪み部１２２に露出する１層おきの内部電極層１２と外部電極１８とが電気的に接続されるよう、導電性接着剤を用いて外部電極１８を接合する。
このとき、絶縁部１８１を形成してない窪み部１２２に導電性接着剤を充填して導電部１８３を形成し、内部電極層１２と外部電極１８との電気的な接続を確実にした。
そして、外部電極１８を接合した積層型圧電素子１の外表面の電気的な絶縁性を確保できるように、その外周面全面に渡ってフィラー入りシリコン樹脂よりなる絶縁被膜１１８を形成した。
【００５８】
なお、本例の製造方法では、導電性接着剤を窪み部１２２に充填して導電部１８３を形成したが、これに代えて、例えば、ＰＶＤ（物理気相成長法）やＣＶＤ（化学気相成長法）等による導電薄膜よりなる導電部１８３を、外部電極１８接合前に形成しておくこともできる。
さらに、なお、本例の製造方法では、絶縁部１８１を形成した後に導電部１８３を形成したが、導電部１８３を形成した後に絶縁部１８１を形成することもできる。
すなわち、接合面１５における一層おきの窪み部１２２に導電部１８３を形成した後、これ以外の窪み部１２２に絶縁部１８１を形成することもできる。
この場合には、導電部１８３を形成する際の影響が上記絶縁部１８１に及ぶのを回避できる。そのため、上記導電部１８３としては、形成時に高温加熱を要する、例えば、焼き付け銀よりなる焼き付け電極等を形成することができる。
【００５９】
以上のように、本例の上記積層型圧電素子１では、図８に示すごとく、窪み部１２２に対して絶縁部１８１又は導電部１８３を強固に接合してある。
そのため、その長期間の使用において、窪み部１２２に形成した絶縁部１８１及び導電部１８３が脱落、剥離等を生じるおそれが少ない。
したがって、本例の積層型圧電素子１は、内部の電気的リークを生じるおそれが少なく電気的な信頼性の高い優れた素子である。
【００６０】
そして、本例の積層型圧電素子１の製造方法では、図１に示すごとく、各内部電極層１２に沿って窪み部１２２を形成するに当たって、該内部電極層１２を破砕しなくても済むように内部電極層１２の外周端部２７０を控えたセラミック積層体１０を作成している。
そのため、窪み部１２２をレーザ加工するに当たっては、内部電極層１２をなす金属材料によってレーザ光が乱反射するおそれを抑制することができる。
それ故、内部電極層１２の外周端部２７０を控えた上記セラミック積層体１０では、形成精度良く上記窪み部１２２を形成することができる。
【００６１】
また、セラミック層１１の加工に要するレーザエネルギー密度は、内部電極層１２を加工するのに要するレーザエネルギー密度に比べて低い。
そのため、レーザ加工によって上記窪み部１２２を容易に形成できると共に、該窪み部１２２を形成する際、セラミック材料が変質してなる変質層１１２（図４）を生成するおそれが少ない。
【００６２】
さらに、本例の積層型圧電素子１の製造方法では、窪み部１２２をレーザ加工した後、さらにウォータージェット処理を実施する。
そのため、本例のセラミック積層体１０では、レーザ加工時の変質層１１２（図４）を上記ウォータージェット処理により除去することができる。
【００６３】
また、セラミック積層体１０の外周面全面に渡るウォータージェット処理によれば、電気的な絶縁性に悪影響を与えるおそれがあるセラミック積層体１０の外表面の付着物等を確実性高く除去することができる。
そして、絶縁性の低下した変質層１１２を除去し、表面の異物等を除去したセラミック積層体１０によれば、電気的信頼性の高い積層型圧電素子１を製造することができる。
【００６４】
なお、上記ウォータージェット処理に代えて、図１６に示すごとく、ショットブラスト加工機６によるショットブラスト処理を実施することもできる。
上記ショットブラスト加工機６は、ショット粒子６２１の噴射口として機能するパイプ６２０を接続した粒子容器６１と、供給口６１０から供給された高圧エアを噴射するノズル６１と、セラミック積層体１０を載置するワーク台６４とからなる。
このショットブラスト加工機６は、ノズル６１の噴射口６１１から高圧エアを噴射する際、ノズル６１内部に同軸配置されたパイプ６２０の開口端からガラスビーズ粒子よりなるショット粒子６２１を吸い出し、吹き付けできるように構成してある。なお、この場合には、粒径２〜１０μｍのショット粒子６２１を用いるのが良い。
【００６５】
（実施例２）
本例は、実施例１の積層型圧電素子の製造に用いたセラミック積層体を基にして、上記窪み部の形成箇所を変更した例である。本例の内容について、図１７〜図１９を用いて説明する。
本例のセラミック積層体１０では、図１７及び図１８に示すごとく、いずれか一方の接合面１５を除き、内部電極層１２の外周に窪み部１２２を形成してある。
そして、該窪み部１２２は、上記絶縁部を形成するための凹みであり、窪み部１２２に絶縁部を形成することで積層型圧電素子１全体の電気的な信頼性を向上することができる。
【００６６】
なお、図１９に示すごとく、セラミック積層体１０のいずれか一方の接合面１５にのみ窪み部１２２を形成することもできる。
このセラミック積層体１０では、窪み部１２２に上記導電部を形成しても良く、上記絶縁部を形成しても良い。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例１と同様である。
【００６７】
（実施例３）
本例は、実施例１におけるセラミック積層体の窪み部の加工方法を変更した例である。本例の内容について、図２０を用いて説明する。
本例では、ウォータージェット処理のみにより上記窪み部を形成する。
本例に用いるウォータージェット加工機は、図２０に示すごとく、実施例１で用いた上記ウォータージェット加工機を基にして、ウォーターノズル５１を２本に増設した装置である。
【００６８】
このウォータージェット加工機５は、各ウォーターノズル５１からスポット径２０〜２００μｍ、水圧４０〜１９０ＭＰａの水流を発射するように構成してある。
そして、各ウォーターノズル５１は、ワーク台５４に載置したセラミック積層体１０の内部電極層１２に沿って対向配置してあり、セラミック積層体１０の外表面から深さ３０〜６０μｍの位置で、それぞれの水流を交差するように構成してある。
【００６９】
すなわち、深さ３０〜６０μｍの位置で、水流を交差するように配置した２本のウォーターノズル５１によれば、その交差する位置において焦点を形成し、該焦点位置において最大の加工エネルギーを発生する。
そのため、本例のウォータージェット加工機５によれば、深さ方向に精度良く上記窪み部を形成することができる。
【００７０】
さらに、上記ウォータージェット加工機５では、窪み部を形成する内部電極層１２に沿って、２本のウォーターノズル５１を配置してある。
ここでは、加工位置を中心にして対向するよう、２本のウォーターノズル５１を配置してあり、各ウォーターノズル５１から発射される水流が内部電極層１２と平行となるようにしてある。
そのため、本例のウォータージェット加工機５によれば、単一のウォーターノズル５１で加工する場合と同様の幅方向に狭く、精度の高い窪み部を形成することができる。
【００７１】
内部電極層の外周端部を控えた本例のセラミック積層体１０では、窪み部を形成すべき控え面１１１がセラミック材料により形成されている。
そのため、上記のようなウォータージェット処理のみにより、セラミック積層体１０の外周面に溝状の窪み部を形成することができる。
【００７２】
このウォータージェット処理によれば、セラミック材料が変質してなる変質層が生じるおそれが少ない。
そのため、窪み部を形成した後に、変質層を改善する安定化焼成処理等の後処理を実施する必要がない。
【００７３】
さらに、２本のウォーターノズル５１を配置してなり、両者から発射される水流が交差するように構成したウォータージェット加工機５によれば、加工する窪み部の深さ制御を精度良く行うことができる。
【００７４】
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
また、ウォーターノズル５１を３本以上とすることもできる。この場合には、各水流のエネルギーを抑制しながら、上記焦点において最大エネルギーを確保できる。
さらに、本例のウォータージェット処理に代えて、周知のショットブラスト処理により上記窪み部を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施例１における、セラミック積層体の断面構造を示す断面図。
【図２】実施例１における、接合面を形成したセラミック積層体を示す斜視図。
【図３】実施例１における、窪み部を形成したセラミック積層体の断面構造を示す断面図。
【図４】実施例１における、レーザ加工により形成した窪み部の断面構造を示す断面図。
【図５】実施例１における、ウォータージェット処理を施した窪み部の断面構造を示す断面図。
【図６】実施例１における、窪み部を形成したセラミック積層体を示す斜視図。
【図７】実施例１における、窪み部に絶縁部を形成したセラミック積層体の断面構造を示す断面図。
【図８】実施例１における、積層型圧電素子の断面構造を示す断面図。
【図９】実施例１における、積層型圧電素子の輪切り断面の構造を示す断面図。
【図１０】実施例１における、グリーンシートに電極を印刷する印刷工程を説明する説明図。
【図１１】実施例１における、グリーンシートを打ち抜いて積層する打抜き積層装置を示す説明図。
【図１２】実施例１における、グリーンシートの積層状態を説明する説明図。
【図１３】実施例１における、中間体の断面構造を示す断面図。
【図１４】実施例１における、ＵＶレーザ加工機を示す説明図。
【図１５】実施例１における、ウォータージェット加工機を示す説明図。
【図１６】実施例１における、ショットブラスト加工機を示す説明図。
【図１７】実施例２における、セラミック積層体の断面構造を示す断面図。
【図１８】実施例２における、セラミック積層体を示す斜視図。
【図１９】実施例２における、その他のセラミック積層体を示す斜視図。
【図２０】実施例３における、ウォータージェット加工機を示す説明図。
【符号の説明】
【００７６】
１  積層型圧電素子
１０  セラミック積層体
１００  グリーンシート
１１  セラミック層
１１２  変質層
１２  内部電極層
１２２  窪み部
１５  接合面
２  打抜き積層装置
２１０  グリーンシート片
２５  中間体
３  印刷装置
４  ＵＶレーザ加工機
５  ウォータージェット加工機
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2005079313.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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