層疊型壓電陶瓷電子部件及層疊型壓電陶瓷電子部件的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及層疊型壓電陶瓷電子部件及層疊型壓電陶瓷電子部件的制造方法，更 詳細而言，設及具有WNi為主成分的內部電極的層疊壓電致動器(7夕予二工一夕）等層疊 型壓電陶瓷電子部件及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，即使在小電壓下也能取得大位移量的層疊壓電致動器等層疊型壓電陶瓷 電子部件的需求不斷增加。
[0003] 此種層疊型壓電陶瓷電子部件通常通過將壓電陶瓷層和應該成為內部電極的導 電層交替地層疊、并共燒成來制造。
[0004] 作為內部電極材料，一直W來廣泛使用Ag-Pd合金，但是Ag-Pd合金比賤金屬材料 價格更高。而且，此時，若W低頻區域、DC電壓使其驅動，則容易產生Ag的遷移，期望使用低 遷移性材料。
[0005] 為了 W低成本有效抑制此種遷移的發生，優選使用能夠W較低價格購入的WNi為 主成分的內部電極材料。
[0006] 另一方面，Ni如果在大氣氣氛中進行燒成，則容易被氧化，因此需要在還原性氣氛 中進行燒成，因此，需要能夠在還原性氣氛中的共燒成的壓電材料。
[0007] 為此，在專利文獻1中提出了一種壓電磁器組合物，其主成分W通式Kl-xKKi-a- b化止ib)(Nbi-cTac)〇3-xM2M4〇3}(其中，M2為Ca、Ba及Sr中的至少任意1種，M4為化、Sn及冊中 的至少任意 1種，x、a、b、c分別為0.005 <x<0.1、0<a<0.9、0<b<0.1、0<a+b<0.9、0<c < 0.3。）來表示，W相對于上述主成分100摩爾為2~15摩爾的范圍含有Μη,并且W相對于上 述主成分100摩爾為0.1~5.0摩爾的范圍含有上述Μ4。
[000引在該專利文獻1中，壓電磁器組合物具有上述組成，從而可W改善還原性氣氛中的 燒結性，由此，即使在還原性氣氛下與WNi為主成分的內部電極材料進行共燒成，也不會招 致燒結不良，得到具有良好壓電特性的壓電陶瓷電子部件。
[0009]現有技術文獻 [0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1:國際公開第2008/152851號(權利要求1、〔0024))
【發明內容】
[0012] 發明要解決的技術問題
[0013] 然而，可知：即使是專利文獻1的壓電陶瓷電子部件，例如若長時間使用在像致動 器用途之類的需要施加高直流電壓的用途中，則電阻率降低，存在損害可靠性的風險。因 此，專利文獻1的壓電陶瓷電子部件不適合于要求一定水平W上的可靠性的用途。
[0014] 本發明鑒于此種情況完成，其目的在于提供能夠確保可耐受實用性的壓電特性且 得到良好的可靠性的層疊型壓電陶瓷電子部件、w及層疊型壓電陶瓷電子部件的制造方 法。
[0015] 用于解決技術問題的手段
[0016] 本發明人等為了達成上述目的而進行了深入研究，結果得到W下見解:通過使具 有巧鐵礦型結構的妮酸堿金屬化合物含有選自Nd及Dy中的至少一種元素和規定量的選自 Ga及A1中的至少一種元素，從而即使在還原性氣氛下、與為主成分的內部電極材料進 行共燒成，也能確保可耐受實用性的壓電特性且得到良好的可靠性。
[0017] 本發明鑒于此種見解來完成的，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件，其特征在于， 是具有將為主成分的內部電極和壓電陶瓷層交替層疊并在還原性氣氛中燒結而成的 層疊燒結體的層疊型壓電陶瓷電子部件，上述壓電陶瓷層含有包含Nb、K、化及Li的巧鐵礦 型化合物作為主成分，并且包含選自Nd及Dy中的至少一種元素 m和選自Ga及A1中的至少一 種元素 M2，在進行溶解處理而使其溶解的情況下，上述元素 M2的含量相對于上述師1摩爾 份為0.071摩爾份W下。
[0018] 另外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件，其特征在于，是具有將為主成分的 內部電極和壓電陶瓷層交替層疊并在還原性氣氛中燒結而成的層疊燒結體的層疊型壓電 陶瓷電子部件，上述壓電陶瓷層含有包含Nb、K、化及Li的巧鐵礦型化合物作為主成分，并且 包含選自Nd及Dy中的至少一種元素 Ml和選自Ga及A1中的至少一種元素 M2，上述元素 M2的含 量相對于上述佩1摩爾份為0.071摩爾份W下。
[0019] 另外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件，其特征在于，是具有將為主成分的 內部電極和壓電陶瓷層交替層疊并在還原性氣氛中燒結而成的層疊燒結體的層疊型壓電 陶瓷電子部件，上述層疊燒結體含有包含Nb、K、化及Li的巧鐵礦型化合物作為主成分，并且 包含選自Nd及Dy中的至少一種元素 Ml和選自Ga及A1中的至少一種元素 M2，上述元素 M2的含 量相對于上述佩1摩爾份為0.071摩爾份W下。
[0020] 此外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件，其特征在于，是具有將為主成分的 內部電極和壓電陶瓷層交替層疊并在還原性氣氛中燒結而成的層疊燒結體、并且在該層疊 燒結體的表面形成有外部電極的層疊型壓電陶瓷電子部件，含有包含Nb、K、化及Li的巧鐵 礦型化合物作為主成分，并且包含選自Nd及Dy中的至少一種元素 Ml和選自Ga及A1中的至少 一種元素 M2，上述元素 M2的含量相對于上述佩1摩爾份為0.071摩爾份W下。
[0021] 另外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件優選使上述元素 M2的含量相對于上述Nb 1摩爾份為0.002摩爾份W上。
[0022] 此外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件優選使上述元素 Ml的含量相對于上述Nb 1摩爾份為0.002摩爾份W上且0.071摩爾份W下。
[0023] 另外，本發明優選根據需要含有規定量的111、83、2'，由此可^在不損害壓電特性 的情況下更穩定地得到高可靠性。
[0024] 目P，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件優選使上述壓電陶瓷層含有Μη、并且上述 Μη的含量相對于上述Nb 1摩爾份為0.154摩爾份W下。
[0025] 另外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件優選使上述壓電陶瓷層含有Ba、并且上 述Ba的含量相對于上述Nb 1摩爾份為0.063摩爾份W下。
[0026] 此外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件優選使上述壓電陶瓷層含有Zr、并且上 述Zr的含量相對于上述Nb 1摩爾份為ο. 088摩爾份W下。
[0027] 另外，本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件的制造方法，其特征在于，包括:稱量工 序，準備包含Na化合物、K化合物、Li化合物、Nb化合物、選自Nd化合物及Dy化合物中的至少 一種化合物、W及選自Ga化合物及A1化合物中的至少一種化合物的陶瓷素原料（1?弓琴;/夕 素原料），并稱量上述各陶瓷素原料W使Ga及A1中的至少一種元素在燒成后相對于師1摩 爾份達到0.071摩爾份W下；生片制作工序，W上述陶瓷素原料作為起始原料制作陶瓷生 片;導電膜形成工序，將為主成分的導電性糊劑涂布于上述陶瓷生片，形成規定圖案的 導電膜;成形工序，按照規定順序層疊形成有導電膜的陶瓷生片，制作層疊成形體;和燒成 工序，對上述層疊成形體進行燒成，制作層疊燒結體;上述燒成工序中，在抑制上述導電膜 的氧化的還原性氣氛中進行上述陶瓷生片與所述導電性糊劑的共燒成。
[0028] 發明效果
[0029] 根據本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件，壓電陶瓷層含有包含師、K、Na及Li的巧 鐵礦型化合物作為主成分，并且包含選自Nd及Dy中的至少一種元素 Ml和選自Ga及A1中的至 少一種元素 M2，在進行溶解處理使其溶解的情況下，上述元素 M2的含量相對于上述師1摩 爾份為0.071摩爾份W下，因此通過元素 Ml與元素 M2兩者的添加效果能夠確保可耐受實用 性的壓電特性且實現所需的良好的可靠性。
[0030] 另外，在交替層疊有壓電陶瓷層、內部電極和壓電陶瓷層的層疊燒結體、W及作為 完成品的層疊型壓電陶瓷電子部件中，還WNb 1摩爾份作為基準來規定了元素 M2的含量， 因此元素 M2相對于Nb 1摩爾份的含量無變動，能夠發揮與上述同樣的效果。
[0031] 另外，根據本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件的制造方法，稱量各陶瓷素原料，之 后，經過生片制作工序、導電膜形成工序及成形工序，在抑制導電膜的氧化的還原性氣氛中 對上述層疊成形體進行燒成，W使Ga及A1中的至少一種元素在燒成后達到相對于Nb 1摩爾 份為0.071摩爾份W下，因此即使在還原性氣氛下與為主成分的內部電極材料進行共 燒成，也能夠得到具有良好可靠性的層疊型壓電陶瓷電子部件。
【附圖說明】
[0032] 圖1為表示本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件的一個實施方式的剖視圖。
[0033] 圖2為在本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件的制造過程中得到的層疊成形體的分 解立體圖。
[0034] 圖3為本發明的層疊型壓電陶瓷電子部件的立體圖。
[0035] 圖4為表示參考例的一例的壓電陶瓷電子部件的剖視圖。
[0036] 圖5為圖4的A部放大剖視圖。
[0037] 圖6為在上述參考例的壓電陶瓷電子部件的制造過程中得到的層疊