JPH07108102B2

JPH07108102B2 - 圧電／電歪膜型アクチュエータの製造方法

Info

Publication number: JPH07108102B2
Application number: JP11566590A
Authority: JP
Inventors: 幸久武内; 浩二木村
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1990-05-01
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: US5126615A; DE69106431D1; DE69106431T2; JPH0412678A; EP0455342B1; EP0455342A1

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、変位制御素子、個体素子モーター、リレー、
スイッチ、シャッター、プリンタヘッド、ポンプ、ファ
ン、マイクロホン、発音体（スピーカー等）、インクジ
ェットプリンタ、各種振動子等に好適に用いられるユニ
モルフ型、バイモルフ型等の屈曲変位を発生させるタイ
プの圧電／電歪型アクチュエータの製造方法に関するも
のである。なお、ここで、アクチュエータとは、電気エ
ネルギーを機械エネルギーに変換、即ち機械的な変位ま
たは応力に変換する素子を意味するものである。

（背景技術）近年、光学や精密加工等の分野において、サブミクロン
のオーダーで光路長や位置を調整する変位制御素子が所
望されるようになってきており、これに応えるものとし
て、強誘電体等の圧電／電歪材料に電界を加えたときに
起こる逆圧電効果や電歪効果に基づくところの変位を利
用した素子である圧電／電歪アクチュエータの開発が進
められている。

ところで、かかる圧電／電歪アクチュエータの構造とし
ては、従来から、モノモルフ型、ユニモルフ型、バイモ
ルフ型、及び積層型が知られているが、その中でも、モ
ノモルフ型、ユニモルフ型、バイモルフ型は、電界誘起
歪の横効果を利用して屈曲変位を得るために、比較的大
きな変位が得られるものの、発生力が小さく、また応答
速度が遅く、電気機械変換効率が悪いという問題を内在
するものであった。一方、積層型は、電界誘起歪の縦効
果を利用しているために、それら発生力や応答速度にお
いて優れ、また電気機械変換効率も高いものであるが、
発生変位が小さいという問題を内在していた。

しかも、それら従来のユニモルフ型やバイモルフ型のア
クチュエータにおいては、何れも、圧電／電歪板等の板
状の構成部材を、接着剤等を用いて張り付けてなる構造
を採用するものであるために、アクチュエータとしての
作動の信頼性にも問題があるものであった。

このように、従来の圧電／電歪アクチュエータには、そ
れぞれ、一長一短があり、また解決されるべき幾つかの
問題を内在するものであったのである。

（解決課題）ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その課題とするところは、接着剤等
で張り付けた構造ではなく、相対的に低駆動電圧で大変
位が得られ、応答速度が速く、且つ発生力が大きく、ま
た高集積化が可能である圧電／電歪膜型アクチュエータ
の製造方法を提供するものである。

（解決手段）そして、本発明にあっては、そのような課題解決のため
に、第一の電極膜と圧電／電歪膜と第二の電極膜とを順
次層状に積層せしめてなる構造の圧電／電歪駆動部を、
所定のセラミック基板上に形成してなる圧電／電歪膜型
アクチュエータ、若しくは所定の間隔を隔てて配置され
た複数の帯状電極膜とそれらの電極膜間にそれら電極膜
と接するように形成される圧電／電歪膜とからなる圧電
／電歪駆動部を、所定のセラミック基板上に形成してな
る圧電／電歪膜型アクチュエータを製造するに際して、
前記セラミック基板として、酸化アルミニウム、酸化マ
グネシウム、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒
化珪素のうちの何れか１種以上を主成分とするセラミッ
ク材料よりなる多結晶体を用い、該多結晶体の少なくと
も前記圧電／電歪駆動部の形成部位における少なくとも
結晶粒界に、鉛元素を導入する一方、かかる鉛元素の導
入と同時に若しくはその導入の後に、前記圧電／電歪駆
動部を該セラミック基板上に形成することを特徴とする
圧電／電歪膜型アクチュエータの製造方法を、その要旨
とするものである。

（作用・効果）このような本発明に従って得られる圧電／電歪膜型アク
チュエータ構造によれば、膜状の圧電／電歪体となるも
のであるところから、相対的に低駆動電圧にて大変位が
得られ、また応答速度が速く、且つ発生力も大きく、更
には高集積化が可能となる特徴を発揮するのである。

また、そのようなアクチュエータ構造においては、基板
と電極膜、基板と圧電／電歪膜、または電極膜と圧電／
電歪膜を接合する構成を採用するものであるために、薄
板を接合するような従来のユニモルフ型、バイモルフ型
等のアクチュエータで採用されている如き接着剤等を何
等用いることなく、一体化して、目的とする圧電／電歪
膜型アクチュエータを得ることが出来るところから、長
期使用に対する信頼性も高く、また変位量ドリフトも小
さい特徴を発揮するのである。

そして、この圧電／電歪膜型アクチュエータの製造に際
し、本発明手法に従って、鉛元素を含む結晶粒界の位置
するセラミック基板部位上に、少なくとも圧電／電歪駆
動部を形成することにより、かかる粒界に生成した鉛元
素を含む低融点材料の効果で、基板と膜とは強固に接着
せしめられ、また基板と圧電／電歪膜を熱処理すれば、
基板と膜のストレスが緩和され、以て緻密な圧電／電歪
膜を得ることが出来、振動板となるセラミック基板への
力の伝達が効率よく行なわれるという特徴を発揮するの
である。

また、このような本発明に従うところの圧電／電歪膜型
アクチュエータの製造方法においては、鉛元素は、多結
晶体であるセラミック基板の結晶粒界中において、酸化
物の如き化合物等の形態で存在しており、そしてその鉛
元素が、その粒界中に、一般に粒界物質の全重量に対し
て40重量％以上、好ましくは50重量％以上、更に好まし
くは60重量％以上において含まれてなるセラミック基板
を用いて、その上に、目的とする圧電／電歪駆動部を形
成することが望ましい。

さらに、本発明に従う圧電／電歪膜型アクチュエータの
製造方法では、圧電／電歪駆動部が膜状に形成されるた
めに、同一基板面上に多数個の素子を形成することが容
易に出来、かかる圧電／電歪駆動部の高集積化が可能と
なる特徴も有しているのである。

なお、本発明に従って得られる圧電／電歪膜型アクチュ
エータは、低電圧駆動が可能で、しかも大きい屈曲変位
・発生力を得るために、有利には、その厚さは、300μ
ｍ以下、好ましくは150μｍ以下とされることが望まし
く、またセラミック基板の板厚としては、100μｍ以
下、好ましくは50μｍ以下とされることとなる。

（具体的構成・実施例）以下に、本発明に従って製造される圧電／電歪膜型アク
チュエータの具体的構造を示す図面を参照しつつ、本発
明を、更に具体的に明らかにすることとする。なお、理
解を容易にするために、各図面を通して、同様の構造を
有するものは、同一の符号を付すものとする。

先ず、第１図は、本発明にて用いられるセラミック基板
の断面形態を概略的に示すものである。従来のセラミッ
ク基板においては、多結晶体であるセラミック基板を構
成する主成分のセラミック粒子（結晶粒）の粒界（結晶
粒界）には、石英ガラス等の介在物が存在するのはであ
るが、本発明において用いられるセラミック基板は、そ
の粒界に、鉛元素を酸化物等の化合物形態において拡散
させること等によって形成される低融点材料を含有する
ものである。なお、図面中、24は、セラミック粒子（結
晶粒）であり、26は粒界を示している。

そして、圧電／電歪膜駆動部を形成する基板として、鉛
元素が、酸化物等の化合物形態において、有利には40重
量％以上の割合において粒界に含有されているセラミッ
ク基板を用いることにより、緻密な膜で且つ基板との接
合性が良好な圧電／電歪膜駆動部が得られ、これによ
り、優れたアクチュエータ特性を示す圧電／電歪膜型ア
クチュエータが実現されるのである。

また、鉛元素は、酸化物の如き化合物等の形態におい
て、少なくとも圧電／電歪駆動部が形成されているセラ
ミック基板部位の板厚方向全域の粒界に含まれているこ
とが好ましく、より望ましくは、セラミック基板全体の
粒界に均一に含有されていることが好ましい。

以下に、本発明手法に従って、上記如き構造を有するセ
ラミック基板を用いて作製された圧電／電歪膜型アクチ
ュエータの幾つかの具体例を説明することとする。

先ず、第２図に示される圧電／電歪膜型アクチュエータ
は、セラミック基板２の面上に、第一の電極膜４、圧電
／電歪膜６及び第二の電極膜８が順次積層されて、多層
に形成された一体構造とされている。なお、第一及び第
二の電極膜４、８は、それぞれ、圧電／電歪膜６の端部
より延び出させられて、リード部4a、8aを形成してお
り、それらリード部4a、8aを通じて、それぞれの電極膜
４、８に電圧印加が行なわれるようになっている。かか
る構造の圧電／電歪膜型アクチュエータにおいては、そ
の圧電／電歪膜６に電界が作用せしめられると、電界誘
起歪の横効果により、セラミック基板２の板面に垂直な
方向の屈曲変位乃至は発生力が発現せしめられるのであ
る。

また、第３図は、セラミック基板２の面上に、複数の帯
状電極16とそれらを接続する電極接続部10とからなる櫛
形の電極膜18a及びそれと同形状の電極膜18bが図示の如
き配置形態においてそれぞれ設けられると共に、更にそ
れらの電極膜18a、18b間に、それら電極膜18a、18bと接
するように、圧電／電歪膜６が形成され、一体構造とさ
れている例を示している。かかる構造の圧電／電歪膜型
アクチュエータにおいては、その圧電／電歪膜６に電界
が作用せしめられると、電気誘起歪の縦効果により、セ
ラミック基板２の板面に垂直な方向の屈曲変位乃至は発
生力が発現せしめられるのである。

さらに、第４図は、第一の電極膜４と圧電／電歪膜６と
第二の電極膜８とからなる圧電／電歪駆動部の複数が、
別個に、セラミック基板２上に設けられてなる例を示す
ものであり、膜状のアクチュエータが好適に用いられる
高集積化構造を実現したものである。

更にまた、第５図は、セラミック基板２の一方の面上に
複数の帯状電極膜16が配列され、圧電／電歪膜６にて埋
め込まれた状態で、圧電／電歪駆動部が形成された例で
あり、該圧電／電歪駆動部上には、電極層22、圧電／電
歪層28及び電極層22が順次積層一体化せしめられた構造
とされている。

また、第６図に示される圧電／電歪膜型アクチュエータ
は、セラミック基板２の形状が円形形状とされた例であ
り、該セラミック基板２の形状に対応して、その一方の
面上に形成される圧電／電歪膜６及び帯状電極16からな
る圧電／電歪駆動部も、円形形状において設けられてい
るのである。

さらに、第７図〜第９図に示されるアクチュエータは、
それぞれ、複数の圧電／電歪駆動部（４、６、８）が、
セラミック基板２上に並設形態において設けられた例で
あり、特に第７図及び第８図に示されるアクチュエータ
においては、それら複数の圧電／電歪駆動部（４、６、
８）の間に位置するセラミック基板２にスリット20が入
れられて、それぞれの圧電／電歪駆動部が互いに独立し
た形態とされている。なお、第７図において、14は、圧
電／電歪膜６の背部で、第一、第二の電極膜４、８を電
気的に絶縁する絶縁膜である。また、第９図のアクチュ
エータにおいては、セラミックス基板２は、長手の矩形
孔12が設けられて梯子状とされており、そして該矩形孔
12、12に挟まれた接続部2a上に、圧電／電歪駆動部
（４、６、８）がそれぞれ形成された構造とされてい
る。

ところで、本発明に従って製造される圧電／電歪膜型ア
クチュエータは、上記のように、圧電／電歪駆動部を構
成する電極、圧電／電歪体が膜形成により作製されてお
り、そして熱処理によってセラミック基板と圧電／電歪
駆動部とが一体構造とされ、接着剤は何等用いられてい
ない特徴を有するものであるが、そのような圧電／電歪
膜型アクチュエータは、例えば、次のようにして作製さ
れることとなる。

先ず、圧電／電歪駆動部を形成するセラミック基板
（２）に関して、基板材料としては、機械的強度が大き
く、後述するように、800〜1500℃程度の熱処理が可能
な絶縁体若しくは誘電体であれば、酸化物系であって
も、非酸化物系であっても良いが、本発明にあっては、
酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウ
ム、窒化アルミニウム、窒化珪素のうちの何れかの１種
以上の主成分とした材料が採用される。なお、ここで、
主成分とは、全体の50重量％以上の割合において含有さ
れているものとする。本発明では、それら材料を用いて
成形した基板の粒界に、鉛元素が、酸化物の如き化合物
等の形態において、導入されることとなるので、特に、
酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムを主成分とし
た基板が、板厚が薄くても優れたアクチュエータ用基板
特性が得られるものであるところから、有利に用いられ
ることとなり、更に、酸化アルミニウムを主成分とした
基板が好ましく用いられる。

なお、そのようなセラミック基板材料中には、酸化珪素
（SiO、SiO₂）が有利に含有せしめられる。この酸化珪
素の含有量は、0.5重量％以上、５重量％以下が好まし
く、特に１重量％以上、３重量％以下とすることが望ま
しい。このような割合の酸化珪素の含有は、後述する圧
電／電歪材料との熱処理中の過剰な反応を避け、良好な
アクチュエータ特性を得る上において重要なことである
一方、鉛元素を酸化物等の形態において粒界に均一に含
有せしめて、適度な低融点材料を形成するためにも重要
なこととなるのである。

ところで、セラミック基板の粒界に鉛元素を酸化物等の
形態において含有せしめる方法としては、例えば、鉛元
素を単体形態或いは化合物形態で含有する雰囲気中で、
セラミック粒子の粒界に鉛元素が酸化物等の形態におい
て均一に拡散出来る700℃以上の温度条件において、セ
ラミック基板を熱処理する方法が好ましい。また、鉛単
体や、酸化物、酸素酸塩の如き鉛元素を含む化合物を、
セラミック基板のグリーンシート中に混入して、或いは
グリーンシートの表面に塗布した後、焼成することによ
り、鉛元素を粒界中に導入することも可能である。更
に、セラミック基板の鉛元素を含有せしめるべき所定の
部位に、鉛単体や鉛元素を含む化合物を載置したり、そ
れらを含むペーストを塗布したりして、前記の熱処理を
施すことによっても、セラミック基板の目的とする部位
の粒界中に鉛元素を導入することが可能である。

なお、上記の熱処理による鉛元素の導入は、後述する圧
電／電歪駆動部の形成に先立って行なわれるものの他、
かかる圧電／電歪駆動部の形成時における熱処理、即ち
電極膜や圧電／電歪膜の焼成と同時に実施することも出
来、その場合にはその焼成雰囲気中に鉛元素が単体状態
若しくは化合物形態で存在せしめられることとなる。

また、本発明に従って得られる圧電／電歪膜型アクチュ
エータにおいて、その高速応答性と大きな屈曲変位を得
る為には、本発明にて用いられるセラミック基板の厚さ
は、一般に100μｍ以下、好ましくは50μｍ以下、更に
好ましくは30μｍ以下とすることが望ましい。また、そ
の曲げ強度としては、500kgf/cm²以上が好ましく、特に
1000kgf/cm²以上であることが望ましい。

なお、かかるセラミック基板としては、予め焼成した基
板を用いてもよく、また基板材料のグリーンシートを用
い、後記の膜形成を行なった後に焼結させてもよいが、
中でも、予め焼成した基板が、素子の反りを小さくする
ことが出来ると共に、パターン寸法精度が得られること
から、有利に用いられることとなる。

また、このようなセラミック基板の形成としては、何等
限定されくものではなく、用途に応じて如何なる形状で
あっても採用可能であり、例えば三角形、四角形等の多
角形、円、楕円、円環等の円形、櫛状、格子状またはこ
れらを組み合わせた特殊形状であっても、何等差支えな
い。

そして、これら基板上への圧電／電歪駆動部の形成は、
以下のようにして、行なわれることとなる。先ず、各材
料からなる電極膜（４、８）及び圧電／電歪膜（６）を
セラミック基板（２）上に形成するには、公知の各種の
膜形成法、例えばスクリーン印刷の如き厚膜法やディッ
ピング等の塗布法、スパッタリング、真空蒸着、メッキ
等の薄膜法等が適宜採用され得るが、それらに何等限定
されるものではない。なお、圧電／電歪膜（６）を形成
するには、好ましくはスクリーン印刷、ディッピング、
塗布等による手法が好適に採用される。これらの手法
は、平均粒径0.1〜５μｍ、好ましくは0.1〜２μｍの圧
電／電歪セラミック粒子を主成分とするペーストやスラ
リーを用いて、基板上に膜形成することが出来、良好な
アクチュエータ特性が得られるからである。また、その
ような膜の形状としては、スクリーン印刷法、フォトリ
ソグラフィ法等を用いてパターン形成する他、レーザー
加工法やスライシング、超音波加工等の機械加工法を用
い、不必要な部分を除去して形成しても良く、特に、レ
ーザー加工法や機械加工法を用いて基板と膜を同時に加
工し、圧電／電歪駆動部の集積度を向上させることが好
ましい。

また、作製されるアクチュエータの構造や電極膜の形状
は、何等限定されるものではなく、用途に応じて如何な
る形状でも採用可能であり、例えば三角形、四角形等の
多角形、円、楕円、円環等の円形、櫛状、格子状または
これらを組み合わせた特殊形状であっても、何等差支え
ない。

そして、このようにしてセラミック基板（２）上に形成
されたそれぞれの電極膜（４或いは16）及び圧電／電歪
膜（６）は、それらの膜の形成の都度、熱処理されて、
基板と一体構造となるようにされても良く、また、例え
ば電極膜（４或いは16）及び圧電／電歪膜（６）を形成
した後、同時に熱処理して、各膜が同時に基板に一体的
に結合せしめられるようにしても良い。なお、かかる形
成された膜と基板とを一体化するための熱処理温度とし
ては、800℃/1500℃程度の温度が採用され、好ましくは
1000℃〜1400℃の範囲の温度が有利に選択される。ま
た、圧電／電歪膜（６）を熱処理する場合には、高温時
に圧電／電歪膜の組成が不安定とならないように、その
ような圧電／電歪材料の蒸発源の配置と共に、雰囲気制
御を行ないながら、熱処理することが好ましい。

なお、上記の方法にて作製される圧電／電歪駆動部を構
成する電極膜（４或いは16）の材料としては、前記熱処
理温度程度の高温酸化雰囲気に耐えられる導体であれば
特に規定されるものではなく、例えば金属単体であって
も、合金であっても採用可能であり、また絶縁性セラミ
ックス等の添加物が配合された金属や合金と絶縁セラミ
ックスとの混合物であっても、更には導電性セラミック
スであっても、何等差支えない。より好ましくは、白
金、パラジウム、ロジウム等の高融点貴金属類、銀−パ
ラジウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金の少な
くとも１種以上を主成分とする電極材料が好適に用いら
れることとなる。特に、白金或いは白金を含む合金を主
成分とする電極材料が好ましく用いられる。なお、この
場合の主成分とは、50体積％以上の割合において含まれ
ていることを意味するものである。

また、上記混合物において、金属や合金に添加せしめら
れるセラミックスとしては、前記基板材料或いは後述す
る圧電／電歪材料と同様な材料の中から選択して用いる
ことが望ましく、その添加量としては、セラミック基板
と同じ材料の使用の場合においては５〜30体積％、また
圧電／電歪材料と同じ材料においては５〜20体積％程度
が好ましい。特に、それら基板材料と圧電／電歪材料を
共に上記金属や合金に混在せしめてなる混合物が、目的
とする電極膜の形成に有利に用いられる。

そして、このような材料を用いて形成される電極膜は、
用途に応じて適宜の厚さとされることとなるが、例えば
第２図に示される電界誘起歪の横効果を用いるタイプの
第一の電極（４）においては、15μｍ以下、好ましくは
５μｍ以下の厚さにおいて形成されることとなる。一
方、第３図に示される電界誘起歪の縦効果を用いるタイ
プの電極（16）においては、３μｍ以上、好ましくは10
μｍ以上、更に好ましくは20μｍ以上の厚さにおいて形
成されることとなる。

また、圧電／電歪駆動部を構成する圧電／電歪膜（６）
は、アクチュエータとして好適な材料、即ち圧電或いは
電歪効果等の大きな電界誘起歪を示す材料であれば、何
れの材料を用いても形成され得るものであり、例えば半
導体材料であっても、誘電体セラミックス材料や強誘電
体セラミックス材料であっても、何等差支えなく、更に
は分極処理が必要な材料であっても、またそれが不必要
な材料であっても良いのである。

尤も、本発明に用いられる圧電／電歪膜材料としては、
鉛元素を含む酸化物が好ましく、特にジルコン酸チタン
酸鉛（PZT系）を主成分とする材料、マグネシウムニオ
ブ酸鉛（PMN系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ
酸鉛（PNN系）を主成分とする材料、亜鉛ニオブ酸鉛を
主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛を主成分とする
材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする材料、チタン
酸鉛を主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が
用いられる。なお、PZT系を主成分とする材料に、ラン
タン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン等
の酸化物やそれらの他の化合物を添加物として含んだ材
料、例えばPLZT系となるように、前記材料に所定の添加
物を適宜に加えても何等差支えない。

そして、この本発明手法に従って製造されるアクチュエ
ータにあっては、圧電／電歪膜（６）は、アクチュエー
タ特性の点から、圧電定数で|d₃₁｜が50×10^-12〔C/N〕
以上、若しくは|d₃₃｜が100×10^-12である膜が、特に|d
₃₁｜が100×10^-12〔C/N〕以上、若しくは|d₃₃｜が200×
10^-12〔C/N〕以上である膜が、より好ましい。

以下に、本発明に従い、第２図に示される如き電界誘起
歪の横効果を用いるタイプの圧電／電歪膜型アクチュエ
ータを種々作製して、セラミック基板中の粒界に含有さ
れる鉛元素の量と圧電定数との関係を調べた結果を示
す。

ここで、アクチュエータは、次のようにして作製した。
即ち、酸化アルミニウムを主成分とする材料を用いて作
製されたセラミック基板２（板厚:50μｍ）上に、スク
リーン印刷法により膜形成された、白金を主成分とする
材料（白金85体積％、圧電／電歪材料10体積％、酸化ジ
ルコニウム５体積％）を用いた第一の電極膜４と、マグ
ネシウムニオブ酸鉛を主成分とする材料（チタン酸鉛37
モル％、ジルコン酸鉛24モル％、マグネシウムニオブ酸
鉛39モル％）を用いた圧電／電歪膜６とを順次積層し、
各種酸化鉛濃度の焼成雰囲気中において焼成して、一体
的に形成した後、更に該圧電／電歪膜６上に、金を用い
てスパッタリング法により、第二の電極膜８を形成する
ことにより、第２図に示される如きアクチュエータとし
た。かかる第一の電極４及び圧電／電歪膜６の膜厚は、
それぞれ、５μｍ及び30μｍに調整し、また第二の電極
膜８の膜厚は0.3μｍとした。

なお、第一の電極膜４は1200℃の温度で焼成し、また圧
電／電歪膜６は1250℃の温度で焼成すると共に、セラミ
ック基板２の粒界中に含有される鉛元素の量が下記第１
表に示される各値となるように、それぞれの焼成雰囲気
中の酸化鉛含有量や焼成時間を適宜調整して、各種のセ
ラミック基板２からなる各種アクチュエータとした。

かくして得られた各種のアクチュエータにおいて、それ
ぞれのセラミック基板の粒界中の酸化鉛として存在する
鉛元素の含有量を測定すると共に、それぞれの圧電定数
（|d₃₁｜）の値を測定し、それらの結果を、下記第１表
に示した。

なお、第１表の中で、鉛元素の含有量が0wt％のアクチ
ュエータの一部では、膜の剥離が発生した。

かかる第１表の結果から明らかなように、セラミック基
板２の粒界中に鉛元素が酸化物形態において40重量％以
上含有されているアクチュエータでは、その圧電定数が
大きくなり、更に50重量％以上含有すると、急激に大き
くなっていることが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において用いられるセラミック基板の
一例を示す部分断面拡大図であり、第２〜９図は、それ
ぞれ、本発明に従って得られる圧電／電歪膜型アクチュ
エータの異なる例を示す斜視部分説明図である。 2:セラミック基板、4:第一の電極膜 6:圧電／電歪膜、8:第二の電極膜 16:帯状電極膜、24:セラミック粒子 26:粒界

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一の電極膜と圧電／電歪膜と第二の電極
膜とを順次層状に積層せしめてなる構造の圧電／電歪駆
動部を、所定のセラミック基板上に形成してなる圧電／
電歪膜型アクチュエータ、若しくは所定の間隔を隔てて
配置された複数の帯状電極膜とそれらの電極膜間にそれ
ら電極膜と接するように形成される圧電／電歪膜とから
なる圧電／電歪駆動部を、所定のセラミック基板上に形
成してなる圧電／電歪膜型アクチュエータを製造するに
際して、前記セラミック基板として、酸化アルミニウム、酸化マ
グネシウム、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒
化珪素のうちの何れか１種以上を主成分とするセラミッ
ク材料よりなる多結晶体を用い、該多結晶体の少なくと
も前記圧電／電歪駆動部の形成部位における少なくとも
結晶粒界に、鉛元素を導入する一方、かかる鉛元素の導
入と同時に若しくはその導入の後に、前記圧電／電歪駆
動部を該セラミック基板上に形成することを特徴とする
圧電／電歪膜型アクチュエータの製造方法。
【請求項２】前記鉛元素が、セラミック基板を構成する
多結晶体の結晶粒界中に、40重量％以上の割合において
含有せしめられる請求項（１）記載の圧電／電歪膜型ア
クチュエータの製造方法。
【請求項３】前記セラミック基板が、0.5重量％以上、
５重量％以下の範囲の酸化珪素を含んでいる請求項
（１）または（２）記載の圧電／電歪膜型アクチュエー
タの製造方法。
【請求項４】前記セラミック基板上に、二つ以上の圧電
／電歪駆動部が、積層形態において若しくは並設形態に
おいて、設けられる請求項（１）記載の圧電／電歪膜型
アクチュエータの製造方法。
【請求項５】前記セラミック基板の板厚が、100μｍ以
下である請求項（１）乃至（４）の何れかに記載の圧電
／電歪膜型アクチュエータの製造方法。
【請求項６】少なくとも前記第一の電極膜或いは少なく
とも前記帯状電極膜が、白金、パラジウム、ロジウムか
らなる高融点貴金属及び銀−パラジウム、銀−白金、白
金−パラジウムからなる合金のうちの少なくとも１種以
上を主成分とする材料から構成されていることを特徴と
する請求項（１）または（２）記載の圧電／電歪膜型ア
クチュエータの製造方法。