[发明专利]压电元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造具备薄且无翘曲、平坦的烧成压电体的压电元件的方法。

背景技术

近年来，在光学、精密机械、半导体制造等领域，以亚微米级调整光程长度和位置的位移控制器件一直备受期待。对此，促进了压电器件的开发，所述压电器件有：利用了基于在压电体上施加电场时所引起的反压电效应而产生的应变(位移、变形)的压电执行器、利用了基于压电效应而在压电体上施加压力时所引起的电荷产生(极化)的压电传感器等。

构成压电器件的核心的部分是用电极夹持压电体而形成的压电元件。其中的压电体可利用薄膜法将压电材料成形为膜状，并在高温下进行烧成而制作(以下，将这样获得的压电体称为烧成压电体)。该烧成压电体由于其本身的自发极化(电荷的偏移)的方向不一致，因此几乎不发生应变，无法用作压电元件。

因此，通常在用电极夹持烧成压电体而形成的压电元件的制造工序中，对压电元件实施极化处理。极化处理通常在即将进行清洁等最终工序之前进行。极化处理的对象当然是构成压电元件的烧成压电体。该极化处理一般通过在大气中或液体中施加几十分钟左右的几kV/mm的电压来进行。经极化处理的烧成压电体(压电元件)的自发极化的朝向在大致相同的方向上一致，即使不施加电压也不会回到原来的状态，会具有极化值(剩余极化)。这样，对其施加电压时(施加电场时)，会发生基于其大小的应变(位移、变形)。

另外，作为有关压电体(压电陶瓷)的极化的现有技术文献，例如可举出专利文献1。该专利文献1中记载了压电特性的经时劣化小的极化方法，具体而言，公开了施加高频电场的方法、与极化方向平行地施加压缩力的方法等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-296783号公报

专利文献2：日本特开2001-068751号公报

发明内容

发明要解决的课题

这样，伴随着近年的电子设备小型化、薄型化、省电化，对搭载在该电子设备上的压电器件及构成该压电器件的压电元件也要求薄型化、小型化。另外，例如像专利文献2所记载的那样，压电器件(压电执行器)有时采取将压电元件与金属板粘接的结构。在这样的形态下，如果不是扁平的(平坦的)压电元件，则与金属板粘接的面积有偏差，难以获得规定的位移。因此，为了形成扁平的压电元件，需要扁平的烧成压电体。由此可以说，对于压电元件，期待薄且无翘曲、扁平的烧成压电体。

但是，薄的烧成压电体是经过加工、烧成而得到的，在得到之前的过程中，容易在烧成压电体的表面、背面上的结晶取向度、结晶形态或自发极化状态中产生差异。因此，在极化处理时会发生翘曲，作为极化处理后的烧成压电体，难以得到无翘曲且扁平的烧成压电体(压电元件)。并且，例如仿照上述专利文献1中公开的极化方法，与极化方向平行地施加压缩力而进行极化处理时，压电元件(烧成压电体)有时会破损。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种在不产生破损的情况下得到具备薄、无翘曲且扁平的烧成压电体的压电元件的方法。经反复研究，结果发现，通过在与极化方向垂直的方向上，在至少两个部位(从2个方向)约束烧成压电体(压电元件)，并进行极化，可解决本课题。

解决课题的方法

即，首先，根据本发明，提供一种压电元件的制造方法，其为制造具备薄板状的烧成压电体和在该烧成压电体的两面上形成的膜状的电极的压电元件的方法，具有在相对极化方向的垂直方向上，在至少两个部位约束烧成压电体，并将该烧成压电体极化的过程。

将烧成压电体极化的过程(极化处理工序)通常位于整个压电元件的制造工序的结束阶段。极化前的压电元件可使用任何方法来制作。极化方向是指想要一致的自发极化的方向(朝向)。该极化方向通常是相对于对向的一对电极的面方向为垂直的方向，薄板状的烧成压电体的情况下，由于在与烧成压电体的厚度方向垂直的面上形成一对电极，因此其厚度方向为极化方向。于是，这种情况下，相对极化方向的垂直方向为在薄板状的烧成压电体的面上设置的电极的面方向。因此，约束烧成压电体的部位为薄板状的烧成压电体的面方向的任一处，优选约束烧成压电体的部位为薄板状的烧成压电体的(面方向的)端部。

于是，在本发明所涉及的压电元件的制造方法中，优选约束上述薄板状的烧成压电体的部位为该烧成压电体的长度方向的两端。