JPH03224281A - 圧電積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧電積層体の製造方法に係る。

〔従来の技術〕

圧電積層体は圧電セラミック素子と金属電極板とを交互
に積層し、１層おきの金属電極板にそれぞれ１対の外部
電極を接続して電気的に並列接続にして構成されるが、
圧電セラミック素子と金属電極板との接着のために、圧
電セラミック素子の表裏両面に金属ペーストを塗布して
から金属電極板と積層される。

金属板は、高強度で延性の無い、ステンレス板、銅板等
が使用される。また、金属ペーストは、温度安定性（酸
化されにくい）と低電気抵抗の点で、銀ペースト等の貴
金属ペーストが使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような構成において、金属ペーストと圧電セラミ
ック素子との接着強度は２０（］　ｋｇ　ｆ　／　ｃｔ
ｉ以上あり、問題はない。しかし、金属ペーストと金属
板との接着には次のような問題がある。

■異質の金属板と金属ペーストとの接着強度は、非常に
弱い。ステンレス板と、銀ペーストの密着強度ハ、３　
ｋｇ　ｆ　／ｃｒｌ以下である。

■金属板と金属ペーストを接着するためには、４００℃
以上の熱処理が必要であり、ステンレス板、銅板等は、
酸化されてしまい、金属板自身の強度が低下する。

■異質の金属板と金属ペーストの接着のため、金属板と
金属ペーストの界面に、大きな接触抵抗が生じる。また
、そのために駆動時の発熱が生じ、圧電積層体の破損（
特にセラミック亀裂）につながる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、表裏両面に金属
ペーストを塗布した圧電セラミック素子と、少なくとも
表裏両面に該金属ペーストと同材質の薄膜を予め形成し
た金属板とを交互に複数枚積層し、この積層体を上下軸
方向から加圧加熱して該圧電セラミック素子と該金属板
とを該金属ペーストで接着することを特徴とする圧電積
層体の製造方法を提供する。

金属板への薄膜の形成方法としてはメツキ法のほか、ス
パッタ法、ＣＶＤ法等が付着力向上のため好ましく採用
される。

〔作　用〕

予め金属板に金属ペーストと同材質の薄膜を形成すると
きはメツキ法など金属板との付着力の大きい成膜法を採
用するので接着力はもともと大きく、かつその薄膜と金
属ペーストとは同材質なのでそれらの間の接着力も大き
い。従って、積層体の接着力は向上する。また、金属板
は全面コートされることにより酸化から保護されること
ができ、また金属板には薄膜が完全に接触し、かつ薄膜
と金属ペーストが同一材質であるので接触抵抗も殆んど
なくなる。

〔実施例〕

角１５ｎ＋＋ｎの圧電素子のベレッ）　（ｌａ）と、そ
の表裏両面に、厚さ５〜２０ｐＩａの電気導電性を有す
る銀ペース）（ｌｂ）を印刷等で付着させる。銀ペース
トは、銀−Ｐｄペースト、ｐｔ−銀ペーストなどでもよ
い。（第１図） 第２図は厚み３０−のステンレス板に銀メツキ処理を施
して厚み５−の銀膜を全面１こ形成した内部電極板２を
示す。形状は、ペレットと同形状部２ａの他に突起部２
ｂが設けである。これは、ペレットの段積み積層後に折
り曲げて一つおきに同極同志を接続するためのものであ
る。

第３図に、圧電素子のペレット１と、内部電極２を交互
に積層した様子を示す。内部電極２の突起部２ｂは、−
層毎、交互に逆向きにセットされている。

次に、この積層体に上下から１００ｋｇ／ｃｔｌの圧力
を加えながら、乾燥後５００℃で５〜３０分間、熱処理
を行って、一体化形成する。

このように一体化形成したものの内部電極２の突起部２
ｂを先に述べたように折り曲げ、同極同志を別の金属板
（４ａ）で接続する。接続は、ハンダ付けで行った。次
に外部からの電圧印加用のリード線（４ｂ）を金属板（
４ａ）にハンダ付けし、絶縁処理の為の外部コーティン
グ（４Ｃ）を行った。

それから、圧電特性持たせる為、シリコンオイル中、１
００℃、１０００Ｖで３０分間、分極処理を行い、最終
的に第４図に示す如き圧電積層体が完成した。

こうして、でき上った圧電積層体を一２００〜６００Ｖ
でパルス駆動させたところ、１０’回駆動させて、どこ
にも破損が生じなかった。

また、駆動前の圧電積層体の内部電極と圧電素子の接着
強度を測定したところ、１００　ｋｇ　ｆ　／　ｃｒ１
以上あることが（ＵＲされた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、下記の如き効果が得られる。

ｌ）金属板と圧電素子との間（詳しくは金属ペーストと
の間）の接着強度が向上する。

２）金属板と金属ペースト間で、同一材質ゆえに接触抵
抗がほとんどなく、発熱の問題が解消される。

３）熱処理時に酸化、腐食する金属板を薄膜で保護でき
る。

４）金属板に対する薄膜の形成は付着力強固なメツキ法
やスパッタ法を利用するので接触抵抗は殆んど生巳ない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧電素子の斜視図、第２図は内部電極板の斜視
図、第３図は圧電素子と内部電極とを積層した様子を示
す模式図、第４図は圧電積層体の模式断面図である。 １、ｌａ・・・圧電素子、　　１ｂ・・・銀ペースト、
２゜２ａ・・・内部電極、　２ｂ・・・突起部、４ａ・
・・外部電極、　　　　４ｂ・・・リード、４Ｃ・・・
外部コーティング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．表裏両面に金属ペーストを塗布した圧電セラミック
   素子と、少なくとも表裏両面に該金属ペーストと同材質
   の薄膜を予め形成した金属板とを交互に複数枚積層し、
   この積層体を上下軸方向から加圧加熱して該圧電セラミ
   ック素子と該金属板とを該金属ペーストで接着すること
   を特徴とする圧電積層体の製造方法。