JPH04171877A - 圧電体素子 - Google Patents
圧電体素子Info
- Publication number
- JPH04171877A JPH04171877A JP2300431A JP30043190A JPH04171877A JP H04171877 A JPH04171877 A JP H04171877A JP 2300431 A JP2300431 A JP 2300431A JP 30043190 A JP30043190 A JP 30043190A JP H04171877 A JPH04171877 A JP H04171877A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- gold
- plating
- piezoelectric
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
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、たとえば圧電振動子や圧電ブザー等に使用す
る圧電体素子に関する。
る圧電体素子に関する。
従来の圧電体素子、たとえば圧電セラミックスは、超音
波振動子を診いては、動力用には用いられていなかった
。また、超音波振動子として用いる場合でも、圧電セラ
ミックスの機能は動力を出力する金属製振動子を励振す
るだけであった。ところが、たとえば電歪公転子型の超
音波モータにおいては、圧電セラミックス自体が振動子
を構成し、その外周側面から直接的に機械的トルクを出
力するので、圧電セラミックスの電気入力手段である電
極にはより高品質のものが要求される。
波振動子を診いては、動力用には用いられていなかった
。また、超音波振動子として用いる場合でも、圧電セラ
ミックスの機能は動力を出力する金属製振動子を励振す
るだけであった。ところが、たとえば電歪公転子型の超
音波モータにおいては、圧電セラミックス自体が振動子
を構成し、その外周側面から直接的に機械的トルクを出
力するので、圧電セラミックスの電気入力手段である電
極にはより高品質のものが要求される。
従来の圧電セラミックスの′ｉｉｔ橿は、第２図に示す
ように、銀の微粉末をガラス粉末などで圧電体薄板であ
るセラミックスの表面に堅く焼き付けることにより形成
したものである。第２図において、５２はセラミックス
、５４は電極である。この電極は機械的強度は高いが、
銀の微粉末を用いたものであるから、大気に触れること
によりその表面が腐食され、美観を損ねるだけでな（電
気接触抵抗が高くなり、やがて黒化してしまうという問
題があった。
ように、銀の微粉末をガラス粉末などで圧電体薄板であ
るセラミックスの表面に堅く焼き付けることにより形成
したものである。第２図において、５２はセラミックス
、５４は電極である。この電極は機械的強度は高いが、
銀の微粉末を用いたものであるから、大気に触れること
によりその表面が腐食され、美観を損ねるだけでな（電
気接触抵抗が高くなり、やがて黒化してしまうという問
題があった。
また、電極に半田付けをする際には、銀と半田とが溶解
・融合して合金ができやすく、両者が溶解・融合しない
ように半田付けをするのは極めて困難である。このよう
に従来の圧電セラミックスでは、半田付けの際に、電極
が犯されてしまうという問題があった。
・融合して合金ができやすく、両者が溶解・融合しない
ように半田付けをするのは極めて困難である。このよう
に従来の圧電セラミックスでは、半田付けの際に、電極
が犯されてしまうという問題があった。
更に、たとえば電歪公転子型の超音波モータに用いる圧
電セラミックスにおいては、分極した各電極を励振用の
電極として結線するため、耐蝕性の低抵抗膜でオーバー
コートすると、オーバーコートシた部分に段差ができる
。この段差による凹凸のために、たとえば複数の圧電セ
ラミックスを積層して振動子を形成する場合、各圧電セ
ラミックスの接触部分を完全に密着することができない
という問題があった。
電セラミックスにおいては、分極した各電極を励振用の
電極として結線するため、耐蝕性の低抵抗膜でオーバー
コートすると、オーバーコートシた部分に段差ができる
。この段差による凹凸のために、たとえば複数の圧電セ
ラミックスを積層して振動子を形成する場合、各圧電セ
ラミックスの接触部分を完全に密着することができない
という問題があった。
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、電気
的接続が容品で、且つ耐蝕性の向上を図ることができる
圧電体素子を提供することを目的とするものである。
的接続が容品で、且つ耐蝕性の向上を図ることができる
圧電体素子を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するための本発明に係る圧電体素子は
、圧電体薄板と、該圧電体薄板の表面に形成された励振
用の電極とからなる圧電体素子において、前記電極はニ
ッケル又は銅鍍金の上に更に金鍍金を施して形成したも
のであることを特徴とするものである。
、圧電体薄板と、該圧電体薄板の表面に形成された励振
用の電極とからなる圧電体素子において、前記電極はニ
ッケル又は銅鍍金の上に更に金鍍金を施して形成したも
のであることを特徴とするものである。
本発明に係る圧電体素子は前記の構成によって、圧電体
薄板の表面に金鍍金をして電極を形成することにより、
従来の銀ペーストを用いて形成した電極と比べて、薄く
形成することができ、且つ耐蝕性が向上する。
薄板の表面に金鍍金をして電極を形成することにより、
従来の銀ペーストを用いて形成した電極と比べて、薄く
形成することができ、且つ耐蝕性が向上する。
以下に本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。
第１図（ａ）は本発明の一実施例である圧電セラミック
スの概略平面図、同図（ｂ）はその圧電セラミックスの
概略側面図である。
スの概略平面図、同図（ｂ）はその圧電セラミックスの
概略側面図である。
本実施例の圧電セラミックス（圧電体素子）は、Ｐ ｂ
（Ｚ ｒ Ｔ ｉ ） Ｏｓからなるセラミックス円
板（圧電体薄板）２と、その上下の表面に形成された励
振用の電極４とからなる。を極４は、セラミックス円板
２０表面に形成されたニッケル鍍金４ａと、ニッケル鍍
金４ａの上に形成された金鍍金４ｂとからなる。尚、本
実施例である圧電セラミックスの電極４は４等分割され
ており、しかも左右二対の電極が逆極性になるように分
極されている。
（Ｚ ｒ Ｔ ｉ ） Ｏｓからなるセラミックス円
板（圧電体薄板）２と、その上下の表面に形成された励
振用の電極４とからなる。を極４は、セラミックス円板
２０表面に形成されたニッケル鍍金４ａと、ニッケル鍍
金４ａの上に形成された金鍍金４ｂとからなる。尚、本
実施例である圧電セラミックスの電極４は４等分割され
ており、しかも左右二対の電極が逆極性になるように分
極されている。
上記のように構成されたセラミックス円板２の４対の扇
状電極にπ／２ずつ位相を変えた電圧を印加すると、重
心が中心の周りを高速で公転する電歪公転子となる。し
たがって、たとえば、かかる圧電セラミックスを電歪公
転子型の超音波モータに用いると、圧電セラミックスの
平面重心が中心点の回りを回転運動するので、圧電セラ
ミックスの外周側面に外接されたリング状のロータ部を
回転させることができる。
状電極にπ／２ずつ位相を変えた電圧を印加すると、重
心が中心の周りを高速で公転する電歪公転子となる。し
たがって、たとえば、かかる圧電セラミックスを電歪公
転子型の超音波モータに用いると、圧電セラミックスの
平面重心が中心点の回りを回転運動するので、圧電セラ
ミックスの外周側面に外接されたリング状のロータ部を
回転させることができる。
本発明者等は、厚さ２ｍｍ、直径４０ｍｍ、穴径１５ｍ
ｍのセラミックス円板を準備し、洗浄を行ったのち、数
種類の電極を形成し、それらの圧電セラミックスの特性
及び品質検査を行った。実施例■のサンプルの電極は従
来のものと同様に銀ペーストで電極を形成したものであ
り、実施例■以降のサンプルはセラミックス円板の表面
にニッケル鍍金又は銅鍍金を行い、その上に更に金鍍金
を行ったものである。
ｍのセラミックス円板を準備し、洗浄を行ったのち、数
種類の電極を形成し、それらの圧電セラミックスの特性
及び品質検査を行った。実施例■のサンプルの電極は従
来のものと同様に銀ペーストで電極を形成したものであ
り、実施例■以降のサンプルはセラミックス円板の表面
にニッケル鍍金又は銅鍍金を行い、その上に更に金鍍金
を行ったものである。
まず、サンプルの特性を検査するために、各サンプルに
電界強度５００Ｖ／ｍｍの電圧を印加して分極処理し、
エージングを行った後、各サンプルの誘電特性・回転特
性・電極の腐食試験・密着性・電極形成の厚さ精度を調
べた。その結果を、第１表に示した。第１表の回転数は
各サンプルの外周上の同じ位置に外径５ｍｍのロータを
１００ｇの力で押し付けた時のロータの回転数を示した
。
電界強度５００Ｖ／ｍｍの電圧を印加して分極処理し、
エージングを行った後、各サンプルの誘電特性・回転特
性・電極の腐食試験・密着性・電極形成の厚さ精度を調
べた。その結果を、第１表に示した。第１表の回転数は
各サンプルの外周上の同じ位置に外径５ｍｍのロータを
１００ｇの力で押し付けた時のロータの回転数を示した
。
その時の印加駆動電圧はＩＯＶであった。又腐食試験は
各サンプルを大気に触れさせておくことによる酸化変化
を調べた。
各サンプルを大気に触れさせておくことによる酸化変化
を調べた。
第１表の結果より金鍍金のサンプルはいずれも酸化によ
る変色は見られず、優れた耐蝕性を示した。セラミック
ス円板に電極を形成する際の電極の厚さの精度は、従来
の銀ペースト電極品においては電極の厚さの±１０μｍ
の精度で形成でき、金鍍金のサンプルに関しては、電極
の厚さを１１μｍの精度で形成することができた。すな
わち金鍍金の電極の厚さは銀ペースト電極のものより高
精度で、しかも薄く形成することができた。また、電極
を鍍金により形成したことにより、各電極間の結線も鍍
金処理により行うことができるので、電極間の結線を容
易に行うことができるだけでなく銀ペースト電極に比べ
て金鍍金の圧電セラミックスの表面の凹凸が小さい、こ
のため、複数枚の圧電セラミックスを積層する場合には
良く圧電セラミックスを密着させることができる。更に
電極がセラミックス円板によく密着しているがどうかに
関しては金鍍金電極（１０Ｋｇ／ｃｍ”）は、銀ペース
ト電極品（３０Ｋｇ／ｃｍ”）と比べると、引っ張って
剥がれる力は小さいが実用上問題のないことを確認した
。最後に誘電特性（Ｑ）と回転特性はニッケル鍍金・銅
鍍金・金鍍金の厚さが大きくなると圧電セラミックスの
共振を制御するようになり、特性が著しく劣化する。こ
れらの結果をグラフに図示すると、第３図、第４図の様
になる。このグラフにおいてニッケル鍍金、銅鍍金の厚
さが５μｍを越すとＱの値や回転数が、銀ペースト電極
の場合の圧電セラミックスの共振時のそれぞれの値の９
０％以下となり電歪公転子においてＱの値・高回転数を
高く保つことも公転子の品質を確保する上で重要な事項
である。金鍍金電極によるＱや回転特性の低下は１０％
以下とすべきであるので、鍍金電極の電極材料の厚さは
限定されなければならない。
る変色は見られず、優れた耐蝕性を示した。セラミック
ス円板に電極を形成する際の電極の厚さの精度は、従来
の銀ペースト電極品においては電極の厚さの±１０μｍ
の精度で形成でき、金鍍金のサンプルに関しては、電極
の厚さを１１μｍの精度で形成することができた。すな
わち金鍍金の電極の厚さは銀ペースト電極のものより高
精度で、しかも薄く形成することができた。また、電極
を鍍金により形成したことにより、各電極間の結線も鍍
金処理により行うことができるので、電極間の結線を容
易に行うことができるだけでなく銀ペースト電極に比べ
て金鍍金の圧電セラミックスの表面の凹凸が小さい、こ
のため、複数枚の圧電セラミックスを積層する場合には
良く圧電セラミックスを密着させることができる。更に
電極がセラミックス円板によく密着しているがどうかに
関しては金鍍金電極（１０Ｋｇ／ｃｍ”）は、銀ペース
ト電極品（３０Ｋｇ／ｃｍ”）と比べると、引っ張って
剥がれる力は小さいが実用上問題のないことを確認した
。最後に誘電特性（Ｑ）と回転特性はニッケル鍍金・銅
鍍金・金鍍金の厚さが大きくなると圧電セラミックスの
共振を制御するようになり、特性が著しく劣化する。こ
れらの結果をグラフに図示すると、第３図、第４図の様
になる。このグラフにおいてニッケル鍍金、銅鍍金の厚
さが５μｍを越すとＱの値や回転数が、銀ペースト電極
の場合の圧電セラミックスの共振時のそれぞれの値の９
０％以下となり電歪公転子においてＱの値・高回転数を
高く保つことも公転子の品質を確保する上で重要な事項
である。金鍍金電極によるＱや回転特性の低下は１０％
以下とすべきであるので、鍍金電極の電極材料の厚さは
限定されなければならない。
上記の測定結果から明らかなように、本実施例のように
金鍍金を施して電極を形成した圧電セラミックスは、従
来の銀ペーストを用いて形成した電極に比べ特性を変え
ることなく、耐蝕性、電極の厚さの精度においては非常
に優れている。
金鍍金を施して電極を形成した圧電セラミックスは、従
来の銀ペーストを用いて形成した電極に比べ特性を変え
ることなく、耐蝕性、電極の厚さの精度においては非常
に優れている。
また、本実施例の圧電セラミックスは、その電極表面に
金鍍金が施されているので、電極表面が金属光沢を有し
、従来のものに比べて美観の上でも優れたものとするこ
とができる。
金鍍金が施されているので、電極表面が金属光沢を有し
、従来のものに比べて美観の上でも優れたものとするこ
とができる。
更に、本実施例の圧電セラミックスにおいては、電極に
半田付けを行うときに、金は半田と溶解・融合しないの
で、半田付けがしやすく、電極間の電気的接続が容易に
なる。本実施例においては、圧電セラミックスの電極を
４等分割した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、圧電セラミ、クスの電極は分
割しなくてもよいし、２個、３個又は５個以上に分割し
てもよい。
半田付けを行うときに、金は半田と溶解・融合しないの
で、半田付けがしやすく、電極間の電気的接続が容易に
なる。本実施例においては、圧電セラミックスの電極を
４等分割した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、圧電セラミ、クスの電極は分
割しなくてもよいし、２個、３個又は５個以上に分割し
てもよい。
以上説明したように本発明によれば、圧電体薄板の表面
に金鍍金を施して電極を形成することにより耐蝕性に優
れ、且つ電極に半田付けを行う際に電極が犯され難い圧
電体素子を提供することができる。
に金鍍金を施して電極を形成することにより耐蝕性に優
れ、且つ電極に半田付けを行う際に電極が犯され難い圧
電体素子を提供することができる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例である圧電セラミック
スの概略平面図、第１図（ｂ）はその圧電セラミックス
の概略側面図、第２図は従来の圧電セラミックスの概略
側面図である。第３図は鍍金の厚さの違いによるＱの変
化のグラフ、第４図は鍍金の厚さの違いによる回転数の
変化のグラフを示した。 ２・・・セラミックス円板、４．、、ｉｉ極。 出願人 新日鐵化学 株式会社 出願人 テミ７クス・テクノロジー 株式会社出願
人 ピエゾ・チック株式会社 代理人弁理士 半 １）昌 男 第１図 （ａ ） （ｂ ）
第２図 第３図 鍍金の厚さ 第４図 鍍金の厚さ
スの概略平面図、第１図（ｂ）はその圧電セラミックス
の概略側面図、第２図は従来の圧電セラミックスの概略
側面図である。第３図は鍍金の厚さの違いによるＱの変
化のグラフ、第４図は鍍金の厚さの違いによる回転数の
変化のグラフを示した。 ２・・・セラミックス円板、４．、、ｉｉ極。 出願人 新日鐵化学 株式会社 出願人 テミ７クス・テクノロジー 株式会社出願
人 ピエゾ・チック株式会社 代理人弁理士 半 １）昌 男 第１図 （ａ ） （ｂ ）
第２図 第３図 鍍金の厚さ 第４図 鍍金の厚さ
Claims (2)
- （１）圧電体薄板と、該圧電体薄板の表面に形成された
励振用の電極とからなる圧電体素子において、前記電極
はニッケル又は銅鍍金の上に更に金鍍金を施して形成し
たものであることを特徴とする圧電体素子。 - （２）前記ニッケル鍍金又は銅鍍金は、厚さが５μｍ以
下に形成されている請求項１記載の圧電体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300431A JPH04171877A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 圧電体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300431A JPH04171877A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 圧電体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04171877A true JPH04171877A (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=17884724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2300431A Pending JPH04171877A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 圧電体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04171877A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06252682A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-09-09 | Rohm Co Ltd | 圧電発振子 |
| DE19734706A1 (de) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Piezoelektrischer Resonator, Verfahren zur Herstellung des Resonators sowie dessen Einsatz als Sensorelement zum Erfassen der Konzentration eines in einem Fluid enthaltenen Stoffes und/oder der Bestimmung physikalischer Eigenschaften des Fluids |
| JP2006310499A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 配線基板、圧電性セラミック素子及びそれらの製造方法 |
| JP2006310500A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 配線基板、圧電性セラミック素子及びそれらの製造方法 |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP2300431A patent/JPH04171877A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06252682A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-09-09 | Rohm Co Ltd | 圧電発振子 |
| DE19734706A1 (de) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Piezoelektrischer Resonator, Verfahren zur Herstellung des Resonators sowie dessen Einsatz als Sensorelement zum Erfassen der Konzentration eines in einem Fluid enthaltenen Stoffes und/oder der Bestimmung physikalischer Eigenschaften des Fluids |
| JP2006310499A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 配線基板、圧電性セラミック素子及びそれらの製造方法 |
| JP2006310500A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 配線基板、圧電性セラミック素子及びそれらの製造方法 |
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