JPH05335861A - 圧電振動子の製造方法 - Google Patents
圧電振動子の製造方法Info
- Publication number
- JPH05335861A JPH05335861A JP4164373A JP16437392A JPH05335861A JP H05335861 A JPH05335861 A JP H05335861A JP 4164373 A JP4164373 A JP 4164373A JP 16437392 A JP16437392 A JP 16437392A JP H05335861 A JPH05335861 A JP H05335861A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric vibrator
- silver electrode
- silver
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- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外部の導体や基板等に接着したとき、接着強
度が高く、しかも圧電セラミックスと銀電極の間の密着
も十分で接合強度が高い圧電振動子の製造方法を供す
る。 【構成】 圧電セラミックス１の表面に銀ペーストを塗
布し、これを焼成して、表面に銀電極２が加工された圧
電振動子を製造する圧電振動子の製造方法において、銀
ペーストを塗布後、５５０℃から５８０℃の範囲の温度
で焼成して銀電極２を形成することを特徴とする圧電振
動子の製造方法である。
度が高く、しかも圧電セラミックスと銀電極の間の密着
も十分で接合強度が高い圧電振動子の製造方法を供す
る。 【構成】 圧電セラミックス１の表面に銀ペーストを塗
布し、これを焼成して、表面に銀電極２が加工された圧
電振動子を製造する圧電振動子の製造方法において、銀
ペーストを塗布後、５５０℃から５８０℃の範囲の温度
で焼成して銀電極２を形成することを特徴とする圧電振
動子の製造方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】超音波を発生させる電子部品であ
る圧電振動子の製造方法に関係する。
る圧電振動子の製造方法に関係する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、圧電振動子は、圧電セラミック
スに、導電ペーストを塗布し、これを焼成して電極を形
成したものが用いられている。例えば、図１に示すよう
な円板状の圧電振動子の場合について説明すると、銀粒
子の大きさが平均粒径で３ミクロン程度の粉末を含む銀
ペーストを円板状の圧電セラミックス１の両面の所定の
位置に、スクリーン印刷法等により印刷塗布し、これを
大気中にて約６５０℃から７００℃程度の温度で２０分
から４０分程度の時間の焼成を行い、銀電極２を形成し
て圧電振動子を製造していた。この圧電振動子の銀電極
２には、普通、図２に示すように基板５が接着剤３で接
着固定されたり、図示しないが外部の導体を接着剤で接
着固定したりして使用される。従来の製造方法で加工さ
れた銀電極の表面は、図４（ａ）に示すように約８ミク
ロンから１２ミクロン程度の粒径の銀粒子８に成長し、
表面には空孔９（ポア）も殆ど見られず表面粗度（Ｒ
ｚ）は５ミクロン程度の比較的平滑な面を形成してい
る。この銀電極は、圧電セラミックスとの間の接合強度
は比較的高いが、この銀電極に、エポキシ系の接着剤で
銅箔等が表面に加工された基板等を接着した場合、銀電
極と基板との接着強度が取れないと言う問題がある。図
３に示すような５ｍｍ幅のフレキシブルなテープ６を銀
電極２の表面に接着剤３で接着し、これを銀電極２の表
面から剥離するときの引っ張り強さで示す接着強度は約
１ｋｇｆ程度しか得らず、外的要因による振動や、大き
な外力が加わる場所に設置する場合剥離などの危険があ
り長期の信頼性に欠けると言う問題がある。
スに、導電ペーストを塗布し、これを焼成して電極を形
成したものが用いられている。例えば、図１に示すよう
な円板状の圧電振動子の場合について説明すると、銀粒
子の大きさが平均粒径で３ミクロン程度の粉末を含む銀
ペーストを円板状の圧電セラミックス１の両面の所定の
位置に、スクリーン印刷法等により印刷塗布し、これを
大気中にて約６５０℃から７００℃程度の温度で２０分
から４０分程度の時間の焼成を行い、銀電極２を形成し
て圧電振動子を製造していた。この圧電振動子の銀電極
２には、普通、図２に示すように基板５が接着剤３で接
着固定されたり、図示しないが外部の導体を接着剤で接
着固定したりして使用される。従来の製造方法で加工さ
れた銀電極の表面は、図４（ａ）に示すように約８ミク
ロンから１２ミクロン程度の粒径の銀粒子８に成長し、
表面には空孔９（ポア）も殆ど見られず表面粗度（Ｒ
ｚ）は５ミクロン程度の比較的平滑な面を形成してい
る。この銀電極は、圧電セラミックスとの間の接合強度
は比較的高いが、この銀電極に、エポキシ系の接着剤で
銅箔等が表面に加工された基板等を接着した場合、銀電
極と基板との接着強度が取れないと言う問題がある。図
３に示すような５ｍｍ幅のフレキシブルなテープ６を銀
電極２の表面に接着剤３で接着し、これを銀電極２の表
面から剥離するときの引っ張り強さで示す接着強度は約
１ｋｇｆ程度しか得らず、外的要因による振動や、大き
な外力が加わる場所に設置する場合剥離などの危険があ
り長期の信頼性に欠けると言う問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を解消した、外部の導体や基板等に接着したとき、接着
強度が高く、しかも圧電セラミックスと銀電極の間の密
着も十分で接合強度が高い圧電振動子の製造方法を供す
ることにある。
を解消した、外部の導体や基板等に接着したとき、接着
強度が高く、しかも圧電セラミックスと銀電極の間の密
着も十分で接合強度が高い圧電振動子の製造方法を供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、圧電振動子
に基板や導体等を固定するため、圧電振動子の銀電極に
導体や基板等を接着するが、強固に接着できる電極を持
つ圧電振動子の製造方法を銀電極の構造から検討し、特
に銀電極の製造過程に於て、圧電セラミックスと電極と
の接合強度を低下させる事なく、銀電極の表面の銀粒子
の成長を抑制し、表面の空孔（ポア）を十分に残すこと
により、接着面積を十分に確保し、被接着物との接着強
度を確保できる銀電極が形成される製造方法で、圧電振
動子の素材の圧電セラミックスの表面に、平均粒径が３
ミクロン程度の銀粒子を含む銀ペーストを塗布し、これ
を大気中にて焼成する際に焼成温度を５５０℃±３０℃
の温度範囲で焼成することにより電極の表面の銀粒子の
平均粒径を５ミクロン程度に抑え、３ミクロン程度の空
孔（ポア）が多数散在する状態の銀電極が形成されるこ
とにより、接着強度の大きい圧電振動子が製造できる方
法を見いだした。
に基板や導体等を固定するため、圧電振動子の銀電極に
導体や基板等を接着するが、強固に接着できる電極を持
つ圧電振動子の製造方法を銀電極の構造から検討し、特
に銀電極の製造過程に於て、圧電セラミックスと電極と
の接合強度を低下させる事なく、銀電極の表面の銀粒子
の成長を抑制し、表面の空孔（ポア）を十分に残すこと
により、接着面積を十分に確保し、被接着物との接着強
度を確保できる銀電極が形成される製造方法で、圧電振
動子の素材の圧電セラミックスの表面に、平均粒径が３
ミクロン程度の銀粒子を含む銀ペーストを塗布し、これ
を大気中にて焼成する際に焼成温度を５５０℃±３０℃
の温度範囲で焼成することにより電極の表面の銀粒子の
平均粒径を５ミクロン程度に抑え、３ミクロン程度の空
孔（ポア）が多数散在する状態の銀電極が形成されるこ
とにより、接着強度の大きい圧電振動子が製造できる方
法を見いだした。
【０００５】即ち、本発明は、圧電セラミックスの表面
に銀ペーストを塗布し、これを焼成して、表面に銀電極
が加工された圧電振動子を製造する圧電振動子の製造方
法において、銀ペーストを塗布後、５５０℃から５８０
℃の範囲の温度で焼成して銀電極を形成することを特徴
とする圧電振動子の製造方法である。
に銀ペーストを塗布し、これを焼成して、表面に銀電極
が加工された圧電振動子を製造する圧電振動子の製造方
法において、銀ペーストを塗布後、５５０℃から５８０
℃の範囲の温度で焼成して銀電極を形成することを特徴
とする圧電振動子の製造方法である。
【０００６】
【作用】銀電極の加工時の焼成温度を、従来より約１３
０℃程度低い５２０℃から５８０℃の温度で焼成するこ
とにより、図５に示すように、セラミックスとの接合強
度を殆ど低下させる事なく、銀電極の表面の銀粒子の粒
成長を抑え、又、空孔（ポア）を表面に十分残した状態
の銀電極が形成されるので、銀電極表面の表面積が大き
く取れ、凹凸も大きく取れるので、広い接着面積による
効果と、空孔によるアンカー効果も大きく、銀電極と基
板等の被接着物との高い接着強度を有する圧電振動子が
得られる。
０℃程度低い５２０℃から５８０℃の温度で焼成するこ
とにより、図５に示すように、セラミックスとの接合強
度を殆ど低下させる事なく、銀電極の表面の銀粒子の粒
成長を抑え、又、空孔（ポア）を表面に十分残した状態
の銀電極が形成されるので、銀電極表面の表面積が大き
く取れ、凹凸も大きく取れるので、広い接着面積による
効果と、空孔によるアンカー効果も大きく、銀電極と基
板等の被接着物との高い接着強度を有する圧電振動子が
得られる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例に付いて、図面を参照
して説明する。図１は、一般的に使用されている円板状
圧電振動子を示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は
側面断面図、図２は、圧電振動子を基板に接着した状態
を示す側面図、図３は、圧電振動子の電極に接着したと
きの接着強度を示す剥離強度を測定する方法を説明する
説明図、図４は、本発明の実施例と、従来の例で得られ
た圧電振動子の銀電極の表面を拡大して示す模式図で、
４（ａ）は従来の例の銀電極、図４（ｂ）は本実施例の
銀電極を示す。図５は、銀電極と被接着物との接着強
度、及び、圧電セラミックスと銀電極との接合強度を表
す剥離強度と焼成温度との関係を示す図である。
して説明する。図１は、一般的に使用されている円板状
圧電振動子を示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は
側面断面図、図２は、圧電振動子を基板に接着した状態
を示す側面図、図３は、圧電振動子の電極に接着したと
きの接着強度を示す剥離強度を測定する方法を説明する
説明図、図４は、本発明の実施例と、従来の例で得られ
た圧電振動子の銀電極の表面を拡大して示す模式図で、
４（ａ）は従来の例の銀電極、図４（ｂ）は本実施例の
銀電極を示す。図５は、銀電極と被接着物との接着強
度、及び、圧電セラミックスと銀電極との接合強度を表
す剥離強度と焼成温度との関係を示す図である。
【０００８】図１に示すような、直径約２０ｍｍの円板
状のジルコチタン酸鉛系の圧電セラミックス１の両面に
銀電極２を加工したものを用いた。銀電極用ペースト
は、平均粒径が約３ミクロンの銀粒子を含むペーストを
スクリーン印刷法により印刷塗布し、これを大気中で５
５０℃で約３０分焼成した。通常この圧電振動子は、こ
の後、所定の温度のもとで所定の電圧で分極されたの
ち、図２に示すように、銀電極２に基板５や導体１２が
取付られて圧電振動子として完成する。この銀電極焼成
上がりの素子の銀電極２の表面状態を拡大して見ると、
図４（ｂ）に示すように、約５ミクロンで、ペーストの
時の銀粒子よりやや大きい銀粒子１０が見え、その間に
は同じ程度の大きさの空孔１１が散在している。参考に
図４（ａ）の焼成温度６５０℃で３０分間焼成した他
は、実施例と同じ条件で作成された従来の圧電振動子の
銀電極の表面を拡大した模式図と比べると、従来の製造
方法では、銀電極の表面の銀粒子８の約２倍の１０ミク
ロン程度に大きく成長しており、空孔９（ポア）も殆ど
見られず表面の凹凸も小さい事が分かる。次に、接着強
度を比較するために図３に示すように、幅５ｍｍのフレ
キシブルテープ６をエポキシ系の接着剤で接着後、この
テープ６を、接着面に対して垂直に引っ張り、剥離して
いるときのテープ７の剥離強度で示す接着強度と焼成温
度との関係を、焼成温度が５００℃から６５０℃の試料
について図５の接着強度の曲線に示す。図５の接着強度
の曲線から５３０℃前後が最も大きく、６５０℃程度に
なると３分の１に減少している事が分かる。また、焼成
温度が５００℃から６５０℃の試料について、圧電セラ
ミックスと銀電極との接合強度を、単位面積当りの剥離
強度と焼成温度との関係で示すと図５の接合強度の曲線
になる。図５の接合強度の曲線より分かるように、焼成
温度が６３０℃程度に最大があるが、５２０℃程度まで
は僅かな低下である。本発明では、圧電振動子の品質に
寄与するこの両方の強度が比較的高い範囲の焼成温度の
範囲に設定した。本発明の圧電振動子の製造方法により
作成した結果、接着強度（剥離強度）は従来の３倍の約
３ｋｇｆに強くなり、信頼性も高い圧電振動子を製造で
きた。
状のジルコチタン酸鉛系の圧電セラミックス１の両面に
銀電極２を加工したものを用いた。銀電極用ペースト
は、平均粒径が約３ミクロンの銀粒子を含むペーストを
スクリーン印刷法により印刷塗布し、これを大気中で５
５０℃で約３０分焼成した。通常この圧電振動子は、こ
の後、所定の温度のもとで所定の電圧で分極されたの
ち、図２に示すように、銀電極２に基板５や導体１２が
取付られて圧電振動子として完成する。この銀電極焼成
上がりの素子の銀電極２の表面状態を拡大して見ると、
図４（ｂ）に示すように、約５ミクロンで、ペーストの
時の銀粒子よりやや大きい銀粒子１０が見え、その間に
は同じ程度の大きさの空孔１１が散在している。参考に
図４（ａ）の焼成温度６５０℃で３０分間焼成した他
は、実施例と同じ条件で作成された従来の圧電振動子の
銀電極の表面を拡大した模式図と比べると、従来の製造
方法では、銀電極の表面の銀粒子８の約２倍の１０ミク
ロン程度に大きく成長しており、空孔９（ポア）も殆ど
見られず表面の凹凸も小さい事が分かる。次に、接着強
度を比較するために図３に示すように、幅５ｍｍのフレ
キシブルテープ６をエポキシ系の接着剤で接着後、この
テープ６を、接着面に対して垂直に引っ張り、剥離して
いるときのテープ７の剥離強度で示す接着強度と焼成温
度との関係を、焼成温度が５００℃から６５０℃の試料
について図５の接着強度の曲線に示す。図５の接着強度
の曲線から５３０℃前後が最も大きく、６５０℃程度に
なると３分の１に減少している事が分かる。また、焼成
温度が５００℃から６５０℃の試料について、圧電セラ
ミックスと銀電極との接合強度を、単位面積当りの剥離
強度と焼成温度との関係で示すと図５の接合強度の曲線
になる。図５の接合強度の曲線より分かるように、焼成
温度が６３０℃程度に最大があるが、５２０℃程度まで
は僅かな低下である。本発明では、圧電振動子の品質に
寄与するこの両方の強度が比較的高い範囲の焼成温度の
範囲に設定した。本発明の圧電振動子の製造方法により
作成した結果、接着強度（剥離強度）は従来の３倍の約
３ｋｇｆに強くなり、信頼性も高い圧電振動子を製造で
きた。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
銀電極を形成した圧電振動子において他の被接着物との
接着強度が優れ、且つ、電極の接合強度も十分な圧電振
動子が得られる。
銀電極を形成した圧電振動子において他の被接着物との
接着強度が優れ、且つ、電極の接合強度も十分な圧電振
動子が得られる。
【図１】一般的に使用されている円板状圧電振動子を示
し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面断面図。
し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面断面図。
【図２】圧電振動子を基板に接着した状態を示す側面
図。
図。
【図３】圧電振動子の電極に導体や基板を接着したとき
の接着強度を示す剥離強度測定方法を説明する説明図。
の接着強度を示す剥離強度測定方法を説明する説明図。
【図４】本発明の実施例と、従来の例で得られた圧電振
動子の銀電極の表面を拡大して示す模式図で、図４
（ａ）は本実施例の銀電極、図４（ｂ）は従来の例の銀
電極を示す。
動子の銀電極の表面を拡大して示す模式図で、図４
（ａ）は本実施例の銀電極、図４（ｂ）は従来の例の銀
電極を示す。
【図５】銀電極と被接着物との接着強度、及び、圧電セ
ラミックスと銀電極との接合強度と焼成温度との関係を
剥離強度で示す図。
ラミックスと銀電極との接合強度と焼成温度との関係を
剥離強度で示す図。
１ 圧電セラミックス ２ 銀電極 ３ 接着剤 ４ 銅箔 ５ 基板 ６ テープ ７ テープ ８ 銀粒子 ９ 空孔（ポア） １０ 銀粒子 １１ 空孔（ポア） １２ 導体
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電セラミックスの表面に銀ペーストを
塗布し、これを焼成して、表面に銀電極が加工された圧
電振動子を製造する圧電振動子の製造方法において、銀
ペーストを塗布後、５２０℃から５８０℃の範囲の温度
で焼成して銀電極を形成することを特徴とする圧電振動
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4164373A JPH05335861A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 圧電振動子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4164373A JPH05335861A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 圧電振動子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335861A true JPH05335861A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15791907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4164373A Pending JPH05335861A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 圧電振動子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335861A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200447117Y1 (ko) * | 2007-11-08 | 2009-12-23 | 이상근 | 은도포받침판이 구비된 초음파 진동자 |
| JP2013171981A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Ngk Insulators Ltd | 圧電素子及び圧電素子の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4164373A patent/JPH05335861A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200447117Y1 (ko) * | 2007-11-08 | 2009-12-23 | 이상근 | 은도포받침판이 구비된 초음파 진동자 |
| JP2013171981A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Ngk Insulators Ltd | 圧電素子及び圧電素子の製造方法 |
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