JPH0621528A

JPH0621528A - セラミック・マルチ・アクチュエータのペーストを設ける方法

Info

Publication number: JPH0621528A
Application number: JP23651692A
Authority: JP
Inventors: Henricus A C Didden; アドリアヌスコルネリスディッデンヘンリカス
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1992-08-12
Publication date: 1994-01-28
Also published as: US5296262A; EP0528484B1; DE69205919T2; EP0528484A1; DE69205919D1

Abstract

(57)【要約】【目的】基体表面にペーストを設ける方法において、
所望の端縁部(edge)まで被覆されるべき表面は完全に被
覆され、この端縁部を越えるコーティングを出来る限り
少なく形成（図３のＡ参照）する方法を提供する。また
速く非常に精密にかつ表面が平坦かつ均一なペースト層
を設ける方法を提供する。【構成】本発明による方法は細目金網(wire gauze)の
上に層の形態で設けたペーストをスキージー及びスペー
サを所望の層の厚さに調整する。このペーストの層をス
キージーを用いて底部で拭い去る。続いて被覆されるべ
き基体表面を有する基体をこのペースト層に前記細目金
網まで浸漬し、次いで再びこのペーストが被覆されない
基板の部分に流れる以前に取り外す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は浸漬(dipping) により基
体表面にペースト(paste) を設ける方法に関するもので
ある。

【０００２】本発明は特にセラミック・マルチ・アクチ
ュエータの製造方法及び本発明による方法により製造さ
れるエンドコンタクトを有するセラミック・マルチ・ア
クチュエータに関するものである。

【０００３】ペーストは例えば半導体装置の抵抗、コン
デンサ及び支持体のような電気部品に対し抵抗層又は電
極層を設けるのに用いられる。既に知られている方法
は、このようなペーストを浸漬(dipping) だけではな
く、クリーン印刷(clean printing)によっても設けるこ
とが出来る。

【０００４】印加される電界の影響下で、アクチュエー
タのようなピエゾ素子の大きさは変化するであろうし、
又ピエゾ素子は機械的力を出すであろう。ある実施例に
おいて、エンドコンタクトは内部電極の相互接続に用い
られ、外部電源との接続を設ける。アクチュエータはと
りわけ精密位置決め装置及びプリンターなどに用いられ
る。

【０００５】

【従来の技術】米国特許明細書第4859498 号は電子部品
上に銀含有導電ペーストを設ける方法及び装置について
記載している。このペーストは平板に薄い層の形態のペ
ーストを塗布し、次いで電子部品をこのペースト内に浸
漬する。続いて、このようにして形成されたエンドコン
タクトをベーキングする。同様な他の実施例によれば、
前記ペーストは例えばスポンジのような多孔質要素を含
んでいる。

【０００６】既知の方法によれば、エンドコンタクトは
電子部品の終端部付近に形成されて、この電子部品の側
面の部分も又被覆するように形成される。これは例えば
プリント回路基板上に電子部品をハンダ付けするような
多くの応用例で望ましい。しかしながら、積み重ねて相
互接続し累積的な機械的効果を達成するセラミックアク
チュエータのような他の応用例においては電子部品の側
面を被覆しないままにしておく必要があろう。一般に、
既知の方法の他の欠点は形成されるエンドコンタクトの
表面が完全に平らではなく、浸漬工程(dipping operati
on) の後に前記ペーストから前記電子部品を取り外す場
合、表面からペースト自身が緩むようになることであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はとりわ
け基体表面にペーストを設ける方法において、所望の端
縁部(edge)まで被覆されるべき表面が完全に被覆され、
前記端縁部を越えるコーティングを出来る限り少なくす
る方法を提供することを目的とする。本発明の目的はま
た高速かつ非常に精密に実施出来る方法を提供すること
である。本発明の他の目的は表面が出来る限り平坦で均
一なペースト層を提供することである。本発明は特に互
いに積み重ねて相互に接続することが出来るセラミック
・マルチ・アクチュエータのような電子部品を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】これらの目的は、細目金
網(wire gauge)上に層の形態で設けられ、スキージー及
びスペーサを用いて、該層の厚さを所望の値に調整し、
スキージー(squeegee)を用いて前記細目金網の底面で前
記ペースト層を除去した擬似塑性ペースト(pseudo plas
tic paste)を用い、被覆されるべき基体表面を有する基
体を前記細目金網まで前記ペースト層内に浸漬し、被覆
されない基体の部分に前記ペーストが流れる以前に取り
出すことを特徴とする本発明による方法で達成すること
が出来る。

【０００９】好ましくは、前記ペースト層の厚さをスキ
ージー及びスペーサを用いて所望の価に調整し、同時に
ペースト層を底部で除去する。

【００１０】セラミック・マルチ・アクチュエータの製
造には、導電ペーストを設け、加熱処理を用いて、エン
ドコンタクトに変換する。

【００１１】本発明により製造されるセラミック・マル
チ・アクチュエータは前記エンドコンタクトが前記アク
チュエータの終端面を完全に被覆し、前記アクチュエー
タの側面は実質的に完全に前記エンドコンタクトにより
規制されない状態であることを特徴とする。

【００１２】擬似塑性材料は低い変形速度で高い粘性か
つ高い変形速度で低い粘性を特徴とする。このような特
性を有するペーストを付着すると流れが止まる。本発明
による方法に用いる有効な材料は、例えば0.1s^-1の変形
速度で400 ないし600Pa.s の間の粘性を有し、100S^-1の
変形速度で10ないし40Pa.sの間の粘性を有する。このよ
うな材料を用いる場合、浸漬時間の範囲は好ましくは0.
25〜0.5 秒の間であり、この時間の間前記ペーストは十
分に被覆されるべき表面上を流れ、製品の側面を全く被
覆しない。

【００１３】本発明による方法で浸漬工程を行うには、
所望であれば前記米国特許第4859498 号に記載される装
置を用いることも出来る。これに代わる方法としては被
覆されるべき製品を前記ペースト層を有する前記細目金
網上に配置し、次いで前記細目金網の底部に沿ってロー
ラ又は車を移動することにより前記細目金網を局部的に
上方へ押圧する。

【００１４】メッシュを通して基体の表面にペーストを
設けること自体は知られている（スクリーン印刷）。し
かし、このような方法は前記メッシュを介して前記ペー
ストを加圧しなければならないので比較的遅いこと及び
側面を部分的に被覆することなく端縁部にまで正確に基
体を被覆するよう実施することはほとんど不可能であ
る。さらに、スクリーン印刷技術は小型の個別素子に層
を設けるには不適当である。

【００１５】

【実施例】本発明を図面を参照し実施例に基づいて詳細
に説明する。図１のＡ〜Ｄは本発明による方法の工程を
示すものである。図２は本発明による方法の他の実施例
を示すものである。図３は本発明によるセラミック・マ
ルチ・レイヤーアクチュエータの実施例（Ａ）及び比較
例（Ｂ）を示すものである。

【００１６】図１は、細目金網上に導電ペーストの層２
を設ける細目金網の断面を概略的に示す。本実施例で
は、使用される細目金網は140 μm のメッシュサイズを
有し、この金網のワイヤ（スクリーン）の厚さは36μm
である。前記細目金網上の前記ペーストの層の厚さ３は
硬い、例えばステンレススチール製のスキージー、及び
スペーサを用いて50μの価に調整した。前記スペーサは
所望の厚さを有する接着性の箔の多数のストリップから
なり、互いに平行に配置されて前記細目金網に付着さ
れ、前記ペーストはこれらのストリップの間に装着され
る。

【００１７】実施例によれば、ペーストは金パラジウム
粉混合物の70重量％（重量比がAG/PD が70/30 ）、１な
いし２μm の間の大きさを有する硝子粒子の５重量％、
バインダーとしてエチルセルロースの２重量％及び溶媒
としてこれに２エトキシエチルアセテートを添加したも
のを用いた。前記ガラス粒子の組成は、PbO の37重量
％、B₂O₃の18重量％、SiO₂の22重量％、ZnO の11重量
％、Al₂O₃の３重量％、Na₂Oの1.5 重量％及びBaO の7.
5 重量％を有する。前記ペーストの粘性は0.1s^-1の変形
速度で500Pa.s かつ100 s ^-1の変形速度では20Pa.sであ
り、両者の値は摂氏20℃で測定された。

【００１８】本発明による方法では原則として、銀導電
ペースト又は抵抗ペーストのような所望のペーストを用
いることができ、その粘性は必要であれば所望の価に当
業者により既知の手段を用いて調整することが出来る。
即ち金属粉及びガラス粒子の粒径の選択するのと同様
に、バインダー及び溶媒の特性及び量を選択する。

【００１９】前記細目金網１の底面を、例えばゴムのよ
うな柔らかいスキージーで前記細目金網までぬぐい去る
と、前記ペースト層は前記底面で阻止される（図１のＢ
参照）。この処置により、前記ペースト層が浸漬後前記
ペーストから取り出す場合に、被覆されるべき基体表面
から完全に又は部分的に離脱するのを防止する。浸漬工
程の速度及びペーストの粘性により、前記ペースト層の
底面が大気に影響される場合を除き、前記基体表面によ
り不十分に引っ張られる。前記ペーストの上面は前記基
体表面上に残存するペースト層中の気泡の形成を防止す
るために均一平坦な層を形成しなければならない。

【００２０】明確のため、前記層の厚さ３を調節する工
程と細目金網まで前記ペースト層の底面を拭い去る工程
とを連続して実施する工程を別個の工程として説明し
た。本発明による方法のより効率的な工程制御のため、
両工程を好ましくは同時に行う。この場合、前記細目金
網を硬いスキージーと柔らかいスキージーの間で移動す
る。前記硬いスキージーは例えばステンレススチールか
らなり、前記層の厚さ３を調整するのに用いられる。前
記柔らかいスキージーは例えばゴムからなり、前記細目
金網まで前記ペースト層の底部をぬぐい去るのに用い
る。

【００２１】大きさ２×3.4 ×４mm³の電子部品４を前
記ペースト層２内に前記細目金網１にまで浸漬し（図１
のＣ参照）、この浸漬速度は（浸漬時間0.25秒）被覆さ
れるべき基体表面（大きさ２×3.4mm²）のみが濡れるよ
うな速度である。ペーストをより大きな基体表面に設け
る場合、より大きなメッシュサイズを有する細目金網(w
ire gauze)を用いることが望ましいが、しかしメッシュ
の開口は被着されるペースト層が不均一な表面を示さな
いような大きさでなければならない。浸漬工程は例えば
前記米国特許第4859498 号に記載されるような装置を用
いて行うことも出来る。

【００２２】図１のＤは前記ペースト層２から前記電子
部品４が取り外される場合の状態を示す。各金鋼のワイ
ヤ(screen)１に対し一定のくびれ(constriction)５が前
記ペースト層内に形成され、これは容器内の浸漬又は平
板上への押圧により得られる状態では１個のみのくびれ
(constriction)が前記表面全体に対し形成され、このく
びれは前記部品４に被着される層の不規則な形状の表面
に起因する場合と対照的である。本発明による方法の結
果は、被覆されるべき全表面が被覆されるとともに被覆
されるべきでない部品の部分は実質的に完全に被覆され
ないままの状態で平坦な一定の層が設けられることであ
る。エンドコンタクトは被着されたペースト層を800 ℃
で約２時間ベーキングすることにより形成され、この工
程においてエンドコンタクトは35ないし40μm の厚さに
形成される。

【００２３】図２は本発明による方法の浸漬工程(dippi
ng step)の他の実施例を概略的に示すものである。ペー
スト層１２を所望の厚さに細目金網１１上に設け、既に
述べたように底面でぬぐい去る。続いてローラ１３を前
記細目金網の底部に沿ってほぼ50mm/sの速度で移動し、
前記細目金網及び設けられた前記ペースト層を局部的に
上方に押圧し（この移動は約１mm）前記細目金網上に位
置する前記電子部品１４と接触し、これにより前記電子
部品上に一定のペースト層１５を残し、前記ペースト層
を次いでベーキングしエンドコンタクトを形成する。前
記ローラ１３は局部的に中断するので、前記細目金網上
に前記電子部品１４が細目金網の一部とは接触せず、前
記電子部品の浸漬中に前記細目金網の底部でペーストが
絞り出されるのを確実にする。

【００２４】図３のＡは本発明による電子部品の断面を
概略的に示すもので、この電子部品はセラミック層２０
と内部電極２１とからなる。前記セラミック材料は、例
えばセラミック・マルチ・レイヤーコンデンサに用いる
ような誘電体材料、又はセラミック・マルチ・レイヤー
アクチュエータに用いられるような圧電材料を用いるこ
とが出来る。前記内部電極は例えばパラジウムからな
り、少なくとも二つのグループからなる。一つのグルー
プの電極はお互いに接続されかつエンドコンタクト２２
により周囲に接続される。本発明による電子部品では、
前記エンドコンタクトの厚さ２３は、例えば４０μm で
あり、浮き出した端縁部２４、即ちこれによって前記エ
ンドコンタクトが前記終端部表面の大きさを越える大き
さは５μmよりも小さい。前記セラミック・アクチュエ
ータは例えば１０個のアクチュエータの累積的な作用を
得るために２６で示す方向に積み重ねられる場合、各部
品の相互の距離は１０μm よりも小さく、この距離は容
易に接着層により架橋することができる。前記ペースト
が濡れる前記部品の側面上の距離２５は５０μm より小
さい。

【００２５】比較のために、図３のＢはセラミック層３
０、内部電極３１及びエンドコンタクト３２を備える現
行技術による電子部品を示す。前記エンドコンタクトは
前記部品の終端表面のみならず側面の一部をも被覆し、
多くの適用例においてこれは不都合であり、時にはプリ
ント回路基板上にマウントされる場合（リードを用いな
いで）不所望な場合がある。このようなエンドコンタク
トは例えば既知のスクリーン印刷技術を用い浸漬により
導電ペーストから形成される。前記エンドコンタクトに
より被覆される側面の距離は一般には0.5 ないし１μm
であり、従来技術による浸漬技術(dipping techniques)
では最小200 μｍである。前記電子部品の側面及び終端
表面の両方でエンドコンタクトの厚さは通常約５０μm
である。

【００２６】本発明による方法は端縁部(edge)又は側部
表面上を被覆することなく被覆されるべき終端面(edge
face) を精密に被覆するエンドコンタクトを形成出来
る。この方法は特別なスクリーン印刷技術又はマスクを
必要とするものではなく、採用される方法はより簡便で
あるために例えば従来のスクリーン印刷技術より高速に
行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａ〜Ｄは本発明による方法の工程を示すもの
である。

【図２】本発明による方法の他の実施例を示すもので
ある。

【図３】本発明によるセラミック・マルチ・レイヤー
アクチュエータの実施例（Ａ）及び比較例（Ｂ）を示す
ものである。

【符号の説明】

１：細目金網２、１２、１５：導電ペーストの層４、１４：電子部品５：くびれ１３：ローラ２０：セラミック層２１、３１：内部電極２２、３２：エンドコンタクト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細目金網(wire gauge)上に層の形態で設
けられ、スキージー及びスペーサを用いて、該層の厚さ
を所望の値に調整し、スキージー(squeegee)を用いて前
記細目金網の底面で前記ペースト層を除去した擬似塑性
ペースト(pseudo plastic paste)を用い、被覆されるべ
き基体表面を有する基体を前記細目金網まで前記ペース
ト層内に浸漬し、被覆されない基体の部分に前記ペース
トが流れる以前に取り出すことを特徴とする浸漬により
基体表面にペーストを設ける方法。
【請求項２】前記ペースト層の厚さをスキージー及び
スペーサを用いて所望の価に調整し、同時にペースト層
を底部で除去することを特徴とする請求項１に記載の方
法。
【請求項３】請求項１又は２に記載の方法を用いて導
電ペーストを設け、加熱処理を用いて、エンドコンタク
トに変換することを特徴とするセラミック・マルチ・ア
クチュエータを製造する方法。
【請求項４】前記エンドコンタクトが前記アクチュエ
ータの終端面を完全に被覆し、前記アクチュエータの側
面は実質的に完全に前記エンドコンタクトにより規制さ
れない状態であることを特徴とする請求項３に記載の方
法によるエンドコンタクトを備えるセラミック・マルチ
・アクチュエータ。