JPH07142780A - 積層型圧電素子の製造方法 - Google Patents
積層型圧電素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH07142780A JPH07142780A JP28904993A JP28904993A JPH07142780A JP H07142780 A JPH07142780 A JP H07142780A JP 28904993 A JP28904993 A JP 28904993A JP 28904993 A JP28904993 A JP 28904993A JP H07142780 A JPH07142780 A JP H07142780A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 突出の高さ及び幅の揃った内部電極突出部を
形成することにより、内部電極と外部電極とを確実に接
続し、導通不良や絶縁不良を防止することができる積層
型圧電素子の製造方法を提供すること。 【構成】 焼結体形成工程において形成された焼結体４
１のＰｔ電極１２ａとＡｇ−Ｐｄ電極１２ｂとが交互に
露出した側面に対して、内部電極突出工程によるエッチ
ング処理を施すことにより、Ｐｔ電極１２ａのみが選択
的に突出して内部電極突出部１６が形成される。そし
て、外部電極接続工程において、外部電極である銅箔１
５と内部電極突出部１６とが異方性導電膜１３を介して
電気的に接続される。
形成することにより、内部電極と外部電極とを確実に接
続し、導通不良や絶縁不良を防止することができる積層
型圧電素子の製造方法を提供すること。 【構成】 焼結体形成工程において形成された焼結体４
１のＰｔ電極１２ａとＡｇ−Ｐｄ電極１２ｂとが交互に
露出した側面に対して、内部電極突出工程によるエッチ
ング処理を施すことにより、Ｐｔ電極１２ａのみが選択
的に突出して内部電極突出部１６が形成される。そし
て、外部電極接続工程において、外部電極である銅箔１
５と内部電極突出部１６とが異方性導電膜１３を介して
電気的に接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電材料の薄膜を多枚
数積層し、電圧を印加することにより縦方向の変位を得
る積層型圧電素子の製造方法に関するものである。
数積層し、電圧を印加することにより縦方向の変位を得
る積層型圧電素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、積層型圧電素子を製造する場合、
圧電シートの全面に電極を印刷して積層する方法が一般
的となっている。このような構造の場合、内部電極を一
層おきに電気的に接続する必要がある。その一例とし
て、図６及び図７に示すような方法が考えられている。
圧電シートの全面に電極を印刷して積層する方法が一般
的となっている。このような構造の場合、内部電極を一
層おきに電気的に接続する必要がある。その一例とし
て、図６及び図７に示すような方法が考えられている。
【０００３】まず、図６（ａ）に示すように、内部電極
７２が印刷された圧電材料膜７１を一層おきに内部電極
７２の端部が露出するように積層し、焼結して焼結体７
０を形成する。そして、内部電極７２の端部が一層おき
に露出している側面に仮の外部電極７３，７４を塗布
し、その仮の外部電極７３を陰極として電気メッキを行
うと、図６（ｂ）に示すように、電気メッキ法による導
電性突出部７５が一層置きに形成された状態となる。
７２が印刷された圧電材料膜７１を一層おきに内部電極
７２の端部が露出するように積層し、焼結して焼結体７
０を形成する。そして、内部電極７２の端部が一層おき
に露出している側面に仮の外部電極７３，７４を塗布
し、その仮の外部電極７３を陰極として電気メッキを行
うと、図６（ｂ）に示すように、電気メッキ法による導
電性突出部７５が一層置きに形成された状態となる。
【０００４】以下、焼結体７０の縦断面図で説明する。
図７（ｃ）に示すように、導電性突出部７５及び内部電
極７２の端部に電着塗装法等により樹脂成分７６を電着
させ、１５０℃前後で焼き付けすると、図７（ｄ）に示
すように、絶縁層７７が形成される。
図７（ｃ）に示すように、導電性突出部７５及び内部電
極７２の端部に電着塗装法等により樹脂成分７６を電着
させ、１５０℃前後で焼き付けすると、図７（ｄ）に示
すように、絶縁層７７が形成される。
【０００５】一方、図７（ｅ）に示すような、熱圧着が
可能で、且つ加圧部分のみ一方向への導電性を持ち、導
電性粒子８０を含有した異方性導電膜７８と、外部電極
となる銅箔７９とを貼り合わせたものを用意し、図７
（ｆ）に示すように、熱圧着すると、異方性導電膜７８
は導電性突出部７５と対向した部分のみが他の部分より
高い圧力で部分的に加圧されることになり、その結果、
加圧された部分の導電性粒子８０が絶縁層７７を突き破
り、導電性突出部７５及び銅箔７９と接触して一層おき
に電気的に接続される。
可能で、且つ加圧部分のみ一方向への導電性を持ち、導
電性粒子８０を含有した異方性導電膜７８と、外部電極
となる銅箔７９とを貼り合わせたものを用意し、図７
（ｆ）に示すように、熱圧着すると、異方性導電膜７８
は導電性突出部７５と対向した部分のみが他の部分より
高い圧力で部分的に加圧されることになり、その結果、
加圧された部分の導電性粒子８０が絶縁層７７を突き破
り、導電性突出部７５及び銅箔７９と接触して一層おき
に電気的に接続される。
【０００６】同様の方法で、対向する側面で層をずらし
て一層おきに接続された焼結体７０は、リード線の取り
付け、樹脂外装及び分極処理等の工程を経て完成品とな
る。
て一層おきに接続された焼結体７０は、リード線の取り
付け、樹脂外装及び分極処理等の工程を経て完成品とな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような積層型圧電素子の製造方法において、導電性突出
部７５は、幅１０〜２０μｍの内部電極７２の端部に電
気メッキ法で形成されるため、電気メッキ法の性質上、
内部電極７２の幅よりもはるかに広い幅で形成されてし
まう。その結果、内部電極７２の端部の露出の程度及び
導電性突出部７５の広がりの程度によっては、導電性突
出部７５が両側に隣接する内部電極７２と接触して電気
的にショートしたり、あるいは、導電性突出部７５の高
さが不揃いになりやすくなるため、後工程での異方性導
電膜７８の熱圧着の際に電気的な接続が不完全になると
いった問題点があった。
ような積層型圧電素子の製造方法において、導電性突出
部７５は、幅１０〜２０μｍの内部電極７２の端部に電
気メッキ法で形成されるため、電気メッキ法の性質上、
内部電極７２の幅よりもはるかに広い幅で形成されてし
まう。その結果、内部電極７２の端部の露出の程度及び
導電性突出部７５の広がりの程度によっては、導電性突
出部７５が両側に隣接する内部電極７２と接触して電気
的にショートしたり、あるいは、導電性突出部７５の高
さが不揃いになりやすくなるため、後工程での異方性導
電膜７８の熱圧着の際に電気的な接続が不完全になると
いった問題点があった。
【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、突出の高さ及び幅の揃った内部
電極突出部を形成することにより、内部電極と外部電極
とを確実に接続し、導通不良や絶縁不良を防止すること
ができる積層型圧電素子の製造方法を提供することを目
的としている。
になされたものであり、突出の高さ及び幅の揃った内部
電極突出部を形成することにより、内部電極と外部電極
とを確実に接続し、導通不良や絶縁不良を防止すること
ができる積層型圧電素子の製造方法を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の積層型圧電素子の製造方法は、内部電極を耐
酸性電極材料と非耐酸性電極材料とを左右に配置するこ
とにより形成し、側面において前記耐酸性電極材料と非
耐酸性電極材料とが交互に露出するように前記内部電極
と圧電材料とを交互に複数枚積層することにより焼結体
を形成する焼結体形成工程と、前記内部電極が露出した
側面において、エッチング処理を施すことにより前記圧
電材料と非耐酸性電極材料とを溶解させ、耐酸性電極材
料のみを選択的に突出させることにより内部電極突出部
を形成する内部電極突出工程と、内側に異方性導電膜を
有する外部電極を、前記側面上に連続して形成すること
により、その外部電極を前記異方性導電膜を介して前記
内部電極突出部に電気的に接続する外部電極接続工程と
から成る。
に本発明の積層型圧電素子の製造方法は、内部電極を耐
酸性電極材料と非耐酸性電極材料とを左右に配置するこ
とにより形成し、側面において前記耐酸性電極材料と非
耐酸性電極材料とが交互に露出するように前記内部電極
と圧電材料とを交互に複数枚積層することにより焼結体
を形成する焼結体形成工程と、前記内部電極が露出した
側面において、エッチング処理を施すことにより前記圧
電材料と非耐酸性電極材料とを溶解させ、耐酸性電極材
料のみを選択的に突出させることにより内部電極突出部
を形成する内部電極突出工程と、内側に異方性導電膜を
有する外部電極を、前記側面上に連続して形成すること
により、その外部電極を前記異方性導電膜を介して前記
内部電極突出部に電気的に接続する外部電極接続工程と
から成る。
【００１０】また、前記内部電極の耐酸性電極をＰｔ、
非耐酸性電極をＡｇ−Ｐｄによりそれぞれ構成すること
が望ましい。
非耐酸性電極をＡｇ−Ｐｄによりそれぞれ構成すること
が望ましい。
【００１１】
【作用】上記の構成を有する本発明の積層型圧電素子の
製造方法によれば、焼結体形成工程において、耐酸性電
極材料と非耐酸性電極材料とが交互に露出するように前
記内部電極と圧電材料とを交互に複数枚積層することに
より焼結体を形成し、次に、内部電極突出工程におい
て、前記内部電極が露出した側面にエッチング処理を施
すことにより、前記圧電材料及び非耐酸性電極材料を溶
解させ、耐酸性電極材料のみが選択的に突出して内部電
極突出部が形成される。そして、外部電極接続工程にお
いて、外部電極と内部電極突出部とが異方性導電膜を介
して電気的に接続される。
製造方法によれば、焼結体形成工程において、耐酸性電
極材料と非耐酸性電極材料とが交互に露出するように前
記内部電極と圧電材料とを交互に複数枚積層することに
より焼結体を形成し、次に、内部電極突出工程におい
て、前記内部電極が露出した側面にエッチング処理を施
すことにより、前記圧電材料及び非耐酸性電極材料を溶
解させ、耐酸性電極材料のみが選択的に突出して内部電
極突出部が形成される。そして、外部電極接続工程にお
いて、外部電極と内部電極突出部とが異方性導電膜を介
して電気的に接続される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１３】図１に本発明による積層型圧電素子の断面
図を示す。圧電材料膜１１と内部電極１２とが交互に重
なる積層体の側面において、エッチング処理により一層
おきに内部電極突出部１６が形成されている。さらに、
絶縁層１４が素子の積層方向に全ての圧電材料膜１１に
かかるように形成され、その上から異方性導電膜１３が
熱圧着されている。このため、内部電極突出部１６は絶
縁層１４を突き破り、異方性導電膜１３を介して外部電
極となる銅箔１５ひいては内部電極１２と一層おきに電
気的に接続されている。
図を示す。圧電材料膜１１と内部電極１２とが交互に重
なる積層体の側面において、エッチング処理により一層
おきに内部電極突出部１６が形成されている。さらに、
絶縁層１４が素子の積層方向に全ての圧電材料膜１１に
かかるように形成され、その上から異方性導電膜１３が
熱圧着されている。このため、内部電極突出部１６は絶
縁層１４を突き破り、異方性導電膜１３を介して外部電
極となる銅箔１５ひいては内部電極１２と一層おきに電
気的に接続されている。
【００１４】また、内部電極１２は耐酸性電極材料であ
るＰｔを使用したＰｔ電極１２ａと非耐酸性電極材料で
あるＡｇーＰｄを使用したＡｇーＰｄ電極１２ｂとから
構成されている。
るＰｔを使用したＰｔ電極１２ａと非耐酸性電極材料で
あるＡｇーＰｄを使用したＡｇーＰｄ電極１２ｂとから
構成されている。
【００１５】次に、図１に示される積層型圧電素子の製
造方法を図２〜図５を参照して説明する。
造方法を図２〜図５を参照して説明する。
【００１６】まず、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を
主成分とする圧電材料を所望の組成に混合した後、８５
０℃で仮焼成した粉末に適量のバインダーと微量の可塑
材及び消泡剤を添加し、有機溶媒中に分散させスラリー
状にする。このスラリーをドクターブレード法により所
定の厚さに成形し圧電材料膜１１とする。
主成分とする圧電材料を所望の組成に混合した後、８５
０℃で仮焼成した粉末に適量のバインダーと微量の可塑
材及び消泡剤を添加し、有機溶媒中に分散させスラリー
状にする。このスラリーをドクターブレード法により所
定の厚さに成形し圧電材料膜１１とする。
【００１７】そして、図２に示すように、内部電極１２
としてＰｔ電極１２ａのペースト及びＡｇーＰｄ電極１
２ｂのペーストを交互に圧電材料膜１１上にスクリーン
印刷した圧電材料膜１１ａ、及び圧電材料膜１１ａとは
異なった配列でＰｔ電極１２ａとＡｇ−Ｐｄ電極１２ｂ
の各ペーストを交互に圧電材料膜１１上にスクリーン印
刷した圧電材料膜１１ｂをそれぞれ複数枚作製する。こ
の圧電材料膜１１ａ、１１ｂを交互に所定枚数積層し、
さらに内部電極１２が印刷されていない圧電材料膜１１
を最上段及び最下段に積層して熱プレスを行い一体化す
る。脱脂後約１２００℃で焼結を行うと、図３に示すよ
うに、側面３３においてＰｔ電極１２ａとＡｇ−Ｐｄ電
極１２ｂが交互に露出した焼結体３１が形成される。さ
らに、図３中の破線で示す切断線３２にそって、所定の
幅で焼結体３１を切断すると、図４のような焼結体４１
ができる。
としてＰｔ電極１２ａのペースト及びＡｇーＰｄ電極１
２ｂのペーストを交互に圧電材料膜１１上にスクリーン
印刷した圧電材料膜１１ａ、及び圧電材料膜１１ａとは
異なった配列でＰｔ電極１２ａとＡｇ−Ｐｄ電極１２ｂ
の各ペーストを交互に圧電材料膜１１上にスクリーン印
刷した圧電材料膜１１ｂをそれぞれ複数枚作製する。こ
の圧電材料膜１１ａ、１１ｂを交互に所定枚数積層し、
さらに内部電極１２が印刷されていない圧電材料膜１１
を最上段及び最下段に積層して熱プレスを行い一体化す
る。脱脂後約１２００℃で焼結を行うと、図３に示すよ
うに、側面３３においてＰｔ電極１２ａとＡｇ−Ｐｄ電
極１２ｂが交互に露出した焼結体３１が形成される。さ
らに、図３中の破線で示す切断線３２にそって、所定の
幅で焼結体３１を切断すると、図４のような焼結体４１
ができる。
【００１８】そして、この切断された焼結体４１を化学
エッチング液に浸漬する。化学エッチング液は、１０％
程度の希塩酸にフッ酸を微量添加した液で、この液は、
一般にセラミックスのエッチングに使用されるものとほ
ぼ同じものである。処理時間は、内部電極１２の突出量
にもよるが、数分程度である。その結果、ＰＺＴから成
る圧電材料膜１１及び耐酸性に劣るＡｇーＰｄ電極１２
ｂはエッチングにより侵食されるが、耐酸性の良好なＰ
ｔ電極１２ａはエッチングで侵食されずこの部分のみ残
留するため、図５（ａ）に示すように、Ｐｔ電極１２ａ
のみが突出することになる。尚、図４の焼結体４１の側
面４２，４３は、後述するように仮の外部電極を塗布す
るため、化学エッチング時にはマスキングを施しておく
ことが望ましい。
エッチング液に浸漬する。化学エッチング液は、１０％
程度の希塩酸にフッ酸を微量添加した液で、この液は、
一般にセラミックスのエッチングに使用されるものとほ
ぼ同じものである。処理時間は、内部電極１２の突出量
にもよるが、数分程度である。その結果、ＰＺＴから成
る圧電材料膜１１及び耐酸性に劣るＡｇーＰｄ電極１２
ｂはエッチングにより侵食されるが、耐酸性の良好なＰ
ｔ電極１２ａはエッチングで侵食されずこの部分のみ残
留するため、図５（ａ）に示すように、Ｐｔ電極１２ａ
のみが突出することになる。尚、図４の焼結体４１の側
面４２，４３は、後述するように仮の外部電極を塗布す
るため、化学エッチング時にはマスキングを施しておく
ことが望ましい。
【００１９】次に、図４の焼結体４１の側面４２、４３
に行ったマスキングを除去した後、仮の外部電極（図示
せず）を塗布し、その上を再度マスキングして電着塗装
法等を実施すると、側面４４、４５上の内部電極１２の
端部に樹脂成分５１が電着される。その縦断面は図５
（ｂ）のようになり、さらに、１５０℃前後で焼き付け
すると、図５（ｃ）に示すように絶縁層１４が形成され
る。
に行ったマスキングを除去した後、仮の外部電極（図示
せず）を塗布し、その上を再度マスキングして電着塗装
法等を実施すると、側面４４、４５上の内部電極１２の
端部に樹脂成分５１が電着される。その縦断面は図５
（ｂ）のようになり、さらに、１５０℃前後で焼き付け
すると、図５（ｃ）に示すように絶縁層１４が形成され
る。
【００２０】一方、図５（ｄ）に示すように、いわゆる
熱圧着が可能で加圧部分のみ一方向への導電性を持ち、
内部に導電性粒子５３を有した異方性導電膜１３と、外
部電極となる銅箔１５とを貼り合わせて側面４４、４５
と同程度の大きさに切断し、側面４４，４５と異方性導
電膜１３が向かい合うように仮止めする。そして、図５
（ｅ）に示すように、ほぼ１２０℃に熱した一対の平面
状の加圧用治具５２（図５（ｅ）は一側面側のみ図示）
で挟み、数ｋｇの荷重をかけて熱圧着すると、内部電極
突出部１６と絶縁層１４を介して対向する異方性導電膜
１３は他の部分よりも高い圧力で部分的に加圧される。
その結果、異方性導電膜１３内の導電性粒子５３が絶縁
層１４を突き破り、異方性導電膜１３を介して内部電極
突出部１６及び銅箔１５と接するため、外部電極と内部
電極１２が一層おきに電気的に接続される。
熱圧着が可能で加圧部分のみ一方向への導電性を持ち、
内部に導電性粒子５３を有した異方性導電膜１３と、外
部電極となる銅箔１５とを貼り合わせて側面４４、４５
と同程度の大きさに切断し、側面４４，４５と異方性導
電膜１３が向かい合うように仮止めする。そして、図５
（ｅ）に示すように、ほぼ１２０℃に熱した一対の平面
状の加圧用治具５２（図５（ｅ）は一側面側のみ図示）
で挟み、数ｋｇの荷重をかけて熱圧着すると、内部電極
突出部１６と絶縁層１４を介して対向する異方性導電膜
１３は他の部分よりも高い圧力で部分的に加圧される。
その結果、異方性導電膜１３内の導電性粒子５３が絶縁
層１４を突き破り、異方性導電膜１３を介して内部電極
突出部１６及び銅箔１５と接するため、外部電極と内部
電極１２が一層おきに電気的に接続される。
【００２１】同様の方法で、対向する側面に対しても、
層をずらして一層おきに接続された焼結体４１は、図４
に示す切断線４６にそって所定の素子一つ分に相当する
サイズに切断された後、リード線の取り付け、樹脂外装
及び分極処理等の工程を経て完成品となる。
層をずらして一層おきに接続された焼結体４１は、図４
に示す切断線４６にそって所定の素子一つ分に相当する
サイズに切断された後、リード線の取り付け、樹脂外装
及び分極処理等の工程を経て完成品となる。
【００２２】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、その主旨を逸脱しない限り種々の変更を
加えることができる。例えば、内部電極の電極材料に金
や銅を用いてもよい。また、本実施例ではＰｔ電極及び
Ａｇ−Ｐｄ電極の２種類を電極材料として使用した例を
示したが、これに限らず３種類以上の電極材料を組み合
わせて構成してもよい。また、外部電極として銅箔の代
わりに導電性テープ等を用いてもよい。
ものではなく、その主旨を逸脱しない限り種々の変更を
加えることができる。例えば、内部電極の電極材料に金
や銅を用いてもよい。また、本実施例ではＰｔ電極及び
Ａｇ−Ｐｄ電極の２種類を電極材料として使用した例を
示したが、これに限らず３種類以上の電極材料を組み合
わせて構成してもよい。また、外部電極として銅箔の代
わりに導電性テープ等を用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の積層型圧電素子の製造方法によれば、突出の高
さ及び幅の揃った内部電極突出部を一層おきに形成する
ことができるので、内部電極と外部電極とを確実に接続
し、導通不良や絶縁不良を防止することができる。
本発明の積層型圧電素子の製造方法によれば、突出の高
さ及び幅の揃った内部電極突出部を一層おきに形成する
ことができるので、内部電極と外部電極とを確実に接続
し、導通不良や絶縁不良を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す積層型圧電素子の断面
図である。
図である。
【図２】圧電材料膜に内部電極を塗布し積層する工程を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】積層焼結体の一部を示す斜視図である。
【図４】切断された積層焼結体の一部を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】切断された焼結体に外部電極を形成する工程を
示す図である。
示す図である。
【図６】従来の積層型圧電素子の製造方法を示す図であ
る。
る。
【図７】従来の積層型圧電素子の製造方法を示す図であ
る。
る。
１１ 圧電材料膜 １２ 内部電極 １２ａ Ｐｔ電極 １２ｂ Ａｇ−Ｐｄ電極 １３ 異方性導電膜 １５ 銅箔（外部電極） １６ 内部電極突出部 ３１ 焼結体
Claims (2)
- 【請求項１】 内部電極を耐酸性電極材料と非耐酸性電
極材料とを左右に配置することにより形成し、側面にお
いて前記耐酸性電極材料と非耐酸性電極材料とが交互に
露出するように前記内部電極と圧電材料とを交互に複数
枚積層することにより焼結体を形成する焼結体形成工程
と、 前記内部電極が露出した側面において、エッチング処理
を施すことにより前記圧電材料と非耐酸性電極材料とを
溶解させ、耐酸性電極材料のみを選択的に突出させるこ
とにより内部電極突出部を形成する内部電極突出工程
と、 内側に異方性導電膜を有する外部電極を、前記側面上に
連続して形成することにより、その外部電極を前記異方
性導電膜を介して前記内部電極突出部に電気的に接続す
る外部電極接続工程と、 から成ることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記内部電極の耐酸性電極をＰｔ、非耐
酸性電極をＡｇ−Ｐｄによりそれぞれ構成したことを特
徴とする請求項１に記載の積層型圧電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28904993A JPH07142780A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28904993A JPH07142780A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142780A true JPH07142780A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17738166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28904993A Pending JPH07142780A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 積層型圧電素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142780A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009128196A1 (ja) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | 株式会社村田製作所 | 積層型圧電セラミック素子の製造方法 |
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1993
- 1993-11-18 JP JP28904993A patent/JPH07142780A/ja active Pending
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