JPH09260736A - 積層セラミックス素子及びその製造方法 - Google Patents
積層セラミックス素子及びその製造方法Info
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- JPH09260736A JPH09260736A JP9492296A JP9492296A JPH09260736A JP H09260736 A JPH09260736 A JP H09260736A JP 9492296 A JP9492296 A JP 9492296A JP 9492296 A JP9492296 A JP 9492296A JP H09260736 A JPH09260736 A JP H09260736A
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Landscapes
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部電極が露出した構造の積層セラミックス
素子の表面を、汚れが残らないように完全に清浄化し、
再汚染されることなく樹脂封止することにより、マイグ
レーションの発生しない、即ち素子の絶縁破壊を防ぎ、
信頼性を大幅に向上させた積層セラミックス素子及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 内部電極が素子表面に露出した構造の積
層セラミックス素子の樹脂封止において、素子表面をプ
ラズマで清浄化する工程と、プラズマ重合により素子表
面に樹脂被膜を形成する工程とを備える積層セラミック
ス素子の製造方法。
素子の表面を、汚れが残らないように完全に清浄化し、
再汚染されることなく樹脂封止することにより、マイグ
レーションの発生しない、即ち素子の絶縁破壊を防ぎ、
信頼性を大幅に向上させた積層セラミックス素子及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 内部電極が素子表面に露出した構造の積
層セラミックス素子の樹脂封止において、素子表面をプ
ラズマで清浄化する工程と、プラズマ重合により素子表
面に樹脂被膜を形成する工程とを備える積層セラミック
ス素子の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タや圧電トランス等、高電界が発生するような積層型の
セラミックス素子及びその製造方法に係わり、その内部
電極を従来より清浄な状態で樹脂封止し、素子の信頼性
を大幅に向上させることを可能にするものである。
タや圧電トランス等、高電界が発生するような積層型の
セラミックス素子及びその製造方法に係わり、その内部
電極を従来より清浄な状態で樹脂封止し、素子の信頼性
を大幅に向上させることを可能にするものである。
【０００２】
【従来の技術】積層型のセラミックス素子には、圧電ア
クチュエータのように内部電極が素子表面に露出した構
造となっているものがある。このような素子では、素子
表面での絶縁破壊等を防止するために、素子表面を清浄
化した後、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等で封止して
いる。積層型セラミックス素子の製造では切断、研磨及
びリード線の半田付け等の作業が必要であるため、素子
表面は様々な汚染物質を含んだ油脂等で汚れている。
クチュエータのように内部電極が素子表面に露出した構
造となっているものがある。このような素子では、素子
表面での絶縁破壊等を防止するために、素子表面を清浄
化した後、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等で封止して
いる。積層型セラミックス素子の製造では切断、研磨及
びリード線の半田付け等の作業が必要であるため、素子
表面は様々な汚染物質を含んだ油脂等で汚れている。
【０００３】従来は、素子表面の汚れを、ノニオン系水
性洗剤やメチレンクロライド、プロパノール等の有機溶
剤を用いて超音波洗浄するだけであった。しかし、この
ような洗浄だけでは十分に清浄化されない場合があった
り、十分清浄化されている場合でも、続く乾燥、封止作
業時に素子表面が再汚染される場合があった。積層型の
セラミックス素子では、１ｋｖ／ｍｍにも及ぶ高電界が
内部電極間に発生する場合も多く、内部電極が露出した
素子では、素子表面が僅かでも汚染されていると、異な
る電位の内部電極間でマイグレーション発生しやすくな
る等の原因により、比較的短時間のうちに絶縁破壊等の
不良が発生することがあった。
性洗剤やメチレンクロライド、プロパノール等の有機溶
剤を用いて超音波洗浄するだけであった。しかし、この
ような洗浄だけでは十分に清浄化されない場合があった
り、十分清浄化されている場合でも、続く乾燥、封止作
業時に素子表面が再汚染される場合があった。積層型の
セラミックス素子では、１ｋｖ／ｍｍにも及ぶ高電界が
内部電極間に発生する場合も多く、内部電極が露出した
素子では、素子表面が僅かでも汚染されていると、異な
る電位の内部電極間でマイグレーション発生しやすくな
る等の原因により、比較的短時間のうちに絶縁破壊等の
不良が発生することがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、内部電極が
露出した構造の積層セラミックス素子の表面を、汚れが
残らないように完全に清浄化し、再汚染されることなく
樹脂封止することにより、マイグレーションの発生のな
い、即ち素子の絶縁破壊を防ぎ、信頼性を大幅に向上さ
せた積層セラミック素子の製造方法及び本製法により製
造された積層セラミック素子を提供することを目的とし
ている。
露出した構造の積層セラミックス素子の表面を、汚れが
残らないように完全に清浄化し、再汚染されることなく
樹脂封止することにより、マイグレーションの発生のな
い、即ち素子の絶縁破壊を防ぎ、信頼性を大幅に向上さ
せた積層セラミック素子の製造方法及び本製法により製
造された積層セラミック素子を提供することを目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部電
極が素子表面に露出した構造の積層セラミックス素子の
樹脂封止において、素子表面をプラズマで清浄化する工
程と、プラズマ重合により素子表面に樹脂被膜を形成す
る工程とを備えることを特徴とする積層セラミックス素
子の製造方法を提供する。
極が素子表面に露出した構造の積層セラミックス素子の
樹脂封止において、素子表面をプラズマで清浄化する工
程と、プラズマ重合により素子表面に樹脂被膜を形成す
る工程とを備えることを特徴とする積層セラミックス素
子の製造方法を提供する。
【０００６】また本発明によれば、内部電極が素子表面
に露出した構造の積層セラミック素子において、素子表
面がプラズマ重合により樹脂封止されていることを特徴
とする積層セラミックス素子を提供する。
に露出した構造の積層セラミック素子において、素子表
面がプラズマ重合により樹脂封止されていることを特徴
とする積層セラミックス素子を提供する。
【０００７】
【作用】有機溶剤等で洗浄しただけでは完全に除去でき
なかった積層セラミックス素子表面の油脂その他の微少
な汚染物質でも、テトラフルオロメタン（ＣＦ4 ）や酸
素等のプラズマ中のラジカル、電子、イオンの作用によ
り分解、除去することができる。プラズマにより積層セ
ラミックス素子表面の清浄化を終えた後、装置内にテト
ラフルオロエチレン等、重合膜を形成させるためのモノ
マーガスを導入し、再度プラズマを発生させると、素子
表面を再汚染されることなくフッ素樹脂等の重合被膜を
形成することができる。
なかった積層セラミックス素子表面の油脂その他の微少
な汚染物質でも、テトラフルオロメタン（ＣＦ4 ）や酸
素等のプラズマ中のラジカル、電子、イオンの作用によ
り分解、除去することができる。プラズマにより積層セ
ラミックス素子表面の清浄化を終えた後、装置内にテト
ラフルオロエチレン等、重合膜を形成させるためのモノ
マーガスを導入し、再度プラズマを発生させると、素子
表面を再汚染されることなくフッ素樹脂等の重合被膜を
形成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例として以下に示
す圧電アクチュエータの製造方法によって本発明を説明
するが、本発明は圧電アクチュエータに限らず圧電トラ
ンス等の積層セラミックス素子に適用できる。
す圧電アクチュエータの製造方法によって本発明を説明
するが、本発明は圧電アクチュエータに限らず圧電トラ
ンス等の積層セラミックス素子に適用できる。
【０００９】チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の微粉末
にバインダー、溶剤、分散剤、消泡剤を加え、媒体撹拌
ミルで分散したのち、真空脱泡後、ドクターブレード成
形により厚さ１００μｍのグリーンシートを得た。これ
にAg／Pdペーストを内部電極として印刷し、これを５０
〜１３０枚積層、圧着した。これらの積層体を焼成後、
切断し外部電極として銀を焼き付け、これにリード線を
半田付けし積層型圧電アクチュエータ素子を作製した。
にバインダー、溶剤、分散剤、消泡剤を加え、媒体撹拌
ミルで分散したのち、真空脱泡後、ドクターブレード成
形により厚さ１００μｍのグリーンシートを得た。これ
にAg／Pdペーストを内部電極として印刷し、これを５０
〜１３０枚積層、圧着した。これらの積層体を焼成後、
切断し外部電極として銀を焼き付け、これにリード線を
半田付けし積層型圧電アクチュエータ素子を作製した。
【００１０】素子表面の汚れを落とすために、メチレン
クロライド及びノニオン系洗剤で超音波洗浄した後、純
水で濯いだ。外部電極がプラズマエッチングされるのを
防止するため、外部電極部分のみシリコーン樹脂を焼き
付けた。このような前処理を行った積層型圧電アクチュ
エータ素子を平行平板電極を有する図１に示す真空装置
内に装填した。
クロライド及びノニオン系洗剤で超音波洗浄した後、純
水で濯いだ。外部電極がプラズマエッチングされるのを
防止するため、外部電極部分のみシリコーン樹脂を焼き
付けた。このような前処理を行った積層型圧電アクチュ
エータ素子を平行平板電極を有する図１に示す真空装置
内に装填した。
【００１１】図１において前記の前処理を行った積層型
圧電アクチュエータ素子６を図の様に装置内の上下に配
置された平行平板電極２間に配置する。装置内の気体を
排気口４からロータリーポンプ（図示せず）で排気しな
がら、酸素ガスを５％混合したテトラフルオロメタンを
ガス供給口５より、装置内部の圧力が０．１Torrになる
ように導入した。この状態で平行平板電極２に１３．５
６ＭＨｚ、１００Ｗの高周波電力を高周波電源１により
印加しプラズマ３を発生させた。プラズマ３を発生させ
る方法はＲＦ法、直流法、マイクロ波法のいずれでもよ
い。このプラズマ３中に１０分間放置して、積層型圧電
アクチュエータ素子６の表面の汚染物質を分解、除去し
た。
圧電アクチュエータ素子６を図の様に装置内の上下に配
置された平行平板電極２間に配置する。装置内の気体を
排気口４からロータリーポンプ（図示せず）で排気しな
がら、酸素ガスを５％混合したテトラフルオロメタンを
ガス供給口５より、装置内部の圧力が０．１Torrになる
ように導入した。この状態で平行平板電極２に１３．５
６ＭＨｚ、１００Ｗの高周波電力を高周波電源１により
印加しプラズマ３を発生させた。プラズマ３を発生させ
る方法はＲＦ法、直流法、マイクロ波法のいずれでもよ
い。このプラズマ３中に１０分間放置して、積層型圧電
アクチュエータ素子６の表面の汚染物質を分解、除去し
た。
【００１２】積層型圧電アクチュエータ素子６の表面が
清浄化された後、テトラフルオロメタンの供給を止め、
一旦装置内のガスを排気口４から排気した後、テトラフ
ルオロエチレンとアルゴンを同量混合したガスを、装置
内部の圧力が０．５Torrになるようにガス供給口５より
導入した。この状態で平行平板電極２に１３．５６ＭＨ
ｚ、２０Ｗの高周波電力を高周波電源１により印加しプ
ラズマ３を発生させ、この中に３時間放置して積層型圧
電アクチュエータ素子６の表面にテトラフルオロエチレ
ンの重合被膜を形成した。被膜の厚みは約３μｍであっ
た。テトラフルオロエチレンとアルゴンの混合ガスを排
気口４から排気した後、さらに被膜樹脂中の不飽和結合
を開き、樹脂の架橋を促進させるため、ヘリウムをガス
供給口５より導入し、上記と同様にプラズマ３を発生さ
せ、この中に３分間放置してフッ素樹脂被膜を形成し
た。さらに被膜を保護するために、エポキシ樹脂を５０
０μｍの厚みでオーバーコートした。尚、オーバーコー
ト材としては従来と同様のエポキシ樹脂、シリコーン樹
脂等が使用できる。
清浄化された後、テトラフルオロメタンの供給を止め、
一旦装置内のガスを排気口４から排気した後、テトラフ
ルオロエチレンとアルゴンを同量混合したガスを、装置
内部の圧力が０．５Torrになるようにガス供給口５より
導入した。この状態で平行平板電極２に１３．５６ＭＨ
ｚ、２０Ｗの高周波電力を高周波電源１により印加しプ
ラズマ３を発生させ、この中に３時間放置して積層型圧
電アクチュエータ素子６の表面にテトラフルオロエチレ
ンの重合被膜を形成した。被膜の厚みは約３μｍであっ
た。テトラフルオロエチレンとアルゴンの混合ガスを排
気口４から排気した後、さらに被膜樹脂中の不飽和結合
を開き、樹脂の架橋を促進させるため、ヘリウムをガス
供給口５より導入し、上記と同様にプラズマ３を発生さ
せ、この中に３分間放置してフッ素樹脂被膜を形成し
た。さらに被膜を保護するために、エポキシ樹脂を５０
０μｍの厚みでオーバーコートした。尚、オーバーコー
ト材としては従来と同様のエポキシ樹脂、シリコーン樹
脂等が使用できる。
【００１３】このように本発明の製造方法によれば、高
清浄状態を保ったまま安定なフッ素樹脂被膜の形成が可
能となる。上記実施例では積層型圧電アクチュエータ素
子６の表面にフッ素樹脂被膜を形成したが、装置内に導
入するモノマーガスの種類を換えることによって、シリ
コーン樹脂、スチレン樹脂、エチレン樹脂、その他封止
の目的に合わせて種々の樹脂を形成することが可能であ
る。
清浄状態を保ったまま安定なフッ素樹脂被膜の形成が可
能となる。上記実施例では積層型圧電アクチュエータ素
子６の表面にフッ素樹脂被膜を形成したが、装置内に導
入するモノマーガスの種類を換えることによって、シリ
コーン樹脂、スチレン樹脂、エチレン樹脂、その他封止
の目的に合わせて種々の樹脂を形成することが可能であ
る。
【００１４】比較のため、従来の製法である、メチレン
クロライド及びノニオン系洗剤で超音波洗浄した後、純
水で濯ぎ、プラズマ処理を行わないでエポキシ樹脂をコ
ートした素子も作製した。本発明による積層型圧電アク
チュエータ素子と従来の製法で作製した積層型圧電アク
チュエータ素子をそれぞれ５００個用意した。これらを
８５℃、６０％ＲＨの恒温恒湿槽中で０−１５０ｖ（３
ｋｖ／ｍｍ）、１００Ｈｚで１億回駆動させた。
クロライド及びノニオン系洗剤で超音波洗浄した後、純
水で濯ぎ、プラズマ処理を行わないでエポキシ樹脂をコ
ートした素子も作製した。本発明による積層型圧電アク
チュエータ素子と従来の製法で作製した積層型圧電アク
チュエータ素子をそれぞれ５００個用意した。これらを
８５℃、６０％ＲＨの恒温恒湿槽中で０−１５０ｖ（３
ｋｖ／ｍｍ）、１００Ｈｚで１億回駆動させた。
【００１５】従来の製法で作製した素子は８個（１．６
％）が、１億回に達するまでに絶縁破壊した。一方、本
発明による素子では、１億回駆動する間に絶縁破壊する
素子はなかった。
％）が、１億回に達するまでに絶縁破壊した。一方、本
発明による素子では、１億回駆動する間に絶縁破壊する
素子はなかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、積層型のセラミックス
素子をプラズマにより高度に清浄し、装置内に導入する
ガスを換えてプラズマを発生させるだけで、素子表面が
再汚染されることなく、清浄な状態で樹脂封止すること
が可能となるため、高電界が印加されても素子表面にお
いて、異なる外部電極に接続された内部電極間でマイグ
レーションの発生が抑制され、短時間で素子が絶縁破壊
を起こすことがなくなり、素子の信頼性が大幅に向上す
る。また、プラズマにより重合した樹脂は通常の合成法
で製造した樹脂よりも架橋構造が発達しているため、耐
熱性が高く、高温での耐電圧も向上する。このため、素
子を高温環境下で使用しても絶縁破壊しにくくなり、素
子の使用温度領域を高温側へ広げることが可能となる。
素子をプラズマにより高度に清浄し、装置内に導入する
ガスを換えてプラズマを発生させるだけで、素子表面が
再汚染されることなく、清浄な状態で樹脂封止すること
が可能となるため、高電界が印加されても素子表面にお
いて、異なる外部電極に接続された内部電極間でマイグ
レーションの発生が抑制され、短時間で素子が絶縁破壊
を起こすことがなくなり、素子の信頼性が大幅に向上す
る。また、プラズマにより重合した樹脂は通常の合成法
で製造した樹脂よりも架橋構造が発達しているため、耐
熱性が高く、高温での耐電圧も向上する。このため、素
子を高温環境下で使用しても絶縁破壊しにくくなり、素
子の使用温度領域を高温側へ広げることが可能となる。
【図１】積層セラミックス素子をプラズマ処理する装置
の概略図である。
の概略図である。
１ 高周波電源 ２ 平行平板電極 ３ プラズマ ４ 排気口 ５ ガス供給口 ６ 積層セラミックス素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 内部電極が素子表面に露出した構造の積
層セラミックス素子の樹脂封止において、素子表面をプ
ラズマで清浄化する工程と、プラズマ重合により素子表
面に樹脂被膜を形成する工程とを備えることを特徴とす
る積層セラミックス素子の製造方法。 - 【請求項２】 プラズマ重合により素子表面に被膜を形
成する樹脂が、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、スチレン
樹脂、エチレン樹脂から選択される少なくとも一種であ
ることを特徴とする請求項１記載の積層セラミックス素
子の製造方法。 - 【請求項３】 内部電極が素子表面に露出した構造の積
層セラミック素子において、素子表面がプラズマ重合に
より樹脂封止されていることを特徴とする積層セラミッ
クス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9492296A JPH09260736A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 積層セラミックス素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9492296A JPH09260736A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 積層セラミックス素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260736A true JPH09260736A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14123481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9492296A Pending JPH09260736A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 積層セラミックス素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09260736A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6411012B2 (en) | 1999-12-08 | 2002-06-25 | Tdk Corporation | Multilayer piezoelectric element and method of producing the same |
| JP2004282053A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-10-07 | Kyocera Corp | 積層型電子部品及びその製法並びに噴射装置 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP9492296A patent/JPH09260736A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6411012B2 (en) | 1999-12-08 | 2002-06-25 | Tdk Corporation | Multilayer piezoelectric element and method of producing the same |
| JP2004282053A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-10-07 | Kyocera Corp | 積層型電子部品及びその製法並びに噴射装置 |
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