JPS592416A - 電子部品 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電・葦が鉛金属薄膜よりなる電子部品に関す
る。

圧電単結晶、圧電体セラミックス、誘電体セラミックス
、半導体セラミックス、抵抗体セラミックスなどからな
る電気的特性を備えた電子部品の電極としては、従来Ａ
９．Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、／１−Ｎ１などの貴金属
を主体とした金属薄嘆電極ある１／−１は焼付は電極が
使用されてＩ＾だ。

一方、近年貴金属の高祷に伴な１／１．このような電極
に代わって、ニッケル、銅などの卑′金属からなる無電
解メッキ電極が用１＾られるようになつＣきた。

この無電解メッキ電極は一度に多酸に形成でき、しかも
電極材料そのものが安価であると１−＋９利点を備えＣ
１＾るものである。しかしながら、無電解メッキ電極は
もともと湿式で形成されるため、たとえばセラミックス
の電極とし゛Ｃ形成すると、セラミックス中に不要な残
留イオンが存在し、電気的特性の経時変化が認められる
ことがあつへ。また無電解メッキ電極はある種のセラミ
ックスには強固に接着するが、他のセラミックスには接
着しにく電へと１＾う選択匪を有し、浴組成を種々用意
しなければならな１／＞七ともに、浴組成の−Ｗ理を厳
しく行わなければなら゛なかった。

したがつ°Ｃ１このような無電解メッキ電極にくらべて
さらに安価で、特性的にも実用価値のある電極の開発が
今後とも必要とされて（八る。

したがって、この発明はかがる目的を達成することがで
きる電極を備えた電子部品を提供せんとするものである
。

詳細には、この発明は安価な電極を有する電子部品を提
供することを目的とする。

また、この発明は安定した特性を示す電極を有する電子
部品を提供することを目的とする。

すなわち、この発明の要旨とするところは、基板の表面
に鉛金属薄膜からなる電極が形成され“Ｃ１ｏることを
特徴とする電子部品である。

まず、電子部品を構成する基板とじでは、圧電単結晶、
圧電体セラミックス、ある１／−１は鉛化合物を含むセ
ラミックスなどがあり、それぞれ電極を形成することに
よって、単結晶圧電体、セラミック圧電体、セラミック
コンデンサ、セラミック半導体、セラミック抵抗体など
の機能特性を有する電子部品として利用することができ
る。

圧電単結晶としＣは、ＬｉＮｂ０．、、ＬｉＴａＯ３，
水晶などがある。また、圧電本セラミックスとしてはＢ
ａＴｉ０．系、（Ｎａ、Ｋａ）ＮｂＯ３系、（Ｎａ、Ｌ
ｉ）Ｎ　ｂ　Ｏ、、系やこれらの薄膜あるｉｎはＺｎ０
脚などがある。さらに鉛化合物を含むセラミックスとし
ては。

具体的にはＰｂ（Ｆθ　Ｎｂ　　）Ｏ，−Ｐｂ（ＭζＮ
　ｂ　”／ｓ）％　イ ０３　系などからなる誘電体セラミ、クス、ＰｂＴｉＯ
３系、ＰｂＴｉ０．−ＰｂＺｒＯ，、系、Ｐ’ｂ（Ｍｎ
、Ｎｂ、、）Ｏ。

−ＰｂＴｉＯｌ−ＰｂＺｒＯ３系、ｐｂ（ＳＨ，Ｓｂ、
、）０３−ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３系などからなる
圧電体セラミックスがある。

特に、セラミックスとし°Ｃ鉛化合物を含むもの如鉛金
属薄膜からなる電極を形成すれば、セラミックスと電極
の双方に鉛を含有しｒｌ、−＞るため、化学的結合が生
じ、大きな接着強度が得られると１゜う利点を備え°Ｃ
１へる。

基板に形成される鉛金属薄膜の形成手段としＣは、真空
蒸着法、スパッタリング法、イオングレーティング法、
気相蒸着法などがある。鉛そのものの融点が６２７℃で
あることから、特に真空蒸着法による鉛金属薄膜の形成
が経済性、作業性の点から推奨される。

さらに、基板と鉛金属薄膜電極との間に銅、ニッケル、
クロム、アルミニウムのうち少なくとも１種よりなる単
層電極または多層電極を介在させてもよ１＾。ここで多
層電極としてはたとえば第１層が銅、第２層がニッケル
ークロムからなるものがある。かかる構成によれば、鉛
金属薄膜が単層電極′または多層電極の保護躾になると
ともに、半田付けを容易にすることができる。

以下、この発明を具体的な実柿例にもとづＩ＾・〔詳、
ｗｉに説明する。

基板としＣ，ＰｂＴｉＯ３系からなる圧電体セラミック
スを用−へた。この圧電体セラミックスを真空蒸着装置
の真空槽内に設置した。蒸発ボートに鉛３ を設置しておき、真空槽内を１Ｘ１Ｑｔｏｒｒの真空度
に設定したのち、鉛を加熱して蒸発させた。

このようにし゛Ｃ圧′覗木セラミックスの片面に鉛金属
薄膜を形成した。同様にして圧電体セラミックスの他面
１（も鉛金属薄膜を形成した。

両面に鉛金属薄膜からなる電極を形成した圧電体セラミ
ックスを絶縁油中に浸漬し、温度８０′ｃ、印加電圧３
．　Ｑ　Ｋ　Ｖ、電圧印加時間３０分で分極処理を行っ
た。次１０で、圧電体セラミックスの鉛金属薄膜の所要
個所にエツチングレジストを塗布し、エツチング液で不
要個所の鉛金属薄膜を除去した。

このようにして、２朋φの電極からなるセラミック共振
子を作成した。得られた共振子の共振周波数は１５ＭＨ
Ｊであった。

一方、従東法により銀電極からなる同一構造のセラミッ
ク共振子を作成しな。

両者のセラミック共振子につＩ＾゛Ｃ１減衰庫イ減衰−
インピーダンス−周波数特性を測定したところ、第１図
に示すような特性を示した。図中実線はこの発明の実施
例によるもの、破線は従来例のものである。図から明ら
かなように鉛金属薄膜電極からなるセラミック共振子は
従来のものにくらべて同程度の特性を示して（へる。

また、全面に鉛金属薄膜電極を形成したエツチング前の
圧電体セラミックスにつＩＯて、電極面上に粘着テープ
を張り付けたうそののち粘着テープを引き剥し、電極の
接着強度を測定したところ、鉛金属薄膜電極の剥離は見
られず、実用上十分な接着強度を有して１／−すること
か判明した。

次にセラミック共振子につき熱エージングを行った。こ
の熱エージング試験の条件は、セラミック共振子を１５
０’ｃの乾燥器中に１時間放置した。

そし′Ｃ電極の酸化度を調べた。

その結果、鉛金属薄膜電極の表面には酸化膜が形成され
たものの、電気的特性の劣化は認められなかった。また
酸化膜は結果的には保穫膿として働らき、鉛金属薄膜電
極そのものを保護し、環境変化に強（へ電極を構成する
ことができ、しかも半田付は性は何ら問題とならなかっ
た。

このような効果は次に説明する多層構造からなる電極に
とつＣきわめ゛Ｃ有効となる。

以下に鉛金属薄膜電極を含む多層電極の実施例につＩ／
−１て説明する。

基板としてＰｂＴｉ０１系からなる圧電セラミックスを
用１へたう この圧電セラミックスを真空蒸着装置の真空槽内に設置
し、真空槽内をＩＸｌ［］　　ｔｏｒｒ［設定した。次
１０で蒸発ボートを加熱してまず銅を蒸着し、圧電セラ
ミックスの表面に銅電極を形成した。

引き続き、同様に鉛を蒸発させて、銅電極の上に鉛金属
薄膜電極を形成し゛Ｃ多層電極を形成した。

このようにして得られた試料につき、−上記した実施例
と同［ＩＣ１，て電気的特性を測定したところ。

従来品の銅−銀電極からなるセラミック共振子と比較し
゛Ｃ同程度の・特性を示し、実用価（直のあることが判
明した。

また、上記した実砲例と同様、粘着テープによち電極強
度を測定した結果も、剥離が見られなかったことから実
用上十分な接着強度を有し′（を八ることかわかった。

さらに得られた試料につき熱エージングを利し。

電極表面の酸化度を測定した。

熱エージング試験は１５０　’Ｃの乾燥器に１時間放置
し′Ｃ行つた。

その結果、表面層の鉛金属薄膜電極はその表面に酸化膜
が形成されたものの、電気的特性の劣化が見られず、ま
た下層の銅電極の酸化は認められなかった。

しかも、銅−銀電極では、湿虫負荷試験によれば銀のマ
イグレーションが認められたが、このような電極構成で
は何らこのような現象は発生しなかった。また、半田付
は性につ１＾゛でも良好な結果を示し、何ら支障となる
ことはなかった。

また、鉛金属薄膜を電極としたセラミック共振子をディ
スクリミネータに用１へると次のような効果をもたらす
。

第２図はディスクリミネータの回路例を示す。

ディスクリミネータは周波数変化を出力電圧の変化とし
Ｃ取り出すもので、セラミック共振子ＸとコンデンサＣ
ｓを直列接続して粘る。セラミック共振子Ｘの共振周波
数／ｒと反共振周波数／ａの中間の周波数で両方のリア
クタンス価が等しくなるようにすると、ダイオードＤ！
、Ｄ２により差動的に組み合わぜた端子電圧の和は零と
なり、反共振周波数／ａで共振子側の端子電圧が最大と
なり。

共振周波数／ｒでコンデンサ側の端子電圧が最大となっ
てＳ字状の弁別ｌ特性が得られる。

このＳ字状の弁別特性は動作上直線性のよ一＾範囲を広
くすることが望−まれるが１通常直線性のよ１ｏ範囲は
中心周波数ｆ。附近に限られる。このような要求に答え
る手段とし°Ｃセラミック共振子Ｘにインダクタンスを
直列接Ｍｆることか行われる。

ところが、セラミック共４Ｈ丁−の電極として鉛金属薄
Ｉｌφ電極を用１／すると、同様な効果が得られるので
ある。第６図１はその結果を示す出力電圧−周波数の関
係を示したものである。図中、破線は従来の銀糸電極、
破線は鉛薄嘆電極によるものである。

したがって、電極とし”で鉛金属薄１１φを用１−１で
ディスクリミネータ用のセラミック共振子を構成すれば
、直線性がよく、帯域幅の広い特性を有するものが得ら
れることになる。

また、これらはセラミックフィルタ、弾性表面波フィル
タ、セラミックトラップ、セラミック発振子、ある１ｏ
は圧電ブザー、圧電スピーカー、圧電ツイータ用の圧電
体セラミックス（にも適用することができる。

上記した実施例のうち、ＰｂＴｉＯ３系の圧電セラミッ
ク表面に鉛金属１Ｗ膜電極を形成したものでは、セラミ
ック中の鉛化合物との化学的結合をもたらし、接着強度
の大きな電極を構成することができた。

また、上記した各実施例では圧電体セラミックスＩＣつ
１−１で説明したが、このほか圧電体単結晶や鉛化合物
を含む誘電体セラミックス、半導体セラミックス、抵抗
体セラミックスにつｌ／１　’（適用しても十分な利用
両値のあるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は減衰量（インピーダンスに相当）−周波数特性
図、第２図はティスフリミネータの基本回路、第３図は
出力電圧−周波数／特性図である。 特許出願人 株式会社村田製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　　基板の表面に鉛金属薄膜からなる電極が形成
   され′ｆｉｌへることを特徴とする電子部品。 （２）基板は圧電単結晶、圧電体セラミックス、および
   鉛化合物を含むセラミックスの１０ずれか１種よりなる
   特許請求の範囲第１１）項記載の電子部品。 （３）鉛金属Ｉ＃、嘆からなる雷雨は真空蒸着Ｊｌ費、
   イオンブレーティング膜、スパッタリングφ、気相蒸着
   ｌＩψの１０ずれか１種よりなる特許請求の範囲第１１
   ）項記載の電子部品。 （４）　　基板と鉛金属薄膜との間に、銅、ニッケル、
   クロム、アルミニウムのうち少なくとも１種よシなる単
   層雷雨または多層電極が介在して（０る特許請求の範囲
   第１Ｉ）項記載の電子部品。