JPS63258084A - 電極形成用接着シ−トおよびセラミツクのメタライズ方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明はセラミック焼結体上へ電極形成を行うための金
属粉末シート、および上記シートを１史川するセラミッ
クのメタライズ方法に関づるものである。

来技術およびその＃＋６　衰 従来、圧電素子等のセラミック焼結体上に電極を形成す
るに際しては、金属粉末を含有する導体ペーストを用い
、セラミック焼結体上にスクリーン印刷した後焼き付け
る方法が）流であった。しかし、この方法の問題点とし
ては次のような点が指摘されている。

［＋１　　導体ペーストの乾燥時間が長いため生産効率
が悪い。

（′２Ｊ　　曲面や凹凸等の異形断面を有する焼結体上
へのスクリーン印刷が困難である。

（３）　　使用する導体ペーストはスクリーン印刷が容
易である必要があるが、その調整が容易ではなく、材料
の秤類や配合等に制約がある。

また、スクリーン印刷法以外では、スプレー塗布、ディ
ッピンブ、刷毛塗り等の手段も提案されているが、塗布
厚さにムラが生じること、歩留りが悪いこと、生産性が
低いこと等の欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、上記従来の技術と
は異４ｆるメタライズ手段を採用することによって、上
記各種の問題点を回避することである。さらに詳しくは
、上記導体ペーストをスクリーン印刷法により塗布して
製造した従来の電極とは異なり、セラミック焼結体上へ
のメタライジングを容易かつ、高歩留りで行い得ると共
に、ざらにその自動化をも可能となしうるような雪掻形
成用接着シーＩ−を提供することである。

問題点を解決するための手段 この問題点は、金属粉末および有機バインダーを主成分
とする金属粉末シートの両面に、常温で感圧接着性を右
する接＠層を設番ノ、この接着性を利用してセラミック
焼結体に圧着し、次いで、焼成して電極を形成すること
により解決される。

発明の構成並びに作用 本発明においては、セラミック焼結体表面に電極を形成
するにあたり、金属粉末と有機バインダーを主成分とす
る金属粉末シートを、感圧接着剤層を利用してセラミッ
ク焼結体に圧着するために、従来の如き印刷法やスプレ
ー法などの方法を採用する必要がなく、したがってこれ
らの方法に起因した諸種の問題がことごとく回避出来る
。すなわら、導体ペーストの乾燥が不要なため生産効率
が高くなり、しかも曲面や凹凸を有する焼結体へのメタ
ライジングも容易となる。

また、スクリーン印刷性を全く考慮する必要がなく、材
料の種類や配合の選択という制限もなく、広い範囲から
適宜に使用出来る。さらに感圧接着剤層を利用している
ため、微弱な力で充分に圧着でき、陥弱な焼結体に対し
ても適用できる。加えて上記感圧接着剤層の一方の熱分
解温度が、上記金属粉末シートを構成している有機バイ
ンダーより高い熱分解温度を有している場合は、焼成過
程において、金属粉末シートを構成している有機バイン
ダーが消失してもなお密着性が良好なため電極層の剥離
が生じにくいという利点が得られる。

更にはまた金属粉末シートの両面に感圧接着剤層を設け
ているため、その片側に剥離処理を行ったフィルム等の
自己支持性材料を仮着することにより、ｉｔｅい金属粉
末シートに腰を持たせることができ、この結果セラミッ
ク焼結体に貼り付ける際の取り扱いが極めて容易となる
と共に貼り付り精度も向上する利点がある。

本発明において金属粉末としてはたとえばＡｇ、ＡＱ　
−Ｐｄ　、　ＡＯ−Ｐｔ　、　ＡＱ　−Ｐｄ　−Ｐｔ　
。

Ａｕ　、Ａｕ　−Ｐｔ　５ＡＪＩ、Ｎｉ　％　Ｃｕ　、
ｐｔなどの従来からこの主分野で使用されて来たちのが
使用できる。一方、有機バインダーとしては炭化水素系
樹脂、ビニル樹脂、アセタール樹脂、アクリル樹脂、ス
チロール樹脂、ポリ１ステル樹脂、ポリウレタン樹脂等
の合成高分子゛や１１Ｍ素樹脂等の半合成高分子を用い
ることかできるが、熱分解が容易なことから炭化水素系
樹脂、アクリ樹脂、アセタールＩ４脂、繊Ｍ素樹脂が好
ましく、中でも、アクリル樹脂が特に好ましい。而して
、その配合量は金属粉末の比重、粒度によっても異なる
が、通常金属粉末１００重ｓ部に対して１〜３０重量部
が好ましく、配合量が３０！１ｆｆｉ部よりも多くなる
と、ガス床けが悪くなるため発泡の原因となり、また逆
に１ｆｆｌ！ｆｆｉ部よりも少なくなると金属粉末シ−
トの強度が低下するため作業性が悪くなる。

本発明においては、セラミック焼結体と、電極層の接着
性を向−［ニさせるために、０．５〜５０容量％のガラ
スフリットを添加してもよい。この際のガラスフリット
としてはホウケイ酸ソーダ系やホウケイ酸鉛系ガラスフ
リット等の公知のものを使用できる。さらに金属粉末シ
ートの製造にあたり、金属粉末の分散を容易にし、表面
平滑性が良好でかつ密度の高いシートを１ｑるために分
散剤を添加してし良い。分散剤としては通常の界面活性
剤、脂ＵｊＦａ、脂肪酸エステル、魚油、アクリル系オ
リゴマー等を必要に応じて用いることができる。

この際の分散剤の使用量は金属粉末１００重量部に対し
て０．０１〜１０重吊部、好ましくは０．１〜２千吊部
程度である。

本発明の金属粉末シートを調製するに際しては、上記の
組成物に適当な溶剤、消泡剤等の添加剤を加え通常のド
クターブレード法等により金属、粉末シートを製造する
。寸なわら、金属粉末、有機バインダー、溶剤および必
要に応じて分散剤や消泡剤等の添加剤を所定１ｈ配合し
、ボールミルや三木ロール等の通常の分散手段を用いて
混合、分散し、ドクターブレードによりキャスティング
することにより金属粉末シートを１することができる。

本発明に於いてはこの金属粉末シートの両面に感圧接着
剤層を設けることを大きな特徴としている。焼成後に良
好な密着性を有する電極層を４ｆＩるためには、Ｗ８層
時に金属粉末シー１〜とセラミック焼結体とが充分密着
している必要があると共に、焼成時においても粉末シー
ト中の有機バインダーが消失苅る以前に金属粉末シート
が剥Ｉ！１１１シないことが重要である。したかっ−Ｃ
１セラミック焼結体に圧着する側の感圧接着剤ｍの熱分
解温度は、金属粉末を構成する樹脂バインダーの熱分解
温度より高く設定することが好ましい。感圧接着剤層を
形成しない場合や、感圧接着剤層の熱分解４Ｊすが有ｎ
バインダーの熱分解温度より低い場合には、電極層がセ
ラミック焼結体から捲れ上がる等剥離したり、エッチ部
分が収縮し電極形成を行う位置にずれが生じたりするこ
とがある。

一方、セラミック焼結体に圧着しない方の感圧接着剤層
面に剥離処理を施したプラスチックフィルム又はシート
、紙、金属箔等の腰のある支持体からなる自己支持性材
料を仮着することにより、セラミック焼結体の貼り付は
時のハンドリングを容易にすると共に貼り付は精度を向
上させることが出来る。即ら、電極の形成用接着シート
が簿すぎて腰がない場合、これをセラミック焼結体と貼
り合Ｕたときに界面への空気の抱き込み等が起る恐れが
あるが、腰を持たせることによって一方端から順次貼り
付けることができるので、空気の抱き込み等がなくなる
ものである。したがって、貼り付１プの作業終了侵は、
自己支持性材料を剥離して、その後の焼成工程に供され
るため、この表面に用いられる感圧接着剤層は、有機バ
インダーよりも可能な限り熱分解温度の低いものである
ことが好ましい。

これら熱分解温度の高い感圧接着剤及び低い感圧接着剤
は、アクリル系感圧接着剤、ポリビニルニーデル系感圧
接着剤、ジエン系ゴムを主成分とする感圧接着剤、ネオ
ブレン系感圧接着剤等の中から遺宜選択すれば良く、例
えば熱分解温度の低いものとして通常のアクリル系感圧
接着剤を用い、熱分解温度の高いものとして通常のアク
リル系接゛着剤にアクリロニトリル等の熱分解温度の高
いモノマーを共重合さけたもの、或いはフェノール系樹
脂、ギシレン樹脂等の熱分ＹＨ湿温度高い樹脂を適量ブ
レンドしたものを用いるという方法を例示出来る。

感圧接着剤層を金属粉末シートに形成するに際しては、
感圧濱看剤溶液を離形処理した紙やポリエチレンテレフ
タレートフィルム等の離形ライナー上にロールコータ−
、スプレー等を用いて塗布、乾燥し、これを前記粉末シ
ートの表面に転写づる方法が一般的であるが、必ずしも
この方法に限定されるものではなく、例えば直接スプレ
ー等で塗設してもよい。感圧接着剤層の厚みは、あまり
簿いものであると接着力が低く、あまり厚いものである
と熱分解ガスの発生量が多くなるため充分な密着性が得
られない。したがって１〜１００μｍの範囲にあるのが
好ましい。

上記の手段によって製造された電極形成用接着シートの
セラミック焼結体への圧着は、高温の熱分解温度を有す
る感圧接着剤層を介して行うために、容易に行うことが
できるものである。

この圧着操作を更に具体的に図面を用いて説明すると次
の通りである。但し金属粉末シートとしては、剥離処理
を施した自己支持性材料を仮着したものを使用する場合
を例とした。先ず第１図（イ）に示す通り、金属粉末シ
ート（１）の両面に熱分解′ｆＡ度の低い感圧接着剤層
（２）、熱分解温度の高い感圧接着剤層（２′）を夫々
ｉ！Ｑ４：Ｊ、熱分ＶＮ温度の低い方の感圧接着剤層（
２）側に、剥離処理を施した自己支持材料（３）を仮着
し、これをセラミック焼結体（４）に圧着する。圧着に
際しては、第１図（ロ）に示す通り、熱分解温度の高い
感圧接着剤層（２’）を介してセラミック焼結体（４）
上に圧着する。この際熱ロールや熱プレス等により加熱
加圧すると、更に一段と優れた密着性が得られるので好
ましい。次いで同図（ハ）に示す如く、自己支持材料（
３）を剥１１１Ｗる。尚この剥ｌ１ｌｌＩ後、常法に従
って焼成するものである。

本発明に於いて使用するセラミック焼結体としては、ア
ルミナ、ベリリア、ステアタイト、フォルステライト、
ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛
等の従来からこの種分野で使用されて来たものを用いる
ことができる。

このようにして得られる本発明に係る電極層形成用セラ
ミック焼結体を高温下で焼成処１１［することにより、
有機バインダーおよび感圧接着剤等の有機物を熱分解し
て消失ｕしめ、電極とセラミック焼結体を接合強度大き
く、かつ電極層のはがれ、断線、位置ズレ等の発生なし
に良好なメタライジングを行うことができる。

なお、上記の焼成工程での加熱温度は、使用する金属粉
末、ガラスフリットの種類によって異なるが、通常５０
０〜１０００℃程度の範囲で上記各粉末の種類に応じて
適宜設定すればよい。焼成時の雰囲気は、上記各金属粉
末の種類に合Ｕて、酸化性ガス雰囲気か、非酸化性ガス
雰囲気とすればよく、たとえばＡｇ粉末やｐｔ粉末を用
いる場合は酸化性ガス雰囲気を、またＣｕ粉末を用いる
場合は非酸化性ガス雰囲気、たとえば窒素ガス雰囲気と
すればよい。

発明の効果 以上のように本発明に於いてはあらかじめシート化され
た電極形成用接着シートを用いるので、導体ペーストを
用いる場合と異なり乾燥時間が不要なので生産効率が高
く、またスクリーン印刷を行なわないのでその印刷特性
に基ずく材料の選択に制限がない。またｒＩ！Ａ１ｆ接
着剤層を設けであるので微弱な力で容易に良好な密着性
が得られ、曲面や凹凸等の異形断面を有するセラミック
焼結体に対しても容易に貼り付けることが出来、また、
貼り付は面と反対側にも感圧接着剤層があるため、これ
を利用して自己支持性材料を仮着できるため、薄い金属
粉末シートを使用する場合でも貼り付は時の作業性およ
び貼り付は精度は非常に良好なものとなる。さらにセラ
ミック焼結体への貼り付は側の感圧接着剤層の熱分解温
度を金属粉末シートに用いる有機バインダーの熱分解温
度より高く設定しである場合は次のような利点がある。

即ち第１に感圧接着剤層が熱分解し始める温度において
、金属粉末シートの有機バインダーは既にその大部分が
消失して、金属粉末シートは通気性を有する状態となっ
ている。したがって感圧接着剤層が熱分解することによ
り発生した分解ガスは上記金属粉末層を容易に通過でき
るため、焼成工程において分解ガスが内包されて金属粉
末シートにふくれ等が生じるということがなく、その結
果電極闇のはがれが生じない。第２に感圧接着剤層の分
解が進み接着力が失われる温度においては、金属粉末シ
ートが粉末化しているために、たとえ金属粉末シートの
中に有機バインダーが残存している場合でも、金属粉末
シート層の捲れ上がりや収縮等の位置のズレが生じない
。

したがって、従来の印刷法、スプレー法等において不可
避とされていた前記各種の問題をことごとく解消でき、
剥がれ、位置のズレ等がない高晶質の電極形成を行うこ
とができる。

実　　施　　例 以）に実施例を示して水元用をより具体的に説明する。

但し部とあるは重量部を示す。

実施例１ 平均粒径１．２μｍの銀粉末４７０部、軟化温度６２５
℃のホウケイ酸ソーダ系ガラス粉末３０部、ポリメタク
リル酸ブチル（熱分解終了温度５６０℃）３５部、フク
ル酸ジブデル８部、トルエン１６０部、エタノール２５
部からなる組成物をボールミル中で混練し、ドクターブ
レードにより乾燥厚み４０ｕｎ＋どなるように成形し、
乾燥して金属粉末シートを得た。

次にポリアクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系接
着剤層（熱分解終了温度６１０℃）を厚み１０μｍで上
記金属粉末シート十にラミネートし、これを貼り付は面
とした。一方、この裏面にイソプレンゴムを主成分とす
るゴム系粘着剤（熱分ｗ４終了温度３９０℃）を厚さ１
０μｍでラミネ〜１〜し、この面に厚み５０μｍの離型
処理したポリエチレンテレフタレ−１−（以下ＰＥＴと
いう）フィルムを支持体として仮着した。

次いでセラミック焼結体たるチタン酸ジルコン酸鉛焼結
体へ、貼り合せ面たるアクリル系接着剤層を介して貼り
（＝Ｊりた。貼り付番プは良好に行うことが出来た。

次いで、支持体たるＰ　Ｅ　Ｔフィルムを剥１！Ｉｌｌ
　Ｌ、大気中４００℃で６０分間焼成して樹脂バインダ
ーを除去した侵、１０℃／ｍｉｒ＋のテを潟速度で７０
０℃よひ昇温し、４０分間同温度で保持した後、炉冷し
た。形成された電極は位置ズレ、剥がれ等のない良好な
ものであった。

比較例１ 実施例１と同様にして得られた金属粉末シートの両面に
ポリアクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系粘着剤
（熱分ｌａ度６１０℃）をそれぞれへみ１０μｍになる
ようにラミネートした。これを実施例１と同様にセラミ
ック焼結体に貼り付は焼成した。得られた電極層の一部
に捲れ上がりが見られた。

比較例２ 実施例１で１ｑられた金属粉末シートのＰＥＴフィルム
支持体を除去し、ゴム系粘着剤（３９０℃）を介して実
施例１と同じレラミック焼結体に貼りイーロＪ１同様に
焼成を行った。その結果は電極は捲れ上り、クランクが
観察された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属粉末シートを用いて、セラミック
焼結体にこれを貼り付ける操作を示す参考図であり、同
図（イ）は貼り付Ｕ前の状態、同図（ロ）は貼り付けた
状態、図面（ハ）は自己支持材料を剥離した状態を示す
。 １・・・全屈粉末シート、 ２．２′・・・感圧接着剤層、 ３・・・自己支持材料、 ４・・・セラミック焼結体。 （以　上） 第　１　因 第２図 第３図 手続補正書（方式） 昭和６２年７月２７日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末および有機バインダーを主成分とする金
   属粉末シートの両面に、感圧接着剤層を設けたことを特
   徴とする電極形成用接着シート。
2. （２）金属粉末シートの一方の表面に設けた感圧接着剤
   層が有機バインダーより高温で熱分解するものである特
   許請求の範囲第１項記載の電極形成用接着シート。
3. （３）金属粉末シートの一方の表面に設けた感圧接着剤
   層が有機バインダーより高温で熱分解するものであって
   、且つ他方の表面に設けた感圧接着剤層が有機バインダ
   ーより低温で熱分解するものである特許請求の範囲第１
   項記載の電極形成用接着シート。
4. （４）金属粉末シートの厚みが５〜５０μｍである特許
   請求の範囲第１項記載の電極形成用接着シート。
5. （５）金属粉末シートの有機バインダーより低温で熱分
   解する感圧接着剤層面に、自己支持性材料を仮着した特
   許請求の範囲１項記載の電極形成用接着シート。
6. （６）セラミック焼結体上に、金属粉末および有機バイ
   ンダーを主成分とする金属粉末シートの両面に感圧接着
   剤層を設けてなる電極形成用接着シートを圧着し、次い
   で焼成することを特徴とするセラミックのメタライズ法
   。
7. （７）金属粉末シートの一方の表面に設けた感圧接着剤
   層が有機バインダーより高温で熱分解するものであつて
   、該層を介してセラミック焼結体上に圧着し、次いで焼
   成する特許請求の範囲第６項記載のセラミックのメタラ
   イズ法。