WO2005064700A1 - 厚膜電極、及び積層セラミック電子部品 - Google Patents

厚膜電極、及び積層セラミック電子部品 Download PDF

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conductive
reinforcing material
electrode
external electrode
multilayer ceramic
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Hidekiyo Takaoka
Satoshi Sindou
Satoru Noda
Kunihiko Hamada
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Murata Manufacturing Co., Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/228—Terminals
    • H01G4/232—Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices

Definitions

  • the present invention relates to a thick film electrode and a multilayer ceramic electronic component, and more particularly, to a thick film electrode formed on the surface of various electronic components such as a multilayer ceramic electronic component, and using the thick film electrode as an external electrode.
  • the present invention relates to a multilayer ceramic electronic component such as a multilayer piezoelectric component provided.
  • a thick film external electrode mainly composed of a conductive material such as Ag is provided on both end surfaces of a multilayer piezoelectric body in which internal electrodes are embedded. Is formed.
  • the external electrode is usually made of a conductive paste formed by kneading a conductive powder such as Ag, a glass frit, an organic resin, and an organic solvent. It is formed by performing a baking treatment after printing or applying the conductive paste.
  • a conductive member metal plate, steel wool, conductive rubber, or the like
  • a heat-shrinkable tube has been applied to the side surface of the external electrode, covered with a heat-shrinkable tube, and shrunk by hot air, thereby forming the conductive member.
  • Patent Document 1 a multilayer ceramic capacitor type electrostrictive effect element in close contact with an external electrode.
  • Patent Document 1 attempts to secure electrical connectivity even if a crack occurs in the laminate or the external electrode by bringing the conductive member into close contact with the external electrode.
  • Patent Document 2 a multilayer piezoelectric actuator element including a pair of conductive members opposed to the side surface of the multilayer body at a distance and respectively coupled to a pair of external electrodes.
  • Patent Document 2 one end in the width direction of the conductive member is brazed to an external electrode to form a conductive member.
  • the other end in the width direction is set as a free end, even if a crack occurs in the laminated body or the external electrode, it is possible to prevent the conductive member from cracking, thereby ensuring conductivity of the conductive member and deteriorating the function. Trying to prevent it from happening.
  • Patent Document 1 JP-A-5-218519
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-9356
  • Patent Document 1 discloses that the external electrode 52 and the conductive member 53 are brought into close contact with each other as described above, and thus the conductive property is obtained by the contact between the external electrode 52 and the conductive member 53. For this reason, there is a problem that the conductivity is reduced when left for a long time under high temperature and high humidity.
  • Patent Document 2 since the external electrode and the conductive member are not integrally formed and are weak in strength, similar to Patent Document 1, when a crack occurs in the laminate or the external electrode, This has led to poor conduction, and reduced conductivity if left in a hot and humid environment for a long time.
  • Patent Document 2 since the external electrode and the conductive member are joined by brazing, stress concentrates on the interface between the external electrode and the conductive member, which causes separation at the interface. There was an easy problem.
  • a thick-film electrode according to the present invention comprises a sintered body formed by integrating a conductive powder and a conductive reinforcing material, and the conductive reinforcing material is formed in a mesh shape. As it is formed, it is embedded in the coating film containing the conductive powder as a main component! / Characteristic!
  • the thick-film electrode of the present invention is characterized in that the conductive reinforcing material has a base metal material as a core material and a surface formed of a noble metal material.
  • the thick-film electrode of the present invention is characterized in that the conductive reinforcing material has conductivity at least on the surface.
  • the thick-film electrode of the present invention is characterized in that a part of a mesh line forming the conductive reinforcing material is exposed to the outside from the coating film.
  • the internal electrodes are embedded in the ceramic body, and the external electrodes electrically connected to the internal electrodes are formed on the surface of the ceramic body.
  • the external electrode is formed of a sintered body in which a conductive powder and a conductive reinforcing material are integrated, and the conductive reinforcing material is formed in a mesh shape, and the conductive powder is formed of the sintered body. It is characterized by being embedded in the coating film as the main component.
  • the external electrode has the feature of the above-mentioned thick film electrode.
  • a coating film containing a conductive powder as a main component is formed on a side surface of the ceramic body so as to be electrically connected to an end of the internal electrode.
  • the conductive reinforcing material is formed in a mesh shape, and the conductive linear material is included in the coating film so that a part of a mesh row forming the conductive reinforcing material is exposed from the coating film. It is characterized by being embedded.
  • the multilayer ceramic electronic component of the present invention has a mesh member formed of a metal whose surface is melted at a soldering temperature, and the mesh member is laminated on the external electrode to be electrically connected. It is characterized by being done.
  • the ceramic electronic component of the present invention is characterized in that the ceramic element is a piezoelectric element element formed of a piezoelectric material.
  • the thick-film electrode is formed of a sintered body in which conductive powder and a conductive reinforcing material are integrated, and the conductive reinforcing material is formed in a mesh shape and the conductive reinforcing material is formed in a mesh shape.
  • a coating mainly composed of conductive powder which improves the mechanical strength of the thick-film electrode, and ensures that even if the coating is cut, it becomes conductive through a conductive reinforcing material. And a thick-film electrode with excellent durability can be obtained.
  • the conductive reinforcing material and the sintered body of the conductive powder do not merely ensure conductivity by simple contact, but the conductivity is ensured by strong bonding between metals by sintering. In addition, even when left for a long time under high temperature and high humidity, deterioration of conductivity can be suppressed, and moisture resistance can be improved.
  • the conductive reinforcing material is made of a base metal material as a core material and the surface is formed of a noble metal material, the oxidation of the base metal material during firing can be suppressed, and the conductive powder and Thus, the joining property is improved, and the durability can be further improved.
  • the conductive reinforcing material has a heat-resistant non-metallic material as a core material at least on the surface of which has conductivity, and the surface is formed of a noble metal material to ensure heat resistance.
  • the durability can be improved.
  • the external electrode is formed of a sintered body in which the conductive reinforcing material and the conductive powder are integrated, and the conductive reinforcing material is formed in a mesh shape.
  • the multilayer ceramic electronic component is formed and embedded in a coating film containing the conductive powder as a main component, and has all of the features of the thick film electrode described above.
  • the strength of the external electrode is enhanced by the reinforcement of the external electrode, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the ceramic element body. Even when the coating film is cut, the electrical conductivity can be ensured via the conductive reinforcing material.
  • a mesh member formed of a metal whose surface is melted at a soldering temperature is provided, and the mesh member is laminated on the external electrodes and electrically connected to each other.
  • the surface melts at the soldering temperature, which can improve solderability.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a laminated piezoelectric component as a laminated ceramic electronic component provided with a thick film electrode according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view showing a state where a conductor pattern is formed on a ceramic sheet.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of a method for manufacturing the laminated piezoelectric component.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a second embodiment of the laminated piezoelectric component.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view of essential parts showing a third embodiment of the laminated piezoelectric component.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a main part for describing the structure of a conventional electrostrictive effect element and its problems. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment (first embodiment) of a laminated piezoelectric component as a laminated ceramic electronic component having a thick film electrode according to the present invention.
  • the laminated piezoelectric component is made of a piezoelectric material mainly composed of lead zirconate titanate (hereinafter, “PZT” and ⁇ ⁇ ).
  • Electroceramic body 1 a plurality of internal electrodes 2a to 2g embedded in parallel in piezoelectric ceramic body 1, and thick-film external electrodes formed on both ends of piezoelectric ceramic body 1.
  • the laminated piezoelectric component In the laminated piezoelectric component, one end of each of the internal electrodes 2a, 2c, 2e, and 2g is electrically connected to one external electrode 3a, and one end of each of the internal electrodes 2b, 2d, and 2f is electrically connected to the other external electrode 3b. Connected. Then, when a voltage is applied between the external electrode 3a and the external electrode 3b via the lead wires 4a and 4b, the laminated piezoelectric component performs a minute stretching movement in the laminating direction indicated by an arrow A by a piezoelectric longitudinal effect. .
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1, and the external electrode 3b constitutes the thick film electrode of the present invention.
  • the external electrode 3b forms an integrated sintered body in which the Ag wire net 6 as the conductive reinforcing material is completely embedded in the coating film 5 made of the Ag powder as the conductive material.
  • the external electrode 3a has the same configuration as the external electrode 3b, and a description thereof will be omitted.
  • the Ag wire mesh 6 is embedded in the coating film 5 containing Ag powder as a main component and integrated to perform a firing treatment! / ⁇ . Since the electrode 3b is formed, the laminated piezoelectric component repeatedly performs a minute stretching motion in the direction of arrow A for a long time due to the reinforcing effect of the Ag wire mesh 6, and as a result, for example, the internal electrode 2d of the ceramic body 1 A crack 30 is formed between the electrode 2e and the inner electrode 2 and the outer electrode 3b, as shown by the imaginary line in FIG. It is electrically connected via the wire 6 and can maintain conductivity even when a high electric field is applied.
  • the Ag wire 6 and the sintered body of the Ag powder contained in the coating film 5 are simply in contact with each other, they are strongly bonded to each other by the baking treatment. Even if left for a long time, the conductivity can be prevented from lowering, and the moisture resistance can be improved.
  • the laminated piezoelectric component After weighing a predetermined amount of a ceramic raw material such as Pb304, Zr02, and Ti02, the weighed material is put into a ball mill containing a grinding medium such as zirconia, and mixed and crushed, and calcined. A mixed powder is prepared, and then, an organic binder and a dispersant are added to the ceramic mixed powder, the slurry is formed using water as a solvent, and a ceramic green sheet mainly composed of PZT is formed using a doctor blade method. (Hereinafter simply referred to as “ceramic sheet”).
  • a predetermined number (for example, 500) of the ceramic sheets 7 on which the conductive patterns 8 are formed are stacked so that the protrusions 8 a are alternately formed, and the conductive patterns 8 are formed.
  • the external electrode 3a or the external electrode 3b is electrically connected to the conductor pattern 8 every other stage, as indicated by the phantom line.
  • the laminate is heated to a temperature of 500 ° C or lower to perform a degreasing process, and then a firing process is performed at a temperature of 950 ° C to 1100 ° C, whereby the piezoelectric ceramic body 1 is manufactured. .
  • an Ag paste is applied to both ends of the piezoelectric ceramic body 1 to form a coating film 5, and the Ag wire mesh 6 is completely embedded in the coating film 5, dried, and then dried at a temperature of 700 ° C. —
  • a firing treatment is performed at 800 ° C., thereby forming external electrodes 3a and 3b made of a sintered body in which an Ag wire net 6 is embedded in a coating film 5 made of an Ag powder and having predetermined dimensions.
  • a laminated piezoelectric component having a length of 7 mm, a width of 7 mm, and a thickness of 35 mm is manufactured.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a second embodiment of the external electrode 3b (thick film electrode).
  • a mesh-shaped conductive member 9 is laminated on the external electrode 3b, spot-welded, and electrically connected to the external electrode 3b. It has been.
  • the conductive member 9 has a core material formed of A1 or the like and a surface coated with a metal that melts at the solder temperature, for example, Sn.
  • the first embodiment Since the surface of the conductive member 9 is melted at the solder temperature in this manner, the first embodiment has In addition to the effects described above, solderability can be improved.
  • the coating film 5 can ensure conductivity through the conductive member 9, so that the durability can be further improved.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view of a main part showing a third embodiment of the external electrode 3b (thick film electrode).
  • the conductive reinforcing material is made of an Ag wire mesh 10 as in the first and second embodiments, and the Ag wire mesh 10 is embedded in the coating film 5, and At least one of the mesh rows of the Ag wire mesh 10 is exposed on the surface of the coating film 5.
  • the end of the Ag wire mesh 10 becomes a free end that is not fixed, and as a result, the Ag wire 10 Is suppressed, and the durability can be dramatically improved.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • Ag was used as the conductive reinforcing material in consideration of moisture resistance, solderability, and the like, but a material having a lower specific resistance value than the conductive powder material can be used.
  • Noble metal materials other than Ag and Ag, such as Pd, Au, and Pt, may be used.
  • a higher-strength base metal material having heat resistance, such as Ni, may be used.
  • the core material is formed of a base metal material having excellent heat resistance, such as Ni, a Ni alloy, or Cr, and the surface is covered with an oxidation-resistant material such as an oxide glass or a noble metal material.
  • an oxide glass or a noble metal material having excellent oxidation resistance diffuses into the conductive powder during sintering. Also, if the oxidation-resistant material has poor heat resistance, it will scatter outside the sintered body at the sintering temperature.
  • a heat-resistant ceramic fiber or glass fiber capable of withstanding the sintering temperature and maintaining its shape is used, and only the surface is made of the above-mentioned various metal materials having conductivity. Also preferred to form.
  • the external electrodes are formed by a method in which the conductive reinforcing material is embedded in the coating film. However, the conductive reinforcing material is placed on the coating film. Thereafter, after forming a coating film on the conductive reinforcing material, sintering may be performed.
  • the external electrode may be In addition to the embodiment in which the conductive reinforcing material is embedded in the coating film as in the above embodiment as long as it is formed integrally with the conductive powder, the baking treatment may be performed in a state where the surface of the conductive reinforcing material is exposed and integrated. Good.
  • a multilayer piezoelectric component has been described as an example of a multilayer ceramic electronic component.
  • the present invention can also be applied to a resistance component, a multilayer ceramic capacitor for medium and high pressure, and the like.
  • the specific resistance is higher than that of the constituent metals of the thick film electrode.
  • Various multilayer ceramic electronic components provided with low-resistance external electrodes having excellent properties can be obtained.
  • an average particle diameter of 2. 0 mu Ag powder m is 50- 60 weight 0/0.
  • Glass frit 0.5 1 7 by weight 0/0, to produce a balance E chill cellulose ⁇ (binder ⁇ ) and heptyl carbitol (organic solvent) organic Bihikuruka ⁇ et made conductive paste containing an internal
  • a metal mask a printing process is performed on both sides of a laminated piezoelectric component body with a length of 7 mm, a width of 7 mm and a thickness of 30 mm in which electrodes are buried, and a coating film with a width of 4 mm and a film thickness of 400 m is laminated. It was formed on both sides of the component body.
  • a Ni wire net having a wire diameter of 100 m and an opening of 100 mesh was embedded in the coating film, and dried in an oven at a temperature of 150 ° C for 10 minutes. After that, a baking treatment was performed at 740 ° C in the air atmosphere to form an integrated external electrode (thick film electrode) on both sides of the laminated piezoelectric component by completely embedding Ni wire mesh in the coating film. .
  • Example 2 In place of the above-mentioned Ni wire mesh, use an Ag wire mesh with a wire diameter of 100 / zm and 100 mesh openings, and apply the Ag wire mesh completely on both sides of the laminated piezoelectric component by the same method and procedure as in Example 1. External electrodes were embedded in the film to form integrated external electrodes. Then, after connecting a lead wire, piezoelectric characteristics were imparted, and a sample of Example 2 was produced.
  • the Ni wire mesh was subjected to electrolytic Ag plating to produce a Ni wire mesh whose surface was coated with an Ag film having a thickness of 30 m.
  • an integrated external electrode was formed by completely embedding an Ag-plated Ni wire net in the coating film on both side surfaces of the laminated piezoelectric component in the same manner and procedure as in Example 1. Then, after connecting a lead wire to the external electrode, a piezoelectric property was imparted, and a sample of Example 3 was produced.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a coating film having a width of 4 mm and a film thickness of 400 m was formed on both sides of a laminated piezoelectric component having a length of 7 mm, a width of 7 mm and a thickness of 30 mm. Next, a Ni wire mesh with a width of 5 mm, a wire diameter of 150 m, and a mesh of 40 mesh is embedded in the coating so that one or more grid-like mesh rows are exposed from the coating film at one or more places, and the temperature is 150 ° C for 10 minutes. Place in oven and dry.
  • Example 4 After that, baking treatment is performed at 740 ° C in the air atmosphere, and external electrodes are formed on both sides of the laminated piezoelectric component, where the mesh of Ni wire mesh is partially exposed from the coating film, and then the lead wires are connected to the external electrodes. After connecting to, a piezoelectric property was imparted, and a sample of Example 4 was produced.
  • Example 5 an Ag wire with a width of 5 mm, a wire diameter of 150 m, and a mesh size of 40 mesh was used. The same procedure as in Example 4 Formed an external electrode partially exposed from the coating film. Then, after connecting the lead wires to the external electrodes, piezoelectric characteristics were imparted, and a sample of Example 5 was produced.
  • Ni wire mesh Using the same Ni wire mesh as the Ni wire mesh used in Example 4 above, the Ni wire mesh was subjected to electrolytic Ag plating to produce a Ni wire mesh whose surface was coated with an Ag film having a thickness of 30 m.
  • Example 6 After that, the same method and procedure as in Example 4 The sticking Ni wire mesh formed an external electrode partially exposed from the coating. Then, after a lead wire was connected to an external electrode, piezoelectric characteristics were imparted to the sample, and a sample of Example 6 was produced.
  • Electrolytic Sn plating was applied to an A1 mesh having a wire diameter of 100 m and an aperture of 100 mesh, and the A1 wire mesh was covered with a Sn film having a thickness of 30 ⁇ m.
  • Example 7 a coating film having a thickness of 400 ⁇ m was formed on both side surfaces of the laminated piezoelectric component by the same method and procedure as in Example 4. Then, the coating film was plated with Ag in the same manner as in Example 6. Embed Ni wire mesh and perform firing process! (4) External electrodes were formed by partially embedding Ag wire with Ni plating. Next, the A1 metal mesh covered with the Sn film was spot-welded to the external electrode, and the A1 net was joined to the external electrode surface. Then, after connecting a lead wire to the A1 wire netting, a piezoelectric property was imparted thereto, and a sample of Example 7 was produced.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a printing process is performed using a metal mask on both sides of a laminated piezoelectric component having a length of 7 mm, a width of 7 mm, and a thickness of 30 mm using a metal mask.
  • a film of Comparative Example 1 was prepared by forming a film and then connecting a lead wire, and then giving piezoelectric characteristics.
  • a Ni wire mesh having a wire diameter of 100 m and a mesh size of 100 mesh was placed on the coating film of the sample of Comparative Example 1, a conductive adhesive was applied and dried, whereby the coating film and the Ni wire mesh were joined, Thereafter, similarly to Example 1, piezoelectric characteristics were imparted, and a sample of Comparative Example 2 was produced.
  • the durability was evaluated by applying a triangular wave having a frequency of 138 Hz and a voltage of 200 V to the samples of each of the examples and comparative examples and driving them, and measuring and evaluating the driving time required for destruction.
  • each sample was driven by pressing it with a metal plate.
  • X is the insulation resistance (IR) after standing (after 500 hours), and y is the initial value of the insulation resistance (IR).
  • solderability was evaluated for the samples of Examples 6 and 7 and Comparative Example 2 by using an isopropyl alcohol solution containing 25% by weight of rosin as a flux, 3% by weight of Ag, and 0% of Cu.
  • the sample was immersed in a solder bath containing Sn at 5% by weight as a main component at a bath temperature of 250 ° C for 2 seconds, and the solder coverage on the electrode surface of the external electrode was calculated and evaluated.
  • Table 1 shows the configuration, driving time, and insulation resistance of the external electrodes (thick film electrodes) of each of the examples and comparative examples.
  • Example 2 Ni mesh coated film sintered body 0.3 75 35 As is clear from Table 1, in Comparative Example 1, since the external electrode was composed only of the coating film, the sample was broken during the polarization treatment and became unable to conduct, and the driving time was ⁇ 0 ''.
  • Comparative Example 2 the sample was broken in 0.3 hours and became incapable of conducting, the rate of change in insulation resistance (IR) was as large as 75%, and the solder coverage was as poor as 35%. Despite the difference in moisture resistance and soldering property, poor performance was observed.
  • IR insulation resistance
  • the sample was destroyed in a short time of 0.3 hours only because the Ni wire mesh and the coating film were adhered to each other with a conductive adhesive, so that stress was applied to the interface between the Ni wire mesh and the coating film. Is likely to be concentrated and the Ni wire mesh is peeled off from the coating film.
  • the high rate of change in the insulation resistance (IR) of 75% is merely a continuity due to the contact between the conductive adhesive and the Ag powder, and the metal is not bonded together. It seems that the property is reduced.
  • the external electrode was made of a sintered body in which Ni wire mesh or Ag wire mesh was completely embedded and integrated.
  • the contact area with the Ag net has been increased, the external electrodes have been reinforced, and the drive time has been increased, improving the durability. Since the force is not a mere contact as in Comparative Example 1, but a continuity due to bonding between metals, the rate of change in insulation resistance (IR) is suppressed to 2% or 5%, and moisture resistance is improved.
  • IR insulation resistance
  • Example 3 since the Ni wire mesh was covered with the Ag film, the oxidation of the Ni wire mesh during the baking treatment was suppressed, and the bondability between the coating film and the Ni wire mesh was improved. Since Ni is higher in strength than Ag, the driving time is increased to 31 hours and the durability is improved. Further, as in the case of the first embodiment, since the conduction is due to the bonding between the metals, the rate of change of the insulation resistance (IR) is suppressed to 3%, and good moisture resistance can be obtained.
  • IR insulation resistance
  • Example 4 since one or more mesh lines of the Ni wire mesh were exposed on the surface of the coating film, the breaking of the Ni wire mesh was suppressed, and as a result, the driving time was 65 hours, and the insulation resistance (IR The change rate of) was as small as 11%.
  • Example 5 since the mesh line of the Ag wire mesh was exposed at one or more places from the coating film surface, and the Ag wire mesh was used, which is more excellent in oxidation resistance than the Ni wire mesh, However, the rate of change in insulation resistance (IR) was as small as 1%, which did not cause the sample to break even after driving for 300 hours.
  • IR insulation resistance
  • Example 6 one or more mesh rows of Ni wire mesh were exposed on the surface of the coating film. Since the net is coated with an Ag film with excellent resistance to oxidation, breakage of the Ni net is suppressed, and the rate of change in insulation resistance (IR) is high enough that the sample does not break even after driving for 300 hours. It was confirmed that it was as small as 1%. Further, as described above, since the oxidation of the Ni wire mesh was suppressed, the solder coverage was 90%, which was a good result.
  • IR insulation resistance
  • Example 7 the A1 net made of Sn plating was joined to the surface of the external electrode shown in Example 6 in which a part of the Ag-plated Ni wire net was embedded, and Sn was soldered at a soldering temperature (250 ° C). Since it is melted in C), the solder coverage can be further improved to 98%, so that better solderability can be obtained.

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Abstract

　本発明は厚膜電極、及び該厚膜電極を外部電極として有する積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品に関する。本発明の積層セラミック部品は、内部電極２ｄ、２ｅが埋設された圧電セラミック素体１の端部に外部電極３ｂが形成されている。そして、該外部電極３ｂは、Ａｇ金網６がＡｇを主成分とする塗膜５中に一体的に埋設された焼結体で形成されている。これにより、長時間連続駆動したり長時間放置しても電気的接続性に支障を来たしたり絶縁抵抗の低下を招くこともなく、耐久性や耐湿性等各種特性の優れた積層セラミック部品を得ることができる。

Description

明 細 書
厚膜電極、及び積層セラミック電子部品
技術分野
[0001] 本発明は厚膜電極、及び積層セラミック電子部品に関し、より詳しくは積層セラミツ ク電子部品等の各種電子部品の表面に形成される厚膜電極、及び該厚膜電極を外 部電極として備えた積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品に関する。
背景技術
[0002] 従来より、積層型圧電部品等の積層型セラミック電子部品では、内部電極が埋設さ れた積層圧電体の両端面に Ag等の導電性材料を主成分とする厚膜の外部電極が 形成されている。
[0003] ところで、上記外部電極は、通常、 Ag等の導電性粉末、ガラスフリット、有機榭脂、 有機溶剤を混練して形成された導電性ペーストを使用し、前記積層圧電体上に前記 導電性ペーストを印刷又は塗布した後、焼成処理を行なうことにより形成される。
[0004] し力しながら、上記積層型セラミック電子部品では、分極処理中或いはその後の長 期間の駆動によりセラミック積層体が微小な伸縮運動を繰り返すと、該セラミック積層 体が疲労して亀裂が生じるおそれがあり、斯かる亀裂は外部電極にも伝播して該外 部電極の破断を招き、電子部品としての機能を果たさなくなる。
[0005] そこで、従来より、外部電極の側面に導通性部材 (金属板、スチールウール、導通 性ゴム等)をあてがい、熱収縮チューブを被せて熱風で収縮させ、これにより前記導 通性部材を外部電極に密着させた積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子が提 案されている (特許文献 1)。
[0006] 特許文献 1では、導通性部材を外部電極に密着させることにより、積層体や外部電 極に亀裂が生じても電気的接続性を確保しょうとしている。
[0007] また、その他の従来技術としては、積層体の側面に離間して対向しかつ対の外部 電極にそれぞれ結合された対の導電部材を備えた積層型圧電ァクチユエータ素子も 提案されている (特許文献 2)。
[0008] 特許文献 2では、導電部材の幅方向一端部を外部電極にろう付けし、導通部材の 幅方向他端部を自由端とすることにより、積層体や外部電極に亀裂が生じても導通 部材にまで亀裂が及ぶのを回避し、これにより導電部材の導通性を確保して機能低 下が生じるのを防止しょうとしている。
[0009] 特許文献 1 :特開平 5— 218519号公報
特許文献 2：特開 2002— 9356号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] し力しながら、特許文献 1では、図 7に示すように、熱収縮チューブ 51を介して外部 電極 52に導通性部材 53を密着させているに過ぎず、導通性部材 53と外部電極 51 とは一体的に形成されていないため、接合面 54は連続的な密着性を欠き、このため 長時間の連続駆動等によりセラミック積層体 55に亀裂 56が生じた場合、矢印 a、 a' 方向への引張応力が作用して外部電極 52が破断し、該外部電極 52の破断が電気 的接続性に支障を来たすおそれがあるという問題点があった。
[0011] し力も、特許文献 1は、上述したように外部電極 52と導通性部材 53とを密着させた ものであり、したがって外部電極 52と導通性部材 53との接触で導通性を得て 、るた め、高温多湿下に長時間放置すると導電性が低下するという問題点があった。
[0012] また、特許文献 2も、外部電極と導電部材とが一体的に形成されておらず、強度的 に弱いため、特許文献 1と同様、積層体や外部電極に亀裂が生じた場合、導通不良 を招いてしまい、また高温多湿下に長時間放置すると導電性が低下するという問題 点がめった。
[0013] し力も、特許文献 2は、外部電極と導電部材とをろう付けにより接合しているため、 外部電極と導電部材との界面に応力が集中しゃすく、このため界面での剥離が生じ 易いう問題点があった。
[0014] 本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、長時間連続駆動したり長 時間放置しても電気的接続性に支障を来たしたり導電性の低下を招くこともなぐ耐 久性ゃ耐湿性等の各種特性に優れた厚膜電極、及び該厚膜電極を外部電極として 具備した積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段 [0015] 上記目的を達成するために本発明に係る厚膜電極は、導電性粉末と導電性補強 材とが一体化された焼結体力ゝらなり、前記導電性補強材が、網目状に形成されると 共に前記導電性粉末を主成分とした塗膜中に埋め込まれて！/ヽることを特徴として!ヽ る。
[0016] また、本発明の厚膜電極は、前記導電性補強材が、卑金属材料を芯材とし表面が 貴金属材料で形成されて 、ることを特徴として 、る。
[0017] さらに、本発明の厚膜電極は、前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有 することを特徴としている。
[0018] また、本発明の厚膜電極は、前記導電性補強材を形成する網目列の一部が、前記 塗膜から外部に露出して 、ることを特徴として 、る。
[0019] また、本発明に係る積層セラミック電子部品は、セラミック素体に内部電極が埋設さ れると共に、前記セラミック素体の表面に前記内部電極と電気的に接続された外部 電極が形成された積層セラミック電子部品において、前記外部電極は、導電性粉末 と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に 形成されると共に前記導電性粉末を主成分とする塗膜中に埋め込まれていることを 特徴としている。
[0020] また、本発明の積層セラミック電子部品は、外部電極が上記厚膜電極の特徴を備 えている。
[0021] さらに、本発明の積層セラミック電子部品は、導電性粉末を主成分とする塗膜が、 前記内部電極の端部と電気的に接続されるようにセラミック素体の側面部に形成され ると共に、前記導電性補強材が網目状に形成され、前記導電性補強材を形成する 網目列の一部が前記塗膜から表面露出するように前記導電性線状材が前記塗膜中 に埋め込まれて 、ることを特徴として 、る。
[0022] また、本発明の積層セラミック電子部品は、表面がはんだ付け温度で溶融する金属 で形成された網目状部材を有し、該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気 的に接続されて 、ることを特徴として 、る。
[0023] また、本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック素体が圧電材料で形成された 圧電部品素体であることを特徴として ヽる。 発明の効果
[0024] 上記構成によれば、厚膜電極は、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼 結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を 主成分とした塗膜中に埋め込まれているので、厚膜電極の機械的強度が向上し、ま た、たとえ塗膜が切断状態になっても導電性補強材を介して導通性を確保すること ができ、耐久性の優れた厚膜電極を得ることができる。
[0025] しかも、導電性補強材と導電性粉末の焼結体とは単なる接触で導通性を確保して いるのではなぐ焼結による金属同士の強固な結合により導通性を確保しているので 、高温多湿下で長時間放置しても導電性の劣化を抑制することができ、耐湿性向上 を図ることができる。
[0026] また、導電性補強材が、卑金属材料を芯材とし表面が貴金属材料で形成されて!、 るので、焼成時における卑金属材料の酸ィ匕を抑制することができ、導電性粉末との 接合性が向上して更なる耐久性向上を図ることができる。
[0027] また、導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することにより、耐熱性を有す る非金属材料を芯材とし、表面を貴金属材料で形成することにより、耐熱性を確保し つつ耐久性の向上を図ることができる。
[0028] また、導電性補強材を形成する網目列の一部を、前記塗膜から外部に露出させる ことにより、導電性補強材が破断するのを抑制することができ、更なる耐久性向上を 図ることができる。
[0029] また、上記積層セラミック電子部品によれば、外部電極は、上記導電性補強材と導 電性粉末とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に形成さ れると共に前記導電性粉末を主成分とした塗膜中に埋め込まれ、しかも上述した厚 膜電極の特徴を全て具備するので、積層セラミック電子部品が積層方向に微小な伸 縮運動を繰り返しても、外部電極の破断が抑制され、高電界を負荷しても短絡するの を防止することができ、耐久性や耐湿性に優れた積層型圧電部品等の積層セラミツ ク電子部品を得ることができる。
[0030] そして、外部電極が補強されたことにより外部電極の強度が向上するので、セラミツ ク素体に亀裂が生じるのを抑制することができ、また、たとえ内部電極間に亀裂が生 じて塗膜が切断状態になっても導電性補強材を介して導通性を確保することができ る。
[0031] また、表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、該 網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されているので、網目状部 材表面がはんだ付け温度で溶融し、これによりはんだ付け性を向上させることができ る。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]本発明の厚膜電極を具備した積層セラミック電子部品としての積層圧電部品の 一実施の形態を模式的に示す断面図である。
[図 2]図 1の B部拡大図である。
[図 3]セラミックシート上に導体パターンを形成した状態を示す平面図である。
[図 4]上記積層圧電部品の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
[図 5]積層圧電部品の第 2の実施の形態を示す要部拡大図である。
[図 6]積層圧電部品の第 3の実施の形態を示す要部拡大平面図である。
[図 7]従来の電歪効果素子の構造とその課題を説明するための要部拡大図である。 符号の説明
[0033] 1 圧電セラミック素体 (セラミック素体）
2 内部電極
3a, 3b 外部電極 (厚膜電極）
5 塗膜 (導電性粉末の焼結体）
6 Ag金網 (導電性補強材）
9 導電性部材 (網目状部材）
10 Ag金網 (導電性補強材）
発明を実施するための最良の形態
[0034] 次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
図 1は本発明に係る厚膜電極を具備した積層セラミック電子部品としての積層圧電 部品の一実施の形態 (第 1の実施の形態)を示す断面図である。
[0035] 該積層圧電部品は、チタン酸ジルコン酸鉛 (以下、「PZT」と ヽぅ）を主成分とする圧 電セラミック素体 1と、該圧電セラミック素体 1の内部に並列対向状に埋設された複数 の内部電極 2a— 2gと、前記圧電セラミック素体 1の両端部に形成された厚膜の外部 電極 3a、 3bと、外部電極 3a、 3bに接続されたリード線 4a、 4bと力ら構成されている。
[0036] 該積層圧電部品は、内部電極 2a、 2c、 2e、 2gの一端が一方の外部電極 3aと電気 的に接続され、内部電極 2b、 2d、 2fの一端は他方の外部電極 3bと電気的に接続さ れている。そして、積層圧電部品は、リード線 4a、 4bを介して外部電極 3aと外部電極 3bとの間に電圧が印加されると、圧電縦効果により矢印 Aで示す積層方向に微小な 伸縮運動を行なう。
[0037] 図 2は図 1の B部拡大図であって、外部電極 3bは本発明の厚膜電極を構成してい る。
[0038] すなわち、該外部電極 3bは、導電性材料としての Ag粉末からなる塗膜 5中に導電 性補強材としての Ag金網 6が完全に埋め込まれ、一体化された焼結体を形成して ヽ る。
[0039] 尚、外部電極 3aも外部電極 3bと同様の構成であるので説明を省略する。
[0040] このように本第 1の実施の形態では、 Ag金網 6を、 Ag粉末を主成分とする塗膜 5中 に埋め込んで一体化させて焼成処理を行な!/ヽ、これにより外部電極 3bを形成して ヽ るので、 Ag金網 6の補強効果により積層圧電部品が矢印 A方向に長時間微小な伸 縮運動を繰り返し行い、その結果、例えばセラミック素体 1の内部電極 2dと内部電極 2eとの間に仮想線で示すように亀裂 30が生じ、図中 C部に示すように、塗膜 5が切 断状態となっても、各内部電極 2と外部電極 3bとは Ag金網 6を介して電気的に接続 され、高電界が負荷されても導通性を確保することができる。
[0041] また、 Ag金網 6と塗膜 5との接触面積も十分に確保することができるので、 Ag金網 6と塗膜 5との界面における剥離が抑制され、耐久性の優れた積層圧電部品を得るこ とがでさる。
[0042] し力も、 Ag金網 6と塗膜 5に含有される Ag粉末の焼結体とは単に接触しているので はなぐ焼成処理により強固に金属結合しているので、高温多湿下で長時間放置し ても導電性の低下を防止することができ、耐湿性も向上させることができる。
[0043] 次に、上記積層圧電部品の製造方法を詳述する。 [0044] まず、 Pb304、 Zr02、 Ti02等のセラミック素原料を所定量秤量した後、該秤量物 をジルコユア等の粉砕媒体が内有されたボールミルに投入し、混合粉砕'仮焼等を 経てセラミック混合粉末を作製し、その後、有機バインダゃ分散剤をセラミック混合粉 末に添加し、溶剤としての水を用いてスラリー状とし、ドクターブレード法を使用して P ZTを主成分とするセラミックグリーンシート（以下、単に、「セラミックシート」という）を 作製する。
[0045] 次いで、例えば、 Agと Pdとの重量比 AgZPdが 70Z30に調製された内部電極用 導電性ペーストを使用し、図 3に示すように、セラミックシート 7上にスクリーン印刷を 施し、凸部 8aを有する導体パターン 8を形成する。
[0046] 次に、図 4に示すように、導電パターン 8の形成されたセラミックシート 7を凸部 8aが 互い違いとなるように所定枚数 (例えば、 500枚)積層し、導電パターン 8の形成され ていないセラミックシートで挟持し、積層体を形成する。そしてこれにより、仮想線で 示すように外部電極 3a又は外部電極 3bは一段おきに導体パターン 8と電気的に接 続される。次いで、この積層体を 500°C以下の温度に加熱して脱脂処理を行なった 後、 950°C— 1100°Cの温度で焼成処理を行い、これにより圧電セラミック素体 1が作 製される。
[0047] 次 、で、圧電セラミック素体 1の両端部に Agペーストを塗布して塗膜 5を形成し、該 塗膜 5中に Ag金網 6を完全に埋め込み、乾燥させた後、温度 700— 800°Cで焼成 処理を行ない、これにより、 Ag粉末からなる塗膜 5中に Ag金網 6がー体的に埋設さ れた焼結体からなる外部電極 3a、 3bが形成され、所定寸法 (例えば、縦 7mm、横 7 mm、厚み 35mm)の積層圧電部品が製造される。
[0048] 図 5は外部電極 3b (厚膜電極)の第 2の実施の形態を示す要部拡大図である。
[0049] 本第 2の実施の形態では、上記第 1の実施の形態に加え、網目状の導電性部材 9 力 外部電極 3b上に積層されてスポット溶接され、外部電極 3bに電気的に接続され ている。
[0050] 上記導電性部材 9は、具体的には芯材が A1等で形成され、表面がはんだ温度で 溶融する金属、例えば Snで被覆されている。
[0051] このように導電性部材 9の表面がはんだ温度で溶融するので、上記第 1の実施の形 態で述べた効果に加え、はんだ付け性をも向上させることができる。
[0052] また、たとえ Ag金網 6が破断しても塗膜 5は導電性部材 9を介して導通性を確保す ることができるので、より一層の耐久性向上を図ることができる。
[0053] 図 6は外部電極 3b (厚膜電極)の第 3の実施の形態を示す要部拡大平面図である
[0054] 本第 3の実施の形態では、導電性補強材が、第 1及び第 2の実施の形態と同様、 A g金網 10からなり、 Ag金網 10が塗膜 5中に埋め込まれ、かつ Ag金網 10の網目列の うち少なくとも 1つ以上が塗膜 5から表面露出している。
[0055] このように Ag金網 10の網目列のうち少なくとも 1つ以上を塗膜 5から表面露出させ ることにより、 Ag金網 10の端部は固定されていない自由端となり、これにより Ag金網 10の破断が抑制され、耐久性の飛躍的な向上を図ることが可能となる。
[0056] 尚、本発明は上記実施の形態に限定されることはない。上記実施の形態では、導 通性補強材は、耐湿性やはんだ付け性等を考慮し、 Agを使用したが、導電性粉末 材料よりも固有抵抗値の小さい材料を好んで使用することができ， Ag以外の貴金属 材料、例えば Pd、 Au、 Pt等を使用しても良ぐまた、 Ni等の耐熱性を有するより高強 度な卑金属材料を使用することもできる。
[0057] また、芯材を Ni、 Ni合金、 Cr等の耐熱性に優れた卑金属材料で形成し、表面を酸 化物ガラス、貴金属材料などの耐酸化性材料で覆うことも好ましい。この場合、耐酸 化性に優れた酸化物ガラスや貴金属材料は、焼結時に導電性粉末中に拡散する。 また、耐酸化性材料が耐熱性に劣る場合は、焼結温度で焼結体外に飛散してしまう
[0058] さらに、導電性補強材の芯材として、焼結温度に耐えて形状を保持しうる耐熱性の セラミックファイバやガラスファイバを使用し、表面のみを導電性を有する上記各種金 属材料で形成するのも好まし 、。
[0059] さらに、上記第 1一第 3の実施の形態では、導電性補強材を塗膜中に埋め込む方 法で外部電極を形成しているが、塗膜に導電性補強材を載置し、その後導電性補強 材上に塗膜を形成した後、焼結処理を行なってもよい。
[0060] また、導電性補強材の外部電極上の位置についても、焼成処理により外部電極が 導電性粉末と一体的に形成されればよぐ上記実施の形態のように塗膜に埋設した 形態の他、導電性補強材を表面露出させた状態で焼成処理を施し、一体化させても よい。
[0061] また、上記実施の形態では積層セラミック電子部品として積層圧電部品を例に説明 したが、抵抗部品や中高圧用の積層型セラミックコンデンサ等にも適用することがで きる。特に、焼結タイプの厚膜電極の場合、固有抵抗値は厚膜電極の構成金属より も高くなるため、本発明の厚膜電極を使用することにより、亀裂等の発生することのな い信頼性の優れた低抵抗な外部電極を具備した各種積層型セラミック電子部品を得 ることがでさる。
実施例
[0062] 次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
[0063] 〔試料の作製〕
(実施例 1)
[0064] まず、平均粒径 2. 0 μ mの Ag粉末が 50— 60重量0 /0。ガラスフリットが 0. 1— 7重 量0 /0、残部がェチルセルロース榭脂 (バインダ榭脂)及びプチルカルビトール (有機 溶剤)を含有した有機ビヒクルカゝらなる導電性ペーストを作製し、内部電極が埋設さ れた縦 7mm、横 7mm、厚み 30mmの積層型圧電部品素体の両側面にメタルマスク を使用して印刷処理を行ない、幅 4mm、膜厚 400 mの塗膜を積層型圧電部品素 体の両側面に形成した。次に、塗膜内部に線径 100 m、目開き 100メッシュの Ni 金網を埋め込み、温度 150°Cで 10分間オーブンに入れて乾燥した。そしてその後、 大気雰囲気中、 740°Cで焼成処理を行い、積層型圧電部品の両側面に、 Ni金網を 塗膜中に完全に埋め込んで一体化された外部電極 (厚膜電極)を形成した。
[0065] 次に、 3重量％の Agと 0. 5重量％の Cuを含有した Snを主成分とするはんだを使 用し、エナメル被覆された線径 250 mの Cu線を外部電極にはんだ付けし、外部電 極にリード線を接続した。次に、油温 80°C、電圧 3kVZmm下の油中で分極処理を 行なって圧電特性を付与し、その後炭化水素系洗浄剤で洗浄して実施例 1の試料を 作製した。
[0066] (実施例 2) 上記 Ni金網に代えて、線径 100 /z m、目開き 100メッシュの Ag金網を使用し、実 施例 1と同様の方法 ·手順で積層型圧電部品の両側面に、 Ag金網を完全に塗膜中 に埋め込んで一体化された外部電極を形成した。そしてその後リード線を接続した後 、圧電特性を付与し、実施例 2の試料を作製した。
[0067] (実施例 3)
上記実施例 1に使用した Ni金網と同一の Ni金網を使用し、該 Ni金網に電解 Agめ つきを施し、表面が膜厚 30 mの Ag皮膜で被覆された Ni金網を作製した。
[0068] そして、実施例 1と同様の方法 ·手順で積層型圧電部品の両側面に、 Agめっき付 N i金網を完全に塗膜中に埋め込んで一体化された外部電極を形成した。そしてその 後、外部電極にリード線を接続した後、圧電特性を付与し、実施例 3の試料を作製し た。
[0069] (実施例 4)
実施例 1と同様の方法 ·手順で縦 7mm、横 7mm、厚み 30mmの積層型圧電部品 の両側面部に幅 4mm、膜厚 400 mの塗膜を形成した。次いで、塗膜内部に幅 5m m、線径 150 m、 目開き 40メッシュの Ni金網を格子状の網目列が 1箇所以上、塗 膜から表面露出するように埋め込み、温度 150°Cで 10分間オーブンに入れ、乾燥し た。そしてその後、大気雰囲気中、 740°Cで焼成処理を行ない、積層型圧電部品の 両側面に Ni金網の網目列が塗膜から一部表面露出した外部電極を形成し、その後 リード線を外部電極に接続した後、圧電特性を付与し、実施例 4の試料を作製した。
[0070] (実施例 5)
上記 Ni金網に代えて、幅 5mm、線径 150 m、目開き 40メッシュの Ag製網を使用 し、実施例 4と同様の方法 ·手順で積層型圧電部品の両側面に Ag網の網目列が塗 膜から一部表面露出した外部電極を形成した。そしてその後リード線を外部電極に 接続した後、圧電特性を付与し、実施例 5の試料を作製した。
[0071] (実施例 6)
上記実施例 4に使用した Ni金網と同一の Ni金網を使用し、該 Ni金網に電解 Agめ つきを施し、表面が膜厚 30 mの Ag皮膜で被覆された Ni金網を作製した。
[0072] そしてその後は実施例 4と同様の方法 ·手順で積層型圧電部品の両側面に、 Agめ つき付 Ni金網が塗膜から一部表面露出した外部電極を形成した。そしてその後リー ド線を外部電極に接続した後、圧電特性を付与し、実施例 6の試料を作製した。
[0073] (実施例 7)
線径 100 m、目開き 100メッシュの A1製網に電解 Snめっきを施し、 A1金網を膜 厚 30 μ mの Sn皮膜で被覆した。
[0074] そして、実施例 4と同様の方法 ·手順で積層型圧電部品の両側面に、膜厚 400 μ m の塗膜を形成した後、該塗膜に実施例 6と同様に Agめっき付 Ni金網を埋め込み、焼 成処理を行！ヽ、 Agめっき付 Ni金網を部分的に埋め込み一体化された外部電極を形 成した。次いで、前記 Sn皮膜で被覆された A1金網を外部電極にスポット溶接し、外 部電極表面に A1網を接合した。そしてその後、 A1金網にリード線を接続した後、圧電 特性を付与し、実施例 7の試料を作製した。
[0075] (比較例 1)
実施例 1と同様の方法 ·手順で縦 7mm、横 7mm、厚み 30mmの積層型圧電部品 素体の両側面にメタルマスクを使用して印刷処理を行ない、幅 4mm、膜厚 400 /z m の塗膜を形成し、その後リード線を接続した後、圧電特性を付与し、比較例 1の試料 を作製した。
[0076] (比較例 2)
比較例 1の試料の塗膜上に線径 100 m、目開き 100メッシュの Ni金網を載置し、 導電性接着剤を塗布して乾燥させ、これにより塗膜と Ni金網とを接合し、その後、実 施例 1と同様、圧電特性を付与し、比較例 2の試料を作製した。
[0077] 〔特性評価〕
上記のようにして作製した実施例及び比較例にっ 、て耐久性、及び耐湿性を評価 した。
[0078] ここで、耐久性は、各実施例及び比較例の試料に周波数 138Hz、電圧 200Vの三 角波を付与して駆動させ、破壊に要する駆動時間を測定し、評価した。尚、駆動時の 余剰変移を抑制するために、各試料を金属板で押さえつけて駆動させた。
[0079] また、耐湿性は、各実施例及び比較例の試料を温度 85°C、湿度 85%RHで 500 時間放置し、放置前後の絶縁抵抗 (IR)をインピーダンスアナライザ (ヒューレット'パ ッカード社製、 4192A)を使用して測定し、その変化率 zを数式（1)に基づいて算出 し、評価した。
z = { (x-y) /y} X 100- ( l)
[0080] ここで、 Xは放置後（500時間後）の絶縁抵抗 (IR)であり、 yは絶縁抵抗 (IR)の初期 値である。
[0081] また、実施例 6、 7及び比較例 2については、はんだ付き性も評価した。
[0082] ここで、はんだ付き性は、実施例 6、 7及び比較例 2の試料について、ロジンを 25重 量％含有したイソプロピルアルコール溶液をフラックスとして使用し、 Agが 3重量％、 Cuが 0. 5重量％を含有した Snを主成分とする浴温 250°Cのはんだ槽に 2秒間浸漬 し、外部電極の電極面におけるはんだ被覆率を算出して評価した。
[0083] 表 1は各実施例及び比較例の外部電極 (厚膜電極)の構成、駆動時間、絶縁抵抗
(IR)の変化率、及びはんだ被覆率を示している。
[0084] [表 1]
絶縁抵抗 (IR)の
外部電極 (厚膜電極） 駆動時間 はんだ被覆率 の構成 (hr) 変化率
( )
(%)
1 Ni網完全埋込一体型焼結体 0. 5 2 ―
2 Ag網完全埋込一体型焼結体 2 5 一
Agめっき付 Ni網完全埋込
3 31 -3
一体型焼結体 ― 実 Ni網一部表面露出
4 65 2
施 一体型焼結体 ―
例
Ag網一部表面露出
5 ≥300 - 1
一体型焼結体 ―
Agめっき付 Ni網一部表面露出
6 ≥300 1 90
一体型焼結体
Agめっき付 Ni網一部表面露出
7 ≥300 3
一体型 AI網接合焼結体 98
0
比 1 塗布膜焼結体 -2
(分極時に破断〉 ―
i
例 2 Ni網付塗布膜焼結体 0. 3 75 35 この表 1から明らかなように比較例 1は、外部電極が塗膜のみで構成されているた め、試料が分極処理中に破断して導通不能となり、このため駆動時間は「0」であった
[0085] また、比較例 2は、 0. 3時間で破断して導通不能となり、また絶縁抵抗 (IR)の変化 率も 75%と大きぐさらにはんだ被覆率も 35%と悪ぐ耐久性、耐湿性、及びはんだ 付き性の ヽずれにぉ 、ても性能悪ィヒが認められた。
[0086] このように 0. 3時間という短時間で試料が破壊したのは、 Ni金網と塗膜とを導電性 接着剤で接着したにすぎないため、 Ni金網と塗膜との界面に応力が集中し、 Ni金網 が塗膜から剥離するためと思われる。また、絶縁抵抗 (IR)の変化率が 75%と大きい のは、導電性接着剤と Ag粉末との接触によって導通を得ているに過ぎず、金属同士 が結合して ヽな 、ため、導通性が低下するものと思われる。
[0087] これに対して実施例 1及び 2は、外部電極が Ni金網又は Ag金網を完全に埋め込 んで一体化した焼結体からなるので、比較例 2に比べ、塗膜と M網又は Ag網との接 触面積が増し、外部電極が補強されて駆動時間が増し、耐久性が向上している。し 力も、比較例 1のように単なる接触による導通ではなぐ金属同士の結合による導通 なので、絶縁抵抗 (IR)の変化率も 2%又は 5%に抑制され、耐湿性も向上している。
[0088] また、実施例 3は、 Ni金網が Ag皮膜で被覆されて ヽるので、焼成処理時の Ni金網 の酸ィ匕が抑制されて塗膜と Ni金網との接合性が向上し、しカゝも Niは Agよりも高強度 であるので、駆動時間も 31時間と長くなつて耐久性が向上する。また、実施例 1と同 様、金属同士の結合による導通なので、絶縁抵抗 (IR)の変化率も 3%に抑制され 、良好な耐湿性を得ることができる。
[0089] また、実施例 4は Ni金網の網目列が 1箇所以上塗膜から表面露出しているので、 Ni金網の破断が抑制され、その結果駆動時間が 65時間であり、絶縁抵抗 (IR)の変 化率も一 1%と小さいことが分力つた。
[0090] また、実施例 5は、 Ag金網の網目列が 1箇所以上塗膜から表面露出しており、しか も Ni金網よりも耐酸ィ匕性に優れた Ag金網を使用して ヽるので、 300時間駆動させて も試料が破壊することはなぐ絶縁抵抗 (IR)の変化率も 1%と小さかった。
[0091] 実施例 6は、 Ni金網の網目列が 1箇所以上塗膜から表面露出しており、しかも Ni金 網が耐酸ィ匕性に優れた Ag皮膜で被覆されて ヽるので、 Ni製網の破断が抑制され、 300時間駆動させても試料が破壊することはなぐ絶縁抵抗 (IR)の変化率も 1%と小 さいことが確認された。さらに、上述したように Ni金網の酸ィ匕が抑制されるため、はん だ被覆率も 90%と良好な結果を得ることができた。
また、実施例 7は、 Agめっきされた Ni金網を一部埋め込んだ実施例 6に示す外部電 極の表面に Snめっきされた A1製網を接合させており、 Snははんだ付け温度（250°C )で溶融することから、はんだ被覆率も 98%とより一層良好なはんだ付き性を得ること ができる。

Claims

請求の範囲
[1] 導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材 力 網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とした塗膜中に埋め込まれ て!、ることを特徴とする厚膜電極。
[2] 前記導電性補強材が、卑金属材料を芯材とし表面が貴金属材料で形成されて!ヽる ことを特徴とする請求項 1記載の厚膜電極。
[3] 前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することを特徴とする請求項 1 又は請求項 2記載の厚膜電極。
[4] 前記導電性補強材を形成する網目列の一部が、前記塗膜から外部に露出している ことを特徴とする請求項 1乃至請求項 3のいずれかに記載の厚膜電極。
[5] セラミック素体に内部電極が埋設されると共に、前記セラミック素体の表面に前記内 部電極と電気的に接続された外部電極が形成された積層セラミック電子部品におい て、
前記外部電極が、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、 前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とする 塗膜中に埋め込まれていることを特徴とする積層セラミック電子部品。
[6] 前記導電性補強材が、卑金属材料を芯材とし表面が貴金属材料で形成されて!ヽる ことを特徴とする請求項 5記載の積層セラミック電子部品。
[7] 前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することを特徴とする請求項 5 又は請求項 6記載の積層セラミック電子部品。
[8] 導電性粉末を主成分とする塗膜が内部電極端部と電気的に接続されるようにセラミ ック素体の側面部に形成されると共に、前記導電性補強材が網目状に形成され、前 記導電性補強材を形成する網目列の一部の前記塗膜から表面露出するように前記 導電性線状材が前記塗膜中に埋め込まれて！/ヽることを特徴とする請求項 5乃至請求 項 7のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
[9] 表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、
該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されていることを特徴と する請求項 5乃至請求項 8のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。 前記セラミック素体が圧電材料で形成された圧電部品素体であることを特徴とする 請求項 5乃至請求項 9のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
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