JPS60229381A - 電歪効果素子の製造方法 - 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） 本発明は縦効果をネ１（用した電歪効果素子の製造方法
に関するものである。

（従来技術） 縦効果を利用した電歪効果素子の構造においては電歪材
料全体に電界を発生させることにより、歪発生時の応力
集中を防ぐため、素子の断面と同じ大きさの内部電極を
持つことが必要である。また低電圧で高い電界を発生さ
せ大きな歪を得るためには内部電極相互の間隔を１００
ミクロン程度にすることが必要である。しかし、素子断
面と同じ面積の内部１を極を有する電歪効果素子を電気
的に接続するには大きな困難が伴う。

そこで本発明者等は先に電気泳動法により、電歪材料積
層体の側面に露出した内部電極層とその近傍のセラミッ
ク電歪材料上に一層おきに絶縁物を形成することを特徴
とする電気的接続方法を提案した。第１図はその方法に
より接続した電歪効果素子の外観図である。側面に露出
した内部電極層３，４およびその近傍のセラミック上に
電気泳動法により一層おきの内部電極層４に絶縁物７が
形成されている。反対側の側面には一層だけずらした内
部電極４上に同じく絶縁物８が形成されている。この絶
縁物および露出したままの内部電極４を横断して帯状の
外部電極１１を形成する０反対側にも同様に外部電極を
形成することにより、多数の内部電極は一層おきにプラ
ス側外部接続端子１３又はマイナス側外部接続、端子１
２にそれぞれ接続される。これらの外部接続端子間に直
流電圧を印加することにより、保護膜部１を除く電歪材
料２全体に均一な電界が発生し積層方向と平行に素子が
伸長する０素子内部に応力集中がないため繰り返し電圧
を印加しても素子は破壊せず、また内部電極間距離が１
００ミクロン程度と短かいため１００Ｖ以下の低電圧で
駆動することができる０製造方法について簡単に説明す
る。１ず第２図および第３図に示すような内部電極３，
４と電歪材料とを交互に積層した積層体を積層セラミッ
クコンデンサの製造技術を応用して作製する。多数の内
部電極３，４は第２，３図に示すように側面に露出して
おり、また他の側面に形成した２つの仮設外部電極５，
６に一層おきに交互に接続している。懸濁液中にこの積
層体と対向電極用金属板とを設置し、直流電圧をこの対
向電極板から、前記仮設外部電極５に向けて印加すると
懸濁液中のプラスに帯電したガラス粉末は電気泳動によ
って内部電極３とその近傍のセラミック上に付着する。

第４図は側面にガラス粉末を付着させた積層体の外観図
である。図中１は保護膜の働きをする電歪材料セラミッ
クス、２は電界が発生して歪を生ずる部分の電位材料セ
ラミックスを示す。４は露出している内部電極を示し、
それらの間に存在する内部室＆はガラス粉末７によって
被われている。

７１０℃で焼成固着させた後、反対側の側面についても
同様な方法で内部電極３を残し、ガラス粉末８を付着し
、焼成固着させる０（第５図）絶縁物を形成した積層体
は第６図の破線に示すような位置で切断され、仮設外部
電極５，６を含む両端の小片９を除いた数個の小片１０
に外部電極を形成すると、第１図に示す電歪効果素子が
得られる０この方法の問題点は外部絶縁、特に素子の角
部の外部絶縁が困難なことである０外部絶縁方法として
はエポキシ樹脂の膜を形成する方法、電気泳動付着によ
る帯状のガラス膜形成等が考えられるが、前者の場合は
熱処理工程中、後者の場合は脱泡、焼成中にそれぞれ塗
布した樹脂またはガラスが角部から後退し、絶縁される
べき内部電極が元のように露出する。電歪素子として駆
動中に起こる他の物体との間の放電現象は鋭った部分に
おいて顕著であるため角部の絶縁不良は素子として重大
な欠陥となる。バレル研磨等により角部を落とす方法が
積層セラミックコンデンサ等において行なわれているが
、本構造の素子においては第１図に示すように絶縁すべ
き箇所は帯状のガラス絶縁物の谷間にあるためバレル研
磨ははケτ不可能である。

（発明の目的） 本発明の方法は上記の問題点を解決し外部絶縁、特に素
子の角部の外部絶縁の容易な電歪効果素子の製造方法を
提供するものである。

（発明の構成） って、内部電極層が一層おきに露出した対向する２側面
の他に全内部電極層が露出した対向する２側面を有する
積層体を作製する工程と、前記内部電極が一層おきに露
出した２側面に第１の外部電極を形成する工程と、全内
部電極層が露出した２側面の一方の而について−１−お
きの内部電極層とその近傍部分に絶縁物を形成し、他方
の面について前記絶縁物を形成した内部電極層と異なる
一層おきの内部電極層とその近傍部分圧絶縁物を形成す
る工程と、この絶縁物を形成した２側面のそれぞれの対
向する位置に前記露出した内部電極を横断して接続する
第２の外部電極を１組以上形成する工程と、残っている
内部電極層露出部とその近傍部分に絶縁物を形成する工
程と、この積層体を第１と第２の外部電極の間又は同第
１と第２の外部電極の間及び複数組の第２の外部電極の
間にて切断する工程とを含むことを特徴とする電歪効果
素子の製造方法である。

（発明の構成に関する説明） まず電歪材料と内部電極とが交互に積層された電歪材料
積層体の内部電極露出部とその周辺のセラミック上に一
層おきに帯状の絶縁物を形成する。

次に残る露出した内部電極を相互に接続するための外部
電極を数個形成する。反対側の内部電極露出面の内部電
極露出部の一層ずらした位置に同様に絶縁物を形成した
後、外部電極を形成する。第７図はこの積層体を示す外
観図である。外部電極上に樹脂等で保護膜を形成した後
、この積層体の内部電極を一方の電極とし、対向′電極
板を他方の電極とし、帯電したガラス粉末を含む懸濁液
を用いて電気泳動法により、残る内部電極露出部にガラ
ス粉末を付着させ、焼成固着させる。第８図および第９
図に示すように内部電極露出部が全て絶縁物で被われた
積層体は１対の外部電極が備わるような位置で切断され
、第１０図に示すような積層体が得られる。

本発明の方法による電歪効果素子は外部端子を取り出す
面の内部電極露出部の絶縁が既にほどこされており、か
つ角部に内部電極が露出していない。そのため素子側面
の２つの平面部を絶縁すれば素子の外部絶縁が完了する
。その結果、樹脂又は電気泳動法を用いた無機絶縁材料
により容易に側面の絶縁を行なうことができるため、素
子の信頼性を大きく向上させることができる。

（実施例） 以下実施例に従って本発明の詳細な説明を行なう０ マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐｂ（ＭｇイＮｂ／）０３）
およびチタン酸鉛（ＰｂＴＩＯｓ）を主成分とする電歪
材料＋ｉ粉末に微量の有機バインダを添加し、これを有
機溶媒中に分散させたスラリーを準備した。

通常の積層セラミックコンテンサの製造に使用されるキ
ャスティング製膜装置により、このスラリーをマイラー
フィルム上に約１００ミクロンの厚さに塗布し乾燥させ
た０これをフィルムから剥離し、電歪材料グリーンシー
トを得た〇一部のグリーンシートには更に内部電極とし
て白金ペーストをスクリーン印刷した。これらのグリー
ンシートを数１００枚重ね、熱プレスにより圧着一体化
した後、１２５０°Ｃで焼成し、電歪材料積層体を得た
０これを内部電極が一層おきに表面に露出するような位
置で切断し、２つの仮設外部電極を塗布焼付けし、更に
側面を切断して内部電極を露出させた０この後の工程に
ついて先に示した図面を用いて説明する。第２図および
第３図はこの電歪材料積層体の内部電極の露出した端面
を示す斜視図であるこ、内部電極３，４は一層おきに交
互に２つの仮設外部電極５，６にそれぞれ接続している
。

次に帯電したガラス粉末を含む懸濁液を以下の方法で作
製する。ホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラス粉末３０９、エ
タノール２９０ｍ１．５チヨウ素工タノール溶液ｔｏｍ
ｇを高速ホモジナイザーで混合する。ヨウ素が電解質の
役割を果たし、ガラス粉末はプラスに帯電している。３
０分間超音波をかけた後、３０分間静置して沈殿物を除
去し、残りの懸濁液を使用する。

前記電歪材料積層体の内部電極が露出した端面の片面を
粘着テープで被い懸濁液にぬれるのを防いだ後、前記懸
濁液を満たした容器に沈める。積層体の付着させたい端
面の前方１Ｇの距離のところに付着させたい端面よシひ
とまわり大きなステンレス製対向電極板を沈める。対向
電極板を直流電源のプラス端子に接続し、内部電極露出
部４の上には全く付着させないようにする目的で仮設外
部電極６を対向電極に接続し同電位とする。仮設外部電
極５をマイナス端子に接続し、２０Ｖ　３００秒間電圧
を印加する。終了後懸濁液から引き上げ乾燥させると、
第４図にボすように内部電極露出部の上とその周辺の電
歪材料表面に巾約１００ミクロンのガラス粉末７の付着
が得られた。

裏面の粘着テープを取り除いた後、７０５℃で１０分間
保持することにより焼成しガラス被膜を電歪材料に固着
させた。

次に反対側の面にガラス被膜を形成する。まず既に被膜
を形成した面を粘着テープで被い保護した後、図中番号
６で示す仮設外部電極を直流電源のマイナス端子に接続
し、−回目と同様な方法で電圧を印加して、４で示す内
部電極の露出部とその周辺のセラミック上にガラス粉末
を付着させる。

これを−回目と同様に焼成して帯状のガラス被膜を形成
する。第５図はガラス被膜形成後の積層体の外観図であ
る。図中番号８はガラス被膜を示す。

次に残った内部電極露出部および絶縁物を横断するよう
に数箇所に外部電極ペーストを塗布焼き付けする。積層
体の対向する面にも同様に外部電極を形成する。第７図
は複数個の外部電極を形成した電歪材料積１一体の外観
図である。Ｎ中番号１１は外部電極である。図中破線で
区切られた図中番号１０で示す部分が素子の最終形状で
ある。次に以下の順序で残った内部電極露出部４および
反対側の露出部３の上にガラス膜を形成する。

まず外部電極上への付着を防ぐために、樹脂膜を外部電
極１１および１２の上に形成する０前記の帯電したガラ
ス粉末を含む懸濁液に第７図に示す積層体と対向電極板
とを沈め、図中番号５および６で示す仮設外部電極を直
流電源のマイナス側に、対向電極板をプラス側に接続し
２　（ｌ　Ｖ　３００秒間直流電圧を印加し、電気泳動
付着を行なう。付着後乾燥させ、焼成固着させると前記
積層体の両側面の図中番号４および３でそれぞれ示され
る内部電極露出部とその周辺のセラミック上にガラス被
膜が形成される。第８図および第９図は内部電極露出部
とその周辺のセラミック上に全てガラス被膜の形成され
た電歪材料積層体を示す外観図である。図中番号１５お
よび１６はそれぞれ１１および１４で示す外部電極に接
続している内部電極露出部とその周辺のセラミック上に
形成されたガラス被膜を示す。積層体は破線で示す位置
で切断され両端の小片９を除く数個の小片１０が素子と
なる。

第１０図はこのようにして得られた電歪効果素子の外観
図である。図中番号１２および１３はそれぞれマイナス
側およびプラス側の外部接続端子を示す。

が既に完了しているため、以下に述べるような方法で容
易に側面の絶縁をすることができるｏ′に子部品外装用
の液状のエポキシ系樹脂材を塗布し１７０℃で熱処理し
乾燥硬化させる０素子の上、下面を除く４面にスプレー
法等で樹脂コートすることもできるｏ’！［気泳動法に
より側面の外部絶縁を行なう場合はまず、外部電極上に
ガラスの付着が起こらないように保護用の樹脂をコート
した後、対向電極板とともに帯電したガラス粉末を含む
ケンダク液に沈め、前記外部電極を直流電源のマイナス
側に接続し、対向電極板をプラス側に接続する。２０Ｖ
　３００秒間直流電圧を印加し、ガラス粉末を素子側面
の内部電極露出部とその周辺のセラミック上に付着させ
る。７１０℃で焼成固着させることにより、素子の内部
電極露出部の全てにガラス被膜が形成され、外部絶縁が
完了する０（発明の効果） 本発明の方法により角部の外部絶縁が良好な耐電圧およ
び耐湿性の高い電歪効果素子が得られた

【図面の簡単な説明】

第１図は電歪効果素子の一例を示す外観図である。１．
２は電歪材料、３，４は内部電極、７゜８は絶縁膜、１
１は外部電極、１２．１３は外部接続端子。 第２〜６図は電気泳動法を適用した製造方法を示す電歪
材料積層体の外観図であるｏ５，６は仮設外部電極、７
，８はガラス被膜、９．１０は切断された後の小片部分
を示す。 第７図は４組の外部電極を形成した電歪材料積層体を示
す外観図である。１１は外部電極を示も第８，９図は、
内部電極露出部の全てをガラス被膜で被った積層体の表
側を示す外観図である。 １５．１６はガラス被膜を示す。 第１０図は本発明の製造方法による電歪効果素子を示す
外観図である。１２および１３は外部接続端子を示す。 ７１　図 ス ／ｌ−６図 １０ オ　７　図 １゜ ；＋　８　図 ７１−９　図 ７　１０　図 手続補正書（睦） ６０．２．２６ 昭和　年　月　１１ １１°′ 特許庁長官　殿 １、事件の表示　昭和５９年　特許願第０８５２４９′
Ｉ′ｉ２、発明の名称　電歪効果素子の製造方法３、補
正をする者 事件との関係　出　願　人 東京都港区芝五ｒ目３３番１号 （４２３）　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 〒１０８　東京都港区芝五Ｉ−［−１３７番８シ）　住
友−ＩＩＩビル５　補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６　補正の内容 （１１明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正する
。 目 （２）明細書第７頁第９行−と第１０行目に［る工程と
、残っている内部電極層露出部とその近傍部分に絶縁物
を形成する工程と、この積層体を」とあるのを「る工程
と、この積層体を」と補正する。 別紙 特許請求の範囲 （１）篭歪拐料と内部電極とが交互に積層された積層チ
ップコンデンサ型の＆層体であって、内部電極層が一層
おきに露出した対向する２側向の他に全内部電極層が露
出した対向する２側向をイＪする積層体を作製する工程
と、前記内部電極が一層おきに算出した２側面に第１の
外部電極を形成する工程と、全内部電極層が露出した２
側面の一方の面について一層おきの内部電極層とその近
傍部分に絶縁物を形成し、他方の面について１１ｊ記絶
縁物を形成した内部電極層と異なる一層おきの内部電極
層とその近傍部分に絶縁物を形成する工程と、物 この絶縁袢を形成した２　１１１１面のそれぞれの対向
する位置に前記露出した内部電極を横断して接続する電
歪効果素子の製造方法。 （２）絶縁物の形成は積層体と対向電極板を帯電した絶
縁物粉末を含む懸濁液中に設置し、絶縁物を被接する内
部電極層算出部と対向電極板とを電極として電気泳動法
によりて絶縁物被覆し、この後焼成固着させるととＫよ
り行なう特許請求の範囲第１項記載の電歪効果素子の製
造方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１電歪材料と内部電極とが交互に積層された積層チ
   ップコンデンサ型の積層体であって、内部電極層が一層
   おきに露出した対向する２側面の他に全内部電極層が露
   出した対向する２側面を有する積層体を作製する工程と
   、前記内部電極が一層おきに露出した２側面に第１の外
   部電極を形成する工程と、全内部電極層が露出した２側
   面の一方の面について一層おきの内部電極層とその近傍
   部分に絶縁物を形成し、他方の面についても前記絶縁物
   を形成した内部電極層と異なる一層おきの内部電極層と
   その近傍部分に絶縁物を形成する工程と、この絶縁物を
   形成した２側面のそれぞれの対向する位置に前記露出し
   た内部電極を横断して接続する第２の外部電極を１組以
   上形成する工程と、残っている内部電極層露出部とその
   近傍部分に絶縁物を形成する工程と、この積層体を第１
   と第２の外部電極の間又は同第１と第２の外部電極の間
   及び複数組の第２の外部電極の間にて切断する工程とを
   含むことを特徴とする電歪効果素子の製造方法。 （２）絶縁物の形成は積層体と対向電極板を帯電した絶
   縁物粉末を含む懸濁液中に設置し、絶縁物を被覆する内
   部電極層露出部と対向電極板とを電極として電気泳動法
   によって絶縁物を被覆し、この後焼成固着させることに
   より行なう特許請求の範囲第１項記載の電歪効果素子の
   製造方法。