JPS6086882A - 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】 本発明は縦効果を利用した電歪効果素子の製造方法に関
するものである。

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全体と同じ大きさの内部電極を
持つことが必要である。菫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Ｕ＋こすることが必要である。以上２つの理
由で素子断面と同じ面積の内部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
層体の端面に露出した内部電極層とその近傍のセラミッ
ク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。端面に露出した内部電極層およびその近傍のセ
ラミ、り上に電気泳動法により一層おきに絶縁物７が形
成されている。裏側の端面には一層だけずらした内部′
Ｆ！極上に同じく絶縁物８が形成されている。この絶縁
物および露出した抜まの内部を極４を横断して帯状の外
部電極１１を形成する。裏側にも同様に内部電極３に対
して外部電極を形成することにより多数の内部電極は一
層おきにプラス側端子１３又はマイナス側端子１２にそ
れぞれ接続される。これらの外部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全俸に均
一な電界が発生し積層方向と平行に素子が伸長する。応
力集中がないためｔη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短かいため１００ｖ以下
の低電圧で駆動することができる。

この素子の製造方法について前年に説明する。

まず第２図に示すような内部ｖｔ極３．４と電歪材料１
．２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。

多数の内部を極３．４は表側と裏側の端面に露出してお
り、また９１１而に形成した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
濁液中のプラスをこ帯電したガラス粉末は電気泳動によ
って内部電極３とその近傍の電歪材料上に付着する。第
３図は表側の端面にガラス粉末を付着させた積層体の外
観図である。図中番号１は保護膜の働きをする電歪材料
、２は電界が発生して歪を生ずる部分の電歪材料を示す
。４１ま露出している内部電極を示し、それらの間ｌこ
存在する内部電極はガラス粉末７によって被われている
。

該ガラス粉末を焼成固着させた後、裏側の端面について
も同様な方法でガラス粉末を付着し、焼成固着させる。

この絶縁物を形成した積層体は第４図１こ破線で示すよ
うな位置で切断され両端の小片９を除いた数個の小片１
０ヲこ外部電極１１を形成すると第１図ｆこ示す電歪効
果素子が得られる。

この方法の問題点は付着によって形成された帯状の絶縁
物に切れやくびれが生じやすいことである。原因として
は懸濁液内の対流によって局部的に電界の弱い部分が発
生し、その部分への付着が起らないためと考えられる。

焼成固着後その上から外部電極を形成すると切れの部分
ではショートになり、くびれの部分では絶縁耐圧が大き
く低下し実用にならない〇 本発明はこの問題を解決することを目的としており、ま
ず第２図に示すような電歪材料と内部電極との積層体を
帯電したガラス粉末を含む懸濁液中に沈め、内部電極の
露出した端面全面をこガラス粉末を堆積させる。次に同
じ懸濁液内に対向電極板を設置し、仮設外部を極６とこ
の対向！極板との間に直流市、圧を印加する。仮設外部
電極６に接続している内部電極４とその近傍に堆積して
いるガラス粉末は堆積後もプラスに帯電しているため、
直流電界の方向に静電力を受けて積層体表面から除去さ
れる。得られた絶縁物のパターン形状は通常の電気泳動
法、すなわち対向電極板から仮設外部電極５に向けて直
流電圧を印加した場合と全く同じである。しかしながら
堆積によってあらかじめ形成するガラス粉末層は欠陥の
ない完全なものであり、また堆積後の電圧印加によって
絶縁膜を形成させる部分すなわち内部電極３とその近傍
のセラミック上のガラス粉末層が破壊されることは全く
ない。

本発明の特徴は一度、全面に堆積させた後不必要す部分
のみを除去することにある。この方法により、は不惑ｇ
な部分に一層ガラス粉末が残留することはあっても、絶
縁すべき場所へのガラス粉末の付着状態は完全であり、
焼成固着により切れやくびれの全くない良好な帯状絶縁
被膜が形成される。

以下実施例に従い本発明の詳細な説明を行なう。

まず第２図に示すような構造の多数の内部電極と１組の
仮設外部１１！極とを有する電歪材料２全俸をして以下
の方法により作製する。

マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐｂ（ｆＶｉｇｌ／３Ｎｂ２
／３）Ｏｓ）およびチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ，）を主成
分とする電歪材料予焼粉末に倣量の有機バインダーを添
加し、これを有機溶媒中をこ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デ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
ラーフィルム上に数百ミクロンの厚さに塗布し乾燥させ
た。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。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１０枚重ね、熱プレスにより圧着一体化し
た後１２５０℃で焼成し、電歪材料積層体を得た。

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
で切断し仮設外部電極を塗布焼付けし更に側面を切断し
て第２図に示すような内部電極が露出している積層体を
得た。このようにして得られた電歪材料積層体に電気泳
動法を適用する。第２図において１は保護膜部分の電歪
材料、２は歪を生じる電歪材料をそれぞれ示す。内部電
極３．４はそれぞれ５と６で示す仮設外部を極ｌこ接続
しており、他の内部電極は一層おきに交互に２つの仮設
外部電極に接続されている。

次に付着物であるガラス粉末を含む懸濁液を以下の方法
で作製する。ホウケイ酸亜給糸結晶化ガラス粉末３０ｇ
、エタノール２９０　ｍｌ！、５％ヨウ素エタノール溶
液１０ｍ／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。３０分間超背波をかけた後、３０分間静置して沈
澱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ている端面の片
方を粘着テープで被い懸濁液にぬれるのを防いだ後、付
着させる端面を上向きにして、前記懸濁液中に沈め、１
５分間放置し端面全面にガラス粉末を堆積させる。放置
する時間を長（すること【こよって堆積するガラス粉末
の厚みを増加させることができる。すた遠心法により強
制的に沈降速度を早め、かつ堆積層の密度を増加させる
こともできる。

次に懸濁液内に対向電極板を沈め、前記積層体の上方３
ｃＩｒＬの位置に設置する。直流電源のプラス端子に仮
設外部電極詔を接続しマイナス端子に対向！極板を接続
し、２０Ｖで２００秒印加する。この場合、懸濁液の代
りにエチルアルコールでも良い。

第５図は設置方法を示す概念図である。図中番号２１は
内部電極を有する電歪材料積層体、２２は絶縁ずべき内
部電極を菫とめた仮設外部電極、２３は露出させるべき
内部電極をまとめた仮設外部電極をそれぞれ示す＝２１
１は＠屠体端面に堆積したガラス粉末である。２５は対
向！極板、２６は前記懸濁液又はエチルアルコール、２
７は直流電源、銘は容器をそれぞれ示す。

電圧印加後、積層体を懸濁液又はエタノールから引き上
げ乾燥させ、７１０℃空気雰囲気で焼成し固着させる。

反対側の端面にも同様の方法でパターン形成を行な−）
た後、第４図に示すような破線の位置で切断し、絶縁物
を形成した２つの面に帯状の外ｆｆｔｓ電極を形成する
と、第１図に示すように内部を極が素子断面に等しい電
歪効果素子を電気的Ｅこ接続することができる。

本発明ｔこよれは歳細な絶縁パターンを高い信頼度で形
成することができるはかりでなく、従来制御がＩ！ｌ！
ｌＩ＠であった絶縁物の層厚を懸濁液中での放置時間の
コントロールという簡単な方法で実現することが可能で
あり大量生産に適した製造方法である。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は電気泳動法を用いて電気的に接続された、内部
ｌｔ！ＬＩＪ７Ａが素子断面積に等しい電歪効果素子を
示す外観図である。図中番号１は保護膜部の電歪材料セ
ラミックス、２は歪を生ずる部分の電歪材料セラミック
ス、３．４は内部電極、７．８はそれらを被う絶縁被膜
、１１は内部′ａ極を一層おきに相互に接続する外部電
４Ｍをそれぞれ示す。１２．１３はマイナス側およびプ
ラス側の外部端子を示す。 第２図は電気泳動法を適用するための電歪材料積層体の
外観図である。図中番号１は保護膜部の電歪材料積層体
、２は歪を発生する部分の電歪材料積層体、３．４は端
面に露出した内部電極、５．６はこれらを相互に接続し
ている仮設外ｓ電極をそれぞれ示す。 第３図は端面の内部電極の露出した部分とその周辺のセ
ラミック上にガラス粉末を形成した電歪材料積層体の外
観図である。図中番号１は保護膜部の電歪材料セラミッ
ク、２は歪を発生する部分の電歪材料セラミック、７は
付着したガラス粉末、５．６は内部電極を一層おきに相
互に接続する仮設外部電極、４は露出している内部電極
をそれぞれ示す。第４図は絶縁被膜を形成した電歪材料
積層体の切断位置（点線部分）を示す外観図である。 図中番号９は両端の使えない部分、１θは外部電極の形
成により電歪効果素子として働く部分をそれぞれ示す。 第５図は本発明の方法による電気泳動装置の接続方法を
示す概略図である。図中番号２１は電歪材料積層体、ｎ
はガラス粉を付着させるべき内部電極をまとめた仮設外
部電極、囚は付着させない方の内部電極をまとめた仮設
外部電極をそれぞれ示す。Ｕは堆積したガラス粉末、２
５は対向電極板、２６は帯電したガラス粉末を含む懸濁
液又はエタノール、２７は直流電源、路は容器をそれぞ
れ示す。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   体を作製し、該積層体の端面Ｉこ露出した内部電極の一
   部およびその近傍の電歪材料上にガラス粉末を付着させ
   る工程を有する電歪効果素子の製造方法において、帯電
   したガラス粉末を含む懸濁液中に前記積層体を置き、あ
   らかじめ沈降により前記端面全面にガラス粉末を堆積さ
   せておき、次にガラス粉末を付着させない内部！極と懸
   濁液中に設置した対向電極用金属板との間に電界をかけ
   ることにより前記ガラス粉末を付着させない内部電極上
   に堆積したガラス粉末のみを静電的力により取り除くこ
   とを特徴とする電歪効果素子の製造方法。