JP2000133857A - 圧電素子の電極形成方法 - Google Patents
圧電素子の電極形成方法Info
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- JP2000133857A JP2000133857A JP30246998A JP30246998A JP2000133857A JP 2000133857 A JP2000133857 A JP 2000133857A JP 30246998 A JP30246998 A JP 30246998A JP 30246998 A JP30246998 A JP 30246998A JP 2000133857 A JP2000133857 A JP 2000133857A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来と同様の電気特性を維持しつつ圧電素子
のワレの発生と電極融着不良を発生させることなしに大
量の電極形成処理が可能である圧電素子の電極形成方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 圧電素子１の両主平面にスクリーン印刷
法を用い電極ペーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜２を
形成した後に焼付けを行い電極を形成する方法におい
て、電極乾燥膜２の外縁部２ａの厚みが内面部２ｂより
も２μｍ〜５μｍ厚くなるように印刷マスクの目止め乳
化剤の厚みを調整したスクリーン印刷マスクを用い、圧
電素子１に電極ペーストを塗布し乾燥し電極乾燥膜２を
形成した後、その圧電素子１を水平面に対して傾斜角を
設け重ねたまま立てて横方向に並べて焼付けを行う。
のワレの発生と電極融着不良を発生させることなしに大
量の電極形成処理が可能である圧電素子の電極形成方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 圧電素子１の両主平面にスクリーン印刷
法を用い電極ペーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜２を
形成した後に焼付けを行い電極を形成する方法におい
て、電極乾燥膜２の外縁部２ａの厚みが内面部２ｂより
も２μｍ〜５μｍ厚くなるように印刷マスクの目止め乳
化剤の厚みを調整したスクリーン印刷マスクを用い、圧
電素子１に電極ペーストを塗布し乾燥し電極乾燥膜２を
形成した後、その圧電素子１を水平面に対して傾斜角を
設け重ねたまま立てて横方向に並べて焼付けを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動子などの圧
電部品を構成する圧電素子の電極形成方法に関するもの
である。
電部品を構成する圧電素子の電極形成方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧電素子の電極形成方法は、図８
に示すようにスクリーン印刷を用い圧電素子１の一方の
面に電極ペーストを印刷し乾燥後に反転し、もう一方の
面にも同様に電極ペーストを印刷し乾燥を行った後、金
属製の網１０の上に圧電素子１が重ならないように１枚
ずつ寝かせて並べ、その網１０を段積みして焼付けを行
い電極を形成していた。
に示すようにスクリーン印刷を用い圧電素子１の一方の
面に電極ペーストを印刷し乾燥後に反転し、もう一方の
面にも同様に電極ペーストを印刷し乾燥を行った後、金
属製の網１０の上に圧電素子１が重ならないように１枚
ずつ寝かせて並べ、その網１０を段積みして焼付けを行
い電極を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の方法では、電極
ペーストを印刷し乾燥した後の外縁部と内面部との膜厚
の差を調整していないために、圧電素子１が重なった場
合においては電極焼付け後に隣合う電極どうしが融着を
生じ剥離できずに不良となったり、空気の流通が悪いた
めに樹脂成分の燃焼に必要な酸素の供給が不十分となっ
て電極焼付け後に炭化物となって電極内及び表面に残存
し電気特性の劣化やハンダ付け性の低下を生じるなど問
題があるため、圧電素子１が重ならないように１枚ずつ
寝かせて並べる必要があった。
ペーストを印刷し乾燥した後の外縁部と内面部との膜厚
の差を調整していないために、圧電素子１が重なった場
合においては電極焼付け後に隣合う電極どうしが融着を
生じ剥離できずに不良となったり、空気の流通が悪いた
めに樹脂成分の燃焼に必要な酸素の供給が不十分となっ
て電極焼付け後に炭化物となって電極内及び表面に残存
し電気特性の劣化やハンダ付け性の低下を生じるなど問
題があるため、圧電素子１が重ならないように１枚ずつ
寝かせて並べる必要があった。
【０００４】上記のことから、圧電素子を並べる時に１
枚ずつ取扱うことにより圧電素子１のワレが多く発生す
ることや、金属製の網１０に圧電素子１を並べ替えるた
めの作業が大変であるという問題点があった。また、使
用する金属製の網１０は空間を多く占めるため単位体積
当たりの処理数量が少なく、昇温にも多くの熱エネルギ
ーを必要とするために生産効率が大変悪いという問題点
もあった。
枚ずつ取扱うことにより圧電素子１のワレが多く発生す
ることや、金属製の網１０に圧電素子１を並べ替えるた
めの作業が大変であるという問題点があった。また、使
用する金属製の網１０は空間を多く占めるため単位体積
当たりの処理数量が少なく、昇温にも多くの熱エネルギ
ーを必要とするために生産効率が大変悪いという問題点
もあった。
【０００５】本発明はこれらの問題点を解決し、圧電素
子のワレが少なく且つ生産効率の優れた圧電素子の電極
形成方法を提供することを目的とするものである。
子のワレが少なく且つ生産効率の優れた圧電素子の電極
形成方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明は、圧電素子の両主平面にスクリーン印刷法
を用いて電極ペーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形
成した後に焼付けを行い電極を形成する方法において、
電極乾燥膜の外縁部の厚みが内面部よりも２μｍ〜５μ
ｍ厚くなるように印刷マスクの目止めシートの厚みを調
整したスクリーン印刷マスクを用い、圧電素子に電極ペ
ーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形成した後、その
圧電素子を水平面に対して傾斜角を設け重ねたまま立て
て横方向に並べて焼付けを行い電極を形成することで、
圧電素子のワレ不良を少なくし、且つ、効率良く圧電素
子の電極形成ができる方法を提供することができるもの
である。
めに本発明は、圧電素子の両主平面にスクリーン印刷法
を用いて電極ペーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形
成した後に焼付けを行い電極を形成する方法において、
電極乾燥膜の外縁部の厚みが内面部よりも２μｍ〜５μ
ｍ厚くなるように印刷マスクの目止めシートの厚みを調
整したスクリーン印刷マスクを用い、圧電素子に電極ペ
ーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形成した後、その
圧電素子を水平面に対して傾斜角を設け重ねたまま立て
て横方向に並べて焼付けを行い電極を形成することで、
圧電素子のワレ不良を少なくし、且つ、効率良く圧電素
子の電極形成ができる方法を提供することができるもの
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧電素子の両主平面にスクリーン印刷法を用いて電
極ペーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形成した後に
焼付けを行い電極を形成する方法において、電極乾燥膜
の外縁部の厚みが内面部よりも２μｍ〜５μｍ厚くなる
ように印刷マスクの目止めシートの厚みを調整したスク
リーン印刷マスクを用い、圧電素子に電極ペーストを塗
布し乾燥して電極乾燥膜を形成した後、その圧電素子を
水平面に対して傾斜角を設け重ねたまま立てて横方向に
並べて焼付けを行い電極を形成する圧電素子の電極形成
方法であり、上記のスクリーン印刷方法で形成した電極
乾燥膜は、その外縁部が内面部より膜厚みが厚くなる傾
向があり、その外縁部を内面部より２μｍ〜５μｍ厚く
なるように印刷マスクを調整したものを用いることで隣
合う圧電素子は電極乾燥膜の外縁部での接触となるため
その接触面積を小さくすることができ、且つ、水平面に
対して傾斜角を設け重ねたまま立てて横方向に並べるこ
とで外縁部は点接触となりさらに接触面積を小さくする
ことができるため、電極焼付け後においても圧電素子に
軽い振動を与えるだけで融着した点接触部分を容易に剥
離することができるようになるのである。また、圧電素
子を重ねたまま取り扱う作業となるため圧電素子の個々
に掛かる荷重が軽減されてワレも少なくなると共に、少
ないスペースでも多く圧電素子が並べられるので単位体
積当たりの処理数量が多くなる。更に、傾斜角を設けて
並べることで圧電素子の電極乾燥膜の間に空気を流通さ
せるのに必要な隙間ができるために、炭化物を残留させ
ることなしに電極焼付けができることで、電気特性やハ
ンダ付け性に影響を与えることがないという作用を有す
るものである。
は、圧電素子の両主平面にスクリーン印刷法を用いて電
極ペーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形成した後に
焼付けを行い電極を形成する方法において、電極乾燥膜
の外縁部の厚みが内面部よりも２μｍ〜５μｍ厚くなる
ように印刷マスクの目止めシートの厚みを調整したスク
リーン印刷マスクを用い、圧電素子に電極ペーストを塗
布し乾燥して電極乾燥膜を形成した後、その圧電素子を
水平面に対して傾斜角を設け重ねたまま立てて横方向に
並べて焼付けを行い電極を形成する圧電素子の電極形成
方法であり、上記のスクリーン印刷方法で形成した電極
乾燥膜は、その外縁部が内面部より膜厚みが厚くなる傾
向があり、その外縁部を内面部より２μｍ〜５μｍ厚く
なるように印刷マスクを調整したものを用いることで隣
合う圧電素子は電極乾燥膜の外縁部での接触となるため
その接触面積を小さくすることができ、且つ、水平面に
対して傾斜角を設け重ねたまま立てて横方向に並べるこ
とで外縁部は点接触となりさらに接触面積を小さくする
ことができるため、電極焼付け後においても圧電素子に
軽い振動を与えるだけで融着した点接触部分を容易に剥
離することができるようになるのである。また、圧電素
子を重ねたまま取り扱う作業となるため圧電素子の個々
に掛かる荷重が軽減されてワレも少なくなると共に、少
ないスペースでも多く圧電素子が並べられるので単位体
積当たりの処理数量が多くなる。更に、傾斜角を設けて
並べることで圧電素子の電極乾燥膜の間に空気を流通さ
せるのに必要な隙間ができるために、炭化物を残留させ
ることなしに電極焼付けができることで、電気特性やハ
ンダ付け性に影響を与えることがないという作用を有す
るものである。
【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、電極乾
燥膜を形成した圧電素子を水平面に対して４５°〜８０
°の傾斜角を設け重ねたまま立てて横方向に並べて焼付
けを行い電極を形成する請求項１に記載の圧電素子の電
極形成方法であり、これは電極焼付け時に圧電素子を傾
斜させて並べる角度を規定したものであり、この傾斜を
つけることによって、電極乾燥膜の外縁部が点接触する
よう並べられると共に圧電素子相互の荷重を軽減するこ
とができるために、電極焼付け後においても圧電素子に
軽い振動を与えることだけで融着した点接触部分を容易
に剥離することができるようになるのである。
燥膜を形成した圧電素子を水平面に対して４５°〜８０
°の傾斜角を設け重ねたまま立てて横方向に並べて焼付
けを行い電極を形成する請求項１に記載の圧電素子の電
極形成方法であり、これは電極焼付け時に圧電素子を傾
斜させて並べる角度を規定したものであり、この傾斜を
つけることによって、電極乾燥膜の外縁部が点接触する
よう並べられると共に圧電素子相互の荷重を軽減するこ
とができるために、電極焼付け後においても圧電素子に
軽い振動を与えることだけで融着した点接触部分を容易
に剥離することができるようになるのである。
【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、電極乾
燥膜を形成した圧電素子を水平面に対して１０°以上の
勾配を設けた斜面に重ねたまま立てて並べて焼付けを行
い電極を形成する請求項１に記載の圧電素子の電極形成
方法であり、傾斜角を設けた斜面に圧電素子を並べるこ
とで、圧電素子を水平面に対して傾斜させて並べた時と
同じ効果が得られるという作用を有するものである。
燥膜を形成した圧電素子を水平面に対して１０°以上の
勾配を設けた斜面に重ねたまま立てて並べて焼付けを行
い電極を形成する請求項１に記載の圧電素子の電極形成
方法であり、傾斜角を設けた斜面に圧電素子を並べるこ
とで、圧電素子を水平面に対して傾斜させて並べた時と
同じ効果が得られるという作用を有するものである。
【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、圧電素
子に塗布した電極ペーストを２００℃〜４００℃の温度
で乾燥し電極乾燥膜を形成する請求項１から請求項３の
何れか一つに記載の圧電素子の電極形成方法であり、ス
クリーン印刷した電極ペーストの乾燥は一般的に２００
℃よりも低い温度で行われているが、この温度では電極
ペーストに含まれている溶剤成分は除去されるが、樹脂
成分は残留したままであり、このため圧電素子を重ねた
まま電極焼付けするような場合においては、空気の流通
が不十分となるために樹脂成分の不完全燃焼が発生しや
すい状態となる。このことを回避するために電極焼付け
前にあらかじめ電極ペーストの乾燥を２００℃〜４００
℃の温度で行うことで樹脂成分を完全に分解・燃焼させ
て除去するものであり、電極内の炭化物が残留すること
で発生する電気特性の劣化やハンダ付け性の低下を防止
することができるのである。また、乾燥した電極乾燥膜
は金属成分とガラス成分のみとなるため、電極焼付け時
に樹脂成分を分解・燃焼させて除去する時間がいらなく
なり、短時間サイクルの焼付け処理が可能となる。更
に、処理数量を多くしても少ないエネルギーで電極を形
成することができるという作用を有するものである。
子に塗布した電極ペーストを２００℃〜４００℃の温度
で乾燥し電極乾燥膜を形成する請求項１から請求項３の
何れか一つに記載の圧電素子の電極形成方法であり、ス
クリーン印刷した電極ペーストの乾燥は一般的に２００
℃よりも低い温度で行われているが、この温度では電極
ペーストに含まれている溶剤成分は除去されるが、樹脂
成分は残留したままであり、このため圧電素子を重ねた
まま電極焼付けするような場合においては、空気の流通
が不十分となるために樹脂成分の不完全燃焼が発生しや
すい状態となる。このことを回避するために電極焼付け
前にあらかじめ電極ペーストの乾燥を２００℃〜４００
℃の温度で行うことで樹脂成分を完全に分解・燃焼させ
て除去するものであり、電極内の炭化物が残留すること
で発生する電気特性の劣化やハンダ付け性の低下を防止
することができるのである。また、乾燥した電極乾燥膜
は金属成分とガラス成分のみとなるため、電極焼付け時
に樹脂成分を分解・燃焼させて除去する時間がいらなく
なり、短時間サイクルの焼付け処理が可能となる。更
に、処理数量を多くしても少ないエネルギーで電極を形
成することができるという作用を有するものである。
【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、電極乾
燥膜を形成した圧電素子を並べる際に、圧電素子及び電
極乾燥膜に接する部分にセラミックスを用いる請求項１
から請求項３の何れか一つに記載の圧電素子の電極形成
方法であり、圧電素子や電極乾燥膜は電極焼付け時にお
いても接触部分では被接触物との反応が生じやすいため
に外観的な不良を発生しやすい。従って、反応しにくい
セラミックを選択して使用することでこれらの不良の発
生を防止することができるという作用を有するものであ
る。
燥膜を形成した圧電素子を並べる際に、圧電素子及び電
極乾燥膜に接する部分にセラミックスを用いる請求項１
から請求項３の何れか一つに記載の圧電素子の電極形成
方法であり、圧電素子や電極乾燥膜は電極焼付け時にお
いても接触部分では被接触物との反応が生じやすいため
に外観的な不良を発生しやすい。従って、反応しにくい
セラミックを選択して使用することでこれらの不良の発
生を防止することができるという作用を有するものであ
る。
【００１２】以下、本発明の一実施の形態を説明する。
図１は圧電素子１を傾けて並べた時の断面図、図２は圧
電素子１を傾けて並べる治具の斜視図、図３は傾けた斜
面に圧電素子１を並べた時の断面図、図４は傾けた斜面
に圧電素子１を並べる治具の斜視図、図５は圧電素子１
を傾けて並べた時の空気の流れを示した断面図、図６は
圧電素子１を傾けないで並べた時の空気の流れを示した
断面図、図７は電極ペーストの乾燥温度と電極ペースト
の重量減少率を表したグラフを示している。
図１は圧電素子１を傾けて並べた時の断面図、図２は圧
電素子１を傾けて並べる治具の斜視図、図３は傾けた斜
面に圧電素子１を並べた時の断面図、図４は傾けた斜面
に圧電素子１を並べる治具の斜視図、図５は圧電素子１
を傾けて並べた時の空気の流れを示した断面図、図６は
圧電素子１を傾けないで並べた時の空気の流れを示した
断面図、図７は電極ペーストの乾燥温度と電極ペースト
の重量減少率を表したグラフを示している。
【００１３】図中において、１は圧電素子、２は電極乾
燥膜、２ａは電極乾燥膜２の外縁部、２ｂは電極乾燥膜
２の内面部、３は圧電素子１を傾けて並べる金属製の治
具、４はセラミック製のスペーサ、５は治具３に取り付
けられたセラミック製の棒、６は底部分に傾斜をつけた
圧電素子１を並べる金属製の治具、７は空気の流れであ
り、Ａは電極ペースト中の溶剤成分による重量減少率、
Ｂは電極ペースト中の樹脂成分による重量減少率であ
る。
燥膜、２ａは電極乾燥膜２の外縁部、２ｂは電極乾燥膜
２の内面部、３は圧電素子１を傾けて並べる金属製の治
具、４はセラミック製のスペーサ、５は治具３に取り付
けられたセラミック製の棒、６は底部分に傾斜をつけた
圧電素子１を並べる金属製の治具、７は空気の流れであ
り、Ａは電極ペースト中の溶剤成分による重量減少率、
Ｂは電極ペースト中の樹脂成分による重量減少率であ
る。
【００１４】電極ペースト（図示せず）をスクリーン印
刷する印刷マスク（図示せず）は、＃３００の樹脂繊維
製メッシュを用い、直径１９mmの円柱状に抜いた厚みの
目止めシートを貼付けて作製した。尚、目止めシートの
厚さは３，１０，１５，２０，２５，３０μｍのものを
それぞれ貼付けた。また、圧電素子１は直径２０mm、厚
さ０．２mmの円板状のものを用いた。
刷する印刷マスク（図示せず）は、＃３００の樹脂繊維
製メッシュを用い、直径１９mmの円柱状に抜いた厚みの
目止めシートを貼付けて作製した。尚、目止めシートの
厚さは３，１０，１５，２０，２５，３０μｍのものを
それぞれ貼付けた。また、圧電素子１は直径２０mm、厚
さ０．２mmの円板状のものを用いた。
【００１５】先ず、前記の印刷マスクをスクリーン印刷
機（図示せず）に位置を合わせて取り付けた後、圧電素
子１の一方の面に電極ペーストを塗布し２００℃で乾燥
後、圧電素子１を反転しもう一方の面にも同様にして電
極ペーストを塗布し４００℃の温度で１０分間乾燥して
電極乾燥膜２を形成した。
機（図示せず）に位置を合わせて取り付けた後、圧電素
子１の一方の面に電極ペーストを塗布し２００℃で乾燥
後、圧電素子１を反転しもう一方の面にも同様にして電
極ペーストを塗布し４００℃の温度で１０分間乾燥して
電極乾燥膜２を形成した。
【００１６】尚、電極ペーストの乾燥温度を４００℃よ
りも高い温度で行うと、電極ペーストに含まれているガ
ラス成分の溶融や金属成分の焼結が進行してしまうため
に圧電素子の反り等の不具合を生じるようになる。ま
た、一般的に電極ペーストに使用される樹脂は４００℃
以下で分解・燃焼させることができる。
りも高い温度で行うと、電極ペーストに含まれているガ
ラス成分の溶融や金属成分の焼結が進行してしまうため
に圧電素子の反り等の不具合を生じるようになる。ま
た、一般的に電極ペーストに使用される樹脂は４００℃
以下で分解・燃焼させることができる。
【００１７】次に、電極乾燥膜２を形成した圧電素子１
を図２に示す治具３に図１に示すように傾斜角７０°の
スペーサ４を用いて傾けて並べ、８５０℃で１０分間保
持し焼付けを行った。この時の空気の流れ７は図５に示
すようになり、確実に焼付けが行えることになる。
を図２に示す治具３に図１に示すように傾斜角７０°の
スペーサ４を用いて傾けて並べ、８５０℃で１０分間保
持し焼付けを行った。この時の空気の流れ７は図５に示
すようになり、確実に焼付けが行えることになる。
【００１８】次いで、電極焼付け後に圧電素子１を取り
出し軽く振動を与えて揃えて熱的に電極の一部が付着し
たものを個々に分離した。
出し軽く振動を与えて揃えて熱的に電極の一部が付着し
たものを個々に分離した。
【００１９】目止めシートの厚さと圧電素子１に形成し
た電極乾燥膜２の外縁部２ａと内面部２ｂの厚み及び上
記の作業により得られた圧電素子１の電極融着不良の発
生率（熱的に電極の一部が付着したもので剥離できなか
った不良の発生率）を併せて（表１）に示した。
た電極乾燥膜２の外縁部２ａと内面部２ｂの厚み及び上
記の作業により得られた圧電素子１の電極融着不良の発
生率（熱的に電極の一部が付着したもので剥離できなか
った不良の発生率）を併せて（表１）に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】（表１）より明らかなように、外縁部２ａ
と内面部２ｂの厚みの差が２μｍよりも小さいと電極乾
燥膜２の全体が接触した状態となるため、電極乾燥膜２
の電極融着不良が多く発生する。また、５μｍよりも大
きくなると電極乾燥膜２の厚さも厚くなると共に外縁部
２ａの幅も広がり重ねた部分の接触面積が増えるため、
圧電素子１に軽く振動を与えても個々に分離することが
できずに電極融着不良が多く発生する。また、何れの場
合においても重ねたままの取扱いを行ったために圧電素
子１のワレは発生することがなかった。
と内面部２ｂの厚みの差が２μｍよりも小さいと電極乾
燥膜２の全体が接触した状態となるため、電極乾燥膜２
の電極融着不良が多く発生する。また、５μｍよりも大
きくなると電極乾燥膜２の厚さも厚くなると共に外縁部
２ａの幅も広がり重ねた部分の接触面積が増えるため、
圧電素子１に軽く振動を与えても個々に分離することが
できずに電極融着不良が多く発生する。また、何れの場
合においても重ねたままの取扱いを行ったために圧電素
子１のワレは発生することがなかった。
【００２２】以上の結果から、電極ペーストをスクリー
ン印刷し乾燥した後の電極乾燥膜２の外縁部２ａと内面
部２ｂとの膜厚の差が２〜５μｍとなるように印刷マス
クを調整することと２００℃以上の温度で乾燥すること
及び圧電素子１を傾けて重ねたまま並べることによっ
て、図７に示すように電極ペースト中の溶剤と樹脂成分
を乾燥時点であらかじめ除去して樹脂成分の不完全燃焼
を無くし、且つ、限られたスペースの中で圧電素子１を
多く並べて焼付けすることができるのである。即ち、従
来と同様の電気特性を維持しつつ圧電素子１のワレの発
生と電極融着不良を発生させることなしに大量の電極形
成処理が可能となるのである。
ン印刷し乾燥した後の電極乾燥膜２の外縁部２ａと内面
部２ｂとの膜厚の差が２〜５μｍとなるように印刷マス
クを調整することと２００℃以上の温度で乾燥すること
及び圧電素子１を傾けて重ねたまま並べることによっ
て、図７に示すように電極ペースト中の溶剤と樹脂成分
を乾燥時点であらかじめ除去して樹脂成分の不完全燃焼
を無くし、且つ、限られたスペースの中で圧電素子１を
多く並べて焼付けすることができるのである。即ち、従
来と同様の電気特性を維持しつつ圧電素子１のワレの発
生と電極融着不良を発生させることなしに大量の電極形
成処理が可能となるのである。
【００２３】また、目止めシートの厚みが１５μｍのも
ので外縁部２ａと内面部２ｂの厚みの差が３μｍとなる
ように調整した印刷マスクで電極乾燥膜２を形成した圧
電素子１を用い、スペーサ４の傾斜の角度を変えて圧電
素子１を並べて焼付けを行った時の電極融着不良の発生
率を（表２）に示した。
ので外縁部２ａと内面部２ｂの厚みの差が３μｍとなる
ように調整した印刷マスクで電極乾燥膜２を形成した圧
電素子１を用い、スペーサ４の傾斜の角度を変えて圧電
素子１を並べて焼付けを行った時の電極融着不良の発生
率を（表２）に示した。
【００２４】
【表２】
【００２５】（表２）から明らかなように、傾斜角が４
５°以下及び８０°以上の場合では電極融着不良の発生
率が多くなる。これは、傾斜角が４５°より小さいスペ
ーサ４を用いると、重ねた圧電素子１の荷重が電極乾燥
膜２の外縁部２ａに集中し接触した電極どうしが強固に
融着するために、焼付け後に軽く振動させた程度では剥
離しないものとなる。一方、９０°のスペーサ４を用い
た場合は、外縁部２ａ全体が図６に示すように接触する
ことになるため電極どうしの付着面積が多くなり簡単に
剥離することができなくなる。従って、使用するスペー
サ４の傾斜角が４５°〜８０°の範囲のものを用いるこ
とが好ましいことがわかる。
５°以下及び８０°以上の場合では電極融着不良の発生
率が多くなる。これは、傾斜角が４５°より小さいスペ
ーサ４を用いると、重ねた圧電素子１の荷重が電極乾燥
膜２の外縁部２ａに集中し接触した電極どうしが強固に
融着するために、焼付け後に軽く振動させた程度では剥
離しないものとなる。一方、９０°のスペーサ４を用い
た場合は、外縁部２ａ全体が図６に示すように接触する
ことになるため電極どうしの付着面積が多くなり簡単に
剥離することができなくなる。従って、使用するスペー
サ４の傾斜角が４５°〜８０°の範囲のものを用いるこ
とが好ましいことがわかる。
【００２６】一方、電極焼付けに必要な熱量について本
発明と従来方法を比較すると以下のようになる。
発明と従来方法を比較すると以下のようになる。
【００２７】従来方法の例として幅１５０mm、長さ２０
０mm、厚み６mmの金属製の網１０（ニッケルとして１枚
当たりの重さ１５０ｇ）を用い１１段重ねて圧電素子１
の電極を焼付けた場合と、本発明例として傾斜角７０°
のスペーサ４と幅１５０mm、長さ１５０mm、高さ３０m
m、厚さ１．０mmの金属製の枠に直径２mm、長さ１５．
５mmのアルミナ製の棒で構成した治具３を用いて圧電素
子１の電極を焼付ける場合とを比較すると、従来例は１
１枚分のニッケル網１０を１℃上げるのに必要な熱量は
１７５．７２５ｃａｌ／℃となるが、本発明の治具３で
は２４．４１９ｃａｌ／℃となり、この差を圧電素子１
の枚数に換算すると、本発明の治具では１２３５枚分多
く処理することができる。従って、本発明の焼付け治具
３を用いることで、現状の焼付けでは４８０枚程度の処
理に対し同様の条件では３倍程度多くの電極焼付けが可
能となるため、処理効率を大幅に向上させることができ
るのである。
０mm、厚み６mmの金属製の網１０（ニッケルとして１枚
当たりの重さ１５０ｇ）を用い１１段重ねて圧電素子１
の電極を焼付けた場合と、本発明例として傾斜角７０°
のスペーサ４と幅１５０mm、長さ１５０mm、高さ３０m
m、厚さ１．０mmの金属製の枠に直径２mm、長さ１５．
５mmのアルミナ製の棒で構成した治具３を用いて圧電素
子１の電極を焼付ける場合とを比較すると、従来例は１
１枚分のニッケル網１０を１℃上げるのに必要な熱量は
１７５．７２５ｃａｌ／℃となるが、本発明の治具３で
は２４．４１９ｃａｌ／℃となり、この差を圧電素子１
の枚数に換算すると、本発明の治具では１２３５枚分多
く処理することができる。従って、本発明の焼付け治具
３を用いることで、現状の焼付けでは４８０枚程度の処
理に対し同様の条件では３倍程度多くの電極焼付けが可
能となるため、処理効率を大幅に向上させることができ
るのである。
【００２８】更に外縁部２ａと内面部２ｂの膜厚の差が
３μｍになるように、目止めシートの厚さを１５μｍに
調整した印刷マスクを用い電極乾燥膜２を形成した圧電
素子１を、図４に示したように底部を水平方向に対して
２０°傾斜させた治具６を用い、圧電素子１に傾斜をつ
けて並べ電極焼付けを行った場合においても傾斜角７０
°のスペーサ４を用いた時と同じ結果が得られた。
３μｍになるように、目止めシートの厚さを１５μｍに
調整した印刷マスクを用い電極乾燥膜２を形成した圧電
素子１を、図４に示したように底部を水平方向に対して
２０°傾斜させた治具６を用い、圧電素子１に傾斜をつ
けて並べ電極焼付けを行った場合においても傾斜角７０
°のスペーサ４を用いた時と同じ結果が得られた。
【００２９】尚、電極ペーストの電極材として、銀や銅
などが可能であり、治具３及び治具６のセラミック製の
棒５は、アルミナやカルシア及び圧電素子１の組成と同
系等の材料など、また、治具３，６の金属としてはニッ
ケル、モリブデン、ステンレスなどを用いることが可能
である。
などが可能であり、治具３及び治具６のセラミック製の
棒５は、アルミナやカルシア及び圧電素子１の組成と同
系等の材料など、また、治具３，６の金属としてはニッ
ケル、モリブデン、ステンレスなどを用いることが可能
である。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、従来と同様の電気特性
を維持しつつ圧電素子のワレの発生と電極融着不良を発
生させることなしに大量の電極形成処理が可能となるの
である。また、従来の電極焼付け炉を同様の条件で用い
ることは可能であり、且つ、電極焼付け炉を新規に設計
する場合においては、小スペース、省エネルギーなもの
も可能となるのである。
を維持しつつ圧電素子のワレの発生と電極融着不良を発
生させることなしに大量の電極形成処理が可能となるの
である。また、従来の電極焼付け炉を同様の条件で用い
ることは可能であり、且つ、電極焼付け炉を新規に設計
する場合においては、小スペース、省エネルギーなもの
も可能となるのである。
【図１】本発明の圧電素子の電極形成方法の一実施の形
態における圧電素子を傾けて並べた時の断面図
態における圧電素子を傾けて並べた時の断面図
【図２】同圧電素子を傾けて並べる治具の斜視図
【図３】同傾けた斜面に圧電素子を並べた時の断面図
【図４】同傾けた斜面に圧電素子を並べる治具の斜視図
【図５】同圧電素子を傾けて並べた時の空気の流れを示
した断面図
した断面図
【図６】同圧電素子を傾けないで並べた時の空気の流れ
を示した断面図
を示した断面図
【図７】同電極焼付け温度と電極ペーストの重量減少率
を表した図
を表した図
【図８】同金属網を用いた従来の圧電素子の電極形成方
法を示す斜視図
法を示す斜視図
１ 圧電素子 ２ 電極乾燥膜 ２ａ 電極乾燥膜の外縁部 ２ｂ 電極乾燥膜の内面部 ３ 圧電素子を傾けて並べる金属製の治具 ４ セラミック製のスペーサ ５ セラミック製の棒 ６ 底部分に傾斜をつけた圧電素子を並べる金属製の治
具 ７ 空気の流れ Ａ 電極ペースト中の溶剤成分による重量減少率 Ｂ 電極ペースト中の樹脂成分による重量減少率
具 ７ 空気の流れ Ａ 電極ペースト中の溶剤成分による重量減少率 Ｂ 電極ペースト中の樹脂成分による重量減少率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井田 純一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J108 MM14
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電素子の両主平面にスクリーン印刷法
を用いて電極ペーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形
成した後に焼付けを行い電極を形成する方法において、
電極乾燥膜の外縁部の厚みが内面部よりも２μｍ〜５μ
ｍ厚くなるように印刷マスクの目止めシートの厚みを調
整したスクリーン印刷マスクを用い、圧電素子に電極ペ
ーストを塗布し乾燥して電極乾燥膜を形成した後、その
圧電素子を水平面に対して傾斜角を設け重ねたまま立て
て横方向に並べて焼付けを行い電極を形成する圧電素子
の電極形成方法。 - 【請求項２】 電極乾燥膜を形成した圧電素子を水平面
に対して４５°〜８０°の傾斜角を設け重ねたまま立て
て横方向に並べて焼付けを行い電極を形成する請求項１
に記載の圧電素子の電極形成方法。 - 【請求項３】 電極乾燥膜を形成した圧電素子を水平面
に対して１０°以上の勾配を設けた斜面に重ねたまま立
てて並べて焼付けを行い電極を形成する請求項１に記載
の圧電素子の電極形成方法。 - 【請求項４】 圧電素子に塗布した電極ペーストを２０
０℃〜４００℃の温度で乾燥し電極乾燥膜を形成する請
求項１から請求項３の何れか一つに記載の圧電素子の電
極形成方法。 - 【請求項５】 電極乾燥膜を形成した圧電素子を並べる
際に、圧電素子及び電極乾燥膜に接する部分にセラミッ
クスを用いる請求項１から請求項３の何れか一つに記載
の圧電素子の電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30246998A JP3454170B2 (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 圧電素子の電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30246998A JP3454170B2 (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 圧電素子の電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133857A true JP2000133857A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3454170B2 JP3454170B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=17909330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30246998A Expired - Fee Related JP3454170B2 (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 圧電素子の電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454170B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7354500B2 (en) * | 2003-08-20 | 2008-04-08 | Jeol Ltd. | Mask and apparatus using it to prepare sample by ion milling |
| US7567451B2 (en) | 2006-12-04 | 2009-07-28 | Seiko Epson Corporation | Ferroelectric memory device and electronic equipment |
| CN104551510A (zh) * | 2013-10-12 | 2015-04-29 | 深圳先进技术研究院 | 大角度压电陶瓷片点焊加工治具 |
| CN104972259A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 深圳先进技术研究院 | 大角度压电陶瓷片点焊加工治具 |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP30246998A patent/JP3454170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7354500B2 (en) * | 2003-08-20 | 2008-04-08 | Jeol Ltd. | Mask and apparatus using it to prepare sample by ion milling |
| US7567451B2 (en) | 2006-12-04 | 2009-07-28 | Seiko Epson Corporation | Ferroelectric memory device and electronic equipment |
| CN104551510A (zh) * | 2013-10-12 | 2015-04-29 | 深圳先进技术研究院 | 大角度压电陶瓷片点焊加工治具 |
| CN104972259A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 深圳先进技术研究院 | 大角度压电陶瓷片点焊加工治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3454170B2 (ja) | 2003-10-06 |
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