JP2000340855A - Piezoelectric ceramic device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パラジウムを主成
分とする内部電極を有する圧電セラミックデバイスに関
し、特に1150℃以下の低温焼成にて製造される圧電
セラミックデバイスに関する。The present invention relates to a piezoelectric ceramic device having an internal electrode containing palladium as a main component, and more particularly to a piezoelectric ceramic device manufactured by firing at a low temperature of 1150 ° C. or less.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の圧電セラミックデバイスは、圧
電トランス、セラミック共振子、セラミックフィルタ、
圧電変位素子、圧電ブザーあるいは超音波振動子等々に
広く応用されている。2. Description of the Related Art This type of piezoelectric ceramic device includes a piezoelectric transformer, a ceramic resonator, a ceramic filter,
It is widely applied to piezoelectric displacement elements, piezoelectric buzzers, ultrasonic vibrators, and the like.
【0003】一般的な圧電トランスには長方形の圧電セ
ラミック板が用いられ、厚み方向に分極された一次側
(入力側)と、長さ方向に分極された二次側(出力側)
とからなる。そして、1波長または1/2波長共振の交
流電界を加えると、低インピーダンスの一次側で電気エ
ネルギーが振動エネルギーに変換され、この振動エネル
ギーが高インピーダンスの二次側に伝播して、ここで電
気エネルギーに変換されることにより、二次側から高電
圧が取り出される。A rectangular piezoelectric ceramic plate is used for a general piezoelectric transformer, and a primary side (input side) polarized in a thickness direction and a secondary side (output side) polarized in a length direction.
Consists of When an AC electric field of one-wavelength or half-wave resonance is applied, electric energy is converted into vibration energy on the low impedance primary side, and the vibration energy propagates to the high impedance secondary side, where the electric energy is converted. By being converted into energy, a high voltage is extracted from the secondary side.
【0004】こうした圧電トランスにおいては、一次側
のインピーダンスZ1と二次側のインピーダンスZ2と
の比Z2/Z1が昇圧比V2/V1に相関することか
ら、一次側のインピーダンスをさらに小さくして昇圧比
の高い圧電トランスを得るために、一次側を圧電体層と
内部電極層との積層構造とすることも行われている。In such a piezoelectric transformer, since the ratio Z2 / Z1 between the impedance Z1 on the primary side and the impedance Z2 on the secondary side is correlated with the boosting ratio V2 / V1, the impedance on the primary side is further reduced to increase the boosting ratio. In order to obtain a high-voltage piezoelectric transformer, the primary side has a laminated structure of a piezoelectric layer and an internal electrode layer.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した圧
電体層と内部電極層との積層構造を有する圧電トランス
においては、焼成を大気中で実施する場合には、内部電
極を構成する材料として従来より貴金属が用いられてい
た。たとえば、1200℃程度の焼成温度であればパラ
ジウムが用いられ、900〜1200℃の焼成温度であ
れば銀−パラジウム合金が用いられていた。Incidentally, in the above-described piezoelectric transformer having a laminated structure of the piezoelectric layer and the internal electrode layer, when firing is performed in the air, the material constituting the internal electrode is not conventionally used. More noble metals were used. For example, palladium has been used at a firing temperature of about 1200 ° C., and a silver-palladium alloy has been used at a firing temperature of 900 to 1200 ° C.
【0006】しかしながら、内部電極材料に銀−パラジ
ウム合金を用いると、銀成分が圧電体層に拡散し、これ
により圧電トランスの圧電特性が低下するといった問題
があった。これに対して、パラジウムの焼結温度は13
00℃と高いため、圧電材料の焼成温度が900〜12
00℃程度の低温である場合にパラジウム電極を用いる
と、圧電体層と内部電極層にデラミネーション(層間剥
離)が生じ、信頼性が低下するといった問題があった。However, when a silver-palladium alloy is used as the internal electrode material, there is a problem that the silver component diffuses into the piezoelectric layer, thereby deteriorating the piezoelectric characteristics of the piezoelectric transformer. On the other hand, the sintering temperature of palladium is 13
Since it is as high as 00 ° C., the firing temperature of the piezoelectric material is 900 to 12
When a palladium electrode is used at a low temperature of about 00 ° C., there is a problem that delamination (delamination) occurs between the piezoelectric layer and the internal electrode layer, and reliability is reduced.
【0007】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、低温焼成であってもパラジ
ウム電極のデラミネーションが防止できる圧電セラミッ
クデバイスを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and has as its object to provide a piezoelectric ceramic device capable of preventing delamination of a palladium electrode even at low temperature firing.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】(1) 上記目的を達成
するために、本発明によれば、パラジウムを主成分とす
る内部電極を有し、1150℃以下の温度で焼成される
圧電セラミックデバイスにおいて、前記内部電極に含ま
れる金属成分に対して、1重量%超、10重量%未満の
ガラスが、前記内部電極に添加されていることを特徴と
する圧電セラミックデバイスが提供される。According to the present invention, there is provided a piezoelectric ceramic device having an internal electrode containing palladium as a main component and firing at a temperature of 1150 ° C. or less. In the above, there is provided a piezoelectric ceramic device, wherein more than 1% by weight and less than 10% by weight of glass are added to the internal electrode with respect to a metal component contained in the internal electrode.
【0009】1150℃以下で低温焼成する圧電セラミ
ックデバイスの内部電極にパラジウムを用いると、パラ
ジウムの焼結温度が1300℃と高いため、圧電体との
収縮挙動が異なりデラミネーションが発生するが、本発
明では1重量%超、10重量%未満のガラスが添加され
ているので、パラジウムの焼結性が向上して圧電体の縮
率に近づき、これにより圧電体層と内部電極層とのデラ
ミネーションが防止される。When palladium is used for the internal electrode of a piezoelectric ceramic device which is fired at a low temperature of 1150 ° C. or less, the sintering temperature of the palladium is as high as 1300 ° C., so that the shrinkage behavior with the piezoelectric material is different and delamination occurs. In the present invention, since more than 1% by weight and less than 10% by weight of glass are added, the sinterability of palladium is improved to approach the shrinkage ratio of the piezoelectric body, thereby delamination between the piezoelectric layer and the internal electrode layer. Is prevented.
【0010】また、ガラスを添加することにより圧電体
層と内部電極層との接着性が向上し、これによっても両
層のデラミネーションが防止されることになる。Further, by adding glass, the adhesion between the piezoelectric layer and the internal electrode layer is improved, thereby also preventing delamination of both layers.
【0011】なお、内部電極に添加されるガラスが1重
量%以下であると内部電極層および圧電体層にデラミネ
ーションが発生し、10重量%以上であると圧電効率が
低下する。When the glass added to the internal electrode is 1% by weight or less, delamination occurs in the internal electrode layer and the piezoelectric layer, and when it is 10% by weight or more, the piezoelectric efficiency decreases.
【0012】(2) 上記発明において、特に限定はさ
れないが、前記ガラスの軟化点が、800℃以上、90
0℃以下であることがより好ましい。ガラスの軟化点が
800℃未満であると適当量添加しても内部電極層およ
び圧電体層にデラミネーションが発生し、900℃を超
えても同様に内部電極層および圧電体層にデラミネーシ
ョンが発生する。(2) In the above invention, although not particularly limited, the softening point of the glass is 800 ° C. or more and 90 ° C.
It is more preferable that the temperature is 0 ° C. or lower. If the softening point of the glass is less than 800 ° C, delamination occurs in the internal electrode layer and the piezoelectric layer even when an appropriate amount is added, and delamination similarly occurs in the internal electrode layer and the piezoelectric layer even when the softening point exceeds 900 ° C. appear.
【0013】また、上記発明において、特に限定はされ
ないが、前記ガラスの平均粒径が、0.5μm以上、3
μm以下であることがより好ましい。ガラスの平均粒径
が0.5μm未満のものは粉砕製造性が悪く、3μmを
超えると圧電体シートへのスクリーン印刷に悪影響を及
ぼす。In the above invention, the average particle size of the glass is not less than 0.5 μm, but not particularly limited.
It is more preferable that it is not more than μm. If the average particle diameter of the glass is less than 0.5 μm, the pulverization productivity is poor, and if it exceeds 3 μm, screen printing on the piezoelectric sheet is adversely affected.
【0014】(3) 本発明における内部電極へのガラ
スの添加量は、内部電極となるペーストに含まれる金属
成分の重量に対する比率を意味し、パラジウム以外の金
属が含まれる場合には、それらの添加物または不純物を
含めた金属成分に対する重量%である。(3) The amount of glass to be added to the internal electrode in the present invention means the ratio to the weight of the metal component contained in the paste to be the internal electrode. It is% by weight based on the metal components including additives or impurities.
【0015】また、本発明におけるガラスの軟化点は、
0.55〜0.75mmφ、長さ235mmのファイバ
ーを4〜6℃/分で加熱したとき、伸びが1mm/分と
なったときの温度を意味する。Further, the softening point of the glass in the present invention is:
When a fiber having a diameter of 0.55 to 0.75 mmφ and a length of 235 mm is heated at 4 to 6 ° C./min, it means the temperature at which the elongation becomes 1 mm / min.
【0016】また、本発明におけるガラスの粒径は、レ
ーザー散乱法で測定したときの平均粒径を意味する。The particle size of the glass in the present invention means an average particle size measured by a laser scattering method.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の圧電セラミックデバ
イスの実施形態を示す斜視図、図2は図1の II-II線に
沿う断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the piezoelectric ceramic device of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG.
【0018】本例は本発明の圧電セラミックデバイスを
圧電トランス1に適用したものであり、長方形をなす板
状のデバイス本体10を有する。このデバイス本体10
は、たとえば長さL=15〜40mm、幅W=3〜7m
m、厚さT=0.7〜1.5mmとされている。In this embodiment, the piezoelectric ceramic device of the present invention is applied to a piezoelectric transformer 1 and has a rectangular plate-shaped device body 10. This device body 10
Is, for example, length L = 15-40 mm, width W = 3-7 m
m and thickness T = 0.7 to 1.5 mm.
【0019】デバイス本体10の一方の端面には、導体
層で形成された出力電極11が設けられており、他方の
両側面には同じく導体層で形成された入力電極12,1
3が設けられている。これらの入力電極12,13およ
び出力電極11には、たとえば銀等の導体が用いられ、
その厚さは1〜20μm程度とされている。An output electrode 11 made of a conductor layer is provided on one end face of the device body 10, and input electrodes 12, 1 also made of the conductor layer are provided on both other side faces.
3 are provided. A conductor such as silver is used for the input electrodes 12 and 13 and the output electrode 11, for example.
Its thickness is about 1 to 20 μm.
【0020】入力電極12,13が設けられた部分は一
次側10aとなり、出力電極11が設けられた部分が二
次側10bとなり、一次側10aは厚み方向に分極処理
され、二次側10bは長さ方向に分極処理されている。The portion where the input electrodes 12 and 13 are provided is the primary side 10a, the portion where the output electrode 11 is provided is the secondary side 10b, the primary side 10a is polarized in the thickness direction, and the secondary side 10b is Polarized in the longitudinal direction.
【0021】特に本例の圧電トランス1では、電圧の昇
圧比を上げるために、一次側部分10aが、圧電体層1
01と内部電極層102との積層構造とされている。す
なわち、図2にその断面を示すように、たとえばPb
[(Zn1/3Nb2/3)x(Ti)y(Zr)z]
O3 (ただし、x+y+z=1)等の圧電材料で構成
される圧電体層101と、入力電極12,13に電気的
に接続された内部電極層102とが交互に積層され、さ
らにこの内部電極層102は、一方の入力電極12に接
続された内部電極層102Aと、他方の入力電極13に
接続された内部電極層102Bとが交互に積層されてな
る。こうした積層構造を採用することで、一次側10a
のインピーダンスが単板構造に比べて小さくなるので、
電圧の昇圧比V2/V1が大きくなる。In particular, in the piezoelectric transformer 1 of this embodiment, in order to increase the voltage boost ratio, the primary side portion 10a is
01 and the internal electrode layer 102. That is, as shown in FIG.
[(Zn 1/3 Nb 2/3 ) x (Ti) y (Zr) z]
Piezoelectric layers 101 made of a piezoelectric material such as O 3 (where x + y + z = 1) and internal electrode layers 102 electrically connected to the input electrodes 12 and 13 are alternately laminated. The layer 102 is formed by alternately stacking internal electrode layers 102A connected to one input electrode 12 and internal electrode layers 102B connected to the other input electrode 13. By adopting such a laminated structure, the primary side 10a
Since the impedance of is smaller than the single plate structure,
The voltage boost ratio V2 / V1 increases.
【0022】そして、入力電極12,13に1波長また
は1/2波長共振の交流電界V1を印加すると、一次側
10aから二次側10bに対して、電気エネルギー→振
動エネルギー→電気エネルギーの順で変換されて伝播
し、出力電極11から高電圧V2が取り出されることに
なる。Then, when an AC electric field V1 of one-wavelength or half-wavelength resonance is applied to the input electrodes 12, 13, from the primary side 10a to the secondary side 10b, electric energy → vibration energy → electric energy in this order. The high voltage V2 is converted and propagated, and the high voltage V2 is extracted from the output electrode 11.
【0023】[0023]
【実施例】実施例1 出発原料として酸化鉛PbO、酸化チタンTiO2 、
酸化ジルコニウムZrO2 、酸化亜鉛ZnO、酸化ニ
オブNb2 O5 および炭酸マンガンMnCO3 を
用い、これらの粉末を下記の組成式になるように配合
して、各配合物をボールミルにより湿式混合した。 EXAMPLE 1 Lead oxide PbO, titanium oxide TiO 2 ,
Using zirconium oxide ZrO 2 , zinc oxide ZnO, niobium oxide Nb 2 O 5, and manganese carbonate MnCO 3 , these powders were blended according to the following composition formula, and each blend was wet-mixed with a ball mill.
【0024】[0024]
【数1】 Pb[(Zn1/3Nb2/3)x(Ti)y(Zr)z]O3 +αMnC O3 … (ただし、x+y+z=1,0.5重量%≦α≦1.5
重量%)Pb [(Zn 1/3 Nb 2/3 ) x (Ti) y (Zr) z] O 3 + αMnCO 3 (where x + y + z = 1, 0.5 wt% ≦ α ≦ 1.5
weight%)
【0025】この出発原料を充分に混合したのち、空気
中にて850℃で2時間仮焼きし(昇温速度および冷却
速度は何れも200℃/時間)、得られた仮焼き物に水
を添加し、ボールミルを用いて湿式粉砕した。After thoroughly mixing the starting materials, the mixture is calcined at 850 ° C. for 2 hours in air (both at a temperature rising rate and a cooling rate of 200 ° C./hour), and water is added to the calcined product obtained. And wet-pulverized using a ball mill.
【0026】この圧電材料は比較的低温焼成が可能なも
のであり、この圧電体原料100重量%に、有機バイン
ダーとしてのアクリル樹脂を3.5重量%、混合有機溶
剤を35重量%、可塑剤としてのフタル酸ベンジルブチ
ルを2重量%添加し、よく混合して圧電体ペーストとし
た。This piezoelectric material can be fired at a relatively low temperature. 3.5% by weight of an acrylic resin as an organic binder, 35% by weight of a mixed organic solvent, 100% by weight of this piezoelectric material, and a plasticizer 2% by weight of benzyl butyl phthalate was added and mixed well to obtain a piezoelectric paste.
【0027】一方、内部電極ペーストについては、比表
面積0.5〜2.3m2 /gのパラジウム粒子100
重量%と、有機ビヒクル100重量%と、軟化点が83
5℃で平均粒径が1.4μmのガラス粉末5重量%と、
を3本ロールにより混練し、内部電極ペーストとした。On the other hand, for the internal electrode paste, palladium particles 100 having a specific surface area of 0.5 to 2.3 m 2 / g were used.
% By weight, 100% by weight of the organic vehicle, and a softening point of 83%.
5% by weight of glass powder having an average particle size of 1.4 μm at 5 ° C.,
Was kneaded with three rolls to obtain an internal electrode paste.
【0028】外部電極ペーストについては、比表面積
0.8〜3m2 /gの銀粒子100重量%と、有機ビ
ヒクル67重量%とを混練し、これを外部電極ペースト
とした。With respect to the external electrode paste, 100% by weight of silver particles having a specific surface area of 0.8 to 3 m 2 / g and 67% by weight of an organic vehicle were kneaded to obtain an external electrode paste.
【0029】次に、上述した圧電体ペーストを用いてP
ETフィルム上に厚さ30〜35μmのグリーンシート
を形成し、この上に上述した内部電極ペーストを印刷し
たのち、PETフィルムからグリーンシートを剥離し
た。次いで、こうして得られた複数枚のグリーンシート
を積層し、加圧圧着することでグリーンチップを作製し
た。内部電極を有するグリーンシートの積層数は9層と
した。Next, using the above-mentioned piezoelectric paste, P
A green sheet having a thickness of 30 to 35 μm was formed on the ET film, and the above-mentioned internal electrode paste was printed thereon, and then the green sheet was peeled off from the PET film. Next, a plurality of the green sheets thus obtained were laminated and pressed and pressed to produce a green chip. The number of stacked green sheets having internal electrodes was nine.
【0030】次いで、グリーンチップを所定サイズに切
断し、脱バインダ処理、焼成および分極処理を行って、
積層圧電トランスを得た。Next, the green chip is cut into a predetermined size and subjected to binder removal processing, firing and polarization processing.
A laminated piezoelectric transformer was obtained.
【0031】この脱バインダ処理は、昇温時間15℃/
時間、保持温度350℃、保持時間3時間、空気雰囲気
の条件で行った。また、焼成は、昇温速度200℃/時
間、保持温度1060℃、保持時間2時間、冷却速度2
00℃/時間、空気雰囲気の条件で行った。The binder removal treatment is performed at a heating time of 15 ° C. /
The test was performed under the conditions of a time, a holding temperature of 350 ° C., a holding time of 3 hours and an air atmosphere. The firing was performed at a heating rate of 200 ° C./hour, a holding temperature of 1060 ° C., a holding time of 2 hours, and a cooling rate of 2 hours.
The test was performed at 00 ° C./hour in an air atmosphere.
【0032】次いで、この積層圧電セラミック焼成体の
側面をサンドブラストにて研磨したのち、外部電極用ペ
ーストを端面および側面に転写し、空気雰囲気中におい
て、700℃にて10分間焼成して外部電極を形成し
た。そして、2kV/mmの電圧で入力側と出力側とを
別々に分極処理することで、積層圧電トランスの試料を
得た(以下、圧電トランス試料ともいう。)。各試料の
サイズは、幅4.5mm×長さ32mm×厚さ1mmで
あり、圧電体層の厚みは100μm、内部電極の厚みは
3μmであった。Next, after the sides of the laminated piezoelectric ceramic fired body are polished by sandblasting, the external electrode paste is transferred to the end faces and the side faces, and fired at 700 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere to form the external electrodes. Formed. Then, the input side and the output side were separately polarized at a voltage of 2 kV / mm to obtain a sample of the laminated piezoelectric transformer (hereinafter, also referred to as a piezoelectric transformer sample). The size of each sample was 4.5 mm in width × 32 mm in length × 1 mm in thickness, the thickness of the piezoelectric layer was 100 μm, and the thickness of the internal electrode was 3 μm.
【0033】こうして得られた圧電トランスの各試料に
ついて、トランス効率を測定するとともに、その断面を
光学顕微鏡およびSEMを用いてデラミネーションの有
無を観察した(デラミネーションが観察されなかったも
のを「○」、デラミネーションが観察されたものを
「×」)。この結果を表1に示す。For each sample of the piezoelectric transformer thus obtained, the transformer efficiency was measured, and the cross section was observed for the presence or absence of delamination using an optical microscope and an SEM. ”, Delamination was observed as“ x ”). Table 1 shows the results.
【0034】なお、トランス効率は図3に示す測定装置
を用いて測定した。すなわち、一次側10aの電力Pi
nは、2つの入力電極12,13に印加された電圧Vi
nをオシロスコープで測定するとともに、電流Iinは
カレントプローブにて測定した。これらの測定値を下記
式に代入して一次側の電力Pinを求めた。The transformer efficiency was measured using a measuring device shown in FIG. That is, the power Pi of the primary side 10a
n is the voltage Vi applied to the two input electrodes 12 and 13
n was measured with an oscilloscope, and the current Iin was measured with a current probe. These measured values were substituted into the following equation to determine the primary-side power Pin.
【0035】また、二次側10bの電力Poutは、出
力電極11に流れた電流値Ioutを電流計にて測定
し、既知である負荷抵抗RLとともに下記式に代入して
二次側の電力Poutを求めた。そして、これらPin
およびPoutからトランス効率ηを求めた。The electric power Pout of the secondary side 10b is obtained by measuring the current value Iout flowing through the output electrode 11 with an ammeter, and substituting it into the following equation together with a known load resistance RL. I asked. And these Pin
And the transformer efficiency η was determined from Pout.
【0036】[0036]
【数2】Pin=(Vin/2√2)×(Iin/2√
2)×cosθ ただし、θはVinとIinとの位相差 Pout=Iout2 ×RL η=Pout/Pin## EQU2 ## Pin = (Vin / 2√2) × (Iin / 2√)
2) × cos θ where θ is the phase difference between Vin and Iin Pout = Iout 2 × RL η = Pout / Pin
【0037】実施例2 実施例1において、内部電極ペーストに添加するガラス
の軟化点を900℃とした以外は、実施例1と同じ条件
で圧電トランス試料を作成し、トランス効率およびデラ
ミネーションの有無を観察した。この結果を表1に示
す。 Example 2 A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the softening point of the glass added to the internal electrode paste was 900 ° C., and the transformer efficiency and the presence or absence of delamination were determined. Was observed. Table 1 shows the results.
【0038】比較例1 実施例1において、内部電極ペーストにガラスを添加し
なかったこと以外は、実施例1と同じ条件で圧電トラン
ス試料を作成し、トランス効率およびデラミネーション
の有無を観察した。この結果を表1に示す。 Comparative Example 1 A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that no glass was added to the internal electrode paste, and the transformer efficiency and the presence or absence of delamination were observed. Table 1 shows the results.
【0039】比較例2 実施例1において、内部電極ペーストに添加するガラス
の軟化点を795℃としたこと以外は、実施例1と同じ
条件で圧電トランス試料を作成し、トランス効率および
デラミネーションの有無を観察した。この結果を表1に
示す。 Comparative Example 2 A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the softening point of the glass added to the internal electrode paste was set at 795 ° C., and the transformer efficiency and delamination were measured. The presence or absence was observed. Table 1 shows the results.
【0040】比較例3 実施例1において、内部電極ペーストに添加するガラス
の軟化点を930℃としたこと以外は、実施例1と同じ
条件で圧電トランス試料を作成し、トランス効率および
デラミネーションの有無を観察した。この結果を表1に
示す。 Comparative Example 3 A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the softening point of the glass added to the internal electrode paste was 930 ° C., and the transformer efficiency and the delamination were measured. The presence or absence was observed. Table 1 shows the results.
【0041】比較例4 実施例1において、内部電極として70%Ag−30%
Pd合金を用い、またガラスを添加しなかったこと以外
は、実施例1と同じ条件で圧電トランス試料を作成し、
トランス効率およびデラミネーションの有無を観察し
た。この結果を表1に示す。 Comparative Example 4 In Example 1, 70% Ag-30% was used as the internal electrode.
A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a Pd alloy was used and no glass was added.
Trans efficiency and the presence or absence of delamination were observed. Table 1 shows the results.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】以上の結果から、内部電極ペーストにガラ
スを添加しなかった試料(比較例1)、および適当量
(5重量%)のガラスを添加した場合であってもそのガ
ラスの軟化点が800℃未満(比較例2)または900
℃超(比較例3)であるときは、何れも内部電極層と圧
電体層とにデラミネーションが観察された。これに対し
て、軟化点が800℃以上900℃以下のガラスを添加
したもの(実施例1、2)についてはデラミネーション
は観察されず、しかもトランス効率も好適な値であっ
た。また、銀−パラジウム合金からなる内部電極を用い
たもの(比較例4)についてはトランス効率が悪化し
た。From the above results, it can be seen that the sample having no glass added to the internal electrode paste (Comparative Example 1) and the glass having a softening point of 800 even when an appropriate amount (5% by weight) of glass was added. C. (Comparative Example 2) or 900
When the temperature was higher than 0 ° C. (Comparative Example 3), delamination was observed in both the internal electrode layer and the piezoelectric layer. On the other hand, no delamination was observed and the transformer efficiency was a suitable value in the case where glass having a softening point of 800 ° C. or more and 900 ° C. or less was added (Examples 1 and 2). In addition, the transformer efficiency of the device using the internal electrode made of a silver-palladium alloy (Comparative Example 4) was deteriorated.
【0044】実施例3 次に、内部電極に添加するガラスの添加量の適量値につ
いて確認した。すなわち、実施例1と同じ軟化点が83
5℃のガラスの添加量を3重量%としたこと以外は、実
施例1と同じ条件で圧電トランス試料を作成し、トラン
ス効率およびデラミネーションの有無を観察した。この
結果を表2に示す。 Example 3 Next, an appropriate amount of glass to be added to the internal electrode was confirmed. That is, the same softening point as in the first embodiment is 83.
A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the amount of glass added at 5 ° C. was 3% by weight, and the transformer efficiency and the presence or absence of delamination were observed. Table 2 shows the results.
【0045】実施例4 実施例1と同じ軟化点が835℃のガラスの添加量を8
重量%としたこと以外は、実施例1と同じ条件で圧電ト
ランス試料を作成し、トランス効率およびデラミネーシ
ョンの有無を観察した。この結果を表2に示す。 Example 4 The same amount of glass having a softening point of 835 ° C.
A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the weight% was used, and the transformer efficiency and the presence or absence of delamination were observed. Table 2 shows the results.
【0046】比較例5 実施例1と同じ軟化点が835℃のガラスの添加量を1
重量%としたこと以外は、実施例1と同じ条件で圧電ト
ランス試料を作成し、トランス効率およびデラミネーシ
ョンの有無を観察した。この結果を表2に示す。 Comparative Example 5 The same amount of glass having a softening point of 835 ° C.
A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the weight% was used, and the transformer efficiency and the presence or absence of delamination were observed. Table 2 shows the results.
【0047】比較例6 実施例1と同じ軟化点が835℃のガラスの添加量を1
0重量%としたこと以外は、実施例1と同じ条件で圧電
トランス試料を作成し、トランス効率およびデラミネー
ションの有無を観察した。この結果を表2に示す。 Comparative Example 6 The same amount of glass having a softening point of 835 ° C.
A piezoelectric transformer sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the weight was set to 0% by weight, and the transformer efficiency and the presence or absence of delamination were observed. Table 2 shows the results.
【0048】[0048]
【表2】 [Table 2]
【0049】以上の結果から、内部電極ペーストに添加
するガラスが1重量%以下(比較例5)であるときは、
内部電極層と圧電体層とにデラミネーションが観察され
た。また、ガラスの添加量が10重量%以上(比較例
6)であるときは、トランス効率が悪化した。これに対
して、ガラスの添加量が1重量%超、10重量%未満の
もの(実施例1、3,4)についてはデラミネーション
は観察されず、しかもトランス効率も好適な値であっ
た。From the above results, when the glass added to the internal electrode paste is 1% by weight or less (Comparative Example 5),
Delamination was observed between the internal electrode layer and the piezoelectric layer. When the amount of glass added was 10% by weight or more (Comparative Example 6), the transformer efficiency deteriorated. On the other hand, when the amount of glass added was more than 1% by weight and less than 10% by weight (Examples 1, 3, and 4), no delamination was observed, and the transformer efficiency was also a suitable value.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、1重
量%超、10重量%未満のガラスが添加されているの
で、パラジウムの焼結性が向上して圧電体の縮率に近づ
き、これにより圧電体層と内部電極層とのデラミネーシ
ョンが防止される。As described above, according to the present invention, since more than 1% by weight and less than 10% by weight of glass are added, the sinterability of palladium is improved, and the shrinkage ratio of the piezoelectric body approaches. Thus, delamination between the piezoelectric layer and the internal electrode layer is prevented.
【0051】また、ガラスを添加することにより圧電体
層と内部電極層との接着性が向上し、これによっても両
層のデラミネーションが防止されることになる。Further, the addition of glass improves the adhesion between the piezoelectric layer and the internal electrode layer, thereby also preventing the delamination of both layers.
【図1】本発明の圧電セラミックデバイスの実施形態を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a piezoelectric ceramic device according to the present invention.
【図2】図1の II-II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
【図3】本発明の実施例および比較例のトランス効率を
測定するための装置を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an apparatus for measuring transformer efficiency according to an example of the present invention and a comparative example.
1…圧電トランス 10デバイス本体 10a…一次側 101…圧電体層 102,102A,102B…内部電極層 10b…二次側 11…出力電極 12,13…入力電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric transformer 10 Device main body 10a ... Primary side 101 ... Piezoelectric layer 102, 102A, 102B ... Internal electrode layer 10b ... Secondary side 11 ... Output electrode 12, 13 ... Input electrode
Claims (3)
し、1150℃以下の温度で焼成される圧電セラミック
デバイスにおいて、 前記内部電極に含まれる金属成分に対して、1重量%
超、10重量%未満のガラスが、前記内部電極に添加さ
れていることを特徴とする圧電セラミックデバイス。1. A piezoelectric ceramic device having an internal electrode containing palladium as a main component and fired at a temperature of 1150 ° C. or less, wherein 1% by weight based on a metal component contained in the internal electrode.
A piezoelectric ceramic device, wherein more than 10% by weight of glass is added to the internal electrode.
00℃以下であることを特徴とする請求項1記載の圧電
セラミックデバイス。2. The glass has a softening point of at least 800 ° C.
The piezoelectric ceramic device according to claim 1, wherein the temperature is not higher than 00C.
上、3μm以下であることを特徴とする請求項1または
2記載の圧電セラミックデバイス。3. The piezoelectric ceramic device according to claim 1, wherein the average particle size of the glass is 0.5 μm or more and 3 μm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14788699A JP2000340855A (en) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Piezoelectric ceramic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14788699A JP2000340855A (en) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Piezoelectric ceramic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000340855A true JP2000340855A (en) | 2000-12-08 |
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ID=15440431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14788699A Withdrawn JP2000340855A (en) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Piezoelectric ceramic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000340855A (en) |
-
1999
- 1999-05-27 JP JP14788699A patent/JP2000340855A/en not_active Withdrawn
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