JP2001111126A - 圧電素子 - Google Patents
圧電素子Info
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- JP2001111126A JP2001111126A JP29101199A JP29101199A JP2001111126A JP 2001111126 A JP2001111126 A JP 2001111126A JP 29101199 A JP29101199 A JP 29101199A JP 29101199 A JP29101199 A JP 29101199A JP 2001111126 A JP2001111126 A JP 2001111126A
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- piezoelectric material
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- piezoelectric element
- piezoelectric
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部電極と圧電材料との間の密着強度を向上
させた圧電素子を提供する。 【解決手段】 圧電素子は圧電材料２０１とその表面に
形成される銅電極２１５とからなる。少なくとも銅電極
２１５の圧電材料２０１に接する部分は、銅と酸素の固
溶体とされる。これにより、圧電材料２０１と銅電極２
１５との間に化学結合を生じさせることができ、圧電材
料２０１と銅電極２１５との間の剥がれを防ぐことがで
きる。
させた圧電素子を提供する。 【解決手段】 圧電素子は圧電材料２０１とその表面に
形成される銅電極２１５とからなる。少なくとも銅電極
２１５の圧電材料２０１に接する部分は、銅と酸素の固
溶体とされる。これにより、圧電材料２０１と銅電極２
１５との間に化学結合を生じさせることができ、圧電材
料２０１と銅電極２１５との間の剥がれを防ぐことがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は圧電素子に関し、
特に電極と圧電材料との間の密着強度を向上させた圧電
素子に関する。
特に電極と圧電材料との間の密着強度を向上させた圧電
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の圧電素子の一部分の構成
を示す断面図である。図を参照して、圧電素子は、内部
電極（ＡｇＰｄなど）１０３が形成された圧電材料（Ｐ
ｂＺｒxＴｉ(1-x)Ｏ3など）１０１と、圧電材料１０１
の表面に無電解めっき（Ｎｉ／Ａｕなど）によって形成
された外部電極１１３とから構成されている。
を示す断面図である。図を参照して、圧電素子は、内部
電極（ＡｇＰｄなど）１０３が形成された圧電材料（Ｐ
ｂＺｒxＴｉ(1-x)Ｏ3など）１０１と、圧電材料１０１
の表面に無電解めっき（Ｎｉ／Ａｕなど）によって形成
された外部電極１１３とから構成されている。
【０００３】外部電極１１３は、ニッケル（Ｎｉ）層１
０５と金（Ａｕ）層１０７とはんだ層１０９とから構成
される。はんだ層１０９にリード線１１１が接続されて
いる。
０５と金（Ａｕ）層１０７とはんだ層１０９とから構成
される。はんだ層１０９にリード線１１１が接続されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】圧電材料の表面に無電
解めっきにより外部電極を図４のように形成した場合、
圧電材料１０１の表面と、外部電極１１３の最下層の金
属（ここではＮｉ）の密着力は圧電材料１０１の表面の
凹凸を利用した物理的なアンカー効果のみに基づくもの
となるため、十分な密着強度が得られなかった。
解めっきにより外部電極を図４のように形成した場合、
圧電材料１０１の表面と、外部電極１１３の最下層の金
属（ここではＮｉ）の密着力は圧電材料１０１の表面の
凹凸を利用した物理的なアンカー効果のみに基づくもの
となるため、十分な密着強度が得られなかった。
【０００５】このため、リード線１１１を引っ張るなど
のハンドリングミスにより外部電極１１３が圧電材料１
０１から剥がれてしまうことが多かった。
のハンドリングミスにより外部電極１１３が圧電材料１
０１から剥がれてしまうことが多かった。
【０００６】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、生産工程における圧電素子の外部
電極の剥がれによる不良を防止するとともに、製品の動
作信頼性を高めることができる圧電素子を提供すること
を目的としている。
なされたものであり、生産工程における圧電素子の外部
電極の剥がれによる不良を防止するとともに、製品の動
作信頼性を高めることができる圧電素子を提供すること
を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めこの発明のある局面に従うと、圧電素子は、圧電材料
とその表面に形成される銅電極とからなる圧電素子であ
って、少なくとも銅電極の圧電材料に接する部分は、銅
と酸素の固溶体であることを特徴とする。
めこの発明のある局面に従うと、圧電素子は、圧電材料
とその表面に形成される銅電極とからなる圧電素子であ
って、少なくとも銅電極の圧電材料に接する部分は、銅
と酸素の固溶体であることを特徴とする。
【０００８】このように、少なくとも銅電極の圧電材料
に接する部分を銅と酸素の固溶体であるようにすること
で、圧電材料とその表面に形成される銅電極との間に化
学結合を生じさせることができる。これにより、圧電材
料と電極との間の密着力を強化し、剥がれを防ぐことが
できる。
に接する部分を銅と酸素の固溶体であるようにすること
で、圧電材料とその表面に形成される銅電極との間に化
学結合を生じさせることができる。これにより、圧電材
料と電極との間の密着力を強化し、剥がれを防ぐことが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の１
つにおける圧電素子について説明する。
つにおける圧電素子について説明する。
【００１０】この実施の形態において圧電素子には、Ｃ
ｕ（銅）−Ｏ（酸素）の固溶体を最下層とする多層構造
からなる外部電極が形成される。これにより、圧電材料
とその表面に形成される銅電極との間に化学結合が生
じ、密着強度の向上が図られる。
ｕ（銅）−Ｏ（酸素）の固溶体を最下層とする多層構造
からなる外部電極が形成される。これにより、圧電材料
とその表面に形成される銅電極との間に化学結合が生
じ、密着強度の向上が図られる。
【００１１】図１は、本実施の形態における圧電素子の
一部分の構成を示す断面図である。図を参照して、圧電
素子は、内部電極（ＡｇＰｄなど）２０３が形成された
圧電材料（ＰｂＺｒxＴｉ(1-x)Ｏ3など）２０１と、圧
電材料２０１の表面に無電解めっきによって形成された
外部電極２１３とから構成される。
一部分の構成を示す断面図である。図を参照して、圧電
素子は、内部電極（ＡｇＰｄなど）２０３が形成された
圧電材料（ＰｂＺｒxＴｉ(1-x)Ｏ3など）２０１と、圧
電材料２０１の表面に無電解めっきによって形成された
外部電極２１３とから構成される。
【００１２】外部電極２１３は、銅（Ｃｕ）層２１５
と、ニッケル（Ｎｉ）層２０５と、金（Ａｕ）層２０７
と、はんだ層２０９とから構成される。はんだ層にリー
ド線２１１が接続される。
と、ニッケル（Ｎｉ）層２０５と、金（Ａｕ）層２０７
と、はんだ層２０９とから構成される。はんだ層にリー
ド線２１１が接続される。
【００１３】また、図１において銅層２１５は、単一の
Ｏ原子とＣｕ2Ｏ粒子とが同時に含まれた共晶状態とさ
れている。
Ｏ原子とＣｕ2Ｏ粒子とが同時に含まれた共晶状態とさ
れている。
【００１４】以下にこのような外部電極を有する圧電素
子の製造方法について説明する。まず、圧電材料２０１
の表面に、Ｃｕ層２１５をめっき法やスパッタリング法
などの手法により形成させる。次に、図２の状態図を参
照して酸素雰囲気中で熱処理を行なうことで、Ｃｕ層２
１５中に酸素を固溶させる。これにより、Ｃｕ層２１５
は、単一のＯ原子とＣｕ2Ｏ粒子とが同時に含まれた共
晶状態となる。
子の製造方法について説明する。まず、圧電材料２０１
の表面に、Ｃｕ層２１５をめっき法やスパッタリング法
などの手法により形成させる。次に、図２の状態図を参
照して酸素雰囲気中で熱処理を行なうことで、Ｃｕ層２
１５中に酸素を固溶させる。これにより、Ｃｕ層２１５
は、単一のＯ原子とＣｕ2Ｏ粒子とが同時に含まれた共
晶状態となる。
【００１５】圧電材料２０１は酸化物であるため、この
ような共晶状態となったＣｕ層２１５とは化学的な相性
がよく、図３に示されるように、Ｏ原子を介した化学結
合ネットワークが圧電材料２０１中の金属原子（Ｐｂ、
Ｚｒ、Ｔｉ）とＣｕ層２１５のＣｕ原子との間に生じ
る。
ような共晶状態となったＣｕ層２１５とは化学的な相性
がよく、図３に示されるように、Ｏ原子を介した化学結
合ネットワークが圧電材料２０１中の金属原子（Ｐｂ、
Ｚｒ、Ｔｉ）とＣｕ層２１５のＣｕ原子との間に生じ
る。
【００１６】その結果、圧電材料２０１の表面とＣｕ層
２１５との間の密着力が強まる。特に、圧電材料２０１
の表面を粗化させることで、物理的なアンカー効果を持
たせ、この物理的なアンカー効果と化学結合の両者に基
づく接着を行なうことで、より密着性を強化することが
できる（図１参照）。また、Ｃｕ層２１５が形成された
後、防食などの目的でＮｉ／Ａｕなどのめっき処理を行
なうことが望ましい。
２１５との間の密着力が強まる。特に、圧電材料２０１
の表面を粗化させることで、物理的なアンカー効果を持
たせ、この物理的なアンカー効果と化学結合の両者に基
づく接着を行なうことで、より密着性を強化することが
できる（図１参照）。また、Ｃｕ層２１５が形成された
後、防食などの目的でＮｉ／Ａｕなどのめっき処理を行
なうことが望ましい。
【００１７】次に、本実施の形態における圧電素子の製
造方法をより詳しく説明する。 （１） まず、圧電材料（ＰｂＺｒxＴｉ(1-x)Ｏ3）表
面のうち、外部電極を取付ける面だけが露出するように
マスキングを行なう。
造方法をより詳しく説明する。 （１） まず、圧電材料（ＰｂＺｒxＴｉ(1-x)Ｏ3）表
面のうち、外部電極を取付ける面だけが露出するように
マスキングを行なう。
【００１８】（２） 市販の処理液を用いて、脱脂、酸
洗、エッチングを行ない、さらに触媒（ＰｄＳｎコロイ
ド粒子）を付与する。
洗、エッチングを行ない、さらに触媒（ＰｄＳｎコロイ
ド粒子）を付与する。
【００１９】（３） 市販のめっき液により無電解Ｃｕ
めっきを行なう（厚さ〜２μｍ）。 （４） ５００℃、大気中で熱処理を行ない、Ｃｕ層２
１５にＯを固溶させる。この際、固溶した酸素（Ｏ原子
とＣｕ2Ｏ）のＣｕ層２１５全体に占める割合は、１０
０×１０-6％以上（１００ｐｐｍ以上）０．１％以下に
なるため、電気伝導率の減少は５％程度に抑えられてい
る。
めっきを行なう（厚さ〜２μｍ）。 （４） ５００℃、大気中で熱処理を行ない、Ｃｕ層２
１５にＯを固溶させる。この際、固溶した酸素（Ｏ原子
とＣｕ2Ｏ）のＣｕ層２１５全体に占める割合は、１０
０×１０-6％以上（１００ｐｐｍ以上）０．１％以下に
なるため、電気伝導率の減少は５％程度に抑えられてい
る。
【００２０】（５） 市販の処理液で再び脱脂を行な
う。 （６） 防食の目的で電解Ｎｉめっきを行ない（厚さ〜
２μｍ）、Ｎｉ層２０５を形成する。
う。 （６） 防食の目的で電解Ｎｉめっきを行ない（厚さ〜
２μｍ）、Ｎｉ層２０５を形成する。
【００２１】（７） はんだ濡れ性を良くするため、無
電解Ａｕめっきを行なう（厚さ〜０．１μｍ）。これに
より、Ａｕ層２０７を形成させる。
電解Ａｕめっきを行なう（厚さ〜０．１μｍ）。これに
より、Ａｕ層２０７を形成させる。
【００２２】（８） はんだ層２０９を形成させ、リー
ド線２１１をはんだ付けする。今回開示された実施の形
態はすべての点で例示であって制限的なものではないと
考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明で
はなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範
囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれ
ることが意図される。
ド線２１１をはんだ付けする。今回開示された実施の形
態はすべての点で例示であって制限的なものではないと
考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明で
はなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範
囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれ
ることが意図される。
【図１】 本発明の実施の形態の１つにおける圧電素子
の一部の構成を示す断面図である。
の一部の構成を示す断面図である。
【図２】 Ｃｕ−Ｏの状態図である。
【図３】 本発明の効果を示す図である。
【図４】 従来技術における圧電素子の一部の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
２０１ 圧電材料、２０５ Ｎｉ層、２０７ Ａｕ層、
２０９ はんだ層、２１３ 外部電極、２１５ Ｃｕ
層。
２０９ はんだ層、２１３ 外部電極、２１５ Ｃｕ
層。
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電材料とその表面に形成される銅電極
とからなる圧電素子であって、 少なくとも前記銅電極の前記圧電材料に接する部分は、
銅と酸素の固溶体であることを特徴とする、圧電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29101199A JP2001111126A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | 圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29101199A JP2001111126A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | 圧電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001111126A true JP2001111126A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17763312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29101199A Withdrawn JP2001111126A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | 圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001111126A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012500486A (ja) * | 2008-08-18 | 2012-01-05 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 多層型ピエゾアクチュエータ |
| JP2016514438A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-05-19 | リコール メディカル インコーポレイテッドＲｅＣｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ， Ｉｎｃ． | 超音波トランスデューサーをめっき又はコーティングする方法 |
| JP2016186965A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 圧電素子および圧電素子の製造方法 |
| US10350440B2 (en) | 2013-03-14 | 2019-07-16 | Recor Medical, Inc. | Ultrasound-based neuromodulation system |
| US10368944B2 (en) | 2002-07-01 | 2019-08-06 | Recor Medical, Inc. | Intraluminal method and apparatus for ablating nerve tissue |
| US11185662B2 (en) | 2009-10-30 | 2021-11-30 | Recor Medical, Inc. | Method and apparatus for treatment of hypertension through percutaneous ultrasound renal denervation |
| WO2022149548A1 (ja) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | 富士フイルム株式会社 | 圧電フィルム |
-
1999
- 1999-10-13 JP JP29101199A patent/JP2001111126A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10368944B2 (en) | 2002-07-01 | 2019-08-06 | Recor Medical, Inc. | Intraluminal method and apparatus for ablating nerve tissue |
| JP2012500486A (ja) * | 2008-08-18 | 2012-01-05 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 多層型ピエゾアクチュエータ |
| US8638025B2 (en) | 2008-08-18 | 2014-01-28 | Epcos Ag | Piezo actuator with external electrode soldered to outer face |
| US11185662B2 (en) | 2009-10-30 | 2021-11-30 | Recor Medical, Inc. | Method and apparatus for treatment of hypertension through percutaneous ultrasound renal denervation |
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| US10230041B2 (en) * | 2013-03-14 | 2019-03-12 | Recor Medical, Inc. | Methods of plating or coating ultrasound transducers |
| US10350440B2 (en) | 2013-03-14 | 2019-07-16 | Recor Medical, Inc. | Ultrasound-based neuromodulation system |
| JP2016186965A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 圧電素子および圧電素子の製造方法 |
| US10243135B2 (en) | 2015-03-27 | 2019-03-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Piezoelectric device and method for manufacturing piezoelectric device |
| WO2022149548A1 (ja) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | 富士フイルム株式会社 | 圧電フィルム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |