JP2527419B2 - 厚膜焦電素子およびその製造方法 - Google Patents
厚膜焦電素子およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2527419B2 JP2527419B2 JP58065960A JP6596083A JP2527419B2 JP 2527419 B2 JP2527419 B2 JP 2527419B2 JP 58065960 A JP58065960 A JP 58065960A JP 6596083 A JP6596083 A JP 6596083A JP 2527419 B2 JP2527419 B2 JP 2527419B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thick film
- electrode
- film
- pyroelectric element
- ferroelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
本発明は、赤外線センサなどに用いられる厚膜焦電素
子およびその製造方法に関する。
子およびその製造方法に関する。
焦電効果を利用した赤外線検出装置は、常温付近にあ
る物体から放射される赤外放出エネルギーを検出するこ
とにより、非接触でその物体の表面温度を測定すること
ができることから、温度センサとして広範囲に使用され
ている。 従来この赤外検出装置に使用される焦電素子として
は、リチウムタンタレート（LiTaO3）などの焦電性結晶
あるいは分極処理のなされたポリ弗化ビニリデン（PVD
F）などの焦電性樹脂フィルムを接地電極および受光電
極の２つの電極で挟持して構成されたものが主であっ
た。
る物体から放射される赤外放出エネルギーを検出するこ
とにより、非接触でその物体の表面温度を測定すること
ができることから、温度センサとして広範囲に使用され
ている。 従来この赤外検出装置に使用される焦電素子として
は、リチウムタンタレート（LiTaO3）などの焦電性結晶
あるいは分極処理のなされたポリ弗化ビニリデン（PVD
F）などの焦電性樹脂フィルムを接地電極および受光電
極の２つの電極で挟持して構成されたものが主であっ
た。
しかしながら、従来の焦電素子は、いずれにしても、
焦電性結晶および焦電性樹脂フィルムそのものが高価で
あり、また、小さく、薄い物質を用いるため、装置への
実装の作業性が悪いことなどから、コスト高となること
が大きな欠点であった。 また、焦電性を有する材料は、一般に電気機械結合係
数が大きく、圧電性をも有するため、機械的振動やスト
レスを受けると電荷が発生し、逆に電圧を印加すると機
械的変位や変動を引き起こす。 このため、振動の大きい環境での使用は、誤差が大き
くなり、検出精度が大きくなるという問題があった。 この問題を解決するため、２個の同じ焦電素子を近接
した位置に設け、１つは検出用とし、もう１つは補償用
とし、検出精度を上げる方法が考えられる。 しかしながら従来のように、スライスした焦電性結晶
の両面に電極を塗布しただけの焦電素子では、 このような焦電素子は高価であること、 厳密に同じ大きさにし、かつ近接して設けるのは困難
であるという問題がある。 本発明は、上記欠点に鑑み、製造が容易で安価かつ高
精度の焦電素子を提供することを目的とするもので、強
誘電体として、厚膜を使用することを特徴とする。
焦電性結晶および焦電性樹脂フィルムそのものが高価で
あり、また、小さく、薄い物質を用いるため、装置への
実装の作業性が悪いことなどから、コスト高となること
が大きな欠点であった。 また、焦電性を有する材料は、一般に電気機械結合係
数が大きく、圧電性をも有するため、機械的振動やスト
レスを受けると電荷が発生し、逆に電圧を印加すると機
械的変位や変動を引き起こす。 このため、振動の大きい環境での使用は、誤差が大き
くなり、検出精度が大きくなるという問題があった。 この問題を解決するため、２個の同じ焦電素子を近接
した位置に設け、１つは検出用とし、もう１つは補償用
とし、検出精度を上げる方法が考えられる。 しかしながら従来のように、スライスした焦電性結晶
の両面に電極を塗布しただけの焦電素子では、 このような焦電素子は高価であること、 厳密に同じ大きさにし、かつ近接して設けるのは困難
であるという問題がある。 本発明は、上記欠点に鑑み、製造が容易で安価かつ高
精度の焦電素子を提供することを目的とするもので、強
誘電体として、厚膜を使用することを特徴とする。
そこで本発明の第１の特徴は、基板上に形成された第
１電極と、前記第１電極上に形成された厚膜印刷法によ
る厚膜パターンの焼成によって形成された強誘電体層
と、さらにこの上に形成された第２電極とから構成され
ていることを特徴とする厚膜焦電素子にある。 望ましくは、前記強誘電体層は、PLLZT厚膜から構成
されている。 本発明の第２の特徴は、絶縁性基板上に第１電極を形
成する第１電極形成工程と、厚膜ペーストとして、PLLZ
T粉末にクレイと酸化ビスマスを添加したものを用い
て、厚膜印刷法により厚膜パターンを形成し、焼成する
ことにより強誘電体膜を形成する強誘電体膜形成工程
と、この強誘電体膜上に第２電極を形成する第２電極形
成工程とを有することを特徴とする厚膜焦電素子の製造
方法にある。 望ましくは、前記第１電極形成工程およびまたは第２
電極形成工程が、厚膜印刷法による厚膜パターンを形成
し、焼成する工程である。
１電極と、前記第１電極上に形成された厚膜印刷法によ
る厚膜パターンの焼成によって形成された強誘電体層
と、さらにこの上に形成された第２電極とから構成され
ていることを特徴とする厚膜焦電素子にある。 望ましくは、前記強誘電体層は、PLLZT厚膜から構成
されている。 本発明の第２の特徴は、絶縁性基板上に第１電極を形
成する第１電極形成工程と、厚膜ペーストとして、PLLZ
T粉末にクレイと酸化ビスマスを添加したものを用い
て、厚膜印刷法により厚膜パターンを形成し、焼成する
ことにより強誘電体膜を形成する強誘電体膜形成工程
と、この強誘電体膜上に第２電極を形成する第２電極形
成工程とを有することを特徴とする厚膜焦電素子の製造
方法にある。 望ましくは、前記第１電極形成工程およびまたは第２
電極形成工程が、厚膜印刷法による厚膜パターンを形成
し、焼成する工程である。
本発明によれば、極めて再現性よく、測定精度が高く
容易に高精度で信頼性の高い厚膜焦電素子を得ることが
できる。従って、２つの焦電素子を、厳密に同じ大きさ
にし、かつ近接して設けることも可能となり、１つは検
出用とし、もう１つは補償用とし、検出精度を上げるよ
うにすることも容易となる。 また、本発明者らは、種々の実験の結果、単に厚膜技
術を焦電性膜の形成に利用するだけでは、焦電効果を良
好に維持することはできないことを発見した。 すなわち、電極との積層構造をとるため、下部電極お
よび上部電極との反応を生じ易い点である。まず、この
強誘電体膜自体の焼成温度を低くしなければ、下部電極
との反応が起こり、特性劣化の原因となる。また、この
強誘電体膜の上層に上部電極を形成するが、この上部電
極の形成に際し、強誘電体膜がポーラスな構造である
と、粒子間に上部電極が流れ込み、短絡を生じたり、局
所的に低抵抗の領域ができたりするなど、焦電性を良好
に維持することができないという問題もある。 また、出力を大きくし、検出精度を高めるためには、
焦電膜の誘電率（容量）を均一かつ小さくする必要があ
る。 そこで、本発明の方法では、強誘電体層の厚膜化に際
し、厚膜ペーストとして、PLLZT粉末にクレイと酸化ビ
スマスを添加したものを用いて、厚膜印刷法により強誘
電体膜を形成するようにした。 すなわち、クレイを添加し、粒子間の空隙を埋めるよ
うにするとともに、酸化ビスマスを添加し、これによっ
て焼成温度を下げることに成功した。 従来の方法ではポーラスな膜しか形成できなかったも
のが、クレイの添加で粒子間の空隙を埋め緻密な膜を形
成することができるとともに、酸化ビスマスの添加によ
り焼成温度を低くすることができる。 従って、低い焼成温度で焦電性厚膜を得ることができ
るため、下部電極を安定に維持することができる。また
均一かつ空隙の少ない膜を形成することができるため、
この上層に形成される上部電極の形成に対して安定であ
る。さらに空隙をクレイで埋めるようになっているた
め、強誘電体膜の焼成あるいは上部電極の形成に際して
も体積の減少なくそのままの状態を維持することがで
き、電極間距離を良好に維持することができる。 また、空隙をクレイで埋めるようになっているため、
誘電率が均一で低い焦電性厚膜を得ることができる。 このように、本発明の方法によれば、低い焼成温度で
均一かつ空隙が少なく緻密でかつ誘電率が均一で低い焦
電性厚膜を得ることができ、特性が良好で検出精度の高
い焦電素子を提供することが可能となる。
容易に高精度で信頼性の高い厚膜焦電素子を得ることが
できる。従って、２つの焦電素子を、厳密に同じ大きさ
にし、かつ近接して設けることも可能となり、１つは検
出用とし、もう１つは補償用とし、検出精度を上げるよ
うにすることも容易となる。 また、本発明者らは、種々の実験の結果、単に厚膜技
術を焦電性膜の形成に利用するだけでは、焦電効果を良
好に維持することはできないことを発見した。 すなわち、電極との積層構造をとるため、下部電極お
よび上部電極との反応を生じ易い点である。まず、この
強誘電体膜自体の焼成温度を低くしなければ、下部電極
との反応が起こり、特性劣化の原因となる。また、この
強誘電体膜の上層に上部電極を形成するが、この上部電
極の形成に際し、強誘電体膜がポーラスな構造である
と、粒子間に上部電極が流れ込み、短絡を生じたり、局
所的に低抵抗の領域ができたりするなど、焦電性を良好
に維持することができないという問題もある。 また、出力を大きくし、検出精度を高めるためには、
焦電膜の誘電率（容量）を均一かつ小さくする必要があ
る。 そこで、本発明の方法では、強誘電体層の厚膜化に際
し、厚膜ペーストとして、PLLZT粉末にクレイと酸化ビ
スマスを添加したものを用いて、厚膜印刷法により強誘
電体膜を形成するようにした。 すなわち、クレイを添加し、粒子間の空隙を埋めるよ
うにするとともに、酸化ビスマスを添加し、これによっ
て焼成温度を下げることに成功した。 従来の方法ではポーラスな膜しか形成できなかったも
のが、クレイの添加で粒子間の空隙を埋め緻密な膜を形
成することができるとともに、酸化ビスマスの添加によ
り焼成温度を低くすることができる。 従って、低い焼成温度で焦電性厚膜を得ることができ
るため、下部電極を安定に維持することができる。また
均一かつ空隙の少ない膜を形成することができるため、
この上層に形成される上部電極の形成に対して安定であ
る。さらに空隙をクレイで埋めるようになっているた
め、強誘電体膜の焼成あるいは上部電極の形成に際して
も体積の減少なくそのままの状態を維持することがで
き、電極間距離を良好に維持することができる。 また、空隙をクレイで埋めるようになっているため、
誘電率が均一で低い焦電性厚膜を得ることができる。 このように、本発明の方法によれば、低い焼成温度で
均一かつ空隙が少なく緻密でかつ誘電率が均一で低い焦
電性厚膜を得ることができ、特性が良好で検出精度の高
い焦電素子を提供することが可能となる。
以下に、本発明実施例の厚膜焦電素子について図面を
参照しつつ詳細に説明する。 本発明実施例の厚膜焦電素子は、第１図に平面概要説
明図を、第２図にそのＡ−Ａ断面図を示す如く、アルミ
ナ基板１上に形成された銀厚膜からなる第１電極２と、
この第１電極上に形成されたPLLZT 10/65/35セラミッ
クスPb0.9（La0.5Li0.5）0.1〕（Zr0.65Ti0.35）O3から
なる強誘電体層３と、さらにこの上に形成された銀厚膜
からなる第２電極４と、第２電極上に形成された黒色蒸
着膜からなる光吸収体５とより構成されている。 ところで、焦電効果を呈する強誘電体として用いられ
るPLLZTセラミックスは一般に、Pb1-X（La0.5L
i0.5）Ｘ〕（ZrYTi1-Y）O3の化学式で示されるもので、
ここではＸ＝0.1,Y＝0.65すなわちPb0.9（La0.5Li0.5）
0.1〕（Zr0.65Ti0.35）O3の組成を持つ、PLLZT 10/65/
35を使用している。 このPLLZT 10/65/35厚膜は、PLLZTペーストをインク
としてスクリーン印刷し、焼成して形成されるか、PLLZ
Tペーストは、液相から、次のようにして製造される。 すなわち、PLLZTペーストは一般に、硝酸鉛Pb（NO3）
２、硝酸ランタンLa（NO3）３、硝酸ジルコニルZrO（NO
3）２・nH2O、オキシプロピルチタンTi（OC3O7）４など
に原材料溶液を調合、混合後蒸発−乾固法によって、１
μｍ程度の原材料パウダーを得た後、焼成工程を経て、
有機バインダーなどに溶かし込み、ペースト状に形成さ
れる。 本発明実施例において使用されるPLLZTペーストは以
下に示す如くして形成される。 まず、硝酸鉛（NO3）２、硝酸ランタンLa（NO3）26H2
O、硝酸リチウムLiNO3、硝酸ジルコニウムZrO（NO3）22
H2O、オキシプロピルチタンTi（OC3H7）４を第１表に示
すような割合で秤量し、このTi（OC3H7）４を硝酸水溶
液に溶解させ、その他は蒸溜水を加えて、それぞれ飽和
溶液とし、それぞれ撹拌する。その後、前記５つの溶液
を混合して撹拌し、沈澱を防止するための6.3％希硝酸1
0mlを加え、無色透明のPLLZT硝酸水溶液を得る。このPL
LZT硝酸水溶液を加熱し、水分を蒸発させてできた白色
粉末を550℃の電気炉中で16時間熱分解し、茶色の粉末
を得る。 このようにして得られた茶色の粉末を乳鉢で粉砕し、
200メッシュの篩にかけたのち、コールドプレス機で30
φ×15mmの大きさに成形し、950℃で16時間仮焼成を行
う。この温度のプロフィールは第３図に示す如くであ
り、200℃/hで1000℃に達するまで徐々に加熱し、1000
℃で０℃まで冷却する。 仮焼した資料を更に乳鉢で粉砕し、200メッシュの篩
にかけたのち、コールドプレス機の圧力下、すなわち10
0kg/cm2で約30φ×15mmの大きさに成形し、1200℃で20
時間、本焼成を行う。その温度プロフィールは第四図に
示す如くであり、200℃/hで1200℃に達するまで徐々に
加熱し、1200℃で20時間保持した後さらに200℃/hで０
℃まで冷却する。ここで仮焼成、本焼成共、冷却は室温
まででもよい。 このようにして本焼成の施された試料を乳鉢で粉砕
し、325メッシュの篩にかけPLLZT 10/65/35微粉末が形
成される。 このPLLZT 10/65/35微粉末と有機バインダOGを5:1の
割合で混合し、更にクレイclay2重量％、酸化ビスマスB
i2O30.2重量パーセント、ガラスフリット１重量パーセ
ント添加し、ペースト状にして、スクリーン印刷用のPL
LZT 10/65/35ペーストを形成する。 ここで有機バインダはエチルセルロース（ethylcellu
lose:100cps,49％etoxy）をテレピネオール（terpineo
l）ni薬１週間浸漬、膨潤、溶解したものであり、ガラ
スフリットは試料と基板の密着性を良くするためのもの
である。 またclayは粒子間の空隙をうめ、ペーストを緻密化す
るためであり、Bi2O3は焼成温度を下げるという効果が
ある。 次に、本発明実施例の厚膜焦電素子の製造方法につい
て説明する。 まず、幅40×長さ42×厚さ0.3mm（粒子20個分）のア
ルミナ基板１上に、CLP−2054と指称されているニッコ
ーム社製の銀ペーストをインクとしてスクリーン印刷
し、５〜15分放置して表面平滑化処理（レベリング）を
行い、120℃で10分間乾燥した後、再度同様のスクリー
ン印刷、表面平滑化処理、乾燥を繰り返す。こののち12
50℃で10分間焼成長し、20個分の第１電極２を形成す
る。 次いで、前述の如くして形成されたPLLZT 10/65/35
ペーストを前記第１電極上にスクリーン印刷し、表面平
滑化処理、乾燥工程を２回繰り返した後、850℃で10分
間焼成し、第２電極４を形成する。 最後にこの第２電極上に光吸収体５として金属膜を蒸
着したのち、アルミナ基板上に分割用のＶ溝を形成し、
応力をかけることにより、20個の素子に分割する。 ここで、それぞれのペーストを数回繰り返し印刷した
のは、各層の厚さを調整するためであり、第１電極、第
２電極はいずれも20〜30μｍで、PLLZT10/65/35は50〜1
00μｍである。 また、前記実施例ではPLLZT層の焼成温度は1200℃と
したが、850〜1200℃の間であればよく、上部電極およ
び下部電極の構成材料に応じて適宜選択可能である。こ
の温度は下部電極との反応を考慮すると低いほうが良い
が、上部電極との反応を考慮すると上部電極の焼成温度
よりも十分に高い方がよい。 このようにして形成された厚膜焦電素子は、焦電効果
を呈する強誘電体が厚膜で構成されているため、機械的
強度が大であり、また周囲の条件にも強く、大電力にも
耐え得る。 また、安価、かつ容易に同じ大きさの焦電素子を近接
して形成することができ、補償効果によって高精度の焦
電素子を形成することができる。 また、通常、焦電素子を赤外線センサとして使用する
際には電界効果トランジスタ（FET）などに実装される
が、耐熱性に富むため、焦電素子形成後、同一基板上に
FETなどの他の素子を作り込むのも容易であり、実装し
やすい。 さらに、本発明の厚膜焦電素子の製造方法によれば、
厚膜ペーストとして、PLLZT粉末にクレイと酸化ビスマ
スを添加したものを用いているため、焦電膜を緻密な膜
とし、かつ焼成温度を低くしさらに誘電率（容量）を均
一かつ低くして出力を大きくし、検出精度を高めること
ができる。 また、素子として完成するまで、多数個を同時処理す
ることができ、組み立ての作業性が大幅に改善される。
その上製造工数が縮減されると共に、製造に使用される
装置も簡単であるため、コストが大幅に改善される装置
も簡単であるため、コストが大幅に低減される。 なお、前記実施例においては、強誘電体としてPLLZT
を用いたが、この他、LiNbO3を始めとして、他の強誘電
体の使用も可能であることはいうまでもない。 また、実施例においては、第１電極、第２電極共に厚
膜スクリーン印刷によって形成したが、これに限定され
ることなく、たとえば第２電極は、蒸着法などによって
形成しても良い。ただ、形成条件として、第１電極、強
誘電体層、第２電極の順に、製造（焼成）温度を低くす
る必要がある。 以上、説明してきたように、本発明によれば、焦電素
子の強誘電体に厚膜を使用することにより、検出精度が
高く、製造が簡単で、機械的強度が大であり、他の素子
と共に同一基板上に組み込むことが容易でかつ、コスト
の低い厚膜焦電素子を得ることができる。
参照しつつ詳細に説明する。 本発明実施例の厚膜焦電素子は、第１図に平面概要説
明図を、第２図にそのＡ−Ａ断面図を示す如く、アルミ
ナ基板１上に形成された銀厚膜からなる第１電極２と、
この第１電極上に形成されたPLLZT 10/65/35セラミッ
クスPb0.9（La0.5Li0.5）0.1〕（Zr0.65Ti0.35）O3から
なる強誘電体層３と、さらにこの上に形成された銀厚膜
からなる第２電極４と、第２電極上に形成された黒色蒸
着膜からなる光吸収体５とより構成されている。 ところで、焦電効果を呈する強誘電体として用いられ
るPLLZTセラミックスは一般に、Pb1-X（La0.5L
i0.5）Ｘ〕（ZrYTi1-Y）O3の化学式で示されるもので、
ここではＸ＝0.1,Y＝0.65すなわちPb0.9（La0.5Li0.5）
0.1〕（Zr0.65Ti0.35）O3の組成を持つ、PLLZT 10/65/
35を使用している。 このPLLZT 10/65/35厚膜は、PLLZTペーストをインク
としてスクリーン印刷し、焼成して形成されるか、PLLZ
Tペーストは、液相から、次のようにして製造される。 すなわち、PLLZTペーストは一般に、硝酸鉛Pb（NO3）
２、硝酸ランタンLa（NO3）３、硝酸ジルコニルZrO（NO
3）２・nH2O、オキシプロピルチタンTi（OC3O7）４など
に原材料溶液を調合、混合後蒸発−乾固法によって、１
μｍ程度の原材料パウダーを得た後、焼成工程を経て、
有機バインダーなどに溶かし込み、ペースト状に形成さ
れる。 本発明実施例において使用されるPLLZTペーストは以
下に示す如くして形成される。 まず、硝酸鉛（NO3）２、硝酸ランタンLa（NO3）26H2
O、硝酸リチウムLiNO3、硝酸ジルコニウムZrO（NO3）22
H2O、オキシプロピルチタンTi（OC3H7）４を第１表に示
すような割合で秤量し、このTi（OC3H7）４を硝酸水溶
液に溶解させ、その他は蒸溜水を加えて、それぞれ飽和
溶液とし、それぞれ撹拌する。その後、前記５つの溶液
を混合して撹拌し、沈澱を防止するための6.3％希硝酸1
0mlを加え、無色透明のPLLZT硝酸水溶液を得る。このPL
LZT硝酸水溶液を加熱し、水分を蒸発させてできた白色
粉末を550℃の電気炉中で16時間熱分解し、茶色の粉末
を得る。 このようにして得られた茶色の粉末を乳鉢で粉砕し、
200メッシュの篩にかけたのち、コールドプレス機で30
φ×15mmの大きさに成形し、950℃で16時間仮焼成を行
う。この温度のプロフィールは第３図に示す如くであ
り、200℃/hで1000℃に達するまで徐々に加熱し、1000
℃で０℃まで冷却する。 仮焼した資料を更に乳鉢で粉砕し、200メッシュの篩
にかけたのち、コールドプレス機の圧力下、すなわち10
0kg/cm2で約30φ×15mmの大きさに成形し、1200℃で20
時間、本焼成を行う。その温度プロフィールは第四図に
示す如くであり、200℃/hで1200℃に達するまで徐々に
加熱し、1200℃で20時間保持した後さらに200℃/hで０
℃まで冷却する。ここで仮焼成、本焼成共、冷却は室温
まででもよい。 このようにして本焼成の施された試料を乳鉢で粉砕
し、325メッシュの篩にかけPLLZT 10/65/35微粉末が形
成される。 このPLLZT 10/65/35微粉末と有機バインダOGを5:1の
割合で混合し、更にクレイclay2重量％、酸化ビスマスB
i2O30.2重量パーセント、ガラスフリット１重量パーセ
ント添加し、ペースト状にして、スクリーン印刷用のPL
LZT 10/65/35ペーストを形成する。 ここで有機バインダはエチルセルロース（ethylcellu
lose:100cps,49％etoxy）をテレピネオール（terpineo
l）ni薬１週間浸漬、膨潤、溶解したものであり、ガラ
スフリットは試料と基板の密着性を良くするためのもの
である。 またclayは粒子間の空隙をうめ、ペーストを緻密化す
るためであり、Bi2O3は焼成温度を下げるという効果が
ある。 次に、本発明実施例の厚膜焦電素子の製造方法につい
て説明する。 まず、幅40×長さ42×厚さ0.3mm（粒子20個分）のア
ルミナ基板１上に、CLP−2054と指称されているニッコ
ーム社製の銀ペーストをインクとしてスクリーン印刷
し、５〜15分放置して表面平滑化処理（レベリング）を
行い、120℃で10分間乾燥した後、再度同様のスクリー
ン印刷、表面平滑化処理、乾燥を繰り返す。こののち12
50℃で10分間焼成長し、20個分の第１電極２を形成す
る。 次いで、前述の如くして形成されたPLLZT 10/65/35
ペーストを前記第１電極上にスクリーン印刷し、表面平
滑化処理、乾燥工程を２回繰り返した後、850℃で10分
間焼成し、第２電極４を形成する。 最後にこの第２電極上に光吸収体５として金属膜を蒸
着したのち、アルミナ基板上に分割用のＶ溝を形成し、
応力をかけることにより、20個の素子に分割する。 ここで、それぞれのペーストを数回繰り返し印刷した
のは、各層の厚さを調整するためであり、第１電極、第
２電極はいずれも20〜30μｍで、PLLZT10/65/35は50〜1
00μｍである。 また、前記実施例ではPLLZT層の焼成温度は1200℃と
したが、850〜1200℃の間であればよく、上部電極およ
び下部電極の構成材料に応じて適宜選択可能である。こ
の温度は下部電極との反応を考慮すると低いほうが良い
が、上部電極との反応を考慮すると上部電極の焼成温度
よりも十分に高い方がよい。 このようにして形成された厚膜焦電素子は、焦電効果
を呈する強誘電体が厚膜で構成されているため、機械的
強度が大であり、また周囲の条件にも強く、大電力にも
耐え得る。 また、安価、かつ容易に同じ大きさの焦電素子を近接
して形成することができ、補償効果によって高精度の焦
電素子を形成することができる。 また、通常、焦電素子を赤外線センサとして使用する
際には電界効果トランジスタ（FET）などに実装される
が、耐熱性に富むため、焦電素子形成後、同一基板上に
FETなどの他の素子を作り込むのも容易であり、実装し
やすい。 さらに、本発明の厚膜焦電素子の製造方法によれば、
厚膜ペーストとして、PLLZT粉末にクレイと酸化ビスマ
スを添加したものを用いているため、焦電膜を緻密な膜
とし、かつ焼成温度を低くしさらに誘電率（容量）を均
一かつ低くして出力を大きくし、検出精度を高めること
ができる。 また、素子として完成するまで、多数個を同時処理す
ることができ、組み立ての作業性が大幅に改善される。
その上製造工数が縮減されると共に、製造に使用される
装置も簡単であるため、コストが大幅に改善される装置
も簡単であるため、コストが大幅に低減される。 なお、前記実施例においては、強誘電体としてPLLZT
を用いたが、この他、LiNbO3を始めとして、他の強誘電
体の使用も可能であることはいうまでもない。 また、実施例においては、第１電極、第２電極共に厚
膜スクリーン印刷によって形成したが、これに限定され
ることなく、たとえば第２電極は、蒸着法などによって
形成しても良い。ただ、形成条件として、第１電極、強
誘電体層、第２電極の順に、製造（焼成）温度を低くす
る必要がある。 以上、説明してきたように、本発明によれば、焦電素
子の強誘電体に厚膜を使用することにより、検出精度が
高く、製造が簡単で、機械的強度が大であり、他の素子
と共に同一基板上に組み込むことが容易でかつ、コスト
の低い厚膜焦電素子を得ることができる。
第１図は本発明実施例の厚膜焦電素子の平面説明図、第
２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は、本発明実施例
に使用されるPLLZT 10/65/35形成のための仮焼成工程
の温度プロフィールを示す図、第４図は、同本焼成工程
の温度プロフィールを示す図である。 １……アルミナ基板、２……第１電極、３……PLLZT 1
0/65/35層、４……第２電極、５……光吸収体。
２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は、本発明実施例
に使用されるPLLZT 10/65/35形成のための仮焼成工程
の温度プロフィールを示す図、第４図は、同本焼成工程
の温度プロフィールを示す図である。 １……アルミナ基板、２……第１電極、３……PLLZT 1
0/65/35層、４……第２電極、５……光吸収体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−104380（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−45420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−112382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−173924（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−15057（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (4)
- 【請求項１】基板上に形成された第１電極と、 前記第１電極上に形成された厚膜印刷法による厚膜パタ
ーンの焼成によって形成された強誘電体層と、 さらにこの上に形成された第２電極とから構成されてい
ることを特徴とする厚膜焦電素子。 - 【請求項２】前記強誘電体層は、PLLZT厚膜から構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載の厚膜焦電素子。 - 【請求項３】絶縁性基板上に第１電極を形成する第１電
極形成工程と 厚膜ペーストとして、PLLZT粉末にクレイと酸化ビスマ
スを添加したものを用いて、厚膜印刷法により厚膜パタ
ーンを形成し、焼成することにより強誘電体膜を形成す
る強誘電体膜形成工程と この強誘電体膜上に第２電極を形成する第２電極形成工
程とを有することを特徴とする厚膜焦電素子の製造方
法。 - 【請求項４】前記第１電極形成工程およびまたは第２電
極形成工程が、厚膜印刷法による厚膜パターンを形成
し、焼成する工程であることを特徴とする特許請求の範
囲第（３）項記載の厚膜焦電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065960A JP2527419B2 (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 厚膜焦電素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065960A JP2527419B2 (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 厚膜焦電素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59191317A JPS59191317A (ja) | 1984-10-30 |
| JP2527419B2 true JP2527419B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=13302059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58065960A Expired - Lifetime JP2527419B2 (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 厚膜焦電素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527419B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939690B2 (ja) * | 1975-03-27 | 1984-09-26 | カブシキガイシヤ ホリバセイサクシヨ | 焦電型検出素子 |
| JPS5515057A (en) * | 1978-07-19 | 1980-02-01 | Seiko Epson Corp | Movement fixing structure of portable watch |
| JPS5745420A (en) * | 1980-09-01 | 1982-03-15 | Tdk Corp | Production of infrared ray detector |
| JPS57104380A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-29 | New Japan Radio Co Ltd | Infrared ray solid-state image pickup device |
| JPS57173924A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-26 | Tdk Electronics Co Ltd | Method of forming electrode for ceramic electronic part |
-
1983
- 1983-04-14 JP JP58065960A patent/JP2527419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59191317A (ja) | 1984-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6125027A (en) | Component comprising a capacitor | |
| GB2161647A (en) | Piezoelectric devices | |
| US5322612A (en) | Carbon dioxide gas detection element | |
| JP2527419B2 (ja) | 厚膜焦電素子およびその製造方法 | |
| JPS5814721B2 (ja) | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 | |
| JP3079262B2 (ja) | 透明導電性薄膜及びその製造方法 | |
| Leppävuori et al. | A thick-film pyroelectric PLZT ceramic sensor | |
| JP3528972B2 (ja) | Ｎｔｃサーミスタ | |
| JPH06314602A (ja) | セラミック電子部品 | |
| JPH03255923A (ja) | 薄膜型サーミスタ素子 | |
| JPS61285609A (ja) | チタン酸鉛強誘電体薄膜およびその製造方法 | |
| JPH06181343A (ja) | 積層型変位素子及びその製造方法 | |
| JPH1090073A (ja) | 輻射センサ及びその製造方法 | |
| JP2001135501A (ja) | チップ型サーミスタ | |
| JPS63284794A (ja) | エレクトロルミネセンス表示素子の製造方法 | |
| JPS5842965A (ja) | 酸素センサ素子 | |
| JPH0661016A (ja) | 厚膜サーミスタ組成物及びその製造方法並びにこの組成 物を用いた厚膜サーミスタ及びその製造方法 | |
| JP2715638B2 (ja) | 銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造法 | |
| JPH07104309B2 (ja) | ガスセンサの製造方法 | |
| JP3245933B2 (ja) | 抵抗体 | |
| JP2003289001A (ja) | 厚膜電子部品 | |
| JPH05175564A (ja) | 積層圧電アクチュエータ素子およびその製造方法 | |
| JPS6227483B2 (ja) | ||
| JPH0742111B2 (ja) | 焦電セラミックス薄膜素子の製造方法 | |
| CN117658619A (zh) | 高退极化温度的无铅热释电陶瓷材料及其制备方法和应用 |