JPH0982134A - 導電ペースト及びそれを用いた圧電セラミック素子 - Google Patents
導電ペースト及びそれを用いた圧電セラミック素子Info
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- JPH0982134A JPH0982134A JP7232934A JP23293495A JPH0982134A JP H0982134 A JPH0982134 A JP H0982134A JP 7232934 A JP7232934 A JP 7232934A JP 23293495 A JP23293495 A JP 23293495A JP H0982134 A JPH0982134 A JP H0982134A
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- Japan
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- electrode
- conductive paste
- piezoelectric ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ａｇ／Ｐｄ電極のはんだ付け性と強度を改善
して信頼性を高め、併せて前記Ａｇ／Ｐｄ電極を備えた
圧電セラミック素子の圧電特性の低下を抑えて、その信
頼性も向上させる。 【解決手段】 Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる主導電成
分とガラスフリットを含む導電ペーストにおいて、副成
分としてＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種
類を含有する導電ペーストであり、また、前記導電ペー
ストを用いて形成された電極を有する圧電セラミック素
子である。
して信頼性を高め、併せて前記Ａｇ／Ｐｄ電極を備えた
圧電セラミック素子の圧電特性の低下を抑えて、その信
頼性も向上させる。 【解決手段】 Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる主導電成
分とガラスフリットを含む導電ペーストにおいて、副成
分としてＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種
類を含有する導電ペーストであり、また、前記導電ペー
ストを用いて形成された電極を有する圧電セラミック素
子である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電ペースト及び
それを用いた圧電セラミック素子に関する。
それを用いた圧電セラミック素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動ジャイロなどに用いる圧電セラ
ミック素子の電極として、一般にＡｇとＰｄの各金属粉
末、ガラスフリット及び有機ビヒクルを混合した導電ペ
ーストを厚膜印刷し、空気中で焼き付けしたものが使用
されている。
ミック素子の電極として、一般にＡｇとＰｄの各金属粉
末、ガラスフリット及び有機ビヒクルを混合した導電ペ
ーストを厚膜印刷し、空気中で焼き付けしたものが使用
されている。
【０００３】そして、この方法は、還元されやすいセラ
ミックに電極を空気中で焼き付けすることができ、良好
な導電性と耐マイグレーション性を有するという利点が
ある。
ミックに電極を空気中で焼き付けすることができ、良好
な導電性と耐マイグレーション性を有するという利点が
ある。
【０００４】しかし、この電極と端子金属をはんだ付け
する場合、はんだ中のＳｎが拡散し易く、したがって、
熱エージングや熱サイクルによって、はんだ付けの密着
性が低下するという問題があった。
する場合、はんだ中のＳｎが拡散し易く、したがって、
熱エージングや熱サイクルによって、はんだ付けの密着
性が低下するという問題があった。
【０００５】これを改善するため、導電ペースト中のガ
ラスを増加させたり、ＳｉＯ2 を添加してはんだ中のＳ
ｎの拡散を抑制する試みがなされたり、また、電極が形
成される圧電セラミック基板の表層の界面応力を高めて
密着性を確保するため、ＣｕＯの添加を図るなどの対策
が試みられて来た。
ラスを増加させたり、ＳｉＯ2 を添加してはんだ中のＳ
ｎの拡散を抑制する試みがなされたり、また、電極が形
成される圧電セラミック基板の表層の界面応力を高めて
密着性を確保するため、ＣｕＯの添加を図るなどの対策
が試みられて来た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のような
Ｓｎの拡散抑制は、はんだ付け性を低下させたり、後者
のような圧電セラミック基板の界面応力の強化は、軟ら
かいセラミックの場合にクラックを生じさせて圧電特性
が低下するなどの問題があった。
Ｓｎの拡散抑制は、はんだ付け性を低下させたり、後者
のような圧電セラミック基板の界面応力の強化は、軟ら
かいセラミックの場合にクラックを生じさせて圧電特性
が低下するなどの問題があった。
【０００７】そこで本発明の目的は、このような問題点
を解決して、Ａｇ／Ｐｄ電極のはんだ付け性と強度を改
善して信頼性を高め、併せて前記Ａｇ／Ｐｄ電極を備え
た圧電セラミック素子の圧電特性の低下を抑えてその信
頼性も向上させることにある。
を解決して、Ａｇ／Ｐｄ電極のはんだ付け性と強度を改
善して信頼性を高め、併せて前記Ａｇ／Ｐｄ電極を備え
た圧電セラミック素子の圧電特性の低下を抑えてその信
頼性も向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１にお
いて、導電ペーストは、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる
主導電成分とガラスフリットを含む導電ペーストにおい
て、副成分としてＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なく
とも１種類を含有することを特徴とする。
いて、導電ペーストは、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる
主導電成分とガラスフリットを含む導電ペーストにおい
て、副成分としてＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なく
とも１種類を含有することを特徴とする。
【０００９】また、請求項２において、導電ペースト
は、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を１００重量部としたとき、
ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種類が、総
量で０．５〜５．０重量部であることを特徴とする。
は、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を１００重量部としたとき、
ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種類が、総
量で０．５〜５．０重量部であることを特徴とする。
【００１０】また、請求項３において、圧電セラミック
素子は、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる主導電成分とガ
ラスフリットを含み、かつ、副成分としてＣｒＢまたは
ＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種類を含有する電極を有
することを特徴とする。
素子は、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる主導電成分とガ
ラスフリットを含み、かつ、副成分としてＣｒＢまたは
ＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種類を含有する電極を有
することを特徴とする。
【００１１】また、請求項４において、圧電セラミック
素子の電極は、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を１００重量部と
したとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１
種類が、総量で０．５〜５．０重量部であることを特徴
とする。
素子の電極は、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を１００重量部と
したとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１
種類が、総量で０．５〜５．０重量部であることを特徴
とする。
【００１２】これらの手段により、添加されたＣｒＢは
セラミック表層に浸透し、セラミックの膨張率を上げる
ため、電極金属との間の熱膨張差が減少して、セラミッ
クと電極金属の間のストレスを緩和する効果がある。ま
た、ＮｂＳｉ2 はＡｇとの間でＡｇＮｂＯ3 等の化合物
を形成し、金属とガラスの間の結合力を高める効果があ
る。これにより、はんだ付け性と強度が熱エージング等
の影響で劣化する度合いを大幅に減少させるとともに、
素子としての圧電特性の低下を抑えることができる。
セラミック表層に浸透し、セラミックの膨張率を上げる
ため、電極金属との間の熱膨張差が減少して、セラミッ
クと電極金属の間のストレスを緩和する効果がある。ま
た、ＮｂＳｉ2 はＡｇとの間でＡｇＮｂＯ3 等の化合物
を形成し、金属とガラスの間の結合力を高める効果があ
る。これにより、はんだ付け性と強度が熱エージング等
の影響で劣化する度合いを大幅に減少させるとともに、
素子としての圧電特性の低下を抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明を実施例にもとづき説明す
る。
る。
【００１４】最初に、Ａｇ粉末を７０〜９５重量部、Ｐ
ｄ粉末を５〜３０重量部、及び前記Ａｇ／Ｐｄ粉末を１
００重量部としたとき、ガラスフリットを１〜５重量
部、ＣｒＢを０〜６．０重量部、ＮｂＳｉ2 を０〜６．
０重量部になるようにそれぞれ秤量し、残部を有機ビヒ
クルで構成したＡｇ／Ｐｄ導電ペーストを調製した。な
お、ガラスフリットはＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系を
使用し、有機ビヒクルはエチルセルロ−スをブチルカル
ビトールアセテートに溶解したものを使用した。
ｄ粉末を５〜３０重量部、及び前記Ａｇ／Ｐｄ粉末を１
００重量部としたとき、ガラスフリットを１〜５重量
部、ＣｒＢを０〜６．０重量部、ＮｂＳｉ2 を０〜６．
０重量部になるようにそれぞれ秤量し、残部を有機ビヒ
クルで構成したＡｇ／Ｐｄ導電ペーストを調製した。な
お、ガラスフリットはＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系を
使用し、有機ビヒクルはエチルセルロ−スをブチルカル
ビトールアセテートに溶解したものを使用した。
【００１５】このＡｇ／Ｐｄ導電ペーストを用いて、円
板状のＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 系圧電セラミックの表裏
面上に、スクリーン印刷で直径３ｍｍの円形電極パター
ンを形成し、これをはんだ付け性評価及び電極強度試験
用試料とした。
板状のＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 系圧電セラミックの表裏
面上に、スクリーン印刷で直径３ｍｍの円形電極パター
ンを形成し、これをはんだ付け性評価及び電極強度試験
用試料とした。
【００１６】また、同じくスクリーン印刷で圧電セラミ
ックの両面に電極を全面印刷したものを、電気特性試験
用試料とした。
ックの両面に電極を全面印刷したものを、電気特性試験
用試料とした。
【００１７】これらを大気中で７５０〜８５０℃で焼き
付けて電極を形成し、圧電セラミック素子とした。
付けて電極を形成し、圧電セラミック素子とした。
【００１８】そして、先に準備したはんだ付け性評価用
試料にロジン系フラックスを塗布して、これをＳｎ／Ｐ
ｂ＝６／４（重量比）の溶融はんだ中（温度２３０℃）
へ１秒間浸漬して、はんだのぬれ具合を目視観察し、は
んだ付け性の評価をした。
試料にロジン系フラックスを塗布して、これをＳｎ／Ｐ
ｂ＝６／４（重量比）の溶融はんだ中（温度２３０℃）
へ１秒間浸漬して、はんだのぬれ具合を目視観察し、は
んだ付け性の評価をした。
【００１９】次いでこれら試料の両面に、直径０．６ｍ
ｍのはんだ引き銅線をはんだ付けした後、電極面に垂直
に定速で引っ張り、初期の電極強度を測定した。
ｍのはんだ引き銅線をはんだ付けした後、電極面に垂直
に定速で引っ張り、初期の電極強度を測定した。
【００２０】また、同様にしてリ−ド線をはんだ付けし
た試料を８５℃の恒温槽にいれ、５００時間後の引っ張
り強度を測定した。
た試料を８５℃の恒温槽にいれ、５００時間後の引っ張
り強度を測定した。
【００２１】また、同様にしてリ−ド線をはんだ付けし
た別の試料を−４０〜＋８５℃の間で熱衝撃を与え、１
時間１サイクルとして５００サイクルの試験を行った
後、同様に引っ張り強度の測定を行った。
た別の試料を−４０〜＋８５℃の間で熱衝撃を与え、１
時間１サイクルとして５００サイクルの試験を行った
後、同様に引っ張り強度の測定を行った。
【００２２】一方、電気特性試験用試料は、２〜５ｋＶ
／ｍｍの電圧を印加して分極した後、各試料の静電容量
と共振抵抗を測定した。
／ｍｍの電圧を印加して分極した後、各試料の静電容量
と共振抵抗を測定した。
【００２３】このようにして測定したデータを、電極強
度変化率及び圧電特性として算出し、表１に示した。
度変化率及び圧電特性として算出し、表１に示した。
【００２４】なお、ここでいう電極強度変化率とは、 （試験後強度−初期強度）／初期強度×１００ （％） で算出したものであり、また、圧電特性とは、Ａｇ／Ｐ
ｄ及び少量のガラスで構成した電極を有する表１中の試
料Ｎｏ．１で得られた特性値を基準にして、 試料測定値／試料Ｎｏ．１の測定値 で算出したものである。
ｄ及び少量のガラスで構成した電極を有する表１中の試
料Ｎｏ．１で得られた特性値を基準にして、 試料測定値／試料Ｎｏ．１の測定値 で算出したものである。
【００２５】また、表中、はんだ付け性は良好なものを
○印、はんだ面上に一部分、ハジキ現象のあったものを
△印を付して表示した。なお、表中、＊印を付した試料
Ｎｏ．のものは本発明の範囲外である。
○印、はんだ面上に一部分、ハジキ現象のあったものを
△印を付して表示した。なお、表中、＊印を付した試料
Ｎｏ．のものは本発明の範囲外である。
【００２６】
【表１】
【００２７】試料Ｎｏ．１のように、Ａｇ／Ｐｄの主導
電成分に対し、ガラスのみが添加され、ＣｒＢまたはＮ
ｂＳｉ2 のいずれの添加もない場合は、電極強度は熱エ
ージング、熱衝撃試験のいずれにおいても−８０％を超
える大幅な劣化が起こった。しかし、試料Ｎｏ．２〜１
６に示すように、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なく
とも１種類が添加されると、電極強度の劣化が緩和され
た。なお、試料Ｎｏ．６、１０、１３は、容量減少と共
振抵抗の増加がみられ、また、はんだのハジキ現象を示
したが、概ね圧電特性の低下が抑えられ、ほぼ良好なは
んだ付け性が維持されることがわかった。
電成分に対し、ガラスのみが添加され、ＣｒＢまたはＮ
ｂＳｉ2 のいずれの添加もない場合は、電極強度は熱エ
ージング、熱衝撃試験のいずれにおいても−８０％を超
える大幅な劣化が起こった。しかし、試料Ｎｏ．２〜１
６に示すように、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なく
とも１種類が添加されると、電極強度の劣化が緩和され
た。なお、試料Ｎｏ．６、１０、１３は、容量減少と共
振抵抗の増加がみられ、また、はんだのハジキ現象を示
したが、概ね圧電特性の低下が抑えられ、ほぼ良好なは
んだ付け性が維持されることがわかった。
【００２８】次に、同じく上記の実験結果から、より好
ましい本発明の組成範囲につき言及する。
ましい本発明の組成範囲につき言及する。
【００２９】すなわち、Ａｇ／Ｐｄの主導電成分とガラ
スに対し、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2のうち少なくとも１
種類を添加しても、試料Ｎｏ．２のように、その総量が
０．５重量部未満の場合は、熱エージング、熱衝撃試験
において強度劣化が緩和されたとはいえ、電極強度変化
率はまだ−８０％であり好ましくない。
スに対し、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2のうち少なくとも１
種類を添加しても、試料Ｎｏ．２のように、その総量が
０．５重量部未満の場合は、熱エージング、熱衝撃試験
において強度劣化が緩和されたとはいえ、電極強度変化
率はまだ−８０％であり好ましくない。
【００３０】また、試料Ｎｏ．６、１０、１３のよう
に、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種類
が、総量で５．０重量部を超えて添加されると、圧電特
性が低下し、実用上問題が生じて好ましくない。
に、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種類
が、総量で５．０重量部を超えて添加されると、圧電特
性が低下し、実用上問題が生じて好ましくない。
【００３１】一方、試料Ｎｏ．３、４、５、７、８、
９、１１、１２に示すように、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を
１００重量部としたとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のう
ち少なくとも１種類を、総量で０．５〜５．０重量部添
加したものは、熱エージングや熱衝撃試験でも電極の強
度劣化が少なく、かつ、素子としての圧電特性の低下が
少ない良好な特性を示し、併せて良好なはんだ付け性が
得られた。なお、試料Ｎｏ．１４、１５に示すように、
本発明の効果はガラスの量を変えても、また、試料Ｎ
ｏ．１６のようにＡｇ／Ｐｄ比を変えても、有効に働く
ことがわかった。
９、１１、１２に示すように、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を
１００重量部としたとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のう
ち少なくとも１種類を、総量で０．５〜５．０重量部添
加したものは、熱エージングや熱衝撃試験でも電極の強
度劣化が少なく、かつ、素子としての圧電特性の低下が
少ない良好な特性を示し、併せて良好なはんだ付け性が
得られた。なお、試料Ｎｏ．１４、１５に示すように、
本発明の効果はガラスの量を変えても、また、試料Ｎ
ｏ．１６のようにＡｇ／Ｐｄ比を変えても、有効に働く
ことがわかった。
【００３２】したがって、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を１０
０重量部としたとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少
なくとも１種類が、総量で０．５〜５．０重量部含有さ
れていることがより望ましい。
０重量部としたとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少
なくとも１種類が、総量で０．５〜５．０重量部含有さ
れていることがより望ましい。
【００３３】さらに、本発明の導電ペーストを用いて電
極形成した圧電セラミック素子を、エリンバー振動子に
貼り付けた圧電振動ジャイロで信頼性を評価した結果、
振動特性の変化が少ないことも確認された。
極形成した圧電セラミック素子を、エリンバー振動子に
貼り付けた圧電振動ジャイロで信頼性を評価した結果、
振動特性の変化が少ないことも確認された。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、Ａｇ／Ｐｄの各粉末か
らなる主導電成分とガラスフリットを含む導電ペースト
に、副成分としてＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なく
とも１種類を含有することで、セラミックと電極金属と
の間の熱膨張差が減少してストレスが緩和され、また、
金属とガラス間の結合力が強められる。
らなる主導電成分とガラスフリットを含む導電ペースト
に、副成分としてＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なく
とも１種類を含有することで、セラミックと電極金属と
の間の熱膨張差が減少してストレスが緩和され、また、
金属とガラス間の結合力が強められる。
【００３５】このため、はんだ付けした端子の引っ張り
強度が、熱エージングや熱衝撃によって劣化する度合い
を大幅に減少させることができ、併せて圧電特性の低下
も抑えることができる。また、ガラスの量の増加を伴わ
ないので、はんだ付け性が良好であり、厚膜で電極を形
成するため量産性にも富んでいる。
強度が、熱エージングや熱衝撃によって劣化する度合い
を大幅に減少させることができ、併せて圧電特性の低下
も抑えることができる。また、ガラスの量の増加を伴わ
ないので、はんだ付け性が良好であり、厚膜で電極を形
成するため量産性にも富んでいる。
【００３６】したがって、この導電ペーストで形成した
電極を有する圧電セラミック素子と、これを使用した電
子部品、例えば圧電振動ジャイロの信頼性を向上させる
ことができる。
電極を有する圧電セラミック素子と、これを使用した電
子部品、例えば圧電振動ジャイロの信頼性を向上させる
ことができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる主導電成
分とガラスフリットを含む導電ペーストにおいて、副成
分としてＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種
類を含有することを特徴とする導電ペースト。 - 【請求項２】 Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を１００重量部と
したとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１
種類が、総量で０．５〜５．０重量部であることを特徴
とする請求項１記載の導電ペースト。 - 【請求項３】 Ａｇ粉末及びＰｄ粉末からなる主導電成
分とガラスフリットを含み、かつ、副成分としてＣｒＢ
またはＮｂＳｉ2 のうち少なくとも１種類を含有する電
極を有することを特徴とする圧電セラミック素子。 - 【請求項４】 前記電極は、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末を１
００重量部としたとき、ＣｒＢまたはＮｂＳｉ2 のうち
少なくとも１種類が、総量で０．５〜５．０重量部であ
ることを特徴とする請求項３記載の圧電セラミック素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232934A JPH0982134A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 導電ペースト及びそれを用いた圧電セラミック素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232934A JPH0982134A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 導電ペースト及びそれを用いた圧電セラミック素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982134A true JPH0982134A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16947148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7232934A Pending JPH0982134A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 導電ペースト及びそれを用いた圧電セラミック素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0982134A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507865A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | セラミック多層構成素子およびその製造方法 |
| CN109053225A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-21 | 佛山市东鹏陶瓷有限公司 | 一种压电可诱生负离子面釉、瓷砖及瓷砖的制备工艺 |
| CN111210923A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-05-29 | 德阳烯碳科技有限公司 | 一种导电银浆及其制备工艺 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7232934A patent/JPH0982134A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507865A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | セラミック多層構成素子およびその製造方法 |
| US8776364B2 (en) | 2003-09-30 | 2014-07-15 | Epcos Ag | Method for producing a multilayer ceramic component |
| US9186870B2 (en) | 2003-09-30 | 2015-11-17 | Epcos Ag | Ceramic multi-layer component and method for the production thereof |
| CN109053225A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-21 | 佛山市东鹏陶瓷有限公司 | 一种压电可诱生负离子面釉、瓷砖及瓷砖的制备工艺 |
| CN109053225B (zh) * | 2018-08-16 | 2021-07-20 | 佛山市东鹏陶瓷有限公司 | 一种压电可诱生负离子面釉、瓷砖及瓷砖的制备工艺 |
| CN111210923A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-05-29 | 德阳烯碳科技有限公司 | 一种导电银浆及其制备工艺 |
| CN111210923B (zh) * | 2020-03-19 | 2022-02-08 | 德阳烯碳科技有限公司 | 一种导电银浆及其制备工艺 |
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