JPWO2006073023A1 - 導電性ペーストおよびそれを用いた圧電電子部品 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくともAg粉末からなる導電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む導電性ペーストであって、
前記ガラスフリットは、
一般式:[xB2O3−ySiO2−zCaO]
(ただし、x,y,zの単位は重量%)
で示される組成範囲が、添付の図1に示した3成分組成図において、(x、y、z)がA(30、50、20)、B(30、60、10)、C(15、75、10)およびD(15、65、20)を結ぶ多角形の範囲内にあり、かつx+y+z=100であり、かつ、ZnO、Al2O3、アルカリ金属酸化物から選ばれる1種以上の酸化物を含み、前記アルカリ金属酸化物がLi2O、Na2O、K2Oから選ばれる1種以上であるとともに、前記酸化物のいずれかを含有する場合におけるガラスフリット中の前記酸化物の含有率が、2重量%≦ZnO≦13重量%、1重量%≦Al2O3≦5重量%、3重量%≦アルカリ金属酸化物≦25重量%の範囲内にあることを特徴としている。
2a〜2g 内部電極
3a、3b 外部電極
4a、4b リード線
5a、5b 塗膜
6 Ag箔(導電性箔)
7 セラミックグリーンシート
8 導体パターン
8a 凸部
9 Agワイヤ(導電性線状部材)
10a、10b 塗膜
11 塗膜
12 Ag金網(導電性補強材)
13 導電性部材(網目状部材)
14 Ag金網(導電性補強材)
30 亀裂
次に、仮焼等を行い、セラミック混合粉末を作製し、該セラミック混合粉末に有機バインダや分散剤を添加し、溶剤としての水を用いてスラリー状とし、ドクターブレード法を用いてチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とするセラミックグリーンシートを作製した。
(実験例1)
ここでは、実験例1として、本発明の導電性ペーストを用いて形成された外部電極を備える積層型圧電電子部品について評価した。
(1)導電性ペースト用ガラスフリットの作製
本発明の実施例、および比較例に関し、導電性ペーストに用いるガラスフリットの出発原料として、高純度の酸化ホウ素(B2O3)、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化鉛(PbO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化リチウム(Li2O)、の各粉末を準備した。次に、表1に示す各組成比率となるように、これらの粉末を調合し、混合粉末とした。
(2)評価用導電性ペーストの作製
次に、(1)で得られた試料番号1〜16のガラスフリットを0.1〜12.0重量%、平均粒径2.0μmの球形Ag粉を50.0〜90.0重量%、残部がエチルセルロースとターピネオールを含有した有機ビヒクルを混合し、3本ロールミルを用いて混練することで、目的とする評価用導電性ペーストを得た。
(3)評価用圧電電子部品の作製
次に、Ag/Pdからなる内部電極が内部に形成された、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする、縦7mm×横7mm×厚み35mmのセラミック素体の両側面に、メタルマスクを用いて、前記(2)で得られた評価用導電性ペーストを印刷し、幅4mm×膜厚400μmの生の塗膜を形成した。次に、前記生の塗膜の上に線径150μm、目開き40メッシュのAg金網を載せ、該金網が生の塗膜に完全に埋没するまで静置した。次に、前記セラミック素体を、温度150℃で10分間オーブンに入れて乾燥した。次に、大気雰囲気中、740〜810℃で焼き付け処理を行うことで、圧電電子部品の両側面に、Ag金網を乾燥塗膜内に内包した外部電極を形成した。
〔積層型圧電電子部品の特性評価〕
上記のようにして作製した積層型圧電電子部品の外部電極の密着強度、電気機械結合係数k33、および駆動時間を評価した。
〔実験例2〕
ここでは、実験例2として、本発明の導電性ペーストを用いて形成された外部電極を備える単板型圧電電子部品について評価した。
(4)導電性ペースト用ガラスフリットの作製
本発明の実施例、および比較例に関し、導電性ペーストに用いるガラスフリットの出発原料として、高純度の酸化ホウ素(B2O3)、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化鉛(PbO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化リチウム(Li2O)、の各粉末を準備した。次に、表2に示す各組成比率となるように、これらの粉末を調合し、混合粉末とした。
(5)評価用導電性ペーストの作製
次に、(4)で得られた試料番号17〜34のガラスフリットを0.1〜12.0重量%、平均粒径2.0μmの球形Ag粉を50.0〜90.0重量%、残部がエチルセルロースとターピネオールを含有した有機ビヒクルを混合し、3本ロールミルを用いて混練することで、目的とする評価用導電性ペーストを得た。
(6)評価用圧電電子部品の作製 次に、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする、直径20mm×厚み10mmの円板状のセラミック素体の両主面に、メタルマスクを用いて、前記(5)で得られた評価用導電性ペーストを印刷し、直径10mm×膜厚400μmの生の塗膜を形成した。次に、温度150℃で3分間オーブンに入れて乾燥した。次に、大気雰囲気中、750〜800℃で焼き付け処理を行い、前記セラミック素体の両主面に、外部電極を形成した。
〔単板型圧電電子部品の特性評価〕
上記のようにして作製した単板型圧電電子部品の外部電極の密着強度、および電気機械結合係数kpを評価した。
したがって、本発明は、圧電電子部品の製造に用いられる導電性ペーストの分野および圧電電子部品の分野に広く適用することが可能である。
Claims (4)
- 少なくともAg粉末からなる導電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含む導電性ペーストであって、
前記ガラスフリットは、
一般式:[xB2O3−ySiO2−zCaO]
(ただし、x,y,zの単位は重量%)
で示される組成範囲が、添付の図1に示した3成分組成図において、(x、y、z)がA(30、50、20)、B(30、60、10)、C(15、75、10)およびD(15、65、20)を結ぶ多角形の範囲内にあり、かつx+y+z=100であり、かつ、ZnO、Al2O3、アルカリ金属酸化物から選ばれる1種以上の酸化物を含み、前記アルカリ金属酸化物がLi2O、Na2O、K2Oから選ばれる1種以上であるとともに、前記酸化物のいずれかを含有する場合におけるガラスフリット中の前記酸化物の含有率が、2重量%≦ZnO≦13重量%、1重量%≦Al2O3≦5重量%、3重量%≦アルカリ金属酸化物≦25重量%の範囲内にあることを特徴とする、導電性ペースト。 - 前記導電性ペーストにおいて、前記ガラスフリット100体積%に対して、150体積%以下のBi2O3をさらに含むことを特徴とする、請求項1記載の導電性ペースト。
- 請求項1または2に記載の導電性ペーストと、導電性補強材とが一体として焼結された焼結体からなる電極を備えることを特徴とする、圧電電子部品。
- 前記導電性補強材が、卑金属材料を芯材とし表面が貴金属材料で形成されるとともに、前記電極内において網目状に形成されていることを特徴とする、請求項3記載の圧電電子部品。
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