KR19980063683A - Piezoceramic Electronic Components and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
비용이 저렴하고, 전극밀착강도가 높은 압전세라믹 전자부품을 제공한다.The present invention provides a piezoceramic electronic component having low cost and high electrode adhesion strength.
전극(21)은, 복수의 도전막(211,212)을 적층하여 구성되고, 압전세라믹 기판(10)의 한쪽 면에 부착되어 있다. 도전막(211)은, 니켈막이다. 니켈막(211)은 압전세라믹 기판(10)의 한쪽면에 부착되어, 최하층막을 구성하고 있다. 전극(22)도, 복수의 도전막(211,212)을 적층하여 구성되고, 압전세라믹 기판(10)의 다른 면에 부착되어 있다. 도전막(221)은, 니켈막이고, 니켈막(221)은 압전세라믹 기판(10)의 다른 면에 부착되어, 최하층막을 구성하고 있다. 도전막(212,222)은 동막(銅膜)으로 이루어진다.The electrode 21 is formed by stacking a plurality of conductive films 211 and 212, and is attached to one surface of the piezoelectric ceramic substrate 10. The conductive film 211 is a nickel film. The nickel film 211 is attached to one side of the piezoelectric ceramic substrate 10 to form the lowest layer film. The electrode 22 is also formed by stacking a plurality of conductive films 211 and 212, and is attached to the other surface of the piezoelectric ceramic substrate 10. The conductive film 221 is a nickel film, and the nickel film 221 is attached to the other surface of the piezoelectric ceramic substrate 10 to form the lowest layer film. The conductive films 212 and 222 are made of copper film.
Description
본 발명은, 압전세라믹 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoceramic electronic component and a method of manufacturing the same.
이 종류의 압전세라믹 전자부품은, 전극을 통해, 압전세라믹 기판에, 전극을 통해, 전계를 전압을 인가했을 때에 발생하는 전왜현상(電歪現象)를 이용하여, 상술한 바와 같이 각종 기능을 발휘시키는 것이므로, 전왜현상에 견딜 수 있는 전극밀착강도를 확보하는 것은, 극히 중요한 사항이다. 이러한 특징은, 예를 들면, 세라믹 콘덴서, PTC 서미스터 또는 저항 등과 같이, 세라믹 기판을 사용하는 다른 전자부품, 예를 들면, 세라믹 콘덴서, PTC 서미스터 또는 저항기 등에서는 고려할 필요가 없는 압전세라믹 전자부품의 고유의 것이다.This kind of piezoceramic electronic parts exhibits various functions as described above by using electrodistortion that occurs when an electric field is applied to the piezoceramic substrate through an electrode and through an electrode. Therefore, it is extremely important to secure the electrode adhesion strength that can withstand electromorphism. This feature is inherent in piezoceramic electronics that do not need to be considered in other electronic components that use a ceramic substrate, such as ceramic capacitors, PTC thermistors or resistors, for example, ceramic capacitors, PTC thermistors, or resistors. Will.
종래, 압전세라믹 기판상에 설치되는 전극은, 예를 들면, 일본국 특공평6-91407호 공보에 개시되어 있는 것과 같이, 압전세라믹 기판의 전면에 은을 증착한 뒤, 소정의 패턴이 되도록 에칭하여 형성되어 있었다. 그러나, 은으로 된 전극은 비용이 많이드므로, 은 대신에, 동을 이용하여 전극을 형성하는 것이 검토되어, 실용에 이바지하였다.Conventionally, an electrode provided on a piezoceramic substrate is etched to form a predetermined pattern after depositing silver on the entire surface of the piezoelectric ceramic substrate, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-91407. Was formed. However, since the electrode made of silver is expensive, forming an electrode using copper instead of silver has been considered, which contributed to practical use.
도 17 내지 도 20에 동(銅)전극을 형성하는 경우의 개략적인 과정을 나타낸다. 우선, 도 17에 나타내듯이, 연마한 압전세라믹 기판(10)의 표면에 소정의 전극형상에 상당하는 제외패턴(11)을 갖는 마스크(12)를 씌운다.17 to 20 show a schematic process in the case of forming a copper electrode. First, as shown in FIG. 17, the mask 12 which has the exclusion pattern 11 corresponding to a predetermined | prescribed electrode shape is covered on the surface of the polished piezoceramic substrate 10. FIG.
다음으로, 도 18에 나타내듯이, 하지막이 되는 동막(13)을 스푸터링에 의해서 형성한다. 동막(13)은, 제외패턴(11)을 통해서, 압전세라믹 기판(10)의 표면에 부착시킨다. 다음으로, 도 19에 나타내듯이, 압전세라믹 기판(10)으로부터 마스크(12)를 뗀다. 이것에 의해, 제외패턴(11)에 대응한 패턴을 갖는 동하지막(13)이 형성된다. 다음으로, 도 20에 나타내듯이, 전해도금에 의해, 동하지막(13)의 위에 동막(14)을 부착시킨다.Next, as shown in FIG. 18, the copper film 13 used as a base film is formed by sputtering. The copper film 13 is attached to the surface of the piezoelectric ceramic substrate 10 through the exclusion pattern 11. Next, as shown in FIG. 19, the mask 12 was removed from the piezoceramic substrate 10. As shown in FIG. Thereby, the film base film 13 which has a pattern corresponding to the exclusion pattern 11 is formed. Next, as shown in FIG. 20, the copper film 14 is affixed on the base film 13 by electroplating.
이것에 의해, 압전세라믹 기판(10)의 위에는, 스푸터링에 의해 구성된 동하지막(13)과, 상기 동하지막(13)의 위에 전해도금에 의해서 형성된 동막(14)의 2막 구조로 이루어지는 전극이 얻어진다.Thereby, on the piezoelectric ceramic substrate 10, a two-film structure of the copper film 13 formed by sputtering and the copper film 14 formed by electroplating on the copper film 13 is formed. The electrode which consists of is obtained.
상술한 동전극을 갖는 압전세라믹 전자부품은, 은전극을 갖는 압전세라믹 전자부품에 비해서, 비용을 절감할 수 있다. 그러나, 스푸터링에 의해서 형성된 동하지막(13)은, 압전세라믹 기판(10)에 대한 밀착강도가 약한 문제가 있다.The piezoelectric ceramic electronic component having the above-described coin electrode can reduce the cost as compared with the piezoelectric ceramic electronic component having the silver electrode. However, the copper film 13 formed by sputtering has a problem in that the adhesion strength to the piezoelectric ceramic substrate 10 is weak.
압전세라믹 기판(10)에 동하지막(13)을 형성하기 위한 수단으로서, 스푸터링 외에 증착 및 무전해도금도 있지만, 이 경우도 스푸터링에 의해서 얻어지는 이상의 밀착강도를 확보할 수 없다. 다른 성막법, 예를 들면, 전해도금은, 압전세라믹 기판에 하지동막을 형성하기 위한 수단으로서는 사용할 수 없다.As a means for forming the base film 13 on the piezoceramic substrate 10, there are also vapor deposition and electroless plating in addition to sputtering, but in this case, it is not possible to secure adhesion strength beyond that obtained by sputtering. Another film formation method, for example, electroplating, cannot be used as a means for forming a base copper film on a piezoceramic substrate.
더욱이, 제조방법으로서 보더라도, 스푸터링에 의해 동하지막을 형성하기 때문에, 비교적 비싸고, 또한, 유지관리가 곤란한 스푸터링설비가 필요하고, 그 밖에도 마스크의 탈착에 시간이 걸리는 등의 난점이 있어, 이들이 요인이 되어, 제품비용을 올리는 문제점이 있다.Furthermore, even as a manufacturing method, since the copper film is formed by sputtering, a sputtering facility which is relatively expensive and difficult to maintain is required, and in addition, there are difficulties such as taking time to detach and remove the mask. However, these factors cause a problem of raising the product cost.
본 발명의 목적은, 적은 비용으로, 전극밀착강도가 큰 압전세라믹 전자부품을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a piezoceramic electronic component having a large electrode adhesion strength at low cost.
본 발명의 다른 목적은, 밀착강도가 큰 전극을, 적은 비용으로, 간단히 형성할 수 있는 압전세라믹 전자부품의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoceramic electronic component which can easily form an electrode having a high adhesive strength at low cost.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품은, 압전세라믹 기판과, 전극을 포함한다. 상기 전극은, 복수의 도전막을 적층하여 구성되고, 상기 압전세라믹 기판에 부착되어 있다. 상기 복수의 도전막의 하나는 니켈막이고, 상기 니켈막은 상기 압전세라믹 기판에 부착되어 있다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the above-mentioned subject, the piezoceramic electronic component which concerns on this invention contains a piezoelectric ceramic substrate and an electrode. The electrode is formed by stacking a plurality of conductive films, and is attached to the piezoelectric ceramic substrate. One of the plurality of conductive films is a nickel film, and the nickel film is attached to the piezoelectric ceramic substrate.
따라서, 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품에서는, 니켈막이 하지막이 된다. 니켈은, 동과 달라, 무전해도금에 의해서, 압전세라믹 기판에 형성된 니켈막은, 스푸터링에 의해서 형성된 동하지막에 비하여, 큰 밀착강도를 갖는다. 따라서, 이 니켈막과, 그 위에 적층되는 다른 도전막으로 구성되는 전극은, 전체로서, 압전세라믹 기판에 대하여, 큰 밀착강도를 갖는 것이 된다.Therefore, in the piezoelectric ceramic electronic component according to the present invention, the nickel film becomes the base film. Nickel is different from copper, and the nickel film formed on the piezoceramic substrate by electroless plating has a large adhesion strength compared to the copper film formed by sputtering. Therefore, the electrode which consists of this nickel film and the other electrically conductive film laminated | stacked on it has a big adhesive strength with respect to a piezoelectric ceramic substrate as a whole.
전극은, 최상층막이 동막으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 최상층막이면, 전극의 전기저항을 저감시켜서, 발열이나 손실 등을 최소로 하고, 더욱이, 양호한 납땜성을 확보할 수 있다. 전극은, 니켈막 및 동막 외, 다른 단막 또는 복막의 도전막을 포함하고 있어도 좋다.As for an electrode, it is preferable that an uppermost layer is comprised by copper film. If it is an uppermost layer film, the electrical resistance of an electrode can be reduced, heat generation, a loss, etc. can be minimized, and also favorable solderability can be ensured. The electrode may include a conductive film of another single film or a double film in addition to the nickel film and the copper film.
상술한 압전세라믹 전자부품을 얻기 위한 본 발명에 관한 제조방법에서는, 우선, 상기 압전세라믹 기판상에, 상기 전극의 형상에 상당하는 제외패턴을 갖는 레지스트막을, 인쇄에 의해 형성한다.In the manufacturing method according to the present invention for obtaining the above-mentioned piezoceramic electronic parts, first, a resist film having an exclusion pattern corresponding to the shape of the electrode is formed on the piezoceramic substrate by printing.
다음으로, 상기 레지스트막 및 상기 제외패턴에, 무전해도금법의 적용에 의해, 상기 니켈막을 형성한다. 다음으로, 상기 레지스트막을, 그 위에 부착하고 있는 상기 니켈막과 같이 제거한다. 상기 제외패턴에 존재하는 상기 니켈막은 남긴다. 다음으로, 상기 제외패턴에 존재하고 있는 상기 니켈막의 위에 전해도금에 의해 도전막을 형성한다. 이 제조방법에 의하면, 밀착강도가 높은 전극을, 적은 비용으로, 간단히 형성할 수 있다.Next, the nickel film is formed on the resist film and the exclusion pattern by applying an electroless plating method. Next, the resist film is removed like the nickel film attached thereon. The nickel film existing in the exclusion pattern remains. Next, a conductive film is formed by electroplating on the nickel film existing in the exclusion pattern. According to this manufacturing method, an electrode with high adhesion strength can be easily formed at low cost.
본 발명의 다른 목적, 구성 및 이점에 관하여는, 첨부도면을 참조하여, 다시 구체적으로 설명한다. 단, 도면은 단순한 실시예를 나타내는 것에 불과하다.Other objects, structures, and advantages of the present invention will be described in detail again with reference to the accompanying drawings. However, the drawings only show simple embodiments.
도 1은 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품의 단면도.1 is a cross-sectional view of a piezoceramic electronic component according to the present invention.
도 2는 전극박리 시험방법을 도시한 도면.Figure 2 is a view showing the electrode peeling test method.
도 3은 도 2의 시험결과를 표로 도시한 도면.3 is a table showing the test results of FIG.
도 4는 도 1에 나타낸 압전세라믹 전자부품을 제조하는 방법의 한 공정을 도시한 도면.FIG. 4 shows one process of the method for manufacturing the piezoceramic electronic component shown in FIG. 1; FIG.
도 5는 도 4에 나타낸 공정 후의 공정을 도시한 도면.FIG. 5 shows a process after the process shown in FIG. 4; FIG.
도 6은 도 5에 나타낸 공정 후의 공정을 도시한 도면.FIG. 6 shows a process after the process shown in FIG. 5; FIG.
도 7은 도 6에 나타낸 공정 후의 공정을 도시한 도면.FIG. 7 shows a process after the process shown in FIG. 6; FIG.
도 8은 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품의 제조방법의 다른 예를 도시한 평면도.8 is a plan view showing another example of the method of manufacturing the piezoelectric ceramic electronic component according to the present invention.
도 9는 도 8의 9-9선에 따른 확대단면도.9 is an enlarged cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 8;
도 10은 도 8 및 도 9에 나타낸 공정 후의 공정을 도시한 도면.10 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 8 and 9.
도 11은 도 10에 나타낸 공정 후의 공정을 도시한 도면.FIG. 11 shows a process after the process shown in FIG. 10; FIG.
도 12는 도 11에 나타낸 공정 후의 공정을 도시한 도면.12 is a view showing a step after the step shown in FIG. 11;
도 13은 도 12에 나타낸 공정 후의 공정을 도시한 도면.FIG. 13 shows a process after the process shown in FIG. 12; FIG.
도 14는 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품의 다른 실시예를 도시한 사시도.Fig. 14 is a perspective view showing another embodiment of the piezoceramic electronic component according to the present invention.
도 15는 도 14에 나타낸 압전세라믹 전자부품을 배면측에서 본 사시도.FIG. 15 is a perspective view of the piezoceramic electronic component shown in FIG. 14 seen from the back side; FIG.
도 16은 도 14의 16-16선에 따른 단면도.16 is a cross-sectional view taken along line 16-16 of FIG. 14;
도 17은 종래의 압전세라믹 전자부품의 제조방법을 도시한 도면.17 is a view showing a conventional method for manufacturing a piezoelectric ceramic electronic component.
도 18은 도 17의 공정 후의 공정을 도시한 도면.18 is a view showing a process after the process of FIG. 17;
도 19는 도 18의 공정 후의 공정을 도시한 도면.FIG. 19 shows a process after the process of FIG. 18; FIG.
도 20은 도 19의 공정 후의 공정을 도시한 도면.20 is a view showing a process after the process of FIG. 19;
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
10 : 압전세라믹 기판 21, 22 : 전극10: piezoceramic substrate 21, 22: electrode
211, 221 : 니켈막 212, 222 : 동막(銅膜)211 and 221: nickel film 212 and 222: copper film
도 1은 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품의 단면도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품은, 압전세라믹 기판(10)과, 전극(21,22)을 포함한다. 전극(21)은, 복수의 도전막(211,212)을 적층하여 구성되고, 압전세라믹 기판(10)의 한쪽면에 부차되어 있다.1 is a cross-sectional view of a piezoceramic electronic component according to the present invention. Referring to the drawings, a piezoceramic electronic component according to the present invention includes a piezoceramic substrate 10 and electrodes 21 and 22. The electrode 21 is formed by stacking a plurality of conductive films 211 and 212 and is attached to one surface of the piezoelectric ceramic substrate 10.
압전세라믹 기판(10)을 구성하는 압전세라믹 재료는, 압전세라믹 진동자, 압전세라믹 필터, 압전세라믹 공진자 또는 압전세라믹 전기음향변환소자 등에 있어서, 주지의 재료 또는 지금부터 제안되는 재료를 이용할 수 있다.As the piezoelectric ceramic material constituting the piezoelectric ceramic substrate 10, a known material or a material proposed heretofore may be used in a piezoceramic vibrator, a piezoceramic filter, a piezoceramic resonator, or a piezoceramic electroacoustic transducer.
도전막(211,212) 중, 도전막(211)은, 니켈막이다. 니켈막(211)은 압전세라믹 기판(10)의 한쪽 면에 부착되어, 최하층막을 구성하고 있다. 전극(22)도, 복수의 도전막(211,212)을 적층하여 구성되고, 압전세라믹 기판(10)의 다른 면에 부착되어 있다. 도전막(221,222) 중, 도전막(221)은, 니켈막이고, 니켈막(221)은 압전세라믹 기판(10)의 다른 면에 부착되어, 최하층막을 구성하고 있다.Of the conductive films 211 and 212, the conductive film 211 is a nickel film. The nickel film 211 is attached to one surface of the piezoelectric ceramic substrate 10 to form the lowest layer film. The electrode 22 is also formed by stacking a plurality of conductive films 211 and 212, and is attached to the other surface of the piezoelectric ceramic substrate 10. Of the conductive films 221 and 222, the conductive film 221 is a nickel film, and the nickel film 221 is attached to the other surface of the piezoelectric ceramic substrate 10 to form the lowest layer film.
따라서, 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품으로서는, 니켈막(211,221)이 기초막이 된다. 니켈은, 동과 달라서, 무전해도금에 의해서, 압전세라믹 기판(10)에 밀착시킬 수 있다. 무전해도금에 의해서 압전세라믹 기판(10)에 형성된 니켈막(211,221)은, 스푸터링에 의해서 형성된 동막에 비하여, 큰 밀착강도를 갖는다. 따라서, 이 니켈막(211,221)과, 그 위에 적층되는 다른 도전막(212,222)으로 구성되는 전극(21,22)은, 전체로서, 압전세라믹 기판(10)에 대하여, 큰 밀착강도를 갖게 된다.Therefore, as the piezoelectric ceramic electronic parts according to the present invention, nickel films 211 and 221 serve as base films. Nickel is different from copper and can be brought into close contact with the piezoelectric ceramic substrate 10 by electroless plating. Nickel films 211 and 221 formed on the piezoelectric ceramic substrate 10 by electroless plating have a large adhesion strength as compared with copper films formed by sputtering. Therefore, the electrodes 21 and 22 composed of the nickel films 211 and 221 and the other conductive films 212 and 222 stacked thereon have a large adhesion strength to the piezoelectric ceramic substrate 10 as a whole.
도전막(212,222)은 니켈막(211,221)의 표면에 접촉하여 부착되어 있다. 이 도전막(212,222)은 동막으로 구성되어, 최상층막을 구성하고 있다. 최상층막이 동막(212,222)이면, 전극(21,22)의 전기저항을 저감시키고, 발열이나 손실 등을 최소로 하고, 더욱이, 양호한 납땜성을 확보할 수 있다. 전극(21,22)은, 니켈막(211,221) 및 동막(212,222) 외, 다른 단층 또는 복층의 도전막을 포함해도 좋다.The conductive films 212 and 222 are in contact with and attached to the surfaces of the nickel films 211 and 221. The conductive films 212 and 222 are composed of a copper film, and constitute a top layer film. If the uppermost layer film is the copper film 212 and 222, the electrical resistance of the electrodes 21 and 22 can be reduced, the heat generation, the loss, etc. can be minimized, and the favorable solderability can be ensured. The electrodes 21 and 22 may include other single or multiple conductive films in addition to the nickel films 211 and 221 and the copper films 212 and 222.
니켈막(211,221)의 막두께는, 한정하는 것은 아니지만, 한 예로서 약 0.2∼0.5㎛의 범위, 동막(212,222)의 두께도 한 예이지만, 약 2∼3㎛의 범위가 바람직하다.Although the film thickness of the nickel films 211 and 221 is not limited, as an example, the range of about 0.2-0.5 micrometer and the thickness of the copper films 212 and 222 are an example, but the range of about 2-3 micrometers is preferable.
도 2는 전극박리 시험방법을 도시한 도면이다. 최상층막을 구성하는 동층(212,222)의 표면에 양면테이프(TP1,TP2)(상품명:소니 본드 T-400)를 붙여서, 양면테이프(TP1,TP2)를 화살표(F1,F2)의 방향으로 잡아당겨서, 그 때의 전극의 벗겨짐을 검출하였다.2 is a diagram illustrating an electrode peeling test method. The double-sided tapes TP1 and TP2 (trade name: Sony Bond T-400) are attached to the surfaces of the copper layers 212 and 222 constituting the top layer film, and the double-sided tapes TP1 and TP2 are pulled in the directions of the arrows F1 and F2. Peeling of the electrode at that time was detected.
도 3은 도 2의 시험결과를 표로 도시한 도면이다. 시료No.1은 종래품이고, 하층막이 스푸터링에 의한 동막, 상층막이 전해도금에 의한 동막으로 이루어진다. 시료No.2는 도 1에 나타낸 본 발명품이다.3 is a table showing the test results of FIG. 2. Sample No. 1 is a conventional product, and the lower layer film is made of sputtered copper film and the upper layer film is made of copper film by electroplating. Sample No. 2 is the present invention shown in FIG.
도 3에 나타내듯이, 전극의 벗겨짐에 의한 불량율은 종래품에서는 7.6(%)나 달한 데 대하여, 본 발명품의 경우는 0.5(%)에 머물러 있다. 이것은, 본 발명품에, 있어서, 압전세라믹 기판(10)에 대한 전극(21,22)의 밀착강도가, 종래품보다도 현저히 개선되어 있는 것을 나타내는 것이다.As shown in Fig. 3, the defective rate due to peeling of the electrode reaches 7.6 (%) in the prior art, while in the case of the present invention, it remains at 0.5 (%). This indicates that, in the present invention, the adhesion strength of the electrodes 21 and 22 to the piezoelectric ceramic substrate 10 is remarkably improved compared with the conventional product.
다음으로, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품의 제조방법에 관해서 설명한다.Next, with reference to FIGS. 4-7, the manufacturing method of the piezoelectric ceramic electronic component which concerns on this invention is demonstrated.
우선, 도 4에 나타내듯이, 연마한 압전세라믹 기판(10)의 한쪽 면상에 레지스트막(3)을 형성한다. 이 레지스트막(3)은 얻고자 하는 전극형상에 상당하는 제외패턴(31)을 갖는 패턴이 되어 있고, 제외패턴(31)을 제외하는 압전세라믹 기판(10)의 표면전역을 덮고 있다.First, as shown in FIG. 4, the resist film 3 is formed on one surface of the polished piezoceramic substrate 10. As shown in FIG. The resist film 3 is a pattern having an exclusion pattern 31 corresponding to the electrode shape to be obtained, and covers the entire surface of the piezoelectric ceramic substrate 10 excluding the exclusion pattern 31.
레지스트막(3)은 다음 공정에서 하는 도금처리에 대응하기 위해서, 내산성 수지를 이용하는 것이 유효하다. 또한 레지스트막(3)의 인쇄시, 스크린인쇄법을 사용하면, 치수정도가 높은 제외패턴(31)을 형성할 수 있다. 스크린인쇄에서는, 예를 들면 15∼20㎛의 두께를 갖는 레지스트막(3)을 형성할 수가 있다.It is effective to use the acid resistant resin for the resist film 3 in order to cope with the plating treatment performed in the next step. In addition, when the resist film 3 is printed, the screen printing method can be used to form the exclusion pattern 31 having a high dimensional accuracy. In screen printing, for example, the resist film 3 having a thickness of 15 to 20 µm can be formed.
레지스트막(3)을 형성한 뒤, 도 5에 나타내듯이, 무전해 니켈도금공정을 실행한다. 무전해 니켈도금공정에 의해, 레지스트막(3)의 제외패턴(31)의 내부에서 노출되는 압전세라믹 기판(1)의 표면과, 레지스트막의 2표면의 전면에, 니켈막(200)이 형성된다. 무전해 니켈도금은, 레지스트막(3)의 형성된 압전세라믹 기판(1)을, 니켈염 용액과 다음 아인산나트륨 등의 환원제로 이루어지는 용액에 침지하여, 니켈을 환원석출시키는 것에 의해 달성된다.After the resist film 3 is formed, an electroless nickel plating process is performed as shown in FIG. By the electroless nickel plating process, a nickel film 200 is formed on the entire surface of the piezoelectric ceramic substrate 1 exposed inside the exclusion pattern 31 of the resist film 3 and the two surfaces of the resist film. . Electroless nickel plating is achieved by immersing the piezoceramic substrate 1 formed of the resist film 3 in a solution consisting of a nickel salt solution and a reducing agent such as sodium phosphite and then reducing precipitated nickel.
무전해 니켈도금공정에서 형성되는 니켈막(200)은, 예를 들면, 약 0.2∼0.5㎛의 범위의 두께를 갖는다. 무전해 니켈도금에 의하면, 성막정도가 높은 균일한 두께를 가지는 니켈막(200)을 형성할 수 있다. 더구나, 이렇게 하여 형성된 니켈막(200)은, 압전세라믹 기판(10)의 표면에 강하게 밀착되고, 쉽게 떨어지지 않는다.The nickel film 200 formed in the electroless nickel plating process has a thickness in the range of about 0.2 to 0.5 mu m, for example. According to the electroless nickel plating, the nickel film 200 having a uniform thickness with a high degree of film formation can be formed. Moreover, the nickel film 200 thus formed is strongly adhered to the surface of the piezoelectric ceramic substrate 10 and does not easily fall off.
니켈막(200)을 형성한 뒤, 레지스트막(3)을 그 위에 부착한 니켈막과 함께, 세정처리에 의해서 제거한다. 레지스트막(3)의 제외패턴(31)에 있어서, 압전세라믹 기판(10)에 밀착되어 있는 니켈막(200)은, 제거되는 일없이 남는다. 이것에 의해, 도 6에 나타내듯이, 압전세라믹 기판(1)의 표면에 전극패턴에 따른 니켈막(211)이 형성된다. 세정처리는, 초음파세정으로 할 수 있다. 초음파세정에 의하면, 압전세라믹 기판(10)의 위에서, 레지스트막(3)을 완전히 제거할 수 있다. 단, 레지스트막(3)을 제거할 수 있으면 초음파세정에 한정하는 것은 아니다.After the nickel film 200 is formed, the resist film 3 is removed by a washing process together with the nickel film deposited thereon. In the exclusion pattern 31 of the resist film 3, the nickel film 200 in close contact with the piezoelectric ceramic substrate 10 remains without being removed. As a result, as shown in FIG. 6, a nickel film 211 corresponding to the electrode pattern is formed on the surface of the piezoelectric ceramic substrate 1. The washing treatment can be performed by ultrasonic cleaning. According to the ultrasonic cleaning, the resist film 3 can be completely removed from the piezoceramic substrate 10. However, if the resist film 3 can be removed, it is not limited to ultrasonic cleaning.
다음으로, 도 7에 나타내듯이, 전해동도금처리에 의해 니켈막(211)의 상면에 동막(212)을 형성한다. 전해동도금처리에서 형성된 동막(212)의 두께는, 예를 들면, 약 2∼3㎛의 범위가 적당하다.Next, as shown in FIG. 7, the copper film 212 is formed on the upper surface of the nickel film 211 by the electrolytic copper plating process. As for the thickness of the copper film 212 formed by the electrolytic copper plating process, the range of about 2-3 micrometers is suitable, for example.
상술한 바와 같은 무전해도금처리에 의해, 압전세라믹 기판(10)에 강고히 밀착되어, 쉽게 떨어지지 않는 강고한 전극을 형성할 수가 있다.By the electroless plating treatment as described above, it is possible to form a firm electrode which is firmly adhered to the piezoceramic substrate 10 and does not easily fall off.
도 8 내지 도 13은 본 발명에 관한 압전세라믹 전자부품의 별도의 제조방법을 도시한 도면이다. 이 실시예는, 웨이퍼처리를 하는 경우를 나타내고 있다.8 to 13 are diagrams illustrating another method of manufacturing the piezoceramic electronic parts according to the present invention. This embodiment shows a case where wafer processing is performed.
우선, 도 8 및 도 9에 나타내듯이, 연마한 압전세라믹 기판(10)의 한쪽면 위에 레지스트막(3)을 형성한다. 압전세라믹 기판(10)은, 다수의 압전세라믹 전자부품을 포함할 수 있는 면적을 갖는 웨이퍼이다. 압전세라믹 기판(10)의 한쪽 면 위에, 레지스트막(3)을 형성할 때, 다수의 압전세라믹 전자부품을 위한 제외패턴(31)을 동시에 형성한다. 다음 공정의 도금처리에 대응하기 위해서, 레지스트막(3)으로서 내산성 수지를 이용하는 것, 레지스트막(3)의 인쇄시, 스크린인쇄법을 사용하는 것, 예를 들면 15∼20㎛의 두께를 갖는 레지스트막(3)을 형성하는 것 등은 상술한 대로이다.First, as shown in FIGS. 8 and 9, a resist film 3 is formed on one surface of the polished piezoceramic substrate 10. The piezoceramic substrate 10 is a wafer having an area capable of containing a plurality of piezoceramic electronic components. When the resist film 3 is formed on one surface of the piezoceramic substrate 10, exclusion patterns 31 for a plurality of piezoceramic electronic components are simultaneously formed. In order to cope with the plating process of the next step, using an acid resistant resin as the resist film 3, using a screen printing method when printing the resist film 3, for example, having a thickness of 15 to 20 탆. Forming the resist film 3 is as described above.
다음으로, 도 10에 나타내듯이, 무전해 니켈도금공정을 실행한다. 무전해 니켈도금에 의해, 레지스트막(3)의 제외패턴(31)의 내부에서 노출되는 압전세라믹 기판(1)의 표면과, 레지스트막(3)의 전 표면에, 니켈막(200)이 도금된다. 무전해 니켈도금에 있어서, 니켈염 용액과 다음 아인산나트륨 등의 환원제로 이루어지는 용액을 이용하는 것, 그것에 의하여, 니켈을 환원석출시키는 것 등은, 상술한 대로이다.Next, as shown in FIG. 10, an electroless nickel plating process is performed. The nickel film 200 is plated on the surface of the piezoceramic substrate 1 exposed inside the exclusion pattern 31 of the resist film 3 and the entire surface of the resist film 3 by electroless nickel plating. do. In electroless nickel plating, using a solution consisting of a nickel salt solution and a reducing agent such as sodium phosphite, and then reducing precipitation of nickel by the same is as described above.
상술한 바와 같이 하여, 니켈막(200)을 형성한 뒤, 레지스트막(3)을, 그 위에 부착한 니켈막과 함께, 세정처리에 의해서 제거한다. 레지스트막(3)의 제외패턴(31)에 존재하는 니켈막(200)은 남긴다. 이것에 의해, 도 11에 나타내듯이, 제외패턴(31)의 각각에 니켈막(211)이 형성된다.After the nickel film 200 is formed as described above, the resist film 3 is removed by a washing process together with the nickel film deposited thereon. The nickel film 200 existing in the exclusion pattern 31 of the resist film 3 remains. As a result, as shown in FIG. 11, a nickel film 211 is formed in each of the exclusion patterns 31.
다음으로, 도 12에 나타내듯이, 니켈막(211)의 상면에, 전해동도금처리에 의해 동막(212)을 형성한다. 이 다음, 도 13에 나타내듯이, 절단선 X1-X1으로 절단하여, 다시 절단선 X1-X1과 직교하는 선상에서 절단(도시 생략)하는 것에 의해, 각각의 압전세라믹 전자부품을 얻을 수 있다.Next, as shown in FIG. 12, the copper film 212 is formed on the upper surface of the nickel film 211 by an electrolytic copper plating process. Next, as shown in FIG. 13, each piezoceramic electronic component can be obtained by cut | disconnecting with cut line X1-X1, and cut | disconnecting on a line orthogonal to cut line X1-X1 again.
본 발명은, 압전세라믹의 전기적 특성을 이용한 압전세라믹 전자부품이라면, 널리 적용할 수 있다. 구체적 적용예로서는, 압전세라믹 진동자, 압전세라믹 필터, 압전세라믹 공진자 또는 압전세라믹 전기음향변환소자 등을 들 수 있다.The present invention can be widely applied as long as it is a piezoceramic electronic component using the electrical properties of the piezoceramic. Specific applications include piezoceramic vibrators, piezoceramic filters, piezoceramic resonators, piezoceramic electroacoustic transducers, and the like.
도 14는 본 발명을 적용한 압전세라믹 진동자의 한 예를 나타내는 사시도, 도 15는 도 14에 도시된 압전세라믹 진동자를 배면측에서 본 사시도, 도 16은 도 15의 16-16선에 따른 확대단면도이다. 도시된 압전세라믹 진동자는, 세라믹 필터나세라믹 레조네이터 등에 이용할 수 있다. 이들 도면을 참조하면, 압전세라믹 진동자는, 압전세라믹 기판(10)의 한쪽 면에, 2조의 진동전극대(4,5)와, 리드전극(6)과, 입력리드전극(7)과, 출력리드전극(8)을 갖고, 다른 면측에 공통전극(9)을 갖는다.14 is a perspective view showing an example of a piezoceramic vibrator to which the present invention is applied, FIG. 15 is a perspective view of the piezoceramic vibrator shown in FIG. 14 from the back side, and FIG. 16 is an enlarged sectional view taken along line 16-16 of FIG. 15. . The piezoelectric ceramic vibrator shown can be used for a ceramic filter, a ceramic resonator, or the like. Referring to these figures, the piezoceramic vibrator includes two sets of vibrating electrode stands 4 and 5, a lead electrode 6, an input lead electrode 7, and an output on one side of the piezoelectric ceramic substrate 10. FIG. The lead electrode 8 is provided, and the common electrode 9 is provided on the other surface side.
진동전극대(4)는 전극(41)과 전극(42)을 간격을 막아서 대향시킨 구조로 되어 있다. 진동전극대(5)는 전극(51)과 전극(52)을 간격을 막아 대향시킨 구조로 되어 있다. 리드전극(6)은 진동전극대(4)를 구성하는 전극(41)과, 진동전극대(5)를 구성하는 전극편(51)과의 사이를 접속하도록, 압전세라믹 기판(10)의 한쪽 면 위에 형성되어 있다.The vibrating electrode stand 4 has a structure in which the electrode 41 and the electrode 42 face each other with a gap therebetween. The vibrating electrode stand 5 has a structure in which the electrode 51 and the electrode 52 are opposed to each other with a gap therebetween. The lead electrode 6 is connected to one side of the piezoelectric ceramic substrate 10 so as to be connected between the electrode 41 constituting the vibrating electrode stand 4 and the electrode piece 51 constituting the vibrating electrode stand 5. It is formed on the face.
압전세라믹 기판(10)의 한쪽 면측에 형성된 진동전극대(4,5), 리드전극(6), 입력리드전극(7) 및 출력리드전극(8)은, 도 16에 확대해서 나타내듯이, 복수의 도전막(211,212)을 적층하여 구성되어 있다. 도전막(211,212) 중, 도전막(211)은, 무전해 니켈도금에 의해서 형성된 니켈막이다. 도전막(212)은 전해도금에 의해서 형성된 동막이다.The vibrating electrode stages 4 and 5, the lead electrode 6, the input lead electrode 7 and the output lead electrode 8 formed on one side of the piezoelectric ceramic substrate 10 are enlarged as shown in FIG. Of conductive films 211 and 212 are laminated. Of the conductive films 211 and 212, the conductive film 211 is a nickel film formed by electroless nickel plating. The conductive film 212 is a copper film formed by electroplating.
압전세라믹 기판(10)의 다른 면측에 형성된 공통전극(9)도, 복수의 도전막(221,222)을 적층하여 구성되어 있다. 도전막(221,222) 중, 도전막(221)은, 무전해 니켈도금에 의해서 형성된 니켈막이다. 도전막(222)은 전해도금에 의해서 형성된 동막이다.The common electrode 9 formed on the other surface side of the piezoelectric ceramic substrate 10 is also configured by stacking a plurality of conductive films 221 and 222. Of the conductive films 221 and 222, the conductive film 221 is a nickel film formed by electroless nickel plating. The conductive film 222 is a copper film formed by electroplating.
상기 전극구조에 의해, 압전세라믹 기판(10)에 대한 밀착강도가 높은 전극이 얻어진다.By the above electrode structure, an electrode with high adhesion strength to the piezoelectric ceramic substrate 10 is obtained.
도시는 생략하지만, 다른 타입, 또는, 다른 전극패턴을 갖는 압전세라믹 전자부품에 관해서도, 본 발명이 적용가능한 것은 자명하다.Although not shown, it is obvious that the present invention is also applicable to piezoceramic electronic components having different types or different electrode patterns.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(a) 먼저 적은 비용으로, 전극밀착강도가 큰 압전세라믹 전자부품을 제공할 수 있다.(a) First, a piezoelectric ceramic electronic component having a high electrode adhesion strength can be provided at a low cost.
(b) 밀착강도가 큰 전극을, 적은 비용으로, 간단히 형성할 수 있는 압전세라믹 전자부품의 제조방법을 제공할 수 있다.(b) A method of manufacturing a piezoceramic electronic component which can easily form an electrode having a high adhesive strength at low cost can be provided.
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