(57)【要約】  本発明は厚膜電極、及び該厚膜電極を外部電極として有する積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品に関する。本発明の積層セラミック部品は、内部電極２ｄ、２ｅが埋設された圧電セラミック素体１の端部に外部電極３ｂが形成されている。そして、該外部電極３ｂは、Ａｇ金網６がＡｇを主成分とする塗膜５中に一体的に埋設された焼結体で形成されている。これにより、長時間連続駆動したり長時間放置しても電気的接続性に支障を来たしたり絶縁抵抗の低下を招くこともなく、耐久性や耐湿性等各種特性の優れた積層セラミック部品を得ることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とした塗膜中に埋め込まれていることを特徴とする厚膜電極。
【請求項２】
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ていることを特徴とする請求項１記載の厚膜電極。
【請求項３】
前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の厚膜電極。
【請求項４】
前記導電性補強材を形成する網目列の一部が、前記塗膜から外部に露出していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の厚膜電極。
【請求項５】
セラミック素体に内部電極が埋設されると共に、前記セラミック素体の表面に前記内部電極と電気的に接続された外部電極が形成された積層セラミック電子部品において、
前記外部電極が、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、  前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とする塗膜中に埋め込まれていることを特徴とする積層セラミック電子部品。
【請求項６】
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ていることを特徴とする請求項５記載の積層セラミック電子部品。
【請求項７】
前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の積層セラミック電子部品。
【請求項８】
導電性粉末を主成分とする塗膜が内部電極端部と電気的に接続されるようにセラミック素体の側面部に形成されると共に、前記導電性補強材が網目状に形成され、前記導電性補強材を形成する網目列の一部の前記塗膜から表面露出するように前記導電性線状材が前記塗膜中に埋め込まれていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【請求項９】
表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、
該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されていることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【請求項１０】
前記セラミック素体が圧電材料で形成された圧電部品素体であることを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は厚膜電極、及び積層セラミック電子部品に関し、より詳しくは積層セラミック電子部品等の各種電子部品の表面に形成される厚膜電極、及び該厚膜電極を外部電極として備えた積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層型圧電部品等の積層型セラミック電子部品では、内部電極が埋設された積層圧電体の両端面にＡｇ等の導電性材料を主成分とする厚膜の外部電極が形成されている。【０００３】
ところで、上記外部電極は、通常、Ａｇ等の導電性粉末、ガラスフリット、有機樹脂、有機溶剤を混練して形成された導電性ペーストを使用し、前記積層圧電体上に前記導電性ペーストを印刷又は塗布した後、焼成処理を行なうことにより形成される。【０００４】
しかしながら、上記積層型セラミック電子部品では、分極処理中或いはその後の長期間の駆動によりセラミック積層体が微小な伸縮運動を繰り返すと、該セラミック積層体が疲労して亀裂が生じるおそれがあり、斯かる亀裂は外部電極にも伝播して該外部電極の破断を招き、電子部品としての機能を果たさなくなる。【０００５】
そこで、従来より、外部電極の側面に導通性部材（金属板、スチールウール、導通性ゴム等）をあてがい、熱収縮チューブを被せて熱風で収縮させ、これにより前記導通性部材を外部電極に密着させた積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子が提案されている（特許文献１）。【０００６】
特許文献１では、導通性部材を外部電極に密着させることにより、積層体や外部電極に亀裂が生じても電気的接続性を確保しようとしている。【０００７】
また、その他の従来技術としては、積層体の側面に離間して対向しかつ対の外部電極にそれぞれ結合された対の導電部材を備えた積層型圧電アクチュエータ素子も提案されている（特許文献２）。【０００８】
特許文献２では、導電部材の幅方向一端部を外部電極にろう付けし、導通部材の幅方向他端部を自由端とすることにより、積層体や外部電極に亀裂が生じても導通部材にまで亀裂が及ぶのを回避し、これにより導電部材の導通性を確保して機能低下が生じるのを防止しようとしている。【０００９】
【特許文献１】特開平５−２１８５１９号公報
【特許文献２】特開２００２−９３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、図７に示すように、熱収縮チューブ５１を介して外部電極５２に導通性部材５３を密着させているに過ぎず、導通性部材５３と外部電極５１とは一体的に形成されていないため、接合面５４は連続的な密着性を欠き、このため長時間の連続駆動等によりセラミック積層体５５に亀裂５６が生じた場合、矢印ａ、ａ′方向への引張応力が作用して外部電極５２が破断し、該外部電極５２の破断が電気的接続性に支障を来たすおそれがあるという問題点があった。【００１１】
しかも、特許文献１は、上述したように外部電極５２と導通性部材５３とを密着させたものであり、したがって外部電極５２と導通性部材５３との接触で導通性を得ているため、高温多湿下に長時間放置すると導電性が低下するという問題点があった。【００１２】
また、特許文献２も、外部電極と導電部材とが一体的に形成されておらず、強度的に弱いため、特許文献１と同様、積層体や外部電極に亀裂が生じた場合、導通不良を招いてしまい、また高温多湿下に長時間放置すると導電性が低下するという問題点があった。【００１３】
しかも、特許文献２は、外部電極と導電部材とをろう付けにより接合しているため、外部電極と導電部材との界面に応力が集中しやすく、このため界面での剥離が生じ易いう問題点があった。【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、長時間連続駆動したり長時間放置しても電気的接続性に支障を来たしたり導電性の低下を招くこともなく、耐久性や耐湿性等の各種特性に優れた厚膜電極、及び該厚膜電極を外部電極として具備した積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係る厚膜電極は、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とした塗膜中に埋め込まれていることを特徴としている。【００１６】
また、本発明の厚膜電極は、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ていることを特徴としている。【００１７】
さらに、本発明の厚膜電極は、前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することを特徴としている。【００１８】
また、本発明の厚膜電極は、前記導電性補強材を形成する網目列の一部が、前記塗膜から外部に露出していることを特徴としている。【００１９】
また、本発明に係る積層セラミック電子部品は、セラミック素体に内部電極が埋設されると共に、前記セラミック素体の表面に前記内部電極と電気的に接続された外部電極が形成された積層セラミック電子部品において、前記外部電極は、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とする塗膜中に埋め込まれていることを特徴としている。【００２０】
また、本発明の積層セラミック電子部品は、外部電極が上記厚膜電極の特徴を備えている。【００２１】
さらに、本発明の積層セラミック電子部品は、導電性粉末を主成分とする塗膜が、前記内部電極の端部と電気的に接続されるようにセラミック素体の側面部に形成されると共に、前記導電性補強材が網目状に形成され、前記導電性補強材を形成する網目列の一部が前記塗膜から表面露出するように前記導電性線状材が前記塗膜中に埋め込まれていることを特徴としている。【００２２】
また、本発明の積層セラミック電子部品は、表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されていることを特徴としている。【００２３】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック素体が圧電材料で形成された圧電部品素体であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成によれば、厚膜電極は、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とした塗膜中に埋め込まれているので、厚膜電極の機械的強度が向上し、また、たとえ塗膜が切断状態になっても導電性補強材を介して導通性を確保することができ、耐久性の優れた厚膜電極を得ることができる。【００２５】
しかも、導電性補強材と導電性粉末の焼結体とは単なる接触で導通性を確保しているのではなく、焼結による金属同士の強固な結合により導通性を確保しているので、高温多湿下で長時間放置しても導電性の劣化を抑制することができ、耐湿性向上を図ることができる。【００２６】
また、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ているので、焼成時における卑金属材料の酸化を抑制することができ、導電性粉末との接合性が向上して更なる耐久性向上を図ることができる。【００２７】
また、導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することにより、耐熱性を有する非金属材料を芯材とし、表面を貴金属材料で形成することにより、耐熱性を確保しつつ耐久性の向上を図ることができる。【００２８】
また、導電性補強材を形成する網目列の一部を、前記塗膜から外部に露出させることにより、導電性補強材が破断するのを抑制することができ、更なる耐久性向上を図ることができる。【００２９】
また、上記積層セラミック電子部品によれば、外部電極は、上記導電性補強材と導電性粉末とが一体化された焼結体からなり、前記導電性補強材が、網目状に形成されると共に前記導電性粉末を主成分とした塗膜中に埋め込まれ、しかも上述した厚膜電極の特徴を全て具備するので、積層セラミック電子部品が積層方向に微小な伸縮運動を繰り返しても、外部電極の破断が抑制され、高電界を負荷しても短絡するのを防止することができ、耐久性や耐湿性に優れた積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品を得ることができる。【００３０】
そして、外部電極が補強されたことにより外部電極の強度が向上するので、セラミック素体に亀裂が生じるのを抑制することができ、また、たとえ内部電極間に亀裂が生じて塗膜が切断状態になっても導電性補強材を介して導通性を確保することができる。【００３１】
また、表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されているので、網目状部材表面がはんだ付け温度で溶融し、これによりはんだ付け性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の厚膜電極を具備した積層セラミック電子部品としての積層圧電部品の一実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のＢ部拡大図である。
【図３】セラミックシート上に導体パターンを形成した状態を示す平面図である。
【図４】上記積層圧電部品の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図５】積層圧電部品の第２の実施の形態を示す要部拡大図である。
【図６】積層圧電部品の第３の実施の形態を示す要部拡大平面図である。
【図７】従来の電歪効果素子の構造とその課題を説明するための要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  圧電セラミック素体（セラミック素体）
２  内部電極
３ａ、３ｂ  外部電極（厚膜電極）
５  塗膜（導電性粉末の焼結体）
６  Ａｇ金網（導電性補強材）
９  導電性部材（網目状部材）
１０  Ａｇ金網（導電性補強材）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
図１は本発明に係る厚膜電極を具備した積層セラミック電子部品としての積層圧電部品の一実施の形態（第１の実施の形態）を示す断面図である。【００３５】
該積層圧電部品は、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」という）を主成分とする圧電セラミック素体１と、該圧電セラミック素体１の内部に並列対向状に埋設された複数の内部電極２ａ〜２ｇと、前記圧電セラミック素体１の両端部に形成された厚膜の外部電極３ａ、３ｂと、外部電極３ａ、３ｂに接続されたリード線４ａ、４ｂとから構成されている。【００３６】
該積層圧電部品は、内部電極２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｇの一端が一方の外部電極３ａと電気的に接続され、内部電極２ｂ、２ｄ、２ｆの一端は他方の外部電極３ｂと電気的に接続されている。そして、積層圧電部品は、リード線４ａ、４ｂを介して外部電極３ａと外部電極３ｂとの間に電圧が印加されると、圧電縦効果により矢印Ａで示す積層方向に微小な伸縮運動を行なう。【００３７】
図２は図１のＢ部拡大図であって、外部電極３ｂは本発明の厚膜電極を構成している。【００３８】
すなわち、該外部電極３ｂは、導電性材料としてのＡｇ粉末からなる塗膜５中に導電性補強材としてのＡｇ金網６が完全に埋め込まれ、一体化された焼結体を形成している。【００３９】
尚、外部電極３ａも外部電極３ｂと同様の構成であるので説明を省略する。【００４０】
このように本第１の実施の形態では、Ａｇ金網６を、Ａｇ粉末を主成分とする塗膜５中に埋め込んで一体化させて焼成処理を行ない、これにより外部電極３ｂを形成しているので、Ａｇ金網６の補強効果により積層圧電部品が矢印Ａ方向に長時間微小な伸縮運動を繰り返し行い、その結果、例えばセラミック素体１の内部電極２ｄと内部電極２ｅとの間に仮想線で示すように亀裂３０が生じ、図中Ｃ部に示すように、塗膜５が切断状態となっても、各内部電極２と外部電極３ｂとはＡｇ金網６を介して電気的に接続され、高電界が負荷されても導通性を確保することができる。【００４１】
また、Ａｇ金網６と塗膜５との接触面積も十分に確保することができるので、Ａｇ金網６と塗膜５との界面における剥離が抑制され、耐久性の優れた積層圧電部品を得ることができる。【００４２】
しかも、Ａｇ金網６と塗膜５に含有されるＡｇ粉末の焼結体とは単に接触しているのではなく、焼成処理により強固に金属結合しているので、高温多湿下で長時間放置しても導電性の低下を防止することができ、耐湿性も向上させることができる。【００４３】
次に、上記積層圧電部品の製造方法を詳述する。【００４４】
まず、Ｐｂ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等のセラミック素原料を所定量秤量した後、該秤量物をジルコニア等の粉砕媒体が内有されたボールミルに投入し、混合粉砕・仮焼等を経てセラミック混合粉末を作製し、その後、有機バインダや分散剤をセラミック混合粉末に添加し、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使用してＰＺＴを主成分とするセラミックグリーンシート（以下、単に、「セラミックシート」という）を作製する。【００４５】
次いで、例えば、ＡｇとＰｄとの重量比Ａｇ／Ｐｄが７０／３０に調製された内部電極用導電性ペーストを使用し、図３に示すように、セラミックシート７上にスクリーン印刷を施し、凸部８ａを有する導体パターン８を形成する。【００４６】
次に、図４に示すように、導電パターン８の形成されたセラミックシート７を凸部８ａが互い違いとなるように所定枚数（例えば、５００枚）積層し、導電パターン８の形成されていないセラミックシートで挟持し、積層体を形成する。そしてこれにより、仮想線で示すように外部電極３ａ又は外部電極３ｂは一段おきに導体パターン８と電気的に接続される。次いで、この積層体を５００℃以下の温度に加熱して脱脂処理を行なった後、９５０℃〜１１００℃の温度で焼成処理を行い、これにより圧電セラミック素体１が作製される。【００４７】
次いで、圧電セラミック素体１の両端部にＡｇペーストを塗布して塗膜５を形成し、該塗膜５中にＡｇ金網６を完全に埋め込み、乾燥させた後、温度７００〜８００℃で焼成処理を行ない、これにより、Ａｇ粉末からなる塗膜５中にＡｇ金網６が一体的に埋設された焼結体からなる外部電極３ａ、３ｂが形成され、所定寸法（例えば、縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み３５ｍｍ）の積層圧電部品が製造される。【００４８】
図５は外部電極３ｂ（厚膜電極）の第２の実施の形態を示す要部拡大図である。【００４９】
本第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態に加え、網目状の導電性部材９が、外部電極３ｂ上に積層されてスポット溶接され、外部電極３ｂに電気的に接続されている。【００５０】
上記導電性部材９は、具体的には芯材がＡｌ等で形成され、表面がはんだ温度で溶融する金属、例えばＳｎで被覆されている。【００５１】
このように導電性部材９の表面がはんだ温度で溶融するので、上記第１の実施の形態で述べた効果に加え、はんだ付け性をも向上させることができる。【００５２】
また、たとえＡｇ金網６が破断しても塗膜５は導電性部材９を介して導通性を確保することができるので、より一層の耐久性向上を図ることができる。【００５３】
図６は外部電極３ｂ（厚膜電極）の第３の実施の形態を示す要部拡大平面図である。【００５４】
本第３の実施の形態では、導電性補強材が、第１及び第２の実施の形態と同様、Ａｇ金網１０からなり、Ａｇ金網１０が塗膜５中に埋め込まれ、かつＡｇ金網１０の網目列のうち少なくとも１つ以上が塗膜５から表面露出している。【００５５】
このようにＡｇ金網１０の網目列のうち少なくとも１つ以上を塗膜５から表面露出させることにより、Ａｇ金網１０の端部は固定されていない自由端となり、これによりＡｇ金網１０の破断が抑制され、耐久性の飛躍的な向上を図ることが可能となる。【００５６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることはない。上記実施の形態では、導通性補強材は、耐湿性やはんだ付け性等を考慮し、Ａｇを使用したが、導電性粉末材料よりも固有抵抗値の小さい材料を好んで使用することができ，Ａｇ以外の貴金属材料、例えばＰｄ、Ａｕ、Ｐｔ等を使用しても良く、また、Ｎｉ等の耐熱性を有するより高強度な卑金属材料を使用することもできる。【００５７】
また、芯材をＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｒ等の耐熱性に優れた卑金属材料で形成し、表面を酸化物ガラス、貴金属材料などの耐酸化性材料で覆うことも好ましい。この場合、耐酸化性に優れた酸化物ガラスや貴金属材料は、焼結時に導電性粉末中に拡散する。また、耐酸化性材料が耐熱性に劣る場合は、焼結温度で焼結体外に飛散してしまう。【００５８】
さらに、導電性補強材の芯材として、焼結温度に耐えて形状を保持しうる耐熱性のセラミックファイバやガラスファイバを使用し、表面のみを導電性を有する上記各種金属材料で形成するのも好ましい。【００５９】
さらに、上記第１〜第３の実施の形態では、導電性補強材を塗膜中に埋め込む方法で外部電極を形成しているが、塗膜に導電性補強材を載置し、その後導電性補強材上に塗膜を形成した後、焼結処理を行なってもよい。【００６０】
また、導電性補強材の外部電極上の位置についても、焼成処理により外部電極が導電性粉末と一体的に形成されればよく、上記実施の形態のように塗膜に埋設した形態の他、導電性補強材を表面露出させた状態で焼成処理を施し、一体化させてもよい。【００６１】
また、上記実施の形態では積層セラミック電子部品として積層圧電部品を例に説明したが、抵抗部品や中高圧用の積層型セラミックコンデンサ等にも適用することができる。特に、焼結タイプの厚膜電極の場合、固有抵抗値は厚膜電極の構成金属よりも高くなるため、本発明の厚膜電極を使用することにより、亀裂等の発生することのない信頼性の優れた低抵抗な外部電極を具備した各種積層型セラミック電子部品を得ることができる。
【実施例】
【００６２】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。【００６３】
〔試料の作製〕
（実施例１）【００６４】
まず、平均粒径２．０μｍのＡｇ粉末が５０〜６０重量％。ガラスフリットが０．１〜７重量％、残部がエチルセルロース樹脂（バインダ樹脂）及びブチルカルビトール（有機溶剤）を含有した有機ビヒクルからなる導電性ペーストを作製し、内部電極が埋設された縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み３０ｍｍの積層型圧電部品素体の両側面にメタルマスクを使用して印刷処理を行ない、幅４ｍｍ、膜厚４００μｍの塗膜を積層型圧電部品素体の両側面に形成した。次に、塗膜内部に線径１００μｍ、目開き１００メッシュのＮｉ金網を埋め込み、温度１５０℃で１０分間オーブンに入れて乾燥した。そしてその後、大気雰囲気中、７４０℃で焼成処理を行い、積層型圧電部品の両側面に、Ｎｉ金網を塗膜中に完全に埋め込んで一体化された外部電極（厚膜電極）を形成した。【００６５】
次に、３重量％のＡｇと０．５重量％のＣｕを含有したＳｎを主成分とするはんだを使用し、エナメル被覆された線径２５０μｍのＣｕ線を外部電極にはんだ付けし、外部電極にリード線を接続した。次に、油温８０℃、電圧３ｋV／ｍｍ下の油中で分極処理を行なって圧電特性を付与し、その後炭化水素系洗浄剤で洗浄して実施例１の試料を作製した。【００６６】
（実施例２）
上記Ｎｉ金網に代えて、線径１００μｍ、目開き１００メッシュのＡｇ金網を使用し、実施例1と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面に、Ａｇ金網を完全に塗膜中に埋め込んで一体化された外部電極を形成した。そしてその後リード線を接続した後、圧電特性を付与し、実施例２の試料を作製した。【００６７】
（実施例３）
上記実施例１に使用したＮｉ金網と同一のＮｉ金網を使用し、該Ｎｉ金網に電解Ａｇめっきを施し、表面が膜厚３０μｍのＡｇ皮膜で被覆されたＮｉ金網を作製した。【００６８】
そして、実施例1と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面に、Ａｇめっき付Ｎｉ金網を完全に塗膜中に埋め込んで一体化された外部電極を形成した。そしてその後、外部電極にリード線を接続した後、圧電特性を付与し、実施例３の試料を作製した。【００６９】
（実施例４）
実施例１と同様の方法・手順で縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み３０ｍｍの積層型圧電部品の両側面部に幅４ｍｍ、膜厚４００μｍの塗膜を形成した。次いで、塗膜内部に幅５ｍｍ、線径１５０μｍ、目開き４０メッシュのＮｉ金網を格子状の網目列が１箇所以上、塗膜から表面露出するように埋め込み、温度１５０℃で１０分間オーブンに入れ、乾燥した。そしてその後、大気雰囲気中、７４０℃で焼成処理を行ない、積層型圧電部品の両側面にＮｉ金網の網目列が塗膜から一部表面露出した外部電極を形成し、その後リード線を外部電極に接続した後、圧電特性を付与し、実施例４の試料を作製した。【００７０】
（実施例５）
上記Ｎｉ金網に代えて、幅５ｍｍ、線径１５０μｍ、目開き４０メッシュのＡｇ製網を使用し、実施例４と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面にＡｇ網の網目列が塗膜から一部表面露出した外部電極を形成した。そしてその後リード線を外部電極に接続した後、圧電特性を付与し、実施例５の試料を作製した。【００７１】
（実施例６）
上記実施例４に使用したＮｉ金網と同一のＮｉ金網を使用し、該Ｎｉ金網に電解Ａｇめっきを施し、表面が膜厚３０μｍのＡｇ皮膜で被覆されたＮｉ金網を作製した。【００７２】
そしてその後は実施例４と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面に、Ａｇめっき付Ｎｉ金網が塗膜から一部表面露出した外部電極を形成した。そしてその後リード線を外部電極に接続した後、圧電特性を付与し、実施例６の試料を作製した。【００７３】
（実施例７）
線径１００μｍ、目開き１００メッシュのＡｌ製網に電解Ｓｎめっきを施し、Ａｌ金網を膜厚３０μｍのＳｎ皮膜で被覆した。【００７４】
そして、実施例４と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面に、膜厚４００μｍの塗膜を形成した後、該塗膜に実施例６と同様にＡｇめっき付Ｎｉ金網を埋め込み、焼成処理を行い、Ａｇめっき付Ｎｉ金網を部分的に埋め込み一体化された外部電極を形成した。次いで、前記Ｓｎ皮膜で被覆されたＡｌ金網を外部電極にスポット溶接し、外部電極表面にＡｌ網を接合した。そしてその後、Ａｌ金網にリード線を接続した後、圧電特性を付与し、実施例７の試料を作製した。【００７５】
（比較例１）
実施例１と同様の方法・手順で縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み３０ｍｍの積層型圧電部品素体の両側面にメタルマスクを使用して印刷処理を行ない、幅４ｍｍ、膜厚４００μｍの塗膜を形成し、その後リード線を接続した後、圧電特性を付与し、比較例１の試料を作製した。【００７６】
（比較例２）
比較例１の試料の塗膜上に線径１００μｍ、目開き１００メッシュのＮｉ金網を載置し、導電性接着剤を塗布して乾燥させ、これにより塗膜とＮｉ金網とを接合し、その後、実施例1と同様、圧電特性を付与し、比較例２の試料を作製した。【００７７】
〔特性評価〕
上記のようにして作製した実施例及び比較例について耐久性、及び耐湿性を評価した。【００７８】
ここで、耐久性は、各実施例及び比較例の試料に周波数１３８Ｈｚ、電圧２００Ｖの三角波を付与して駆動させ、破壊に要する駆動時間を測定し、評価した。尚、駆動時の余剰変移を抑制するために、各試料を金属板で押さえつけて駆動させた。【００７９】
また、耐湿性は、各実施例及び比較例の試料を温度８５℃、湿度８５％ＲＨで５００時間放置し、放置前後の絶縁抵抗（ＩＲ）をインピーダンスアナライザ（ヒューレット・パッカード社製、４１９２A）を使用して測定し、その変化率ｚを数式（１）に基づいて算出し、評価した。
ｚ＝｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝×１００…（１）【００８０】
ここで、ｘは放置後（５００時間後）の絶縁抵抗（ＩＲ）であり、ｙは絶縁抵抗（ＩＲ）の初期値である。【００８１】
また、実施例６、７及び比較例２については、はんだ付き性も評価した。【００８２】
ここで、はんだ付き性は、実施例６、７及び比較例２の試料について、ロジンを２５重量％含有したイソプロピルアルコール溶液をフラックスとして使用し、Ａｇが３重量％、Ｃｕが０．５重量％を含有したＳｎを主成分とする浴温２５０℃のはんだ槽に２秒間浸漬し、外部電極の電極面におけるはんだ被覆率を算出して評価した。【００８３】
表１は各実施例及び比較例の外部電極（厚膜電極）の構成、駆動時間、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率、及びはんだ被覆率を示している。【００８４】
【表１】
2005064700.tif 000002
この表１から明らかなように比較例１は、外部電極が塗膜のみで構成されているため、試料が分極処理中に破断して導通不能となり、このため駆動時間は「０」であった。【００８５】
また、比較例２は、０．３時間で破断して導通不能となり、また絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も７５％と大きく、さらにはんだ被覆率も３５％と悪く、耐久性、耐湿性、及びはんだ付き性のいずれにおいても性能悪化が認められた。【００８６】
このように０．３時間という短時間で試料が破壊したのは、Ｎｉ金網と塗膜とを導電性接着剤で接着したにすぎないため、Ｎｉ金網と塗膜との界面に応力が集中し、Ｎｉ金網が塗膜から剥離するためと思われる。また、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率が７５％と大きいのは、導電性接着剤とＡｇ粉末との接触によって導通を得ているに過ぎず、金属同士が結合していないため、導通性が低下するものと思われる。【００８７】
これに対して実施例１及び２は、外部電極がＮｉ金網又はＡｇ金網を完全に埋め込んで一体化した焼結体からなるので、比較例２に比べ、塗膜とＮｉ網又はＡｇ網との接触面積が増し、外部電極が補強されて駆動時間が増し、耐久性が向上している。しかも、比較例１のように単なる接触による導通ではなく、金属同士の結合による導通なので、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も２％又は５％に抑制され、耐湿性も向上している。【００８８】
また、実施例３は、Ｎｉ金網がＡｇ皮膜で被覆されているので、焼成処理時のＮｉ金網の酸化が抑制されて塗膜とＮｉ金網との接合性が向上し、しかもＮｉはＡｇよりも高強度であるので、駆動時間も３１時間と長くなって耐久性が向上する。また、実施例１と同様、金属同士の結合による導通なので、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も−３％に抑制され、良好な耐湿性を得ることができる。【００８９】
また、実施例４は  Ｎｉ金網の網目列が１箇所以上塗膜から表面露出しているので、Ｎｉ金網の破断が抑制され、その結果駆動時間が６５時間であり、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も−１％と小さいことが分かった。【００９０】
また、実施例５は、Ａｇ金網の網目列が１箇所以上塗膜から表面露出しており、しかもＮｉ金網よりも耐酸化性に優れたＡｇ金網を使用しているので、３００時間駆動させても試料が破壊することはなく、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も−１％と小さかった。【００９１】
実施例６は、Ｎｉ金網の網目列が１箇所以上塗膜から表面露出しており、しかもＮｉ金網が耐酸化性に優れたＡｇ皮膜で被覆されているので、Ｎｉ製網の破断が抑制され、３００時間駆動させても試料が破壊することはなく、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も１％と小さいことが確認された。さらに、上述したようにＮｉ金網の酸化が抑制されるため、はんだ被覆率も９０％と良好な結果を得ることができた。
また、実施例７は、ＡｇめっきされたＮｉ金網を一部埋め込んだ実施例６に示す外部電極の表面にＳｎめっきされたＡｌ製網を接合させており、Ｓｎははんだ付け温度（２５０℃）で溶融することから、はんだ被覆率も９８％とより一層良好なはんだ付き性を得ることができる。
【図１】
2005064700.tif 000003
【図２】
2005064700.tif 000004
【図３】
2005064700.tif 000005
【図４】
2005064700.tif 000006
【図５】
2005064700.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005064700.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月6日(2006.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素体に内部電極が埋設されると共に、前記セラミック素体の表面に前記内部電極と電気的に接続された外部電極が形成された積層セラミック電子部品において、
前記外部電極は、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、
前記導電性粉末を主成分とする塗膜が、前記内部電極の端部と電気的に接続されるように前記セラミック素体の側面部に形成され、
かつ、前記導電性補強材は網目状に形成されると共に、前記導電性補強材を形成する網目列の一部が前記塗膜から表面露出して自由端となるように、前記導電性補強材が前記塗膜中に埋め込まれていることを特徴とする積層セラミック電子部品。
【請求項２】
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ていることを特徴とする請求項１記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の積層セラミック電子部品。
【請求項４】
表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、
該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【請求項５】
前記セラミック素体が圧電材料で形成された圧電部品素体であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層セラミック電子部品に関し、より詳しくは厚膜の外部電極を有する積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品では、内部電極が埋設された積層圧電体の両端面にＡｇ等の導電性材料を主成分とする厚膜の外部電極が形成されている。
【０００３】
ところで、上記外部電極は、通常、Ａｇ等の導電性粉末、ガラスフリット、有機樹脂、有機溶剤を混練して形成された導電性ペーストを使用し、前記積層圧電体上に前記導電性ペーストを印刷又は塗布した後、焼成処理を行なうことにより形成される。
【０００４】
しかしながら、上記積層型セラミック電子部品では、分極処理中或いはその後の長期間の駆動によりセラミック積層体が微小な伸縮運動を繰り返すと、該セラミック積層体が疲労して亀裂が生じるおそれがある。そして、この亀裂は外部電極にも伝播して該外部電極の破断を招き、電子部品としての機能を果たさなくなる。
【０００５】
そこで、従来より、外部電極の側面に導通性部材（金属板、スチールウール、導通性ゴム等）をあてがい、熱収縮チューブを被せて熱風で収縮させ、これにより前記導通性部材を外部電極に密着させた積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
特許文献１では、導通性部材を外部電極に密着させることにより、積層体や外部電極に亀裂が生じても電気的接続性を確保しようとしている。
【０００７】
また、その他の従来技術としては、積層体の側面に離間して対向しかつ対の外部電極にそれぞれ結合された対の導電部材を備えた積層型圧電アクチュエータ素子も提案されている（特許文献２）。
【０００８】
特許文献２では、導電部材の幅方向一端部を外部電極にろう付けし、導通部材の幅方向他端部を自由端とすることにより、積層体や外部電極に亀裂が生じても導通部材にまで亀裂が及ぶのを回避し、これにより素子の導電部材の導通性を確保して機能低下が生じるのを防止しようとしている。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２１８５１９号公報
【特許文献２】特開２００２−９３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、図７に示すように、熱収縮チューブ５１を介して外部電極５２に導通性部材５３を密着させているに過ぎず、導通性部材５３と外部電極５１とは一体的に形成されていないため、接合面５４は連続的な密着性を欠き、このため長時間の連続駆動等によりセラミック積層体５５に亀裂５６が生じた場合、矢印ａ、ａ′方向への引張応力が作用して外部電極５２が破断し、該外部電極５２の破断が電気的接続性に支障を来たすおそれがあるという問題点があった。
【００１１】
しかも、特許文献１は、上述したように外部電極５２と導通性部材５３とを密着させたものであり、したがって外部電極５２と導通性部材５３との接触で導通性を得ているため、高温多湿下に長時間放置すると導電性が低下するという問題点があった。
【００１２】
また、特許文献２も、外部電極と導電部材とが一体的に形成されておらず、強度的に弱いため、特許文献１と同様、積層体や外部電極に亀裂が生じた場合、導通不良を招いてしまい、また高温多湿下に長時間放置すると導電性が低下するという問題点があった。
【００１３】
しかも、特許文献２は、外部電極と導電部材とをろう付けにより接合しているため、外部電極と導電部材との界面に応力が集中しやすく、このため界面での剥離が生じ易いう問題点があった。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、長時間連続駆動したり長時間放置しても電気的接続性に支障を来たしたり導電性の低下を招くこともなく、耐久性や耐湿性等の各種特性に優れた厚膜の外部電極を有する積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係る積層セラミック電子部品は、セラミック素体に内部電極が埋設されると共に、前記セラミック素体の表面に前記内部電極と電気的に接続された外部電極が形成された積層セラミック電子部品において、前記外部電極は、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性粉末を主成分とする塗膜が、前記内部電極の端部と電気的に接続されるように前記セラミック素体の側面部に形成され、かつ、前記導電性補強材は網目状に形成されると共に、前記導電性補強材を形成する網目列の一部が前記塗膜から表面露出して自由端となるように、前記導電性補強材が前記塗膜中に埋め込まれていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の積層セラミック電子部品は、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ていることを特徴としている。
【００１７】
さらに、本発明の積層セラミック電子部品は、前記導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の積層セラミック電子部品は、表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック素体が圧電材料で形成された圧電部品素体であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
上記積層セラミック電子部品によれば、外部電極は、導電性粉末と導電性補強材とが一体化された焼結体からなり、前記導電性粉末を主成分とする塗膜が、前記内部電極の端部と電気的に接続されるように前記セラミック素体の側面部に形成され、かつ、前記導電性補強材は網目状に形成されると共に、前記導電性補強材を形成する網目列の一部が前記塗膜から表面露出して自由端となるように、前記導電性補強材が前記塗膜中に埋め込まれているので、外部電極が補強されたことから外部電極の強度が向上し、セラミック素体に亀裂が生じるのを抑制することができる。また、たとえ内部電極間に亀裂が生じて塗膜が切断状態になっても、導電性補強材を介して導通性を確保することができる。さらに、導電性補強材の網目列の一部が前記塗膜から表面露出して自由端となることから、導電性部材が破断するのを効果的に抑制することができ、これにより外部電極の機械的強度が増強されて耐久性の飛躍的向上を図ることができる。
【００２１】
しかも、導電性補強材と導電性粉末の焼結体とは単なる接触で導通性を確保しているのではなく、焼結による金属同士の強固な結合により導通性を確保しているので、高温多湿下で長時間放置しても導電性の劣化を抑制することができ、耐湿性向上を図ることができる。
【００２２】
このように本発明によれば、積層方向に微小な伸縮運動を繰り返しても、外部電極の破断が抑制され、また高電界を負荷しても短絡するのを防止することができ、耐久性や耐湿性に優れた積層型圧電部品等の積層セラミック電子部品を得ることができる。
【００２３】
また、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ているので、焼成時における卑金属材料の酸化を抑制することができ、導電性粉末との接合性が向上して更なる耐久性向上を図ることができる。
【００２４】
また、導電性補強材が、少なくとも表面が導電性を有するので、耐熱性を有する非金属材料を芯材とし、表面を貴金属材料で形成することにより、耐熱性を確保しつつ耐久性の向上を図ることができる。
【００２５】
また、表面がはんだ付け温度で溶融する金属で形成された網目状部材を有し、該網目状部材が前記外部電極に積層されて電気的に接続されているので、網目状部材表面がはんだ付け温度で溶融し、これによりはんだ付け性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００２７】
図１は本発明に係る積層セラミック電子部品としての積層圧電部品の一実施の形態（第１の実施の形態）を示す断面図である。
【００２８】
該積層圧電部品は、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」という）を主成分とする圧電セラミック素体１と、該圧電セラミック素体１の内部に並列対向状に埋設された複数の内部電極２ａ〜２ｇと、前記圧電セラミック素体１の両端部に形成された厚膜の外部電極３ａ、３ｂと、外部電極３ａ、３ｂに接続されたリード線４ａ、４ｂとから構成されている。
【００２９】
該積層圧電部品は、内部電極２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｇの一端が一方の外部電極３ａと電気的に接続され、内部電極２ｂ、２ｄ、２ｆの一端は他方の外部電極３ｂと電気的に接続されている。そして、積層圧電部品は、リード線４ａ、４ｂを介して外部電極３ａと外部電極３ｂとの間に電圧が印加されると、圧電縦効果により矢印Ａで示す積層方向に微小な伸縮運動を行なう。
【００３０】
図２は図１のＢ部拡大図であり、図３は図２のＸ−Ｘ矢視図である。
【００３１】
すなわち、図２に示すように、外部電極３ｂは、導電性材料としてのＡｇ粉末からなる塗膜５中に導電性補強材としてのＡｇ金網６が埋め込まれ、一体化された焼結体からなり、塗膜５は内部電極２ａ〜２ｇの端部と電気的に接続されるように圧電セラミック素体1の側面部に形成されている。
【００３２】
そして、図３に示すように、Ａｇ金網６は網目状に形成されると共に、網目列の一部が塗膜５から表面露出して自由端を形成している。すなわち、塗膜５は、圧電セラミック素体１の側壁端部を除く領域（図中、斜線で示す。）に形成されている。そして、Ａｇ金網６は、上述したように塗膜５と一体的に焼結されて該塗膜５中に埋め込まれると共に、網目列の一部である両端部は、塗膜５上からはみ出して表面露出し、これにより自由端が形成されている。
【００３３】
尚、外部電極３ａも外部電極３ｂと同様の構成であるので説明を省略する。
【００３４】
このように本第１の実施の形態では、Ａｇ金網６を、Ａｇ粉末を主成分とする塗膜５中に埋め込んで一体化させて焼成処理を行ない、これにより外部電極３ｂを形成しているので、積層圧電部品が繰り返し微小な伸縮運動を長時間行っても、Ａｇ金網６の補強効果により導通性を確保することができる。すなわち、積層圧電部品が矢印Ａ方向に長時間微小な伸縮運動を繰り返し行った結果、例えばセラミック素体１の内部電極２ｄと内部電極２ｅとの間に仮想線で示すように亀裂３０が生じ、図中Ｃ部に示すように、塗膜５が切断状態となっても、各内部電極２と外部電極３ｂとはＡｇ金網６を介して電気的に接続され、高電界が負荷されても導通性を確保することができる。
【００３５】
また、Ａｇ金網６と塗膜５との接触面積も十分に確保することができるので、Ａｇ金網６と塗膜５との界面における剥離が抑制され、耐久性の優れた積層圧電部品を得ることができる。
【００３６】
しかも、Ａｇ金網６と塗膜５に含有されるＡｇ粉末の焼結体とは単に接触しているのではなく、焼成処理により強固に金属結合しているので、高温多湿下で長時間放置しても導電性の低下を防止することができ、耐湿性も向上させることができる。
【００３７】
さらに、Ａｇ金網６の網目列の一部が、塗膜５から表面露出して固定されていない自由端であるので、長時間微小な伸縮運動を繰り返し行ってもＡｇ金網６の破断がより一層効果的に抑制され、耐久性の飛躍的な向上を図ることが可能となる。
【００３８】
次に、上記積層圧電部品の製造方法を詳述する。
【００３９】
まず、Ｐｂ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等のセラミック素原料を所定量秤量した後、該秤量物をジルコニア等の粉砕媒体が内有されたボールミルに投入し、混合粉砕・仮焼等を経てセラミック混合粉末を作製し、その後、有機バインダや分散剤をセラミック混合粉末に添加し、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使用してＰＺＴを主成分とするセラミックグリーンシート（以下、単に、「セラミックシート」という）を作製する。
【００４０】
次いで、例えば、ＡｇとＰｄとの重量比Ａｇ／Ｐｄが７０／３０に調製された内部電極用導電性ペーストを使用し、図４に示すように、セラミックシート７上にスクリーン印刷を施し、凸部８ａを有する導体パターン８を形成する。
【００４１】
次に、図５に示すように、導電パターン８の形成されたセラミックシート７を凸部８ａが互い違いとなるように所定枚数（例えば、５００枚）積層し、導電パターン８の形成されていないセラミックシートで挟持し、積層体を形成する。そしてこれにより、仮想線で示すように外部電極３ａ又は外部電極３ｂは一段おきに導体パターン８と電気的に接続される。次いで、この積層体を５００℃以下の温度に加熱して脱脂処理を行なった後、９５０℃〜１１００℃の温度で焼成処理を行い、これにより圧電セラミック素体１が作製される。
【００４２】
次いで、圧電セラミック素体１の両端部にＡｇペーストを塗布して塗膜５を形成し、Ａｇ金網６の網目列の端部が塗膜５から表面露出するようにＡｇ金網６を塗膜５中に埋め込み、乾燥させる。そしてこの後、温度７００〜８００℃で焼成処理を行ない、これにより、Ａｇ粉末からなる塗膜５中にＡｇ金網６が一体的に埋設された焼結体からなる外部電極３ａ、３ｂが形成され、所定寸法（例えば、縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み３５ｍｍ）の積層圧電部品が製造される。
【００４３】
図６は第２の実施の形態の要部拡大図である。
【００４４】
本第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態に加え、網目状の導電性部材９が、外部電極３ｂ上に積層されてスポット溶接され、外部電極３ｂに電気的に接続されている。
【００４５】
上記導電性部材９は、具体的には芯材がＡｌ等で形成され、表面がはんだ温度で溶融する金属、例えばＳｎで被覆されている。
【００４６】
このように第２の実施の形態では、導電性部材９の表面がはんだ温度で溶融するので、上記第１の実施の形態で述べた効果に加え、はんだ付け性をも向上させることができる。
【００４７】
また、たとえＡｇ金網６が破断しても塗膜５は導電性部材９を介して導通性を確保することができるので、より一層の耐久性向上を図ることができる。
【００４８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることはない。上記実施の形態では、導通性補強材は、耐湿性やはんだ付け性等を考慮し、Ａｇを使用したが、導電性粉末材料よりも固有抵抗値の小さい材料を好んで使用することができ，Ａｇ以外の貴金属材料、例えばＰｄ、Ａｕ、Ｐｔ等を使用しても良く、また、Ｎｉ等の耐熱性を有するより高強度な卑金属材料を使用することもできる。
【００４９】
また、芯材をＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｒ等の耐熱性に優れた卑金属材料で形成し、表面を酸化物ガラス、貴金属材料などの耐酸化性材料で覆うことも好ましい。この場合、耐酸化性に優れた酸化物ガラスや貴金属材料は、焼結時に導電性粉末中に拡散する。また、耐酸化性材料が耐熱性に劣る場合は、焼結温度で焼結体外に飛散してしまう。
【００５０】
さらに、導電性補強材の芯材として、焼結温度に耐えて形状を保持しうる耐熱性のセラミックファイバやガラスファイバを使用し、表面のみを導電性を有する上記各種金属材料で形成するのも好ましい。
【００５１】
さらに、上記第１〜第２の実施の形態では、導電性補強材を塗膜中に埋め込む方法で外部電極を形成しているが、塗膜に導電性補強材を載置し、その後導電性補強材上に塗膜を形成した後、焼結処理を行なってもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態では、積層セラミック電子部品として積層圧電部品を例に説明したが、抵抗部品や中高圧用の積層型セラミックコンデンサ等にも適用することができる。特に、焼結タイプの厚膜電極の場合、固有抵抗値は厚膜電極の構成金属よりも高くなるため、本発明を使用することにより、亀裂等の発生することのない信頼性の優れた低抵抗な外部電極を具備した各種積層型セラミック電子部品を得ることができる。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００５４】
〔試料の作製〕
（実施例１）
まず、平均粒径２．０μｍのＡｇ粉末が５０〜６０重量％。ガラスフリットが０．１〜７重量％、残部がエチルセルロース樹脂（バインダ樹脂）及びブチルカルビトール（有機溶剤）を含有した有機ビヒクルからなる導電性ペーストを作製し、内部電極が埋設された縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み３０ｍｍの積層型圧電部品素体の両側面にメタルマスクを使用して印刷処理を行ない、幅４ｍｍ、膜厚４００μｍの塗膜を積層型圧電部品素体の両側面に形成した。次に、塗膜内部に幅５ｍｍ、線径１５０μｍ、目開き４０メッシュのＮｉ金網を格子状の網目列が１箇所以上、塗膜から表面露出するように埋め込み、温度１５０℃で１０分間オーブンに入れ、乾燥した。そしてその後、大気雰囲気中、７４０℃で焼成処理を行ない、積層型圧電部品の両側面にＮｉ金網の網目列の一部が塗膜から表面露出した外部電極の焼結体を形成した。
【００５５】
次に、３重量％のＡｇと０．５重量％のＣｕを含有したＳｎを主成分とするはんだを使用し、エナメル被覆された線径２５０μｍのＣｕ線を外部電極にはんだ付けし、外部電極にリード線を接続した。次に、油温８０℃、電圧３ｋＶ／ｍｍ下の油中で分極処理を行なって圧電特性を付与し、その後炭化水素系洗浄剤で洗浄して実施例１の試料を作製した（Ｎｉ網一部表面露出一体型焼結体）。
【００５６】
（実施例２）
上記Ｎｉ金網に代えて、幅５ｍｍ、線径１５０μｍ、目開き４０メッシュのＡｇ製網を使用し、実施例１と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面にＡｇ網の網目列の一部が塗膜から表面露出した外部電極の焼結体を形成した。そしてその後リード線を外部電極に接続した後、圧電特性を付与し、実施例２の試料を作製した（Ａｇ網一部表面露出一体型焼結体）。
【００５７】
（実施例３）
上記実施例１に使用したＮｉ金網と同一のＮｉ金網を使用し、該Ｎｉ金網に電解Ａｇめっきを施し、表面が膜厚３０μｍのＡｇ皮膜で被覆されたＮｉ金網を作製した。
【００５８】
そしてその後は実施例１と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面に、Ａｇめっき付Ｎｉ金網の網目列の一部が塗膜から表面露出した外部電極の焼結体を形成した。そしてその後リード線を外部電極に接続した後、圧電特性を付与し、実施例３の試料を作製した（Ａｇめっき付Ｎｉ網一部表面露出一体型焼結体）。
【００５９】
（実施例４）
線径１００μｍ、目開き１００メッシュのＡｌ製網に電解Ｓｎめっきを施し、Ａｌ金網を膜厚３０μｍのＳｎ皮膜で被覆した。
【００６０】
そして、実施例１と同様の方法・手順で積層型圧電部品の両側面に、膜厚４００μｍの塗膜を形成した後、該塗膜に実施例３と同様にＡｇめっき付Ｎｉ金網を埋め込み、焼成処理を行い、Ａｇめっき付Ｎｉ金網の網目列の一部が塗膜から表面露出した外部電極の焼結体を形成した。次いで、前記Ｓｎ皮膜で被覆されたＡｌ金網を外部電極にスポット溶接し、外部電極表面にＡｌ網を接合した。そしてその後、Ａｌ金網にリード線を接続した後、圧電特性を付与し、実施例４の試料を作製した（Ａｇめっき付Ｎｉ網一部表面露出一体型Ａｌ網接合焼結体）。
【００６１】
（比較例１）
実施例１と同様の方法・手順で縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み３０ｍｍの積層型圧電部品素体の両側面にメタルマスクを使用して印刷処理を行ない、幅４ｍｍ、膜厚４００μｍの塗膜を形成し、その後リード線を接続した後、圧電特性を付与し、比較例１の試料を作製した（塗布膜焼結体）。
【００６２】
（比較例２）
比較例１の試料の塗膜上に線径１００μｍ、目開き１００メッシュのＮｉ金網を載置し、導電性接着剤を塗布して乾燥させ、これにより塗膜とＮｉ金網とを接合し、その後、実施例1と同様、圧電特性を付与し、比較例２の試料を作製した（Ｎｉ網付塗布膜焼結体）。
【００６３】
〔特性評価〕
上記のようにして作製した実施例及び比較例について耐久性、及び耐湿性を評価した。
【００６４】
ここで、耐久性は、各実施例及び比較例の試料に周波数１３８Ｈｚ、電圧２００Ｖの三角波を付与して駆動させ、破壊に要する駆動時間を測定し、評価した。尚、駆動時の余剰変移を抑制するために、各試料を金属板で押さえつけて駆動させた。
【００６５】
また、耐湿性は、各実施例及び比較例の試料を温度８５℃、湿度８５％ＲＨで５００時間放置し、放置前後の絶縁抵抗（ＩＲ）をインピーダンスアナライザ（ヒューレット・パッカード社製、４１９２Ａ）を使用して測定し、その変化率ｚを数式（１）に基づいて算出し、評価した。
【００６６】
ｚ＝｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝×１００…（１）
ここで、ｘは放置後（５００時間後）の絶縁抵抗（ＩＲ）であり、ｙは絶縁抵抗（ＩＲ）の初期値である。
【００６７】
また、実施例３、４及び比較例２については、はんだ付き性も評価した。
【００６８】
ここで、はんだ付き性は、実施例３、４及び比較例２の試料について、ロジンを２５重量％含有したイソプロピルアルコール溶液をフラックスとして使用し、Ａｇが３重量％、Ｃｕが０．５重量％を含有したＳｎを主成分とする浴温２５０℃のはんだ槽に２秒間浸漬し、外部電極の電極面におけるはんだ被覆率を算出して評価した。
【００６９】
表１は各実施例及び比較例の外部電極の構成、駆動時間、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率、及びはんだ被覆率を示している。
【００７０】
【表１】
2005064700.tif 000010
【００７１】
この表１から明らかなように比較例１は、外部電極が塗膜のみで形成されているため、試料が分極処理中に破断して導通不能となり、このため駆動時間は「０」であった。
【００７２】
比較例２は、０．３時間で破断して導通不能となり、また絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も７５％と大きく、さらにはんだ被覆率も３５％と悪く、耐久性、耐湿性、及びはんだ付き性のいずれにおいても性能悪化が認められた。
【００７３】
このように０．３時間という短時間で試料が破壊したのは、Ｎｉ金網と塗膜とを導電性接着剤で接着したにすぎないため、Ｎｉ金網と塗膜との界面に応力が集中し、Ｎｉ金網が塗膜から剥離したためと思われる。また、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率が７５％と大きいのは、導電性接着剤とＡｇ粉末との接触によって導通を得ているに過ぎず、金属同士が結合していないため、導通性が低下したものと思われる。
【００７４】
これに対して実施例１は、外部電極がＮｉ金網を埋め込んで一体化した焼結体からなり、しかもＮｉ金網の網目列の１箇所以上が塗膜から表面露出して自由端を形成しているので、塗膜とＮｉ網又はＡｇ網との接触面積が増し、Ｎｉ金網の破断が抑制されて外部電極が補強され、その結果、駆動時間が６５時間となり、比較例２に比べて大幅に増し、耐久性が向上している。しかも、比較例１のように単なる接触による導通ではなく、金属同士の結合による導通なので、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も２％に抑制され、耐湿性も向上している。
【００７５】
また、実施例２は、Ａｇ金網の網目列の１箇所以上が塗膜から表面露出して自由端を形成しており、しかもＮｉ金網よりも耐酸化性に優れたＡｇ金網を使用しているので、３００時間駆動させても試料が破壊することはなく、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も−１％と小さかった。
【００７６】
実施例３は、Ｎｉ金網の網目列の１箇所以上が塗膜から表面露出して自由端を形成しており、しかもＮｉ金網が耐酸化性に優れたＡｇ皮膜で被覆されているので、Ｎｉ金網の破断が抑制され、３００時間駆動させても試料が破壊することはなく、絶縁抵抗（ＩＲ）の変化率も１％と小さいことが確認された。さらに、上述したようにＮｉ金網の酸化が抑制されるため、はんだ被覆率も９０％と良好な結果を得ることができた。
【００７７】
実施例４は、ＡｇめっきされたＮｉ金網を一部埋め込んだ実施例３の外部電極の表面にＳｎめっきされたＡｌ金網を接合させたものである。Ｓｎははんだ付け温度（２５０℃）で溶融することから、はんだ被覆率も９８％とより一層良好なはんだ付き性を得ることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る積層セラミック電子部品としての積層圧電部品の一実施（第１の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のＢ部拡大図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】積層圧電部品の第２の実施の形態を示す要部拡大平面図である。
【図５】セラミックシート上に導体パターンを形成した状態を示す平面図である。
【図６】上記積層圧電部品の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図７】従来の電歪効果素子の構造とその課題を説明するための要部拡大図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  圧電セラミック素体（セラミック素体）
２  内部電極
３ａ、３ｂ  外部電極
５  塗膜（導電性粉末の焼結体）
６  Ａｇ金網（導電性補強材）
９  導電性部材（網目状部材）
１０  Ａｇ金網（導電性補強材）
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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