专利名称：端电极形成方法及使用其的压电/电致伸缩元件制造方法
技术领域：
本发明涉及在用于压电/电致伸缩执行器等压电/电致伸缩器件的压电/电致伸缩元件的电极之类的形成于陶瓷表面的电极的表面上，形成用于连接导线的端电极的方法。
背景技术：
近年来，在光学、精密机械、半导体制造等领域，正在积极进行压电/电致伸缩器件的开发，所述压电/电致伸缩器件可以是利用了对压电体施加电场时所引起的应变(位移、变形)的压电/电致伸缩执行器、利用了对压电体施加压力时所引起的电荷产生(极化)的压电/电致伸缩传感器等。作为构成这样的压电/电致伸缩器件的核心的构成要素，使用具备由压电/电致伸缩材料构成的压电/电致伸缩膜和在该压电/电致伸缩膜的两面上分别形成的电极的压电/电致伸缩元件(例如参照专利文献I)。通常在这种压电/电致伸缩元件中，在分别形成于压电/电致伸缩膜的两面的电极的表面上，利用镀覆形成被称作端电极的、用于连接导线的部位。并且，安装压电/电致伸缩元件时，使用焊料或导电性粘接剂、ACF(Anisotropic Conductive Film,各向异性导电膜)等将连接压电/电致伸缩元件和用于对该压电/电致伸缩元件施加电压等的电路的导线与该端电极进行连接。通常，作为端电极，从其可靠性高的角度考虑，采用由镀镍层和镀金层构成的两层结构的端电极。以往，作为这种端电极的形成方法，使用如下所述方法先在电极的表面上利用镀覆形成镀镍层，再在该镀镍层的表面上利用镀覆形成镀金层。但是，在压电/电致伸缩元件的压电/电致伸缩膜之类的在陶瓷表面上形成的电极的材料中，通常除了金、钼等主要材料外，还包含微量的玻璃成分作为添加剂。并且，该玻璃成分通过烧成在电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)的界面上析出并发挥出粘接力，从而使电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)密合。由此，在利用界面上析出的玻璃成分而与压电/电致伸缩膜(陶瓷)密合的电极的表面上，通过前述的形成方法来镀覆形成端电极的情况下，存在如下问题电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)的密合强度与端电极形成前相比降低，在将导线与端电极连接时或连接后，存在电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)容易剥离。作为该密合强度降低的原因，可认为在端电极形成时，镀液侵入电极与压电/电致伸缩膜的界面，通过实施镀覆时的通电而从镀液产生的氢气的气压施加在界面上。另外，由于端电极形成时最初使用的镀镍用的镀液通常为酸性(pH4 5左右)，因此认为该镀液侵入电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)的界面、并使在电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)的界面上析出的玻璃成分溶出也是前述密合强度降低的原因之一。因此，在电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)的密合强度这样降低的状态下，施加将导线与端电极连接时的应力或连接后的各种应力的情况下，电极与压电/电致伸缩膜(陶瓷)容易剥离。
现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平5-267742号公报
发明内容
发明要解决的课题本发明鉴于上述以往的情况而进行，其目的在于提供一种端电极形成方法及使用其的压电/电致伸缩元件的制造方法，通过所述端电极形成方法，抑制在形成于压电/电致伸缩膜等的陶瓷表面的由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的表面上形成端电极后的、电极与陶瓷的密合强度的降低，即使在将导线与端电极连接时或连接后施加各种应力，电 极与陶瓷也不容易剥离。解决课题的方法为了达到上述目的，根据本发明，提供以下的端电极形成方法及压电/电致伸缩元件的制造方法。[I] 一种端电极形成方法，其为在形成于陶瓷表面的、由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的表面上，利用镀覆形成用于连接导线的端电极的端电极形成方法，该端电极形成方法包含以下工序使用PH6 8的镀液，在所述电极的表面上通过镀覆来形成第一镀金层的第一镀金层形成工序；在所述第一镀金层的表面上通过镀覆来形成镀镍层的镀镍层形成工序；以及在所述镀镍层的表面上通过镀覆来形成第二镀金层的第二镀金层形成工序。[2] 一种压电/电致伸缩元件的制造方法，其为制造压电/电致伸缩元件的压电/电致伸缩元件的制造方法，所述压电/电致伸缩元件具备由陶瓷的压电/电致伸缩材料构成的压电/电致伸缩膜和在该压电/电致伸缩膜的两面上分别形成的电极，在所述压电/电致伸缩膜的至少一面上形成的所述电极由包含玻璃成分的电极材料构成，在由所述包含玻璃成分的电极材料构成的所述电极的表面上，通过镀覆来形成用于焊接导线的端电极，所述压电/电致伸缩元件的制造方法使用[I]所述的端电极形成方法来进行所述端电极的形成。发明效果使用本发明的端电极形成方法来进行端电极的形成时，在形成端电极后，电极与陶瓷的密合强度也可保持在高水平，即使在将导线与端电极连接时或连接后施加各种应力，电极与陶瓷也不容易剥离。另外，本发明的压电/电致伸缩元件的制造方法由于使用本发明的端电极形成方法来进行端电极的形成，因此可制造如下的压电/电致伸缩元件，其中，在形成端电极后，电极与压电/电致伸缩膜的密合强度也可保持在高水平，即使在将导线与端电极连接时或连接后施加各种应力，电极与压电/电致伸缩膜也不容易剥离。
图I是表示通过本发明的端电极形成方法形成有端电极的压电/电致伸缩元件的一例的概略立体图。图2是端电极周边的概略截面图。
符号说明I :压电/电致伸缩元件、2 :陶瓷基板、4压电/电致伸缩膜、6 :上部电极、8 :下部电极、10 :端电极、12 :第一镀金层、14 :镀镍层、16 :第二镀金层。
具体实施例方式本发明的端电极形成方法是用于在形成于陶瓷表面的由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的表面上，通过镀覆形成用于连接导线的端电极的方法。以下，关于该端电极形成方法，以形成压电/电致伸缩元件的端电极的情况为例，进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施方式来解释，在不脱离本发明的范围的限度内，可基于本领域技术人员的知识而添加各种变更、修正、改良。图I是表示通过本发明的端电极形成方法形成有端电极的压电/电致伸缩元件的一例的概略立体图，图2是该压电/电致伸缩元件的端电极周边的概略截面图。 通过本发明的端电极形成方法来形成端电极的压电/电致伸缩元件例如为具备由陶瓷的压电/电致伸缩材料构成的压电/电致伸缩膜和在该压电/电致伸缩膜的两面上分别形成的、由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的压电/电致伸缩元件。这样的压电/电致伸缩元件可以使用以往公知的制造方法来制造。例如，图I所示的压电/电致伸缩元件I是在陶瓷基板2上，将由包含玻璃成分的电极材料构成的电极(下部电极)8、由陶瓷的压电/电致伸缩材料构成的压电/电致伸缩膜4和由包含玻璃成分的电极材料构成的电极(上部电极)6依次层叠形成而制造的。另夕卜，图I例示的压电/电致伸缩元件I设置在陶瓷基板2上，与该陶瓷基板2 —起构成压电/电致伸缩执行器。但是，通过本发明的端电极形成方法来形成端电极的压电/电致伸缩元件并不是必须这样设置在陶瓷基板上或用作压电/电致伸缩执行器的构成要素。另外，通过本发明的端电极形成方法来形成端电极的压电/电致伸缩元件并不限定于这样在I个压电/电致伸缩膜的两面上分别配置有电极的简单结构。例如还可以为在多个压电/电致伸缩膜之间分别内插有电极的多层结构的压电/电致伸缩元件。作为图I所示的压电/电致伸缩元件I的具体制造方法的一例，首先制作成为用于层叠形成下部电极8、压电/电致伸缩膜4和上部电极6的基体的陶瓷基板2。作为陶瓷基板2的材料，例如可举出氧化锆、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硅等作为合适的材料。特别地，以完全稳定化氧化锆为主成分的材料和以部分稳定化氧化锆为主成分的材料由于即使作为薄片机械强度也大、韧性高、与压电/电致伸缩膜、电极的材料的反应性低，因此最优选使用。作为陶瓷基板2的具体制作方法，例如可使用如下方法在前述材料的粉末中添加混合粘合剂、溶剂、分散剂、增塑剂等而获得浆料，对其进行脱泡处理后，使用逆转辊涂布机法、刮刀法等方法而成型为生片，并在规定的温度(例如，使用氧化锆作为材料时，1200 1600°C左右)下进行烧成。另外，烧成也可以在后述的下部电极8形成后、压电/电致伸缩膜4形成后、或上部电极6形成后进行。在如上制作的陶瓷基板2上形成下部电极8。作为下部电极8的主要材料，可举出钼、金、招、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、银、钥、钌、钮、错、银、锡、钽、鹤、铱、铅等金属单质或它们的合金作为合适的材料。尤其是最优选使用钼，这是因为其在后述的压电/电致伸缩膜4的形成工序中的膜的烧成温度(1000 1300°C )下表现出优异的耐热性。另外，就下部电极8的材料而言，除了上述主要材料外，还优选含有微量的玻璃成分作为添加剂。该玻璃成分在下部电极8烧成时在陶瓷基板2与下部电极8的界面析出并发挥出粘接力，从而能够提高陶瓷基板2与下部电极8的密合性。另外，在后述的压电/电致伸缩膜4的形成工序中的膜烧成时，在下部电极8烧成时未在界面析出而残存于电极中的玻璃成分在下部电极8与压电/电致伸缩膜4的界面析出并发挥出粘接力，也能够提高下部电极8与压电/电致伸缩膜4的密合性。下部电极8可以通过以往公知的膜形成法在陶瓷基板2上形成。作为具体的形成方法，例如利用印刷法、浸溃法、转印法等膜形成方法在陶瓷基板2上的规定位置涂布含有微量玻璃成分的钼树脂酸酯糊、金树脂酸酯糊等金属树脂酸酯糊或者将钼、金等金属粉末、玻璃成分和树脂混合而成的金属糊，并在规定的温度(例如，使用钼树脂酸酯糊时，13000C左右)下进行烧成。下部电极8的厚度优选以不阻碍压电/电致伸缩膜4的位移的方式薄薄地形成，通常为20 ii m以下，优选为2 ii m以下，更优选为0. 5 y m以下。接着，在下部电极8上形成压电/电致伸缩膜4。作为压电/电致伸缩膜4的材料，只要是引起压电或电致伸缩效应等电场致应变的陶瓷材料，就没有特别限制。也可以使用铁电陶瓷或反铁电陶瓷。作为具体的材料，可列举将锆酸铅、钛酸铅、镁铌酸铅、镍铌酸铅、锌铌酸铅、锰铌酸铅、锑锡酸铅、锰钨酸铅、钴铌酸铅、钛酸钡、钛酸钠铋、钛酸铋钕(BNT系)、铌酸钾钠、钽酸锶铋等单独含有或作为混合物或固溶体含有的陶瓷。特别是从获得具有高电机械耦合系数和压电常数、压电/电致伸缩膜4烧结时与陶瓷基体2的反应性低、稳定的组成的材料的观点考虑，可适宜使用在锆钛酸铅(PZT系)中固溶了以镁铌酸铅(PMN系)为主成分的材料的材料、或在锆钛酸铅(PZT系)中添加了微量的氧化锶、氧化铌的材料。压电/电致伸缩膜4可以通过以往公知的膜形成法在下部电极8上形成。作为具体的形成方法，例如利用印刷法、浸溃法、转印法等膜形成方法在下部电极8上涂布以前述材料的粒子为主成分的糊或浆料，并在规定的温度(例如，1000 1300°C左右)下进行烧成。为了在低工作电压下得到大的位移，压电/电致伸缩膜4的厚度优选设为100 y m以下，更加优选设为3 20 y m以下。另外，形成后述的上部电极6的压电/电致伸缩膜4的表面优选保持烧成面的状态。这是由于，利用蚀刻或等离子体等处理在压电/电致伸缩膜4的表面形成凹凸、或者通过研磨等使其平滑时，成为对构成该部分的压电/电致伸缩粒子造成损害的状态，存在即使施加电场也不工作的压电/电致伸缩粒子。特别是在前述薄的压电/电致伸缩膜4中，结果是不工作部分相对于工作部分的比例增加，使位移量整体降低。本例中，在下部电极8上形成压电/电致伸缩膜4时，不是用压电/电致伸缩膜4包覆下部电极8的整个表面，而是下部电极8的表面的一部分(想要形成端电极10的部位)不被压电/电致伸缩膜4覆盖而露出，并通过后述的方法在该露出部分进行端电极10 的形成。另外，也可以对压电/电致伸缩膜4设置贯通厚度方向的通孔，通过该通孔使下部电极8的一部分延出至压电/电致伸缩膜4的上表面，再通过后述的方法在该延出部分进行端电极10的形成，来代替上述使下部电极8的表面的一部分(想要形成端电极10的部位)露出。
接着，在压电/电致伸缩膜4上形成上部电极6。作为上部电极6的主要材料，可举出金、钼、招、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、银、钥、钌、钮、错、银、锡、钽、鹤、铱、铅等金属单质或它们的合金作为合适的材料。特别地，最优选使用与压电/电致伸缩膜材料的反应性低、对于压电/电致伸缩膜4的接合性好的金。另外，在上部电极6的材料中，除了上述主要材料外，还可含有微量的玻璃成分作为添加剂。该玻璃成分在上部电极6烧成时在上部电极6与压电/电致伸缩膜4的界面析出并发挥出粘接力，使上部电极6与压电/电致伸缩膜4
滋人
山口 o 上部电极6可以通过以往公知的膜形成法在压电/电致伸缩膜4上形成。作为具体的形成方法，例如利用印刷法、浸溃法、转印法等膜形成方法在压电/电致伸缩膜4上的规定位置涂布含有微量玻璃成分的金树脂酸酯糊等金属树脂酸酯糊，并在规定的温度(例如，使用金树脂酸酯糊时，600 900°C左右)下进行烧成。上部电极6的厚度优选以不阻碍压电/电致伸缩膜4的位移的方式薄薄地形成，通常设为5 u m以下，优选设为2 y m以下，更优选设为I U m以下。另外，图I的例子中是在压电/电致伸缩膜4上形成上部电极6整体，但也可以上部电极6横跨在压电/电致伸缩膜4上和陶瓷基板2上而形成。另外，为了提高与压电/电致伸缩膜4的密合力，电极(上部电极6和下部电极8)优选按照金树脂酸酯糊等电极材料中所含的玻璃成分在烧成后、在电极与压电/电致伸缩膜4的界面比在电极中以更高浓度存在的方式形成。特别是就金树脂酸酯糊而言，由于使构成电极的金属粒子的粒径在烧成后成为0. Iym以上的温度下进行烧成时，没有IOOnm以下的微细的孔，在后述的镀层形成工序中，可以防止镀液的进入，因此优选。作为金树脂酸酯糊等电极材料中所含的玻璃成分，可以使用扮、？13、51、8、似、1^、Ti等的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、有机金属化合物等。其组成比可以根据含有玻璃成分的电极材料、烧成温度、成为电极形成的基底的陶瓷的种类等进行适当调整，并调整成耐热性、与陶瓷的润湿性、密合性都根据用途得以满足。接着，使用本发明的端电极形成方法，在通过上述制造方法制造的压电/电致伸缩元件I的电极(上部电极6和下部电极8)的表面上形成端电极10。本发明的端电极形成方法包含以下说明的第一镀金层形成工序、镀镍层形成工序和第二镀金层形成工序。通过该方法可形成图2所示的3层结构的端电极10。(第一镀金层形成工序)该工序是利用镀覆在下部电极8和上部电极6的表面上分别形成作为图2所示的3层结构的端电极10的下层的第一镀金层12的工序。作为镀覆的方法，可以使用以往公知的镀覆法，例如使用亚硫酸金络合物的镀金浴。该工序中，用于镀覆的镀液的PH设为6 8，优选设为6. 5 7. 5。使用pH处在上述范围的大致中性的镀液时，即使镀液侵入上部电极6和下部电极8与压电/电致伸缩膜4的界面，在该界面上使上部电极6和下部电极8与压电/电致伸缩膜4密合的玻璃成分也难以溶出。作为具体的镀液，可举出使用亚硫酸金络合物的电镀液作为合适的镀液。该工序中形成的第一镀金层12的厚度没有特别限制，但从在后述的镀镍层形成工序中防止镀镍用的镀液侵入界面的观点出发，优选设为0. I y m以上。另外，由于在镀液中的浸溃时间长时，密合力有时会下降，因此优选设为0. 5 y m以下(成膜时间30分钟以下)。另外，如图I所示，在下部电极8和上部电极6的表面的一部分形成端电极10时，即在这些电极上进行部分镀覆时，只要使用公知的抗蚀剂材料、通过光刻法掩蔽未镀覆部分即可。(镀镍层形成工序)
该工序是利用镀覆在通过前述第一镀金层形成工序形成的第一镀金层12的表面上形成作为图2所示的3层结构的端电极10的中间层的镀镍层14的工序。作为镀覆的方法，可以使用以往公知的镀覆法，例如瓦特浴。作为具体的镀液，可举出通常瓦特浴中所用的、在硫酸镍和氯化镍中添加了硼酸作为缓冲溶液的镀液作为合适的镀液。另外，这种镀镍用的镀液的PH为4 5左右。该工序中形成的镀镍层14的厚度没有特别限制，但从防止利用焊料接合将导线与端电极10连接时的、由焊料引起的电极侵蚀(电极熔于焊料并被浸蚀而产生导通不良的状态)的观点出发，优选设为0. I 4. Oym左右，更加优选设为0. 2
I.Oiim 左右。(第二镀金层形成工序)该工序是利用镀覆在通过前述镀镍层形成工序形成的镀镍层14的表面上形成作为图2所示的3层结构的端电极10的上层的第二镀金层16的工序。作为镀覆的方法，可以使用以往公知的镀覆法，例如使用氰化金络合物、亚硫酸金络合物的镀金浴。作为该工序中使用的镀液，只要是不使镀镍层14、露出的陶瓷部分溶解的pH即可，例如可与前述第一镀金层形成工序同样地，举出使用亚硫酸金络合物的电镀液作为合适的镀液。该工序中形成的第二镀金层16的厚度没有特别限制，但从确保利用焊料接合将导线与端电极10连接时的焊料润湿性和焊料接合性的观点出发，优选设为0. 05 I. Oym左右，更加优选设为
0.I 0. 4um左右。前述的现有技术中的端电极形成方法与本发明的端电极形成方法的差异在于现有技术中的端电极形成方法是在电极的表面上最初形成镀镍层，在该镀镍层的表面形成镀金层，与此相对，本发明的端电极形成方法是在电极的表面上最初形成镀金层(第一镀金层)，在该镀金层上形成镀镍层，在该镀镍层的表面再形成镀金层(第二镀金层)。即，可以说本发明的端电极形成方法是在现有技术中的端电极形成方法的基础上追加了第一镀金层形成工序。本发明人等通过各种实验进行了研究，结果得知，这样追加第一镀金层形成工序作为最初的工序时，与不进行第一镀金层形成工序的情况(现有技术)相比，端电极形成后的电极与压电/电致伸缩膜等的陶瓷的密合强度提高至2倍以上。虽然由于第一镀金层形成工序的追加而导致端电极形成后的电极与压电/电致伸缩膜等的陶瓷的密合强度大幅提高的理由还不清楚，但可认为是由于在电极表面上最初形成的镀层从现有技术中的镀镍层变成镀金层(第一镀金层)，从而带来以下的效果。(效果I) 由于镀金与镀镍相比，镀覆效率高，因此，由侵入电极与压电/电致伸缩膜等的陶瓷的界面的镀液因镀覆时的通电而产生的氢气的产生量少，其结果为，施加于界面的氢气的气压降低。(效果2)镀镍时使用pH4 5左右的酸性的镀液，与此相对，镀金时使用pH6 8左右的大致中性的镀液，因此即使镀液侵入电极与压电/电致伸缩膜等的陶瓷的界面，在该界面上 使电极与压电/电致伸缩膜等的陶瓷密合的玻璃成分也难以溶出。
通过这些效果，使用本发明的端电极形成方法来进行端电极的形成时，在形成端电极后，电极与压电/电致伸缩膜等的陶瓷的密合强度也可较高地保持，即使在将导线与端电极连接时或连接后施加各种应力，电极与陶瓷也不容易剥离，可发挥出高可靠性。以上，关于本发明的端电极形成方法，以形成压电/电致伸缩元件的端电极的情况为例进行了说明，但通过本发明的端电极形成方法来形成端电极的对象并不限定于压电/电致伸缩元件，只要是在陶瓷的表面上形成了由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的元件或部件，均成为其对象。接下来，对本发明的压电/电致伸缩元件的制造方法进行说明。本发明的压电/电致伸缩元件的制造方法是用于制造压电/电致伸缩元件的方法，所述压电/电致伸缩元件具备由陶瓷的压电/电致伸缩材料构成的压电/电致伸缩膜和在该压电/电致伸缩膜的两面上分别形成的电极，在前述压电/电致伸缩材料的至少一面上形成的前述电极由包含玻璃成分的电极材料构成，在由前述包含玻璃成分的电极材料构成的前述电极的表面上，利 用镀覆形成用于连接导线的端电极，所述压电/电致伸缩元件的制造方法的主要特征为，使用此前说明的本发明的端电极形成方法来进行前述端电极的形成。这样，本发明的压电/电致伸缩元件的制造方法使用本发明的端电极形成方法来进行端电极的形成，因此可以制造如下压电/电致伸缩元件，该元件在形成端电极后，电极与压电/电致伸缩膜等的密合强度保持在高水平，即使在将导线与端电极连接时或连接后施加各种应力，电极与压电/电致伸缩膜也不容易剥离。另外，本发明的压电/电致伸缩元件的制造方法中，关于端电极形成以外的工序，例如可以依据前述的以往公知的压电/电致伸缩元件的制造方法来进行。实施例以下基于实施例来进一步详细说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。(实施例I)使用由包含3mol % Y2O3的氧化锆(3Y_Zr02)构成的材料作为基板材料，向其中添加有机溶剂、粘合剂等并进行混合后，通过流延成型(Tape Casting)来成型板状的成型体。将该成型体在大气气氛中、1450°C下烧成2小时，从而制作由3Y-Zr02构成的陶瓷基板。接着，在该陶瓷基板上涂布相对于金含有I质量％的玻璃成分(以通过金属元素换算的摩尔比率计，以成为Bi Si B = 2 I 2的方式混合了 Bi、Si、B的有机金属化合物而成的物质)的金树脂酸酯糊，在大气气氛中、600°C下烧成10分钟，形成厚度0. I ii m的电极。接下来，在该电极的表面形成端电极。作为端电极的形成步骤，首先使用采用了亚硫酸金络合物的、pH在6. 5 7. 5范围内的电镀液作为镀金液，在50°C的温度条件下对电极的表面进行镀覆，形成厚度0. I 的第一镀金层。然后，使用在硫酸镍和氯化镍中添加了硼酸作为缓冲溶液的、PH在4 5范围内的电镀液作为镀镍液，在50°C的温度条件下对该第一镀金层的表面进行镀覆，形成厚度0. 5 y m的镀镍层。进一步，使用与前述第一镀金层的形成所用的镀金液相同的镀金液，在50°C的温度条件下对该镀镍层的表面进行镀覆，形成厚度0. I y m的第二镀金层。经过以上的步骤，得到在电极表面上形成了由第一镀金层、镀镍层和第二镀金层构成的3层结构的端电极的样品。(比较例I)与前述实施例I同样地操作，制作由3Y_Zr02构成的陶瓷基板，在该基板上形成电极后，在该电极的表面形成端电极。作为端电极的形成步骤，首先，使用在硫酸镍和氯化镍中添加了硼酸作为缓冲溶液的、pH在4 5范围内的电镀液作为镀镍液，在50°C的温度条件下对电极的表面进行镀覆，形成厚度0. 5 的镀镍层。然后，使用采用了亚硫酸金络合物的、pH在6. 5 7. 5范围内的电镀液作为镀金液，在50°C的温度条件下对该镀镍层的表面进行镀覆，形成厚度0. I 的镀金层。经过以上的步骤，得到在电极表面上形成有由镀镍层和镀金层构成的2层结构的端电极的样品。(实施例2)与前述实施例I同样地操作，制作由3Y_Zr02构成的陶瓷基板。接着，在该陶瓷基板上涂布相对于钼含有I质量％的玻璃成分(TiO2)的钼糊，在大气气氛中、1300°C下烧成2小时，形成厚度的下部电极。接着，在该下部电极上涂布包含由在锆钛酸铅(PZT系)中固溶了 20mol%的镁铌酸铅(PMN系)的组成构成的压电/电致伸缩材料粉末、分散剂、粘合剂、溶剂等的压电/电致伸缩陶瓷糊，在氧化镁制的匣钵中，在大气气氛中、1250°C下烧成2小时，形成厚度10 y m的压电/电致伸缩膜。进一步在该压电/电致伸缩膜上涂布相 对于金含有I质量％的玻璃成分(以通过金属元素换算的摩尔比率计，以成为Bi Si B= 2:1: 2的方式混合了 Bi、Si、B的有机金属化合物而成的物质)的金树脂酸酯糊，在大气气氛中、600°C下烧成I分钟，形成厚度0. Iiim的上部电极。接下来，在上部电极的表面形成端电极。作为端电极的形成步骤，首先，使用采用了亚硫酸金络合物的、pH在6. 5 7. 5范围内的电镀液作为镀金液，在50°C的温度条件下对上部电极的表面进行镀覆，形成厚度0. I 的第一镀金层。然后，使用在硫酸镍和氯化镍中添加了硼酸作为缓冲溶液的、pH在4 5范围内的电镀液作为镀镍液，在50°C的温度条件下对该第一镀金层的表面进行镀覆，形成厚度0. 5 y m的镀镍层。进一步，使用与前述第一镀金层的形成所用的镀金液相同的镀金液，在50°C的温度条件下对该镀镍层的表面进行镀覆，形成厚度0. I 的第二镀金层。经过以上的步骤，得到在上部电极的表面上形成了由第一镀金层、镀镍层和第二镀金层构成的3层结构的端电极的样品。(比较例2)与前述实施例I同样地操作，制作由3Y_Zr02构成的陶瓷基板。接着，在该陶瓷基板上，与前述实施例2同样地操作，依次层叠形成下部电极、压电/电致伸缩膜和上部电极后，在上部电极的表面上形成端电极。作为端电极的形成步骤，首先，使用在硫酸镍和氯化镍中添加了硼酸作为缓冲溶液的、pH在4 5范围内的电镀液作为镀镍液，在50°C的温度条件下对上部电极的表面进行镀覆，形成厚度0. 5 的镀镍层。然后，使用采用了亚硫酸金络合物的、pH在6. 5 7. 5范围内的电镀液作为镀金液，在50°C的温度条件下对该镀镍层的表面进行镀覆，形成厚度0. I 的镀金层。经过以上的步骤，得到在上部电极表面上形成了由镀镍层和镀金层构成的2层结构的端电极的样品。(评价)对前述实施例I和2以及比较例I和2的各样品进行胶带剥离试验和密合强度的测定，评价电极与陶瓷基板或压电/电致伸缩膜的密合强度。胶带剥离试验是通过将各样品的端电极形成部位切成Imm见方后，在端电极的表面粘贴赛璐玢胶粘带(住友3M株式会社制造的18mm宽的修补带(商品名Scotch)),然后撕下的方法来进行的,将撕下胶带时，电极与陶瓷基板或压电/电致伸缩膜不剥离的情况评价为“〇”，将剥离的情况评价为“X”。另外，通过目视判定剥离的有无。另外，密合强度的测定是通过将各样品的端电极形成部位切成2mm见方后，将针脚(pin)与端电极进行焊料接合，在使切后的样品固定的状态下，使用拉伸试验机来测定在垂直方向上拉伸针脚时的剥离强度的方法来进行的。将这些结果不于表I。表I
权利要求
1.一种端电极形成方法,其为在形成于陶瓷表面的、由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的表面上通过镀覆形成用于连接导线的端电极的端电极形成方法， 该端电极形成方法包含以下工序使用PH6 8的镀液，在所述电极的表面上通过镀覆形成第一镀金层的第一镀金层形成工序；在所述第一镀金层的表面上通过镀覆形成镀镍层的镀镍层形成工序；以及在所述镀镍层的表面上通过镀覆形成第二镀金层的第二镀金层形成工序。
2.根据权利要求I所述的端电极形成方法，其特征在于，在所述第一镀金层形成工序及第二镀金层形成工序中，作为所述镀液，使用采用了亚硫酸金络合物的电镀液。
3.一种压电/电致伸缩元件制造方法，其包括以下工序制造由陶瓷的压电/电致伸缩材料构成的压电/电致伸缩膜的压电/电致伸缩膜制造工序；在该压电/电致伸缩膜的两面中的至少一面上形成由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的电极形成工序；使用权利要求I或2所述的端电极形成方法来形成端电极的端电极形成工序。
全文摘要
本发明涉及端电极形成方法及使用其的压电/电致伸缩元件制造方法。本发明提供一种抑制在形成于陶瓷表面的由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的表面上形成端电极后的电极与陶瓷的密合强度的降低，使电极与陶瓷不容易剥离的端电极形成方法。其为在形成于陶瓷表面的、由包含玻璃成分的电极材料构成的电极的表面上，利用镀覆形成用于连接导线的端电极(10)的端电极形成方法。该端电极形成方法包含以下工序使用pH6～8的镀液，在前述电极的表面上利用镀覆形成第一镀金层的第一镀金层形成工序；在前述第一镀金层的表面上利用镀覆形成镀镍层的镀镍层形成工序；以及在前述镀镍层的表面上利用镀覆形成第二镀金层的第二镀金层形成工序。
文档编号H01L41/29GK102655207SQ20121005010
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月29日 优先权日2011年3月1日
发明者海老个濑隆 申请人:日本碍子株式会社