은을 전극내 사용한 고성능 적층압전소자 개발
富士通연구소(川崎市, 사장 藤崎道雄)는 파라디움보다 100분의 1 값이 싼 은을 전극에 사용한 고성능 적층압전소자를 개발했다. 이 회사 독자의 납계 산화물 세라믹스에 소량의 산화납을 과잉첨가하는 등으로, 특성을 떨어뜨리지 않고 은융점보다도 낮은 900℃ 미만의 저온소성을 실현하여 은 전극을 사용할 수 있게 했다. 적층 압전소자가 소형이 될 뿐 아니라, 원가를 반감할 수 있다고 한다.
소형화하고 원가도 반감
독자의 압전체 재료는 이 회사가 96년에 개발한 최고 특성을 가진 니켈산 니오브 산연(酸鉛)·티탄 산연·지르콘 산연(PNN·PT·PZ). 소성온도는 1100℃로, 전극에 파라지움보다도 1 자릿수 값이 싼 은·파라디움(융점 1155℃)을 사용한다.
이번에 소성온도를 더욱 낮추기 위해 산화연을 약간 과잉되게 첨가, 세심한 혼합·분쇄로 균일성을 향상시켰다. 이것을 소성하면 868℃ 부근의 저온에서 PNN·PT·PZ 분말입자 표면에 산화연의 액상이 배어 나와, 촉촉함이 촉진되어 저온에서도 치밀한 세라믹스를 소성할 수 있다.
치밀화한 후에 과잉되게 넣은 산화연은 증발하고, 원래 조성으로 안정되기 때문에, 압전체 특성에는 영향을 주지 않는다는 것이 특색. 은의 융점은 962℃이기 때문에, 충분히 낮은 소성온도가 되며, 층간박리나 전극용융도 없어, 고성능에 값싼 적층압전소자로 이어진다.
현재, 압전소자에서 유일하게 실용화된 지르콘 산화티탄 산연(PZT)은 소성온도가 1250℃로 높아, 전극에 융점 1554℃의 파라디움을 사용하지 않을 수 없다. 그러나 파라디움은 귀금속인 은의 100배나 되는 고가. 따라서 전극을 은으로 할 수 있게 되면, 압전소자의 최종 원가도 그에 비해 대폭 싸질 수 있고, PZT보다도 소형이 된다.
이 회사는 비디오 카메라의 흔들림 방지기구와 반도체 제조장치의 위치결정기구 등에 소형·고정밀하며 값싼 압전소자를 채용할 수 있으면 신기술을 널리 공여해 나갈 생각. (NK)
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