JP3222220B2

JP3222220B2 - チップ型圧電共振子の製造方法

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Publication number: JP3222220B2
Application number: JP28000892A
Authority: JP
Inventors: 喬士義永; 元秀米村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-10-19
Filing date: 1992-10-19
Publication date: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: US5623236A; JPH06132772A; US5504980A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、たとえば、チップ側のフィル
タ、発振子、ディスクリミネータ等として用いられるチ
ップ型圧電共振子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フィルタ、発振子、ディスクリミ
ネータとして用いられる圧電共振子は、一般に、リード
付きのものであった。

【０００３】ところが、近年、電子機器の小型化を図る
ために表面実装技術（ＳＭＤ）が採用されており、これ
に伴って、この種の圧電共振子にも、リード線のないチ
ップ型のものが要望されている。このようなチップ型圧
電共振子の具体例を、図１１ないし図１３に基づいて説
明する。

【０００４】図１１ないし図１３に示すように、圧電共
振子１は、圧電基板２を備える。この圧電基板２の一方
主面には、分割された振動電極３および４が形成され、
他方主面には、これら振動電極３および４に対向する振
動電極５が形成される。これら振動電極３、４および５
には、それぞれ、端子電極６、７および８が接続され、
これら端子電極６〜８は、圧電基板２の端縁に位置して
いる。

【０００５】この圧電共振子１は、分割された振動電極
３および４ならびにこれらに対向する振動電極５を有す
る、厚み縦振動モードを利用するエネルギ閉じ込め型の
二重モード圧電共振子である。圧電基板２の両面には、
振動電極３〜５に対応する箇所に空洞９および１０をそ
れぞれ有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）か
らなる樹脂板１１および１２が配置され、接着剤１３お
よび１４により、圧電基板２に貼合わせられている。ま
た、この圧電共振子１には、図１３に示すように、その
外表面に、外部電極１５、１６および１７が形成され、
端子電極６、７および８とそれぞれ電気的に接続されて
いる。

【０００６】このようなチップ型圧電共振子１は、小型
になり、表面実装が可能になるという利点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電基
板２に樹脂板１１および１２を接着剤１３および１４で
接着しているが、その接着強度が比較的弱く、その結
果、圧電共振子１の振動部以外での不要振動を抑えてス
プリアスを抑圧する、という効果が現われにくいという
問題がある。

【０００８】また、接着剤１３および１４を用いている
ため、圧電基板２と樹脂板１１および１２との界面から
水分が浸入しやすく、耐湿性に劣るという問題がある。

【０００９】さらに、圧電基板２に樹脂板１１および１
２を接着剤１３および１４で接着しているため、振動電
極３〜５と樹脂板１１および１２の空洞９および１０と
の位置合わせが難しく、このことが自動化への障害とな
っている。

【００１０】なお、上述した振動空間用の空洞を形成す
る方法として、圧電基板の振動領域に、たとえばワック
スのような空洞形成材を付与した後、熱硬化性の外装樹
脂を付与し、この外装樹脂を硬化させるとき、空洞形成
材を外装樹脂中に移行させ、その結果、振動空間用の空
洞を形成する方法がある。しかしながら、この方法で
は、空洞形成材の付与面積および形状において高い精度
を得ることが困難である。また、空洞形成材として、ワ
ックスを使用すると、外装樹脂内にワックスが吸収され
ているため、外部電極を高温条件下でスパッタまたは蒸
着により形成しようとすると、内部のワックスがガス状
になり、電極形成の妨げとなることがある。

【００１１】それゆえに、この発明の目的は、上述した
ような問題を解決し得るチップ型圧電共振子の製造方法
を提供しようとすることである。

【００１２】

【発明を解決するための手段】この発明によるチップ型
圧電共振子の製造方法は、上述した技術的課題を解決す
るため、次のような工程を備えることを特徴としてい
る。

【００１３】すなわち、まず、圧電基板上に、当該圧電
基板を挟んで対向する振動電極およびそれらにそれぞれ
つながる端子電極をそれぞれ含む複数の圧電共振素子を
形成されたマザー基板を用意する。次に、前記圧電共振
素子の各々の振動領域を取り囲むように堤状の接着剤層
を前記マザー基板の各主面上に形成する。

【００１４】他方、前記マザー基板と同じ外形寸法を有
し、各前記接着剤層で取り囲まれた空間をそれぞれ覆う
複数のカバーシートを、当該カバーシートよりも幅の狭
い連結部によって保持されるように形成したマザーシー
トを用意し、各前記カバーシートが各前記接着剤層に接
着されるように、前記マザーシートを前記マザー基板の
各主面を覆うように配置し、前記マザー基板の両主面お
よび前記マザーシートに、直接接合することにより、前
記マザー基板の両主面および前記マザーシートを覆うよ
うに熱硬化性の外装樹脂を付与する。

【００１５】次いで、前記外装樹脂で覆われた前記マザ
ー基板を、前記端子電極が分割面に露出するように個々
の前記圧電共振素子ごとに分割して、複数のチップ型圧
電共振子を得る。

【００１６】

【発明の作用効果】この発明にかかるチップ型圧電共振
子の製造方法によれば、マザー基板によって与えられる
複数の圧電共振子の各々の振動領域と位置あわせされた
状態で接着剤層が形成され、ついで、カバーシートが接
着剤層に接着されるようにマザーシートがマザー基板の
各主面を覆うように配置された後、外装樹脂が付与され
る。したがって、空洞が振動領域と適正に位置あわせさ
れたことを確認した上で、外装樹脂が付与される。この
ため、空洞が不適正な位置に形成された圧電共振子を製
造してしまうことを防止できる。また、マザー基板とマ
ザーシートが、同じ外形寸法を有するため、該マザー基
板とマザーシートとの間での位置あわせを容易に行なう
ことができる。

【００１７】また、この発明にかかる製造方法によれ
ば、外装樹脂で覆われたマザー基板を、最終的に分割し
て複数のチップ型圧電共振子を得るので、多数のチップ
型圧電共振子を能率的に得ることができる。さらに、上
述したように、空洞が常に確実に適正な状態で形成され
ているので、分割により空洞の一部が露出することがな
いので、製造の歩留りを向上させることができる。ま
た、外装樹脂が、圧電基板の両主面およびマザーシート
に直接接合することによりマザー基板の両主面およびマ
ザーシートを覆うように付与されるため、圧電基板の両
主面およびカバーシートと外装樹脂の接着強度が高く、
スプリアス抑制の効果が高く、かつ、耐湿性にも優れた
圧電共振子を製造することができる。

【００１８】また、ワックスのような空洞形成材を用い
ることなく、空洞を形成することができる。そのため、
前述したような空洞形成材、特にワックスによってもた
らされる問題を有利に解決することができる。すなわ
ち、前述したように、外装樹脂内のワックスがガス状に
なり、外部電極の形成を妨げる、という問題を考慮する
必要がないので、外部電極を高温条件下でスパッタまた
は蒸着により問題なく形成することができるとともに、
外部電極として、導電ペーストを用いる場合、その焼付
け温度が制限されないので、たとえば、焼付け温度が高
いが、半田付け性の優れた導電ペーストも問題なく使用
することができるようになる。

【００１９】また、この発明の製造方法では、マザーシ
ートとして、複数のカバーシートがこれらカバーシート
の各々より幅の狭い連結部によって保持されているもの
が用いられる。このようにすることにより、マザー基板
の両主面を覆うように付与される外装樹脂の流れが、連
結部によって邪魔される度合いを低減することができ
る。そのため、圧電共振子が得られたとき、その外装樹
脂が圧電基板の両主面の周縁部全周にわたって接合され
た状態を容易に得ることができる。

【００２０】なお、この発明にかかる製造方法によって
得られるチップ型圧電共振子は、振動空間用の空洞が、
接着剤層およびカバーシートによって形成されるので、
空洞が正確な形状で形成される。そのため、空洞の高さ
を低くかつ一様にされ、その結果、圧電共振子の高さを
問題なく低くすることができる。また、外装樹脂が圧電
基板の両主面およびカバーシートに直接接合されること
によって、マザー基板の両主面およびカバーシートが外
装樹脂に覆われるため、圧電共振子は、その圧電基板の
両主面およびカバーシートと外装樹脂の接着強度が高
く、スプリアス抑制の効果が高く、かつ、耐湿性にも優
れるようになる。

【００２１】また、この発明にかかる製造方法によって
得られるチップ型圧電共振子は、外装樹脂が圧電基板の
両主面の周縁部の全周にわたって接合される。このた
め、外装樹脂と圧電基板との間で大きな接着強度が得ら
れる。その結果、圧電共振子の振動部以外での不要振動
を十分に抑制することができる。また、圧電共振子の耐
湿性を高めることができる。

【００２２】

【実施例】図１０は、この発明の一実施例によるチップ
型圧電共振子２０の外観を示す斜視図である。この圧電
共振子２０は、図１ないし図９にそれぞれ示すような工
程を経て得られるものである。

【００２３】まず、図１に示すように、マザー基板２１
が用意される。このマザー基板２１の一部が拡大されて
図２に示されている。マザー基板２１は、圧電セラミッ
クからなる圧電基板２２を備え、この圧電基板２２の一
方主面には、分割された振動電極２３および２４が形成
され、他方主面には、これら振動電極２３および２４に
対向する振動電極２５が形成されている。振動電極２
３、２４および２５には、それぞれ、端子電極２６、２
７および２８が接続される。これら１組の振動電極２３
〜２５および端子電極２６〜２８によって、１個の圧電
共振素子２９が構成され、マザー基板２１は、複数の圧
電共振素子２９を与えている。

【００２４】圧電共振素子２９は、分割された振動電極
２３および２４ならびにこれらに対向する振動電極２５
を有する、厚み縦振動モードを利用するエネルギ閉じ込
め型の二重モード圧電共振子であり、その振動空間を確
保するため、次のような処置が施される。

【００２５】まず、圧電共振素子２９の各々の振動領域
を取り囲むように、堤状の接着剤層３０ａおよび３０ｂ
が、マザー基板２１の各主面上に、たとえば印刷により
形成される。

【００２６】他方、上述した接着剤層３０ａおよび３０
ｂで取り囲まれた空間をそれぞれ覆う複数のカバーシー
ト４１および４２を形成したマザーシート４３および４
４が用意される。これらマザーシート４３および４４
は、好ましくは、絶縁性を有しており、たとえば、紙ま
たは薄い樹脂シートにより構成される。マザーシート４
３および４４の各々において、好ましくは、複数のカバ
ーシート４１および４２は、これらカバーシート４１お
よび４２より幅の狭い連結部４５および４６によって保
持されている。また、これらマザーシート４３および４
４は、マザー基板２１と同じ外形寸法を有していること
が好ましい。

【００２７】上述したようなマザーシート４３および４
４は、カバーシート４１および４２が接着剤層３０ａお
よび３０ｂに接着されるように、マザー基板２１の各主
面を覆うように配置される。このとき、前述したよう
に、マザーシート４３および４４の外形寸法がマザー基
板２１の外形寸法と等しくされていれば、マザーシート
４３および４４とマザー基板２１との間での位置合わせ
を行なうことが容易である。

【００２８】他方、図３に示すように、上述したマザー
基板２１をほぼきっちり嵌め込むことができる、たとえ
ば樹脂からなる枠３１が用意される。この枠３１は、後
述する外装樹脂の加熱硬化時の温度（たとえば１５０℃
程度）で変形したり溶解したりしないように配慮され
る。また、この枠３１の外側面３２は、後述する切断時
の基準面にされる場合、平坦度を良くしておくことが望
ましい。

【００２９】また、枠３１には、その中に入れるマザー
基板２１を枠３１の厚み方向のほぼ中央部に固定できる
ような手段を講じておくことが好ましい。この例では、
枠３１の対向する辺（たとえば短辺）の内側に棚３３が
それぞれ設けられている。

【００３０】図４に示すように、前述したマザーシート
４３および４４で覆われたマザー基板２１は、枠３１に
嵌め込まれ、その状態で、図５に示すように、マザー基
板２１の片面上に、未硬化の外装樹脂３４が流し込まれ
る。この外装樹脂３４としては、たとえば、溶剤によっ
て液状にしたエポキシ系の熱硬化性樹脂が用いられる。
外装樹脂３４は、たとえば自然乾燥等によって乾燥さ
れ、枠３１をマザー基板２１とともに反転させても外装
樹脂３４が流出しなくなった後に、枠３１は、マザー基
板２１および外装樹脂３４とともに反転され、この状態
で、マザー基板２１の他の面上に、再び外装樹脂３４が
流し込まれる。この外装樹脂３４も、また、たとえば自
然乾燥される。

【００３１】なお、上述したように、枠３１に、すでに
重ね合わされたマザーシート４３および４４ならびにマ
ザー基板２１を挿入するのではなく、枠３１を互いの位
置合わせのためのガイドとして利用するように、枠３１
に、まず、いずれか一方のマザーシート４３または４４
を挿入し、次いでマザー基板２１を挿入し、さらにいず
れか他方のマザーシート４４または４３を挿入するよう
にしてもよい。

【００３２】次いで、上述したように２段階で流し込ま
れた外装樹脂３４は、たとえば、１５０℃で３０分間、
加熱硬化される。前述したように、カバーシート４１お
よび４２が比較的細い連結部４５および４６によって保
持されているので、外装樹脂３４の流し込みにおいて、
これら連結部４５および４６は、外装樹脂３４の流れを
ほとんど阻害せず、連結部４５および４６の各々とマザ
ー基板２１との間の隙間にも外装樹脂３４を十分に回り
込ませることができる。これにより、外装樹脂３４を、
マザー基板２１の両主面およびマザーシート４３および
４４に直接接合することによりマザー基板２１の両主面
およびマザーシート４３および４４を覆うように付与す
ることができる。したがって、外装樹脂３４は、図８お
よび図９に示すように、圧電基板２２の両主面およびカ
バーシート４１および４２に直接接合することにより圧
電基板２２の両主面およびカバーシート４１および４２
を覆う。

【００３３】次いで、得ようとするチップ型圧電共振子
２０（図１０）の厚み方向の寸法精度および平面度を高
めるため、外装樹脂３４の各々の外面が、枠３１ととも
に研磨される。この研磨は、たとえば、研磨板を用いる
ラッピングによって行なわれる。これによって、図６に
示すようなマザー基板２１の両面が外装樹脂３４で覆わ
れたサンドイッチ構造物３５が得られる。

【００３４】次に、図６に示すように、このサンドイッ
チ構造物３５が、枠３１とともに、枠３１の外側面３２
を基準面にして、切断線３６および３７に沿って切断さ
れる。この切断によって、マザー基板２１は、個々の圧
電共振素子２９ごとに分割され、かつ、端子電極２６〜
２８が切断面に露出する。このようにして、図７および
図８に示すようなチップ４７が得られる。

【００３５】図７に示すように、チップ４７の所定の端
面には、連結部４５および４６の断面が現われている。
このような連結部４５および４６の色、すなわちマザー
シート４３および４４の色を、外装樹脂３４と同じにし
ておけば、連結部４５および４６の断面がチップ４７の
外表面において目立つことを防止できる。また、図８に
示すように、カバーシート４１および４２は、それぞ
れ、接着剤層３０ａおよび３０ｂ上に配置され、それに
よって、接着剤層３０ａおよび３０ｂの各々の厚みに相
当する厚みの空洞４８および４９が、圧電共振素子２９
の振動領域に関連して形成されている。

【００３６】なお、上述した研磨および切断の工程は、
サンドイッチ構造物３５が枠３１から取出された状態で
実施されてもよい。

【００３７】次に、図９に示すように、このチップ４７
の少なくとも端子電極２６〜２８が露出している面に、
端子電極２６〜２８の各々とそれぞれ導通される外部電
極３８〜４０が、たとえば導電ペーストの印刷および焼
付けによって付与される。

【００３８】なお、この実施例では、すべての端子電極
２６〜２８が同じ面に露出しているが、このような端子
電極が別々の面に露出する場合もあり、その場合には、
これらの面それぞれに外部電極を付与すればよい。

【００３９】上述した図９に示すチップ４７の状態で、
チップ型圧電共振子として用いてもよいが、好ましく
は、さらに、図１０に示すように、外部電極３８，３
９，４０が、チップ４７の一方側面だけでなく上下面の
少なくとも一方、さらには他方側面にまで延ばされる。
このようにすることにより、チップ型圧電共振子２０を
回路基板に実装するとき、その半田付けを確実に達成す
ることができる。なお、外部電極３８〜４０の、チップ
型圧電共振子２０の上面および／または下面に形成され
る部分は、予め、図６に示すサンドイッチ構造物３５の
状態で、導電ペーストの印刷および焼付け等の方法によ
って付与しておいてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるチップ型圧電共振子
２０を得るために用意されるマザー基板２１ならびにマ
ザーシート４３および４４を互いに分離して示す斜視図
である。

【図２】図１に示したマザー基板２１の一部を拡大して
示す斜視図である。

【図３】図１０に示したチップ型圧電共振子２０を得る
ために用いられる枠３１を示す斜視図である。

【図４】図３に示した枠３１に図１に示したマザー基板
２１ならびにマザーシート４３および４４を嵌め込んだ
状態を示す斜視図である。

【図５】図４に示したマザー基板２１上に外装樹脂３４
を流し込む状態を示す斜視図である。

【図６】図５に示した外装樹脂３４を硬化させた後に得
られるサンドイッチ構造物３５の切断工程を説明するた
めの斜視図である。

【図７】図６に示した切断工程によって得られたチップ
４７の外観を示す斜視図である。

【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿う断面図であ
る。

【図９】図７に示したチップ４７の一方側面に外部電極
３８〜４０を形成した状態を示す斜視図である。

【図１０】図９に示したチップ４７の外部電極３８〜４
０の形成領域を広げて得られた、この発明の一実施例に
よるチップ型圧電共振子２０の外観を示す斜視図であ
る。

【図１１】従来のチップ型圧電共振子１に含まれる要素
を分解して示す斜視図である。

【図１２】図１１に示したチップ型圧電共振子１の断面
図である。

【図１３】図１１に示したチップ型圧電共振子１の外観
を示す斜視図である。

【符号の説明】

２０チップ型圧電共振子２１マザー基板２２圧電基板２３〜２５振動電極２６〜２８端子電極２９圧電共振素子３０ａ，３０ｂ接着剤層３４外装樹脂４１，４２カバーシート４３，４４マザーシート４５，４６連結部４７チップ４８，４９空洞

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−182312（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−131808（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−118419（ＪＰ，Ａ) 実開平３−82924（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電基板上に、当該圧電基板を挟んで対
向する振動電極およびそれらにそれぞれつながる端子電
極をそれぞれ含む複数の圧電共振素子を形成されたマザ
ー基板を用意し、前記圧電共振素子の各々の振動領域を取り囲むように堤
状の接着剤層を前記マザー基板の各主面上に形成し、前記マザー基板と同じ外形寸法を有し、各前記接着剤層
で取り囲まれた空間をそれぞれ覆う複数のカバーシート
を、当該カバーシートよりも幅の狭い連結部によって保
持されるように形成したマザーシートを用意し、各前記カバーシートが各前記接着剤層に接着されるよう
に、前記マザーシートを前記マザー基板の各主面を覆う
ように配置し、前記マザー基板の両主面および前記マザーシートに、直
接接合することにより、前記マザー基板の両主面および
前記マザーシートを覆うように熱硬化性の外装樹脂を付
与し、次いで、前記外装樹脂で覆われた前記マザー基板
を、前記端子電極が分割面に露出するように個々の前記
圧電共振素子ごとに分割して、複数のチップ型圧電共振
子を得る、各工程を備える、チップ型圧電共振子の製造方法。