JPH0685591A - チップ型圧電共振子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面実装が可能で樹脂により外装が施された
チップ型圧電共振子において、振動空間用の空洞が常に
適正に形成されるようにする。 【構成】 圧電基板２２上に複数の圧電共振素子２９を
形成したマザー基板２１を用意し、マザー基板２１の各
主面上に振動領域を取り囲む堤３０ａを形成し、堤３０
ａ内に空洞形成材３０を付与した後、マザー基板２１の
両主面を覆うように熱硬化性の外装樹脂を付与し、これ
を硬化させ、同時に、空洞形成材３０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。外装
樹脂で覆われたマザー基板２１を分割して、複数のチッ
プ型圧電共振子を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば、チップ型
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７１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ないという問
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】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。

【００１１】

【課題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。

【００１２】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
形成したマザー基板を用意する。次に、圧電共振素子の
各々の振動領域を取り囲むように堤をマザー基板の各主
面上に形成する。次に、これら堤内に空洞形成材を付与
する。その後、マザー基板の両主面を覆うように熱硬化
性の外装樹脂を未硬化状態で付与する。次に、この外装
樹脂を硬化させ、かつ、前記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。次
いで、外装樹脂で覆われたマザー基板を、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。

【００１３】

【発明の作用効果】この発明では、マザー基板によって
与えられる複数の圧電共振素子の各々の振動領域と位置
合わせされた状態で堤が形成され、これら堤内に空洞形
成材を付与した後、マザー基板の両主面を覆うように外
装樹脂が付与される。上述した空洞形成材は、外装樹脂
を硬化させるとき、外装樹脂中に移行し、その結果、振
動空間用の空洞を圧電共振素子の振動領域に関連して形
成する。したがって、振動領域と常に適正に位置合わせ
された空洞を外装樹脂に形成することができる。

【００１４】また、外装樹脂が、未硬化状態でマザー基
板の両主面を覆うように付与され、その状態で硬化され
る。したがって、外装樹脂とマザー基板との間で大きな
接着強度が得られ、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圧することができる。また、得
られた圧電共振子の耐湿性を高めることができる。

【００１５】また、この発明では、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。ここで、前述したように、空洞が堤
によって常に確実に適正な形状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
の歩留まりを向上させることができる。

【００１６】

【実施例】図１は、この発明の一実施例による製造方法
によって得られたチップ型圧電共振子２０を示す斜視図
である。このような圧電共振子２０を得るため、図２な
いし図８にそれぞれ示すような工程が実施される。

【００１７】まず、図２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３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。

【００１８】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。すなわち、圧
電共振素子２９の各々の振動領域を取り囲むように、堤
３０ａがマザー基板２１の各主面上に形成される。図２
および図３では、マザー基板２１の一方主面上に形成さ
れた堤３０ａしか図示されないが、他方の主面にも、同
様の堤が形成されている。これら堤３０ａは、たとえ
ば、インク、樹脂等を印刷することによって形成され
る。次に、堤３０ａ内に、たとえばワックスからなる空
洞形成材３０が付与される。

【００１９】上述した空洞形成材３０の付与は、好まし
くは図４に示すように実施される。まず、図４（ａ）に
示すように、マザー基板２１の主面上に堤３０ａを形成
した後、図４（ｂ）に示すように、堤３０ａで囲まれた
領域のほぼ中心部に、空洞形成材３０が滴下される。空
洞形成材３０として用いられるワックスは、加熱される
ことにより液状となるので、このような滴下が可能であ
る。このように滴下された空洞形成材３０は、図４
（ｃ）に示すように、堤３０ａ内で広がる。図４では、
マザー基板２１の一方主面に形成される堤３０ａおよび
空洞形成材３０しか図示しなかったが、マザー基板２１
の他方主面においても同様の操作が実施される。なお、
図４（ｂ）に示した状態から図４（ｃ）に示した状態に
なるまでの間、空洞形成材３０の流動性を高めるため、
空洞形成材３０を加熱してもよい。この加熱は、マザー
基板２１の各主面ごとに、たとえば熱風を吹き付けるこ
とによって行なわれるのが好ましい。なぜなら、たとえ
ばマザー基板２１全体を加熱すると、下方に向いた主面
上に付与された空洞形成材３０が加熱により脱落するこ
とがあるためである。

【００２０】他方、図５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。

【００２１】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。

【００２２】図６に示すように、前述したマザー基板２
１は、枠３１に嵌め込まれ、その状態で、図７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３
４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、そこには、たとえばシリカ、タルク等のフ
ィラーが適量添加されている。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２
１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。

【００２３】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。このとき、前述した空洞形成材３０
は、外装樹脂３４中に移行して、その結果、振動空間用
の空洞が形成される。

【００２４】次いで、得ようとするチップ型圧電共振子
２０（図１）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
ビング研磨によって行なわれる。これによって、図８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。

【００２５】次に、図８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１に示す
ようなチップ型圧電共振子２０が得られる。

【００２６】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。

【００２７】次に、図９に示すように、このチップ型圧
電共振子２０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。

【００２８】なお、この実施例では、チップ型圧電共振
子２０のすべての端子電極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。

【００２９】また、図１０に示すように、チップ型圧電
共振子２０の端子電極２６〜２８に導通する外部電極３
８ａ，３９ａ，４０ａを、チップ型圧電共振子２０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
他方側面にまで延びるように形成してもよい。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３８ａ〜４０ａのうち、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８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。

【００３０】上述した実施例において、堤３０ａの色
を、圧電基板２０および外装樹脂３４のいずれの色とも
異なるようにしておけば、不適正な位置での切断によっ
て堤３０ａが露出したとき、それが容易に目視により判
別することができる。このように、堤３０ａが露出した
ものは、外装樹脂３４による封止が不十分であり、不良
品となるべきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例により得られたチップ型圧
電共振子２０の外観を示す斜視図である。

【図２】図１に示した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を示す斜視図である。

【図３】図２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４】図２および図３に示した堤３０ａ内に空洞形成
材３０を付与する工程を説明するための断面図である。

【図５】図１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６】図５に示した枠３１に図２に示したマザー基板
２１を嵌め込んだ状態を示す斜視図である。

【図７】図６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８】図７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９】図１に示したチップ型圧電共振子２０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１に示したチップ型圧電共振子２０に外部
電極３８ａ〜４０ａを形成した状態を示す斜視図であ
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 堤 ３０ 空洞形成材 ３４ 外装樹脂 ３６，３７ 切断線 ３８〜４０，３８ａ〜４０ａ 外部電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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したマザー
   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
   を前記マザー基板の各主面上に形成し、 前記堤内に空洞形成材を付与し、その後、 前記マザー基板の両主面を覆うように熱硬化性の外装樹
   脂を未硬化状態で付与し、 前記外装樹脂を硬化させ、かつ、前記空洞形成材を前記
   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。