JP2000341075A - 積層型圧電部品 - Google Patents
積層型圧電部品Info
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
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- H03H9/1035—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by two sealing substrates sandwiching the piezoelectric layer of the BAW device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リフロー等のような高温での熱処理前後の共
振周波数の変化量を抑え、かつ、ばらつきを減らすこと
ができる積層型圧電部品を得る。 【解決手段】 積層型圧電フィルタ２１は、振動電極を
表裏面に設けた圧電体基板１，２と、外装基板１０，１
１と、圧電体基板１，２と外装基板１０，１１との間に
それぞれ介在している接着剤７，９等を備えている。そ
して、接着剤７，９の弾性率や厚みを適当に選択するこ
とによって、リフローの際に圧電体基板１，２にかかる
熱による中心周波数Ｆｏの変化を、外装基板１０，１１
と接着剤７，９とが圧電体基板１，２へ与える合成応力
による中心周波数Ｆｏの変化で打ち消す。
振周波数の変化量を抑え、かつ、ばらつきを減らすこと
ができる積層型圧電部品を得る。 【解決手段】 積層型圧電フィルタ２１は、振動電極を
表裏面に設けた圧電体基板１，２と、外装基板１０，１
１と、圧電体基板１，２と外装基板１０，１１との間に
それぞれ介在している接着剤７，９等を備えている。そ
して、接着剤７，９の弾性率や厚みを適当に選択するこ
とによって、リフローの際に圧電体基板１，２にかかる
熱による中心周波数Ｆｏの変化を、外装基板１０，１１
と接着剤７，９とが圧電体基板１，２へ与える合成応力
による中心周波数Ｆｏの変化で打ち消す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型圧電部品、
特に、発振器やフィルタ等として使用される積層型圧電
部品に関する。
特に、発振器やフィルタ等として使用される積層型圧電
部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の圧電部品として、振
動電極を表面に設けた圧電セラミックス基板を、接着剤
を介して２枚の外装基板にて挟んで封止するものがあっ
た。ここに、接着剤は、圧電部品の構造や特性、並び
に、接着強度等を考慮して種々のものが使用されてい
る。そして、接着剤の厚みは、振動空間の密封性や外部
電極の断線等の観点から、比較的薄く設定されている。
動電極を表面に設けた圧電セラミックス基板を、接着剤
を介して２枚の外装基板にて挟んで封止するものがあっ
た。ここに、接着剤は、圧電部品の構造や特性、並び
に、接着強度等を考慮して種々のものが使用されてい
る。そして、接着剤の厚みは、振動空間の密封性や外部
電極の断線等の観点から、比較的薄く設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、圧
電部品はリフロー等のような高温での熱処理をされる
と、リフロー時の熱によって圧電セラミックス基板の一
部結晶構造が変わり、共振周波数（圧電フィルタの場合
には中心周波数であり、発振子の場合には発振周波数で
ある。以下、同様とする。）Ｆｏがリフロー前後で変化
する。そのため、従来は、リフロー時の熱による共振周
波数Ｆｏの変化分をマージンとして確保する必要があ
り、リフロー後の圧電部品の共振周波数Ｆｏのばらつき
も大きいという問題があった。
電部品はリフロー等のような高温での熱処理をされる
と、リフロー時の熱によって圧電セラミックス基板の一
部結晶構造が変わり、共振周波数（圧電フィルタの場合
には中心周波数であり、発振子の場合には発振周波数で
ある。以下、同様とする。）Ｆｏがリフロー前後で変化
する。そのため、従来は、リフロー時の熱による共振周
波数Ｆｏの変化分をマージンとして確保する必要があ
り、リフロー後の圧電部品の共振周波数Ｆｏのばらつき
も大きいという問題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、リフロー等のよ
うな高温での熱処理前後の共振周波数の変化量を抑え、
かつ、ばらつきを減らすことができる積層型圧電部品を
提供することにある。
うな高温での熱処理前後の共振周波数の変化量を抑え、
かつ、ばらつきを減らすことができる積層型圧電部品を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係る積層型圧電部品は、（ａ）振動
電極を表面に設けた圧電体基板と、（ｂ）前記圧電体基
板と共に積層体を構成する外装基板と、（ｃ）前記圧電
体基板と前記外装基板との間に介在して、前記圧電体基
板と前記外装基板を固着する接着剤とを備え、（ｄ）前
記圧電体基板にかかる熱による共振周波数の変化を、前
記外装基板と前記接着剤とが前記圧電体基板へ与える合
成応力による共振周波数の変化で打ち消すように、前記
接着剤の弾性率と厚みとを設定したこと、を特徴とす
る。ここに、共振周波数は、例えば、圧電フィルタの場
合には中心周波数であり、発振子の場合には発振周波数
とすればよい。
するため、本発明に係る積層型圧電部品は、（ａ）振動
電極を表面に設けた圧電体基板と、（ｂ）前記圧電体基
板と共に積層体を構成する外装基板と、（ｃ）前記圧電
体基板と前記外装基板との間に介在して、前記圧電体基
板と前記外装基板を固着する接着剤とを備え、（ｄ）前
記圧電体基板にかかる熱による共振周波数の変化を、前
記外装基板と前記接着剤とが前記圧電体基板へ与える合
成応力による共振周波数の変化で打ち消すように、前記
接着剤の弾性率と厚みとを設定したこと、を特徴とす
る。ここに、共振周波数は、例えば、圧電フィルタの場
合には中心周波数であり、発振子の場合には発振周波数
とすればよい。
【０００６】以上の構成により、外装基板と接着剤とが
圧電体基板へ与える合成応力は、接着剤の弾性率と厚み
によって制御される。具体的には、前記外装基板の熱膨
張係数をａ1（／℃）、厚みをｂ1（μｍ）とし、前記接
着剤の熱膨張係数をａ2（／℃）、厚みをｂ2（μｍ）、
弾性率をｃ（ＭＰａ）とし、前記圧電体基板の熱膨張係
数をａ3（／℃）、厚みをｂ3（μｍ）としたとき、条件
式 ａ2×ｂ2−ａ3×ｂ3−ａ1×ｂ1×ｅｘｐ｛−（ｂ2／
ｃ2）×１０7｝ の値が略零になるように、接着剤の弾性率ｃと厚みｂ2
を設定する。
圧電体基板へ与える合成応力は、接着剤の弾性率と厚み
によって制御される。具体的には、前記外装基板の熱膨
張係数をａ1（／℃）、厚みをｂ1（μｍ）とし、前記接
着剤の熱膨張係数をａ2（／℃）、厚みをｂ2（μｍ）、
弾性率をｃ（ＭＰａ）とし、前記圧電体基板の熱膨張係
数をａ3（／℃）、厚みをｂ3（μｍ）としたとき、条件
式 ａ2×ｂ2−ａ3×ｂ3−ａ1×ｂ1×ｅｘｐ｛−（ｂ2／
ｃ2）×１０7｝ の値が略零になるように、接着剤の弾性率ｃと厚みｂ2
を設定する。
【０００７】これにより、外装基板と接着剤が圧電体基
板へ与える合成応力による共振周波数の変化が、圧電体
基板にかかる熱による共振周波数の変化を打ち消し、リ
フロー等のような高温での熱処理前後の共振周波数の変
化量が抑えられる。
板へ与える合成応力による共振周波数の変化が、圧電体
基板にかかる熱による共振周波数の変化を打ち消し、リ
フロー等のような高温での熱処理前後の共振周波数の変
化量が抑えられる。
【０００８】さらに、本発明に係る積層型圧電部品は、
外装基板が圧電体基板へ与える応力を接着剤で吸収さ
せ、圧電体基板へ与えられる合成応力を、接着剤が圧電
体基板へ与える応力のみになるように、接着剤の弾性率
ｃと厚みｂ2を設定する。具体的には、条件式 ａ2×ｂ2−ａ3×ｂ3−ａ1×ｂ1×ｅｘｐ｛−（ｂ2／
ｃ2）×１０7｝ において、ｅｘｐ｛−（ｂ2／ｃ2）×１０7｝の係数で
ある（ｂ2／ｃ2）を５．０×１０-7以上に設定する。こ
れにより、外装基板による影響がなくなり、圧電体基板
へ与えられる合成応力は、接着剤による一定の応力のみ
となる。従って、リフロー等のような高温での熱処理前
後の共振周波数の変化量が抑えられるだけではなく、そ
のばらつきも少なくなる。
外装基板が圧電体基板へ与える応力を接着剤で吸収さ
せ、圧電体基板へ与えられる合成応力を、接着剤が圧電
体基板へ与える応力のみになるように、接着剤の弾性率
ｃと厚みｂ2を設定する。具体的には、条件式 ａ2×ｂ2−ａ3×ｂ3−ａ1×ｂ1×ｅｘｐ｛−（ｂ2／
ｃ2）×１０7｝ において、ｅｘｐ｛−（ｂ2／ｃ2）×１０7｝の係数で
ある（ｂ2／ｃ2）を５．０×１０-7以上に設定する。こ
れにより、外装基板による影響がなくなり、圧電体基板
へ与えられる合成応力は、接着剤による一定の応力のみ
となる。従って、リフロー等のような高温での熱処理前
後の共振周波数の変化量が抑えられるだけではなく、そ
のばらつきも少なくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積層型圧電部
品の実施形態について添付図面を参照して説明する。本
実施形態では、フィルタを例にして説明するが、発振子
等であってもよいことは言うまでもない。
品の実施形態について添付図面を参照して説明する。本
実施形態では、フィルタを例にして説明するが、発振子
等であってもよいことは言うまでもない。
【００１０】図１に示すように、積層型圧電フィルタ２
１は、矩形板状の圧電体基板１，２と、この圧電体基板
１，２を挟んで振動空間を形成する外装基板１０，１１
等で構成されている。圧電体基板１，２は、チタン酸ジ
ルコン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックス等からなる。ただ
し、圧電体基板１，２はＰＺＴ以外に、水晶、ＬｉＴａ
Ｏ3等であってもよい。
１は、矩形板状の圧電体基板１，２と、この圧電体基板
１，２を挟んで振動空間を形成する外装基板１０，１１
等で構成されている。圧電体基板１，２は、チタン酸ジ
ルコン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックス等からなる。ただ
し、圧電体基板１，２はＰＺＴ以外に、水晶、ＬｉＴａ
Ｏ3等であってもよい。
【００１１】図２を参照して、圧電体基板における電極
構造を説明する。なお、図２では、下面の電極を下方に
投影して図示している。圧電体基板１の上下面には、そ
れぞれ振動電極３ａ，３ｂ及び振動電極３ｃが設けられ
ている。これらの振動電極３ａ〜３ｃが対向する部分に
てエネルギー閉じ込め型厚み縦振動モードの振動が生
じ、第１のフィルタ部３が形成される。
構造を説明する。なお、図２では、下面の電極を下方に
投影して図示している。圧電体基板１の上下面には、そ
れぞれ振動電極３ａ，３ｂ及び振動電極３ｃが設けられ
ている。これらの振動電極３ａ〜３ｃが対向する部分に
てエネルギー閉じ込め型厚み縦振動モードの振動が生
じ、第１のフィルタ部３が形成される。
【００１２】振動電極３ａ，３ｂはそれぞれ引出し電極
５ａ，５ｂに電気的に接続し、振動電極３ｃは引出し電
極５ｃ〜５ｆに電気的に接続している。引出し電極５ｂ
と引出し電極５ｆは、圧電体基板１を介して対向し、中
継容量としてのコンデンサを構成している。また、圧電
体基板１の上面には、電極６ａ，６ｂ，６ｃが、それぞ
れ引出し電極５ｃ，５ｄ，５ｅと厚み方向に重なる位置
に形成されており、最終的に、引出し電極５ｃ〜５ｅと
電気的に接続される。電極３ａ〜３ｃ，５ａ〜５ｆ，６
ａ〜６ｃは、Ａｇ，Ｃｕ等をスパッタリングや蒸着等に
より形成している。そして、圧電体基板１において、点
線Ｂ，Ｃで囲まれた領域が未分極とされており、その他
の部分が厚み方向に分極処理されている。
５ａ，５ｂに電気的に接続し、振動電極３ｃは引出し電
極５ｃ〜５ｆに電気的に接続している。引出し電極５ｂ
と引出し電極５ｆは、圧電体基板１を介して対向し、中
継容量としてのコンデンサを構成している。また、圧電
体基板１の上面には、電極６ａ，６ｂ，６ｃが、それぞ
れ引出し電極５ｃ，５ｄ，５ｅと厚み方向に重なる位置
に形成されており、最終的に、引出し電極５ｃ〜５ｅと
電気的に接続される。電極３ａ〜３ｃ，５ａ〜５ｆ，６
ａ〜６ｃは、Ａｇ，Ｃｕ等をスパッタリングや蒸着等に
より形成している。そして、圧電体基板１において、点
線Ｂ，Ｃで囲まれた領域が未分極とされており、その他
の部分が厚み方向に分極処理されている。
【００１３】図１に戻り、圧電体基板２は、前記圧電体
基板１を左右方向に裏返して上下逆にして配置したもの
と同様のものである。従って、圧電体基板２において
も、厚み縦振動モードを利用したエネルギー閉じ込め型
の第２のフィルタ部と、中継容量としてのコンデンサが
構成されている。
基板１を左右方向に裏返して上下逆にして配置したもの
と同様のものである。従って、圧電体基板２において
も、厚み縦振動モードを利用したエネルギー閉じ込め型
の第２のフィルタ部と、中継容量としてのコンデンサが
構成されている。
【００１４】外装基板１０，１１はアルミナ等のセラミ
ックス材からなり、この２枚の外装基板１０，１１にて
圧電体基板１，２を間に挟んで固着し、積層体とする。
すなわち、圧電体基板１と２は、接着剤８を介して厚み
方向に積層され、かつ接着される。さらに、圧電体基板
１の上方には、接着剤７を介して外装基板１０が積層さ
れ、かつ接着される。同様に、圧電体基板２の下方に
は、接着剤９を介して外装基板１１が積層され、かつ接
着される。これら接着剤７〜９は、圧電体基板１，２に
形成されている第１，第２のフィルタ部の振動空間を確
保する必要から、振動空間形成用穴７ａ，８ａ，９ａが
形成されている。接着剤７，９については、後で詳しく
説明する。
ックス材からなり、この２枚の外装基板１０，１１にて
圧電体基板１，２を間に挟んで固着し、積層体とする。
すなわち、圧電体基板１と２は、接着剤８を介して厚み
方向に積層され、かつ接着される。さらに、圧電体基板
１の上方には、接着剤７を介して外装基板１０が積層さ
れ、かつ接着される。同様に、圧電体基板２の下方に
は、接着剤９を介して外装基板１１が積層され、かつ接
着される。これら接着剤７〜９は、圧電体基板１，２に
形成されている第１，第２のフィルタ部の振動空間を確
保する必要から、振動空間形成用穴７ａ，８ａ，９ａが
形成されている。接着剤７，９については、後で詳しく
説明する。
【００１５】図３（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示すよう
に、得られた圧電フィルタ２１の表面には、外部電極が
スパッタリングや塗布乾燥等の方法により形成される。
外部電極２２ｄは圧電体基板１の引出し電極５ａに接続
され、出力端子として用いられる。外部電極２２ａは、
圧電体基板２の引出し電極５ａに接続されており、入力
端子として用いられる。外部電極２２ｂは、圧電体基板
１の電極６ｂと、圧電体基板２の引出し電極５ｃ及び電
極６ａに接続されている。外部電極２２ｃは、圧電体基
板１の引出し電極５ｂに接続されている。外部電極２２
ｅは、圧電体基板１の電極６ａと、圧電体基板２の引出
し電極５ｄ及び電極６ｂに接続されている。外部電極２
２ｆは、圧電体基板２の引出し電極５ｂに接続されてい
る。図３（ｃ）に示すように、外部電極２２ｃと２２ｆ
は接続導電部２３ｃを介して接続され、外部電極２２ｂ
と２２ｅは接続導電部２３ａを介して接続されている。
接続導電部２３ａは電極延長部２３ｂを有し、この電極
延長部２３ｂを入出力用外部電極２２ａ，２２ｄ間に配
置することにより、入出力間の分離度が高められてい
る。
に、得られた圧電フィルタ２１の表面には、外部電極が
スパッタリングや塗布乾燥等の方法により形成される。
外部電極２２ｄは圧電体基板１の引出し電極５ａに接続
され、出力端子として用いられる。外部電極２２ａは、
圧電体基板２の引出し電極５ａに接続されており、入力
端子として用いられる。外部電極２２ｂは、圧電体基板
１の電極６ｂと、圧電体基板２の引出し電極５ｃ及び電
極６ａに接続されている。外部電極２２ｃは、圧電体基
板１の引出し電極５ｂに接続されている。外部電極２２
ｅは、圧電体基板１の電極６ａと、圧電体基板２の引出
し電極５ｄ及び電極６ｂに接続されている。外部電極２
２ｆは、圧電体基板２の引出し電極５ｂに接続されてい
る。図３（ｃ）に示すように、外部電極２２ｃと２２ｆ
は接続導電部２３ｃを介して接続され、外部電極２２ｂ
と２２ｅは接続導電部２３ａを介して接続されている。
接続導電部２３ａは電極延長部２３ｂを有し、この電極
延長部２３ｂを入出力用外部電極２２ａ，２２ｄ間に配
置することにより、入出力間の分離度が高められてい
る。
【００１６】こうして、二つのフィルタ部を有する２段
の圧電フィルタ２１が得られる。図４は、得られた圧電
フィルタ２１の断面図である。ただし、振動電極や外部
電極等は図示していない。
の圧電フィルタ２１が得られる。図４は、得られた圧電
フィルタ２１の断面図である。ただし、振動電極や外部
電極等は図示していない。
【００１７】次に、接着剤７，９について詳説する。圧
電フィルタ２１をリフロー等のような高温での熱処理を
した際、圧電体基板１，２にかかる熱によって中心周波
数Ｆｏがリフローの前後で変化する。同時に、熱膨張係
数の違いから、圧電体基板１，２は、外装基板１０，１
１や接着剤７，９から応力を受ける。圧電体基板１，２
がセラミックス基板の場合、熱膨張係数は、圧電体基板
１，２＜外装基板１０，１１＜接着剤７，９の順で大き
くなる。従って、接着剤７，９の弾性率が大きいとき、
又は、接着剤７，９の厚みが薄いときには、圧電体基板
１，２にかかる応力は、外装基板１０，１１による応力
が支配的となる。この場合、リフローの熱で外装基板１
０，１１の方が圧電体基板１，２より膨張するため、リ
フロー後、圧電体基板１，２はそれぞれ外装基板１０，
１１から圧縮応力を受ける。これにより、中心周波数Ｆ
ｏは低周波側へ移行する。
電フィルタ２１をリフロー等のような高温での熱処理を
した際、圧電体基板１，２にかかる熱によって中心周波
数Ｆｏがリフローの前後で変化する。同時に、熱膨張係
数の違いから、圧電体基板１，２は、外装基板１０，１
１や接着剤７，９から応力を受ける。圧電体基板１，２
がセラミックス基板の場合、熱膨張係数は、圧電体基板
１，２＜外装基板１０，１１＜接着剤７，９の順で大き
くなる。従って、接着剤７，９の弾性率が大きいとき、
又は、接着剤７，９の厚みが薄いときには、圧電体基板
１，２にかかる応力は、外装基板１０，１１による応力
が支配的となる。この場合、リフローの熱で外装基板１
０，１１の方が圧電体基板１，２より膨張するため、リ
フロー後、圧電体基板１，２はそれぞれ外装基板１０，
１１から圧縮応力を受ける。これにより、中心周波数Ｆ
ｏは低周波側へ移行する。
【００１８】一方、接着剤７，９の弾性率が小さいと
き、又は、接着剤７，９の厚みが厚いときには、外装基
板１０，１１による応力は接着剤７，９で吸収され、圧
電体基板１，２にかかる応力は接着剤７，９による応力
が支配的となる。接着剤７，９は、図１に示すように、
圧電体基板１，２の振動電極３ａ，３ｂの周囲に配設さ
れているため、熱膨張係数の大きい接着剤７，９がリフ
ロー後に収縮しようとすると、振動電極３ａ，３ｂが配
設されている圧電体基板１，２の振動部分はそれぞれ接
着剤７，９から引張り応力を受ける。これにより、中心
周波数Ｆｏは高周波側へ移行する。つまり、接着剤７，
９の弾性率や厚みによって、圧電体基板１，２に加わる
応力を制御して、リフロー後の中心周波数Ｆｏの変化を
制御することができる。
き、又は、接着剤７，９の厚みが厚いときには、外装基
板１０，１１による応力は接着剤７，９で吸収され、圧
電体基板１，２にかかる応力は接着剤７，９による応力
が支配的となる。接着剤７，９は、図１に示すように、
圧電体基板１，２の振動電極３ａ，３ｂの周囲に配設さ
れているため、熱膨張係数の大きい接着剤７，９がリフ
ロー後に収縮しようとすると、振動電極３ａ，３ｂが配
設されている圧電体基板１，２の振動部分はそれぞれ接
着剤７，９から引張り応力を受ける。これにより、中心
周波数Ｆｏは高周波側へ移行する。つまり、接着剤７，
９の弾性率や厚みによって、圧電体基板１，２に加わる
応力を制御して、リフロー後の中心周波数Ｆｏの変化を
制御することができる。
【００１９】従って、接着剤７，９の弾性率や厚みを適
当に選択することによって、リフローの際に圧電体基板
１，２にかかる熱による中心周波数Ｆｏの変化を、外装
基板１０，１１と接着剤７，９が圧電体基板１，２へ与
える合成応力による中心周波数Ｆｏの変化で打ち消すこ
とができる。この結果、リフロー等のような高温での熱
処理前後の中心周波数Ｆｏの変化量を抑えることができ
る積層型圧電フィルタ２１が得られる。
当に選択することによって、リフローの際に圧電体基板
１，２にかかる熱による中心周波数Ｆｏの変化を、外装
基板１０，１１と接着剤７，９が圧電体基板１，２へ与
える合成応力による中心周波数Ｆｏの変化で打ち消すこ
とができる。この結果、リフロー等のような高温での熱
処理前後の中心周波数Ｆｏの変化量を抑えることができ
る積層型圧電フィルタ２１が得られる。
【００２０】より具体的には、外装基板１０，１１の熱
膨張係数をａ1（／℃）、厚みをｂ1（μｍ）とし、接着
剤７，９の熱膨張係数をａ2（／℃）、厚みをｂ2（μ
ｍ）、弾性率をｃ（ＭＰａ）とし、圧電体基板１，２の
熱膨張係数をａ3（／℃）、厚みをｂ3（μｍ）としたと
き、以下の条件式（１）の値が略零になるような弾性率
ｃと厚みｂ2を有する接着剤７，９を選択する。数値と
しては、条件式（１）の値が０±１．０×１０-4の範囲
内に入るようにするのが好ましい。 ａ2×ｂ2−ａ3×ｂ3−ａ1×ｂ1×ｅｘｐ｛−（ｂ2／ｃ2）×１０7｝…（１）
膨張係数をａ1（／℃）、厚みをｂ1（μｍ）とし、接着
剤７，９の熱膨張係数をａ2（／℃）、厚みをｂ2（μ
ｍ）、弾性率をｃ（ＭＰａ）とし、圧電体基板１，２の
熱膨張係数をａ3（／℃）、厚みをｂ3（μｍ）としたと
き、以下の条件式（１）の値が略零になるような弾性率
ｃと厚みｂ2を有する接着剤７，９を選択する。数値と
しては、条件式（１）の値が０±１．０×１０-4の範囲
内に入るようにするのが好ましい。 ａ2×ｂ2−ａ3×ｂ3−ａ1×ｂ1×ｅｘｐ｛−（ｂ2／ｃ2）×１０7｝…（１）
【００２１】さらに、外装基板１０，１１が圧電体基板
１，２へ与える応力を接着剤７，９で吸収させると、圧
電体基板１，２へ与えられる合成応力は、接着剤７，９
が圧電体基板１，２へ与える応力のみになる。従って、
圧電体基板１，２には、常に、略一定の応力がかかるこ
とになり、リフロー前後の中心周波数Ｆｏの変化量が抑
えられるだけでなく、そのばらつきも少なくできる。よ
り具体的には、条件式（１）において、外装基板１０，
１１の影響を少なくするため、外装基板１０，１１に関
係したパラメタａ1，ｂ1を含む項を小さくする。すなわ
ち、ｅｘｐ｛−（ｂ2／ｃ2）×１０7｝の係数である
（ｂ2／ｃ2）が以下の条件式（２）を満足するような弾
性率ｃと厚みｂ2を有する接着剤７，９を選択する。 （ｂ2／ｃ2）≧５．０×１０-7…（２）
１，２へ与える応力を接着剤７，９で吸収させると、圧
電体基板１，２へ与えられる合成応力は、接着剤７，９
が圧電体基板１，２へ与える応力のみになる。従って、
圧電体基板１，２には、常に、略一定の応力がかかるこ
とになり、リフロー前後の中心周波数Ｆｏの変化量が抑
えられるだけでなく、そのばらつきも少なくできる。よ
り具体的には、条件式（１）において、外装基板１０，
１１の影響を少なくするため、外装基板１０，１１に関
係したパラメタａ1，ｂ1を含む項を小さくする。すなわ
ち、ｅｘｐ｛−（ｂ2／ｃ2）×１０7｝の係数である
（ｂ2／ｃ2）が以下の条件式（２）を満足するような弾
性率ｃと厚みｂ2を有する接着剤７，９を選択する。 （ｂ2／ｃ2）≧５．０×１０-7…（２）
【００２２】なお、本発明に係る積層型圧電部品は前記
実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で
種々に変更することができる。圧電体基板は、必らずし
も２枚以上である必要はなく、図５に示すように、１枚
の圧電体基板１を２枚の外装基板１０，１１によって挟
着して封止するものであってもよい。また、前記実施形
態の圧電部品は、外装基板に振動空間形成用凹部を設け
ているが、このような凹部を設けないで、接着剤の厚み
を利用して振動空間を形成するものであってもよい。
実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で
種々に変更することができる。圧電体基板は、必らずし
も２枚以上である必要はなく、図５に示すように、１枚
の圧電体基板１を２枚の外装基板１０，１１によって挟
着して封止するものであってもよい。また、前記実施形
態の圧電部品は、外装基板に振動空間形成用凹部を設け
ているが、このような凹部を設けないで、接着剤の厚み
を利用して振動空間を形成するものであってもよい。
【００２３】
【実施例】図１〜図３に示した構造の圧電フィルタ２１
を、外装基板１０，１１の厚みが５００（μｍ）、圧電
体基板１，２の厚みが２００（μｍ）、そして、接着剤
７，９として、弾性率が３０００（ＭＰａ）、６０００
（ＭＰａ）の２種類の接着剤を用いて製作した。外装基
板１０，１１の熱膨張係数は７．８×１０-6（／℃）、
圧電体基板１，２の熱膨張係数は２．０×１０-6（／
℃）、接着剤７，９の熱膨張係数は、弾性率が３０００
（ＭＰａ）のものは６．３×１０-5（／℃）、弾性率が
６０００（ＭＰａ）のものは４．８×１０-5（／℃）で
あった。
を、外装基板１０，１１の厚みが５００（μｍ）、圧電
体基板１，２の厚みが２００（μｍ）、そして、接着剤
７，９として、弾性率が３０００（ＭＰａ）、６０００
（ＭＰａ）の２種類の接着剤を用いて製作した。外装基
板１０，１１の熱膨張係数は７．８×１０-6（／℃）、
圧電体基板１，２の熱膨張係数は２．０×１０-6（／
℃）、接着剤７，９の熱膨張係数は、弾性率が３０００
（ＭＰａ）のものは６．３×１０-5（／℃）、弾性率が
６０００（ＭＰａ）のものは４．８×１０-5（／℃）で
あった。
【００２４】リフロー前後の中心周波数Ｆｏの変化量を
小さくする場合、前記条件式（１）の値を零に近づける
必要がある。従って、接着剤７，９の弾性率ｃが３００
０（ＭＰａ）の場合、条件式（１）の値が０±１．０×
１０-4の範囲内に入るように、接着剤７，９の厚みｂ2
の目標値を６（μｍ）とすればよい。同様に、接着剤
７，９の弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の場合には、接
着剤７，９の厚みｂ2の目標値を１２（μｍ）とすれば
よい。
小さくする場合、前記条件式（１）の値を零に近づける
必要がある。従って、接着剤７，９の弾性率ｃが３００
０（ＭＰａ）の場合、条件式（１）の値が０±１．０×
１０-4の範囲内に入るように、接着剤７，９の厚みｂ2
の目標値を６（μｍ）とすればよい。同様に、接着剤
７，９の弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の場合には、接
着剤７，９の厚みｂ2の目標値を１２（μｍ）とすれば
よい。
【００２５】図６は弾性率ｃが３０００（ＭＰａ）の場
合の、また、図７は弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の場
合の、接着剤７，９の厚みｂ2が５〜１５（μｍ）のと
きの、接着剤７，９の厚みｂ2に対するリフロー前後の
中心周波数Ｆｏの変化量（リフロー後２４時間での変化
量）を測定した結果を示すグラフである。弾性率ｃが３
０００（ＭＰａ）のときの接着剤７，９の厚みｂ2の目
標値は６（μｍ）とし、弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）
のときの接着剤７，９の厚みｂ2の目標値は１２（μ
ｍ）としたが、目標とした厚みでリフロー前後の中心周
波数の変化量が略０になっていることがわかる。
合の、また、図７は弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の場
合の、接着剤７，９の厚みｂ2が５〜１５（μｍ）のと
きの、接着剤７，９の厚みｂ2に対するリフロー前後の
中心周波数Ｆｏの変化量（リフロー後２４時間での変化
量）を測定した結果を示すグラフである。弾性率ｃが３
０００（ＭＰａ）のときの接着剤７，９の厚みｂ2の目
標値は６（μｍ）とし、弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）
のときの接着剤７，９の厚みｂ2の目標値は１２（μ
ｍ）としたが、目標とした厚みでリフロー前後の中心周
波数の変化量が略０になっていることがわかる。
【００２６】さらに、リフロー前後の中心周波数Ｆｏの
変化量のばらつきを少なくする場合、前記条件式（２）
を満足する必要がある。従って、接着剤７，９の弾性率
ｃが３０００（ＭＰａ）の場合、条件式（２）より接着
剤７，９の厚みｂ2は、４．５（μｍ）以上に設定する
必要がある。一方、弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の場
合、厚みｂ2は１８（μｍ）以上に設定する必要があ
る。図８は、弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の接着剤
７，９を使用して、厚みｂ2が約４０〜４５（μｍ）の
サンプル群Ａと、厚みｂ2が約５〜１５（μｍ）のサン
プル群Ｂとを製作した後、それぞれのリフロー前後の中
心周波数Ｆｏの変化量（リフロー後２４時間での変化
量）を測定した結果を示すグラフである。さらに、図９
は厚みｂ2が約５〜１５（μｍ）のサンプル群Ｂから、
図１０は厚みｂ2が約４０〜４５（μｍ）のサンプル群
Ａから任意に１０個のサンプルを選び、それらの中心周
波数Ｆｏの変化量についての最大値、最小値及び平均値
を経時的に測定した結果を示すグラフである。図９と図
１０とを比較すると、厚みｂ2を厚くすることによっ
て、中心周波数Ｆｏの変化量のばらつきが抑えられるこ
とがわかる。
変化量のばらつきを少なくする場合、前記条件式（２）
を満足する必要がある。従って、接着剤７，９の弾性率
ｃが３０００（ＭＰａ）の場合、条件式（２）より接着
剤７，９の厚みｂ2は、４．５（μｍ）以上に設定する
必要がある。一方、弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の場
合、厚みｂ2は１８（μｍ）以上に設定する必要があ
る。図８は、弾性率ｃが６０００（ＭＰａ）の接着剤
７，９を使用して、厚みｂ2が約４０〜４５（μｍ）の
サンプル群Ａと、厚みｂ2が約５〜１５（μｍ）のサン
プル群Ｂとを製作した後、それぞれのリフロー前後の中
心周波数Ｆｏの変化量（リフロー後２４時間での変化
量）を測定した結果を示すグラフである。さらに、図９
は厚みｂ2が約５〜１５（μｍ）のサンプル群Ｂから、
図１０は厚みｂ2が約４０〜４５（μｍ）のサンプル群
Ａから任意に１０個のサンプルを選び、それらの中心周
波数Ｆｏの変化量についての最大値、最小値及び平均値
を経時的に測定した結果を示すグラフである。図９と図
１０とを比較すると、厚みｂ2を厚くすることによっ
て、中心周波数Ｆｏの変化量のばらつきが抑えられるこ
とがわかる。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、接着剤の弾性率と厚みとを設定することによ
り、リフロー等の際に圧電体基板にかかる熱による共振
周波数の変化を、外装基板と接着剤とが圧電体基板へ与
える合成応力による共振周波数の変化で打ち消すことが
できる。この結果、リフロー等のような高温での熱処理
前後の共振周波数の変化量を抑えることができる積層型
圧電部品が得られる。さらに、外装基板が圧電体基板へ
与える応力を接着剤で吸収させると、圧電体基板へ与え
られる合成応力は、接着剤が圧電体基板へ与える応力の
みになる。従って、圧電体基板には、常に、略一定の応
力がかかることになり、リフロー前後の共振周波数の変
化量が抑えられるだけでなく、そのばらつきも少なくで
きる。
よれば、接着剤の弾性率と厚みとを設定することによ
り、リフロー等の際に圧電体基板にかかる熱による共振
周波数の変化を、外装基板と接着剤とが圧電体基板へ与
える合成応力による共振周波数の変化で打ち消すことが
できる。この結果、リフロー等のような高温での熱処理
前後の共振周波数の変化量を抑えることができる積層型
圧電部品が得られる。さらに、外装基板が圧電体基板へ
与える応力を接着剤で吸収させると、圧電体基板へ与え
られる合成応力は、接着剤が圧電体基板へ与える応力の
みになる。従って、圧電体基板には、常に、略一定の応
力がかかることになり、リフロー前後の共振周波数の変
化量が抑えられるだけでなく、そのばらつきも少なくで
きる。
【図１】本発明に係る積層型圧電部品の一実施形態を示
す分解斜視図。
す分解斜視図。
【図２】図１に示した積層型圧電部品に用いられる圧電
体基板の電極構造を示す概略的斜視図。
体基板の電極構造を示す概略的斜視図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は，それぞれ図１に示した積層
型圧電部品の平面図、左側面図及び底面図。
型圧電部品の平面図、左側面図及び底面図。
【図４】図１に示した積層型圧電部品の断面図。
【図５】他の実施形態を示す断面図。
【図６】弾性率が３０００（ＭＰａ）の接着剤を用いた
ときの中心周波数の変化量を示すグラフ。
ときの中心周波数の変化量を示すグラフ。
【図７】弾性率が６０００（ＭＰａ）の接着剤を用いた
ときの中心周波数の変化量を示すグラフ。
ときの中心周波数の変化量を示すグラフ。
【図８】弾性率が６０００（ＭＰａ）の接着剤を用いた
ときの、中心周波数の変化量と接着剤の平均厚みとの関
係を示すグラフ。
ときの、中心周波数の変化量と接着剤の平均厚みとの関
係を示すグラフ。
【図９】弾性率が６０００（ＭＰａ）でかつ平均厚みが
５〜１５（μｍ）の接着剤を用いたときの経時変化を示
すグラフ。
５〜１５（μｍ）の接着剤を用いたときの経時変化を示
すグラフ。
【図１０】弾性率が６０００（ＭＰａ）でかつ平均厚み
が４０〜４５（μｍ）の接着剤を用いたときの経時変化
を示すグラフ。
が４０〜４５（μｍ）の接着剤を用いたときの経時変化
を示すグラフ。
１，２…圧電体基板 ３ａ〜３ｃ…振動電極 ７，９…接着剤 １０，１１…外装基板 ２１…圧電フィルタ
Claims (4)
- 【請求項１】 振動電極を表面に設けた圧電体基板と、 前記圧電体基板と共に積層体を構成する外装基板と、 前記圧電体基板と前記外装基板との間に介在して、前記
圧電体基板と前記外装基板を固着する接着剤とを備え、 前記圧電体基板にかかる熱による共振周波数の変化を、
前記外装基板と前記接着剤とが前記圧電体基板へ与える
合成応力による共振周波数の変化で打ち消すように、前
記接着剤の弾性率と厚みとを設定したこと、を特徴とす
る積層型圧電部品。 - 【請求項２】 前記外装基板が前記圧電体基板へ与える
応力を前記接着剤で吸収させ、前記圧電体基板へ与えら
れる合成応力を、前記接着剤が前記圧電体基板へ与える
応力のみになるようにしたことを特徴とする請求項１記
載の積層型圧電部品。 - 【請求項３】 前記外装基板の熱膨張係数をａ1（／
℃）、厚みをｂ1（μｍ）とし、前記接着剤の熱膨張係
数をａ2（／℃）、厚みをｂ2（μｍ）、弾性率をｃ（Ｍ
Ｐａ）とし、前記圧電体基板の熱膨張係数をａ3（／
℃）、厚みをｂ3（μｍ）としたとき、条件式 ａ2×ｂ2−ａ3×ｂ3−ａ1×ｂ1×ｅｘｐ｛−（ｂ2／
ｃ2）×１０7｝ の値が略零であることを特徴とする請求項１記載の積層
型圧電部品。 - 【請求項４】 前記接着剤の厚みをｂ2（μｍ）、弾性
率をｃ（ＭＰａ）としたとき、ｂ2／ｃ2が５．０×１０
-7以上であることを特徴とする請求項２又は請求項３記
載の積層型圧電部品。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14554499A JP3402256B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 積層型圧電部品 |
| US09/574,884 US6433654B1 (en) | 1999-05-25 | 2000-05-19 | Laminated piezoelectric component |
| DE10025337A DE10025337B4 (de) | 1999-05-25 | 2000-05-23 | Laminiertes piezoelektrisches Bauteil |
| CNB00117682XA CN1156967C (zh) | 1999-05-25 | 2000-05-25 | 层叠压电元件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14554499A JP3402256B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 積層型圧電部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341075A true JP2000341075A (ja) | 2000-12-08 |
| JP3402256B2 JP3402256B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=15387646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14554499A Expired - Lifetime JP3402256B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 積層型圧電部品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6433654B1 (ja) |
| JP (1) | JP3402256B2 (ja) |
| CN (1) | CN1156967C (ja) |
| DE (1) | DE10025337B4 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6611182B2 (en) * | 2000-06-27 | 2003-08-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric filter with decreased adhesive layer thickness and modulus of elasticity and manufacturing method therefor |
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|---|---|---|---|---|
| US8077447B2 (en) * | 2006-12-12 | 2011-12-13 | Panasonic Corporation | Electronic element package and method of manufacturing the same |
| DE102007054778A1 (de) * | 2007-11-16 | 2009-05-20 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Bedienvorrichtung mit wenigstens einem Druckschalter |
| JP4983881B2 (ja) * | 2009-09-28 | 2012-07-25 | 株式会社村田製作所 | 積層帯域通過フィルタ |
| JP5598548B2 (ja) * | 2010-11-16 | 2014-10-01 | 株式会社村田製作所 | 積層帯域通過フィルタ |
| WO2012117831A1 (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | 株式会社村田製作所 | 圧電素子およびこれを用いた圧電装置 |
| JP5776862B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2015-09-09 | 株式会社村田製作所 | Ｌｃフィルタ素体 |
| JP6547707B2 (ja) * | 2016-07-29 | 2019-07-24 | 株式会社村田製作所 | 積層フィルタ |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3665225A (en) * | 1970-08-28 | 1972-05-23 | Iit Res Inst | Hybrid surface-wave transducer |
| JP3158742B2 (ja) * | 1992-02-25 | 2001-04-23 | 株式会社村田製作所 | チップ型発振子およびこの発振子を用いた発振回路 |
| JP3387601B2 (ja) * | 1993-12-29 | 2003-03-17 | 株式会社村田製作所 | 圧電部品の分極方法 |
| US5473216A (en) * | 1994-06-29 | 1995-12-05 | Motorola, Inc. | Piezoelectric device for controlling the frequency-temperature shift of piezoelectric crystals and method of making same |
| JP3186510B2 (ja) * | 1995-06-09 | 2001-07-11 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振部品及びその製造方法 |
| JPH10335976A (ja) * | 1997-04-01 | 1998-12-18 | Murata Mfg Co Ltd | チップ型圧電フィルタ |
| JPH10284985A (ja) * | 1997-04-01 | 1998-10-23 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電フィルタ |
| EP0897217A3 (en) * | 1997-08-12 | 2001-09-19 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Energy trapping type piezoelectric filter |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14554499A patent/JP3402256B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-19 US US09/574,884 patent/US6433654B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-23 DE DE10025337A patent/DE10025337B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-25 CN CNB00117682XA patent/CN1156967C/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6611182B2 (en) * | 2000-06-27 | 2003-08-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric filter with decreased adhesive layer thickness and modulus of elasticity and manufacturing method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6433654B1 (en) | 2002-08-13 |
| CN1156967C (zh) | 2004-07-07 |
| DE10025337B4 (de) | 2004-08-12 |
| JP3402256B2 (ja) | 2003-05-06 |
| CN1274993A (zh) | 2000-11-29 |
| DE10025337A1 (de) | 2001-01-04 |
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