JP2002208828A - 圧電共振部品の不良検出方法 - Google Patents
圧電共振部品の不良検出方法Info
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Abstract
ている圧電共振部品の不良検出方法であって、短時間で
かつ容易に、さらに熱を加えることなく接着剤量の適・
不適を検出し得る方法を得る。 【解決手段】 圧電共振子3が導電性接着剤11,12
により基板2に固定されている圧電共振部品において、
圧電共振子3の利用しようとする振動モード以外の振動
モードの応答を測定し、該応答の大きさにより導電性接
着剤11,12の量が適正であるか否かを判別する、不
良検出方法。
Description
た発振子やフィルタなどの圧電共振部品の不良検出方法
に関し、より詳細には、圧電共振子が基板に接着剤を用
いて固定されている圧電共振部品の不良検出方法に関す
る。
別するために様々な方法が従来より用いられている。例
えば、特開平5−29862号公報には、図8に示す圧
電共振部品51の不良検出方法が開示されている。ここ
では、エネルギー閉じ込め型の圧電共振子52がカップ
部を有する金属端子53,54に接合されている。ま
た、圧電共振子52の周囲が外装材55により覆われて
いる。
は、高温炉に圧電共振部品51を入れ、例えば170℃
程度の高温の熱風で圧電共振部品51を加熱する。しか
る後、加熱された状態の圧電共振部品51の電気特性、
例えばインピーダンス特性を測定する。これにより、常
温(10〜50℃)での電気的特性では表われない不具
合が検出され、不良品及び良品の選別を高い信頼性を持
って行うことができるとされている。
性接着剤を用いて圧電共振子を固定した構造のものも知
られている。また、圧電共振子が接着剤により基板上に
固定されている構造では、接着剤量が少なすぎると、圧
電共振子が基板から外れ、上記のように導通不良が発生
する恐れがある。しかしながら、接着剤量が少なすぎる
場合、利用しようとするメインの振動特性を測定して行
う初期選別工程ではこのような不良品は検出され難い。
従って、実際に接着剤量を観察したり、特開平5−29
862号公報に記載のように熱を加えた不良検出方法を
用いざるを得なかった。特開平5−29862号公報に
記載の不良検出方法を用いた場合には、基板と圧電共振
子との熱膨張係数の差が大きければ、高温が与えられた
場合、接着剤に加わる応力が大きくなる。そのため、該
応力に耐えられない程接着剤の量が少ない場合には、断
線不良が起こり、接着剤量の少ない不良品を検出するこ
とができる。
量を目視で観察する方法では、必ずしも導通不良につな
がる不良品を正確に検出することができず、かつ選別に
長時間を要する。また、熱を加えた上記不良検出方法で
は、熱を加える時間が必要であり、かつ熱を与えるため
の高温炉のような設備が必要となる。また、熱を加える
ことにより、製品が熱劣化する恐れがあった。
に鑑み、基板上に圧電共振子を接着剤を用いて固定した
圧電共振部品の不良の検出にあたり、接着剤量の異常を
短時間でかつ高い信頼性でもって検出することができ、
さらに付加的な設備や工程を必要としない不良検出方法
を提供することにある。
よれば、圧電共振子が接着剤により基板上に固定されて
いる構造を備えた圧電共振部品の不良検出方法であっ
て、前記圧電共振子の利用しようとする振動モード以外
の振動モードの応答を測定し、該応答の大きさにより前
記接着剤の量が適正であるか否かを判別することを特徴
とする不良検出方法が提供される。
子が基板上に接着剤を用いて固定されている、圧電共振
部品の不良を検出する方法であって、前記圧電共振子
が、矩形板状の圧電体と、前記圧電体の両主面において
部分的に形成されておりかつ圧電体を介して対向された
第1,第2の共振電極とを備え、第1,第2の共振電極
が対向している部分がエネルギー閉じ込め型の圧電振動
部を構成しているエネルギー閉じ込め型圧電共振子であ
って、前記圧電共振子の利用しようとする振動モード以
外の振動モードの応答を測定し、該応答の大きさにより
前記接着剤の量が適正であるか否かを判別することを特
徴とする不良検出方法が提供される。
定されるわけではないが、例えばエネルギー閉じ込め型
圧電共振子として、厚み縦振動モードの基本波または三
倍波を用いたエネルギー閉じ込め型厚み縦共振子、厚み
滑りモードを利用したスリップ型圧電共振子、圧電体内
において第1,第2の共振電極と圧電体層を介して対向
するように配置された少なくとも1層の内部電極を備
え、厚み縦振動モードの高調波を利用したエネルギー閉
じ込め型厚み縦共振子などが挙げられる。
電共振子が基板上に接着剤を用いて固定されている、圧
電共振部品の不良を検出する方法であって、前記圧電共
振子が、矩形板状の圧電体と、前記圧電体の一方主面に
おいて部分的に形成された第1の共振電極と、第1の共
振電極と圧電体層を介して対向するように配置された少
なくとも1層の内部電極とを備え、前記第1の共振電極
と内部電極とが対向している部分がエネルギー閉じ込め
型の圧電振動部を構成しているエネルギー閉じ込め型圧
電共振子であって、前記圧電共振子の利用しようとする
振動モード以外の振動モードの応答を測定し、該応答の
大きさにより前記接着剤の量が適正であるか否かを判別
する、圧電共振部品の不良検出方法が提供される。
説明することにより、本発明を明らかにする。
にかかる不良検出方法が適用される圧電共振部品を示す
断面図及び該圧電共振部品に用いられる圧電共振子を説
明するための斜視図である。
基板2上に固定された圧電共振子3とを有する。基板2
を構成する材料については特に限定されず、アルミナな
どの絶縁性セラミックスあるいは合成樹脂など適宜の材
料を用いることができる。
形成されている。端子電極4,5は、圧電共振子3を固
定するため、並びに圧電共振子3と外部とを電気的に接
続するために設けられている。
波を用いたエネルギー閉じ込め型の圧電共振子である。
圧電共振子3は、矩形板状の圧電基板6を有する。圧電
基板6は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのよう
な圧電セラミックス、あるいは水晶などの圧電単結晶に
より構成されている。圧電基板6が圧電セラミックスか
らなる場合、厚み方向に分極されている。
振電極7が形成されている。共振電極7と圧電基板6を
介して表裏対向するように、圧電基板6の下面にも共振
電極8が形成されている。共振電極7,8には、引き出
し電極9,10が連ねられている。引き出し電極9,1
0は、それぞれ、圧電基板6の上面及び下面から端面6
aまたは6bに至るように形成されている。
12を用いて基板2上の端子電極4,5に接合されてい
る。すなわち、引き出し電極9が導電性接着剤11によ
り端子電極4に接合されており、他方、引き出し電極1
0が導電性接着剤12により端子電極5に接合されてい
る。
剤11,12の量が少なすぎると、前述したように、圧
電共振子3と端子電極4,5との間の導通不良が生じ
る。本実施例では、このような導電性接着剤11,12
による圧電共振子3と端子電極4,5との間の接続状態
が適正であるか否かが判別される。
上に圧電共振子3が導電性接着剤11,12を用いて固
定された状態において、圧電共振子3を振動させての周
波数特性が測定される。この周波数特性の測定は、従来
より行われている特性選別に際しての測定と同様にして
行われる。
とする振動モード、すなわち圧電共振子3の厚み縦振動
モードの基本波が注目され、該基本波の応答が適正であ
るか否かを基準に良品及び不良品の選別が行われる。
は、圧電共振子3の周波数特性を測定した際に、利用し
ようとする振動モードである厚み縦振動の基本波ではな
い他の振動モード、本実施例では長さ振動モードが評価
され、該長さ振動モードの応答の大きさにより、接着剤
量が適正であるか否かが判別される。
着剤11,12の量が適正である場合の長さ振動モード
の応答を示す図である。ここで、実線はインピーダンス
特性を、破線は位相特性を示す。
1A,12Aの量が異常に少ない場合の長さ振動モード
の特性を図4に示す。図4において、実線はインピーダ
ンス特性を、破線は位相特性を示す。
に、導電性接着剤の量が異常に少ない場合には、長さ振
動モードの応答が異常に大きくなる。特に、位相特性に
おいてこの異常が顕著に表われていることがわかる。
厚み縦振動モードの基本波を利用した圧電共振子3を用
いた圧電共振部品1では、長さ振動モードの応答の大き
さが、導電性接着剤の量に大きく依存していることがわ
かる。
及び/または位相特性上における長さ振動モードの応答
において、良品及び不良品を選別するしきい値を設定し
ておけば、製造された圧電共振部品1の振動特性を特性
選別工程において測定するに際し、長さ振動モードの応
答を同時に測定し、それによって導電性接着剤の量の適
正及び不適性を容易に判別することができる。
に圧電共振部品1の特性選別工程において、利用しよう
とする振動モード以外の振動モードの応答を同時に測定
するだけで、導電性接着剤の量の適正及び不適性を判別
することができる。従って、新たな設備や工程を必要と
することなく、導電性接着剤の量が適正であるか否かを
容易にかつ短時間で判別することができる。
厚み縦振動モード以外の振動モードである長さ振動モー
ドの応答の大きさが導電性接着剤の量に依存するのは、
導電性接着剤の量が少なすぎると長さ振動モードが十分
に抑圧されず、導電性接着剤の量が十分に多い場合には
長さ振動モードが十分に抑圧されるためである。従っ
て、本実施例では、厚み縦振動モード以外の振動モード
として長さ振動モードを利用したが、長さ振動モード以
外の他の振動モード、例えば幅モードなどの振動モード
を用いてもよく、導電性接着剤により振動が抑圧される
様々な振動モードを用いて、導電性接着剤の量が適正で
あるか否かを判別することができる。
て厚み縦振動モードの基本波を用いたエネルギー閉じ込
め型圧電共振子について適用したが、本発明にかかる不
良検出方法は、圧電共振子3に限定されず、様々な圧電
共振子が接着剤により基板上に固定されている圧電共振
部品に広く用いることができる。図5〜図7は、本発明
が適用される圧電共振部品における圧電共振子の他の例
を説明するための各斜視図である。もっとも、本発明が
適用される圧電共振部品における圧電共振子はこれらに
限定されるものではない。
型の厚み縦振動モードの基本波を利用したエネルギー閉
じ込め型圧電共振子である。圧電共振子21は、細長い
矩形板状、すなわちストリップ状の圧電体22を有す
る。圧電体22は、図示の矢印で示すように厚み方向に
分極処理されている。また、圧電体22の上面には、第
1の共振電極23が、下面には第2の共振電極24が形
成されている。共振電極23,24は、圧電体22の長
さ方向中央部において、圧電体22を介して表裏対向さ
れている。共振電極23,24が対向している部分がエ
ネルギー閉じ込め型の圧電振動部を構成している。
22の一方端面22a側及び他方端面22b側に引き出
されている。さらに、共振電極23,24は、端面22
a,22b上に至るように形成されている。
ことにより、厚み縦振動モードの基本波を用いたストリ
ップ状のエネルギー閉じ込め型の圧電共振子として動作
する。
材料及び厚みを選択することにより、厚み縦振動の3倍
波を利用することもできる。すなわち、圧電共振子21
は、厚み縦振動モードの3倍波を利用したエネルギー閉
じ込め型圧電共振子として用いることもできる。
状の厚み滑りモードを利用したエネルギー閉じ込め型圧
電共振子である。ここでは、細長い矩形板状、すなわち
ストリップ状の圧電体32が用いられている。圧電体3
2は、矢印で示すように長さ方向に分極処理されてい
る。圧電体32の上面及び下面には、それぞれ、第1,
第2の共振電極33,34が形成されている。共振電極
33,34は、それぞれ、圧電体32の一方端面32a
及び他方端面32b側に引き出されており、かつ端面3
2a,32b上に至るように形成されている。
の2倍波を利用したストリップ型のエネルギー閉じ込め
型圧電共振子である。ここでは、細長い矩形板状、すな
わちストリップ状の圧電体42が用いられている。圧電
体42の上面中央には、第1の共振電極43が、下面中
央には第2の共振電極44が形成されている。共振電極
43,44は、それぞれ、圧電体42の一方端面42a
側に引き出されており、かつ端面42a上において共通
接続されている。
内部電極45が形成されている。内部電極45は、圧電
体層を介して共振電極43,44と対向するように配置
されている。内部電極45は、端面42aとは反対側の
端面42bに引き出されている。端面42bには、外部
電極46が形成されており、外部電極46が内部電極4
5に電気的に接続されている。
れている。従って、外部電極46と、共振電極43,4
4との間に交流電圧を印加することにより、厚み縦振動
モードの2倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電
共振子として動作させることができる。なお、圧電共振
子41に代えて、複数の内部電極を有する圧電体を用
い、それによって厚み縦振動モードのより高い高調波を
利用したエネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振子を構成
してもよい。
4の少なくとも一方と対向するように配置すればよく、
必ずしも両方と対向する必要はない。さらに、共振電極
43,44は、少なくとも一方を形成すればよく、必ず
しも両方を形成する必要はない。すなわち、第1の共振
電極と、該第1の共振電極と圧電体層を介して対向する
ように配置された、少なくとも1層の内部電極とを有す
るエネルギー閉じ込め型の圧電共振子にも本発明を適用
することができる。
電体22〜42を構成する材料については特に限定され
ず、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電
セラミックス、あるいはタンタル酸リチウムや水晶など
の圧電単結晶などを用いることができる。
共振子の利用しようとする振動モード以外の振動モード
の応答の大きさが測定される。この利用しようとする振
動モード以外の振動モードの応答の大きさは接着剤の量
に依存する。従って、該利用しようとする振動モード以
外の振動モードの応答の大きさにより、接着剤の量が適
正であるか否かを容易に判別することができる。
動モードの応答の測定は、従来から行われている基本的
な特性選別工程において利用しようとする振動モードの
測定と同時に行うことができる。従って、本発明にかか
る不良検出方法は、特別の工程及び設備を必要とするこ
となく、短時間でかつ容易に行われる。また、不良検出
にあたり熱を加える必要がないため、電子部品の熱劣化
の恐れもない。
により圧電共振子が固定されている構造における接着剤
量が適正であるか否かを、安価にかつ短時間で、さらに
高い信頼性でもって判別することができる。
不良が検出される圧電共振部品を説明するための正面断
面図、及び該圧電共振部品に用いられる圧電共振子を説
明するための斜視図。
性及び位相特性を示す図。
す正面断面図。
ピーダンス特性及び位相特性を示す図。
られる圧電共振子の他の例を示す斜視図。
られる圧電共振子のさらに他の例を示す斜視図。
られる圧電共振子の他の例を示す斜視図。
ための圧電共振部品の平面断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】 圧電共振子が接着剤により基板上に固定
されている構造を備えた圧電共振部品の不良検出方法で
あって、 前記圧電共振子の利用しようとする振動モード以外の振
動モードの応答を測定し、該応答の大きさにより前記接
着剤の量が適正であるか否かを判別することを特徴とす
る、圧電共振部品の不良検出方法。 - 【請求項2】 圧電共振子が基板上に接着剤を用いて固
定されている、圧電共振部品の不良を検出する方法であ
って、 前記圧電共振子が、矩形板状の圧電体と、前記圧電体の
両主面において部分的に形成されておりかつ圧電体を介
して対向された第1,第2の共振電極とを備え、第1,
第2の共振電極が対向している部分がエネルギー閉じ込
め型の圧電振動部を構成しているエネルギー閉じ込め型
圧電共振子であって、 前記圧電共振子の利用しようとする振動モード以外の振
動モードの応答を測定し、該応答の大きさにより前記接
着剤の量が適正であるか否かを判別することを特徴とす
る、圧電共振部品の不良検出方法。 - 【請求項3】 前記エネルギ閉じ込め型圧電共振子が、
厚み縦振動モードの基本波または3倍波を用いたエネル
ギ閉じ込め型厚み縦共振子である、請求項2に記載の圧
電共振部品の不良検出方法。 - 【請求項4】 前記圧電共振子が、厚み滑り振動モード
を利用したストリップ型圧電共振子である、請求項2に
記載の圧電共振部品の不良検出方法。 - 【請求項5】 前記圧電共振子が、前記圧電体内におい
て第1,第2の共振電極の少なくとも1つと圧電体層を
介して対向するように配置された少なくとも1層の内部
電極をさらに備え、厚み縦振動モードの高調波を利用し
たエネルギ閉じ込め型厚み縦共振子である、請求項2に
記載の圧電共振部品の不良検出方法。 - 【請求項6】 圧電共振子が基板上に接着剤を用いて固
定されている、圧電共振部品の不良を検出する方法であ
って、 前記圧電共振子が、矩形板状の圧電体と、前記圧電体の
一方主面において部4的に形成された第1の共振電極
と、第1の共振電極と圧電体層を介して対向するように
配置された少なくとも1層の内部電極とを備え、前記第
1の共振電極と内部電極とが対向している部分がエネル
ギー閉じ込め型の圧電振動部を構成しているエネルギー
閉じ込め型圧電共振子であって、 前記圧電共振子の利用しようとする振動モード以外の振
動モードの応答を測定し、該応答の大きさにより前記接
着剤の量が適正であるか否かを判別する、圧電共振部品
の不良検出方法。
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- 2001-01-09 JP JP2001001736A patent/JP4691783B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10173477A (ja) | 音叉型圧電振動子 |
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