JP2005347890A

JP2005347890A - 圧電振動子の製造方法、及びその製造装置

Info

Publication number: JP2005347890A
Application number: JP2004162596A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Kobayashi; 宏和小林
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】
本発明の目的は、圧電振動子の製造方法、及びその製造装置を提供することである。
【解決手段】
上記の目的を達成するために本発明は、圧電素板に電極を構成する圧電振動子の製造方法において、圧電素板の表裏面の電極を、CAD等の描画装置を使用して圧電振動子の電極パターンを描画する工程と、描画データを印刷機に転送する工程と、圧電素板上に先の電極パターンを形成する工程と、圧電素板上の電極パターンを乾燥する工程とにより成ることを特徴とし、また、描画装置により描画された圧電振動子の電極パターンのデータが印刷機に転送され圧電素板上に先の電極パターンが印刷されることを特徴とし、また、電極パターンの形成材料に金属コロイドを用いることを特徴として目的を達成する。
【選択図】図１

Description

本発明は圧電振動子の製造方法、及びその製造装置に関する。

近年、圧電振動子は圧電素板を圧電振動子内部において、例えば図５のように片持ち支持の状態で、圧電素板の支持構造を構成して気密封止したものが一般的となっている。これは、圧電素板を圧電振動子の絶縁基板上に形成される導電性パッドの上に両持ち支持の状態で支持すると、圧電素板の両端が固定されて、その周波数特性などの主要な特性に悪影響を与えるおそれがあると考えられるからである。

一方、最近の傾向では通信分野の伝送系装置等を中核として、その搭載部品についての非常に急激な市場からの小型化や低背化、更に加えて軽量化や低価格化などの要求があるのが現状であるが、そのために先の圧電素板を圧電振動子の容器内部において、片持ち支持の状態で支持構造を構成して気密封止した圧電振動子の外形形状をより小さく薄くした圧電振動子を製造することが一般的となってきている。

従来においては、先述の外形形状が出来うるだけ小さく薄い圧電振動子を製造する場合、例えば圧電振動子における圧電素板を絶縁基板上に載置する場合においては絶縁基板の接続電極上、または圧電素板の側に導電性接着剤や半田ペーストをディスペンサーを用いて塗布、もしくはスクリーン印刷し、更にその絶縁基板の上に圧電素板を載置して、内部が高温の雰囲気となっている炉内を通過させて、先の導電性接着剤や半田ペーストを硬化させ圧電振動子を組み立てていた。

また、従来における圧電素板の表裏面に形成される電極の形成方法は、フォトリソグラフィーを用いたエッチングによるものや、電極の金属材料をスパッタリングにより圧電素板上につけるものや、蒸着装置を用いて、圧電素板上に電極パターン形状の孔をもったマスクを通し電極を成す金属材料を圧電素板上に蒸着するなどの方法を用いていた。
特開２００３−２９７１５８号公報

なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。

しかしながら、従来の圧電振動子の製造方法においては、フォトリソグラフィー、スパッタリング、蒸着などの装置自体の費用が非常に掛かり、加えてこれらの装置の使用に付随して発生するクリーンルーム、純水装置、レジスト液、剥離液などの溶剤の費用、またその廃液処理の為の環境や施設整備の費用、フォトマスクやメタルマスク費用などの治工具の経費が非常に掛かるといった問題があった。

また、従来の圧電振動子の製造方法においては圧電振動子の製造工程も全体が長く、諸設備の設置面積も広く占有する結果と成り、これらが圧電振動子の製品コストに占める製造コストの割合大きく成るといった問題があった。

また、製品の小型化を鑑み従来のスパッタリング、蒸着などのメタルマスクを用いる電極形成の方法ではその精度に限界があり、また、フォトリソグラフィーについては、その精度は良好であるが設備や施設整備の費用負担が大きいという問題があった。

本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従ってその目的は、圧電振動子の製造方法、及びその製造装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、圧電素板に電極を構成する圧電振動子の製造方法において、圧電素板の表裏面の電極を、描画装置を使用して圧電振動子の電極パターンを描画する工程と、描画データを印刷機に転送する工程と、圧電素板上に先の電極パターンを形成する工程と、圧電素板上の電極パターンを乾燥する工程とにより成る。

また、圧電素板に電極を構成する圧電振動子の製造装置において、描画装置により描画された圧電振動子の電極パターンのデータが先の描画装置より印刷機に転送され圧電素板上に先の電極パターンが印刷されることを特徴とする。

また、電極パターンの形成材料に金属コロイドを用いることを特徴とする。

本発明の圧電振動子の製造方法、及びその製造装置により、従来必要であったフォトリソグラフィー関連装置、電極形成装置、マスクなどの治工具が不要と成り、その結果、治工具費用の著しい削減と設備類の設置面積の大幅な削減が実現出来、更に単位面積当たりの生産性を著しく高めることができる。

また、本発明の圧電振動子の製造方法、及びその製造装置により、全工程長の大幅な短縮が出来、かつ、電極パターンの設計（描画）から製品の完成に至るリードタイムを従来に比べて著しく短縮することが出来る。

また、本発明の圧電振動子の製造方法、及びその製造装置により、従来必要であった、圧電振動子の製造に不可欠の各種溶液の廃液処理や、溶剤の環境対策などが殆んど不要とすることが出来、その製造コストを著しく削減する事が出来る。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。
なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。

図１は本発明の圧電振動子１３の製造方法の工程図である。即ち、まず最初に圧電素板１の表裏面の電極６を、CAD (Computer aided design system)の描画装置７を使用して圧電振動子１３の電極パターンを描画する工程（S101）と、次に描画データを先の描画装置７から印刷機９に転送する工程（S102）と、次に圧電素板１上に先の電極パターンを形成する工程（S103）と、最後に圧電素板１上の電極パターンを乾燥する工程（S104）から成るものである。

図２は本発明の圧電振動子１３の製造装置１０構成を示す概略の概念図である。即ち、圧電素板１に電極を構成する圧電振動子１３の製造装置において、描画装置７により描画された圧電振動子１３の電極パターンのデータが先の描画装置７より印刷機９に転送され、圧電素板１上に先の電極パターンが印刷され、図には示されていないが加熱されて印刷された電極パターンが乾燥される圧電振動子１３の製造装置１０である。ここで、本発明の圧電振動子１３の製造装置１０は圧電素板１上の電極６の形成のみならず接続電極５と圧電素板１との導通部分に金属コロイド１１を用いて、この製造装置１０を使用することも出来、この場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。なお、本発明は片持ちの圧電振動子に限らず、両持ちの圧電振動子の場合でも構わず、この場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

図３は硬化前の樹脂状の金属コロイド１１と、その有機溶剤が乾燥して硬化した後の、金属コロイド１１内の粒子が凝集した金属コロイド１１の様子を示す概略の模式図である。金属コロイド１１の中に含まれる金属粒子には、金、銀、銅、白金パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム、アルミニウム、及びケイ素などがあり、このなかの少なくとも１種類の直径がナノオーダーの金属微粒子、または２種類以上の直径がナノオーダーの金属微粒子から成る合金の微粒子を金属コロイド１１内粒子として本発明の圧電振動子１３の製造方法に使用するものである。なお溶剤には有機溶剤などを用いる。

図４は従来の圧電振動子１３の製造工程図である。従来の圧電振動子１３の製造方法ではフォトリソグラフィー、スパッタリング、蒸着などの圧電素板１上の電極６を形成する装置自体の費用が非常に掛かり、加えてこれらの装置の使用に付随して発生するクリーンルーム、純水装置、レジスト液、剥離液などの溶剤の費用、またその廃液処理の為の環境や施設整備の費用、フォトマスクやメタルマスク費用などの治工具の経費が非常に掛かるといった問題があった。

図５は一般的な圧電振動子１３の構成を示す概略の側面図である。

本発明の圧電振動子の製造工程図である。本発明の圧電振動子の製造装置構成を示すその概念図である。硬化前の樹脂状の金属コロイドと、その硬化後の金属コロイド内の粒子が凝集した様子を示す概略の模式図である。従来の圧電振動子の製造工程図である。一般的な圧電振動子の構成を示す概略の側面図である。

符号の説明

１圧電素板
２圧電振動子容器
３絶縁基板
４導電性パッド
５接続電極
６電極
７描画装置
９印刷機
１０圧電振動子の製造装置
１１金属コロイド
１２蓋
１３圧電振動子

Claims

圧電素板に電極を構成する圧電振動子の製造方法において、
圧電素板の表裏面の電極を、描画装置を使用して該圧電振動子の電極パターンを描画する工程と、
描画データを印刷機に転送する工程と、
該圧電素板上に該電極パターンを形成する工程と、
該圧電素板上の電極パターンを乾燥する工程と
により成る圧電振動子の製造方法。
圧電素板に電極を構成する圧電振動子の製造装置において、
描画装置により描画された該圧電振動子の電極パターンのデータが、該描画装置より印刷機に転送され該圧電素板上に該電極パターンが印刷されることを特徴とする圧電振動子の製造装置。
電極パターンの形成材料に金属コロイドを用いることを特徴とする請求項２に記載の圧電振動子の製造装置。