JP2605406B2 - 圧電共振子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエネルギー閉じ込め型厚みすべり振動モード
を利用した圧電共振子の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、テレビジョン受像機の音声トラップ等に使用さ
れるエネルギー閉じ込め型厚みすべり振動モードを利用
した圧電共振子として、第２図，第３図に示す構造のも
のが知られている。

即ち、圧電基板１は横長な長方形状の圧電セラミック
基板よりなり、その一主面に入，出力電極2,3がスパッ
タリング，蒸着等の手段により形成されるとともに、他
主面には共通電極４が同様に形成されている。入，出力
電極2,3は円形の振動電極部2a,3aと、これと導通して圧
電基板１の下端部まで引き出された端子電極部2b,3bと
を備えている。また、共通電極４は上記振動電極部2a,3
aと対向する２個の振動電極部4a,4bと、これと導通して
圧電基板１の下端部まで引き出された１個の端子電極部
4cとを備えている。

上記構造の圧電共振子を製造する場合、第４図のよう
に、１枚のマザー基板20の表裏面に多数の電極2,3,4
（共通電極４は裏面側であるため、図示していない）を
一方向に向けて並列に形成するとともに、マザー基板20
の短辺方向（矢印Ａ方向）に分極処理を施し、その後、
マザー基板20を破線で示すように短辺方向に切断するこ
とにより、多数の圧電共振子を量産している。

ところが、この場合には、分極軸が圧電基板１の長辺
方向（第２図Ａ方向）となるため、振動電極部2a,3aが
分極方向に並ぶことになり、TSモードが振動電極部2a,3
a間で伝わってしまい、G.D.T（グループディレイタイ
ム）の乱れの要因となっていた。

上記の問題を解消するものとして、分極方向をＢ方
向、即ち圧電基板１の短辺方向に分極軸を有する圧電共
振子が考えられる。この場合には、第５図のようにマザ
ー基板21に電極2,3,4を２列に形成するとともに、マザ
ー基板21の短辺方向（矢印Ｂ方向）に分極処理を施し、
その後、マザー基板20を破線で示すように縦横に切断す
ることにより、各圧電共振子を分離すればよい。上記の
ように圧電共振子を製造すれば、分極軸が振動電極部2
a,3aの並び方向に対して垂直であるため、G.D.Tの乱れ
を抑制できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、マザー基板21の電極が第５図のごとき形状
の場合には、破線で示すようにマザー基板21を切断する
際、僅かなカットずれにより振動電極部2a,3aの電極端
から圧電基板１の短辺および長辺までの最短距離x,y
（第２図，第３図参照）にバラツキが発生する。特に、
ｙ寸法のバラツキのために、不要振動の影響やエネルギ
ー閉じ込め不十分となり、スプリアスが現れたり、最大
減衰量が減少するといった不具合が発生していた。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消した量
産性の高い圧電共振子の製造方法を提供することにあ
る。

他の目的は、G.D.T特性を改善できる圧電共振子の製
造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、長方形の圧電基
板の一主面に振動電極部と端子電極部とを有する第1,第
２の電極を長辺方向に間隔をあけて設けるとともに、他
主面に上記振動電極部と対向する振動電極部と上記端子
電極部と対向しない端子電極部とを有する第３の電極を
設け、第1,第２の電極の端子電極部を圧電基板の一方の
長辺側側縁の両端部に位置させ、かつ第３の電極の端子
電極部を上記長辺側側縁の中央部に位置させたエネルギ
ー閉じ込め型厚みすべり振動モードを利用した圧電共振
子の製造方法において、 複数の圧電共振子を得るためのマザー基板に上記圧電
基板の短辺方向に分極処理を施す工程と、隣合う圧電共
振子の第１〜第３の電極の端子電極部が圧電基板の長辺
にそって向き合うように、マザー基板の表裏面に第１〜
第３の電極を２列に形成する工程と、隣合う圧電共振子
の第１〜第３の電極の端子電極部を分割する方向にマザ
ー基板を切断することにより各圧電共振子を分離する工
程と、を含み、 上記振動電極部の電極端から圧電基板の短辺側側縁ま
での分極軸と垂直な方向の最短距離ｘと圧電基板の厚み
ｔとの比x/t、および振動電極部の電極端から圧電基板
の他方の長辺側側縁までの分極軸方向の最短距離ｙと圧
電基板の厚みｔとの比y/tが次の条件を満たすことを特
徴とする圧電共振子の製造方法。

〔作用〕 本発明によればマザー基板の表裏面に電極の端子電極
部が圧電基板の長辺にそって向き合うように２列に形成
し、この隣合う端子電極部を分割するようにマザー基板
を切断するようにしたので、電極端から圧電基板の側縁
までの分極軸方向の最短距離ｙが変動せず、カットずれ
による不良率を低減できる。

また、分極軸が圧電基板の短辺方向、つまり分極軸が
振動電極部の並び方向に対して垂直となるため、TSモー
ドが振動電極部間で伝わらず、G.D.T特性を改善でき
る。

さらに、x/t≧3.5でかつy/t≧2.15の関係に設定して
いるので、最大減衰量が一定の圧電共振子を得ることが
できる。つまり、上記関係を満たす範囲で寸法x,yをで
きるだけ短くしても、常に最大減衰量が一定であるの
で、特性が安定しかつ小型の圧電共振子を得ることがで
きる。

〔実施例〕

ここで、１枚の圧電基板に２個の共振子素子を形成し
た第２図，第３図のような圧電共振子を例にとって説明
する。

まず、本発明者は、振動電極部の電極端から圧電基板
の端部までの距離や圧電基板の厚み等の寸法諸元と、最
大減衰量との関係について種々実験した結果、第６図，
第７図に示されるような特性を得た。

即ち、第２図，第３図における振動電極部2a,3aおよ
び4a,4bの電極端から圧電基板１の側縁までの分極軸Ｂ
と垂直な方向の最短距離をｘ、振動電極部2a,3aおよび4
a,4bの電極端から圧電基板１の側縁までの分極軸Ｂ方向
の最短距離をｙ、圧電基板の厚みをｔをすると、第６図
のように、距離ｘと厚みｔとの比x/tによって最大減衰
量が大きく変動し、特にx/t≧3.5になると最大減衰量が
約70dBで一定となる（但し、ｙは十分大きな値とす
る）。一方、距離ｙと厚みｔとの比y/tによっても最大
減衰量が変動し、第７図のようにy/tの増大に伴って最
大減衰量は比例的に増加する（但し、ｘは十分大きな値
とする）。y/tを大きくすれば、それに応じて最大減衰
量も増加するが、70dBを越えた範囲は無意味である。な
ぜなら、上述のようにx/tを変化させたときの最大減衰
量の上限値が70dBであるからである。

上記のように最大減衰量が70dBとなるときのx/tの値
が3.5であり、y/tの値が2.15であるから、 の条件を満足するようにx,y,tの各寸法を設定すれば、
最大減衰量が約70dBで一定の圧電共振子を得ることがで
きる。

ところで、マザー基板から各圧電共振子を切断する場
合、第５図のような電極形状ではカットずれによってx,
y寸法にバラツキが発生し、（１）式の条件を満足し得
ない場合が発生する。

そこで、本発明では、第１図のように隣合う電極2,3,
4（電極４は図示せず）の端子電極部2b,3b,4cが圧電基
板の長辺に沿って向き合うように、マザー基板10の表裏
面に電極2,3,4を２列に形成する。そして、破線で示す
ように縦横に切断すれば、多少カット位置がズレても、
電極形成時に予めy/t≧2.15を満足するようにｙ寸法を
設定しておくことにより、ｙ寸法は変動しない。なお、
ｘ寸法については第５図と同様に変動し得るが、多少の
カットずれがあってもx/t≧3.5の条件を満たすように予
め余裕をもって寸法設定すれば、最大減衰量70dBを常に
確保できるので、問題がない。

なお、上記寸法x,yが一定でも厚みｔを変化させれ
ば、第６図，第７図のように最大減衰量は変動するが、
厚みｔは共振周波数ｆと圧電基板１を伝播する定在波の
速度Ｖによって次式で決定される。

V/2＝ｆ×ｔ 速度Ｖは圧電基板１の材料と条件によって一定の値を
とるので、結局、厚みｔは共振周波数ｆに応じて決定さ
れることになる。

なお、第１図では１枚のマザー基板から８個の圧電共
振子を得る場合を示したが、これに限らないことは勿論
である。

〔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、マザ
ー基板に圧電基板の短辺方向に分極処理を施し、隣合う
圧電共振子の端子電極部が向き合うように、マザー基板
の表裏面に電極を２列に形成し、隣合う圧電共振子の端
子電極部を分割する方向にマザー基板を切断することに
より各圧電共振子を分離するようにしたので、振動電極
部の電極端から圧電基板の長辺側側縁までの分極軸方向
の距離ｙが変動せず、カットずれによる不良率を低減で
きる。また、多少のカットずれがあっても、距離ｙが変
化しないので、安定した特性の圧電共振子が得られ、し
かもマザー基板を必要最小限度の大きさにできるので、
コストを低減できる。

また、分極軸が圧電基板の短辺方向、つまり分極軸が
振動電極部の並び方向に対して垂直となるため、TSモー
ドが振動電極部間で伝わらず、G.D.T特性を改善でき
る。

さらに、x/t≧3.5でかつy/t≧2.15の関係に設定して
いるので、最大減衰量が一定の圧電共振子を得ることが
できる。つまり、上記関係を満たす範囲で寸法x,yをで
きるだけ短くしても、常に最大減衰量が一定であるの
で、特性が安定しかつ小型の圧電共振子を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるマザー基板の一例の平面図、第
２図は圧電共振子の表面側の斜視図、第３図は圧電共振
子の裏面側の斜視図、第４図，第５図は従来のマザー基
板の平面図、第６図，第７図は各寸法比と最大減衰量の
特性図である。 １……圧電基板、2,3……入出力電極（第1,第２の電
極）、４……共通電極（第３の電極）、2a,3a,4a,4b…
…振動電極部、2b,3b,4c……端子電極部、10……マザー
基板。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長方形の圧電基板の一主面に振動電極部と
   端子電極部とを有する第1,第２の電極を長辺方向に間隔
   をあけて設けるとともに、他主面に上記振動電極部と対
   向する振動電極部と上記端子電極部と対向しない端子電
   極部とを有する第３の電極を設け、第1,第２の電極の端
   子電極部を圧電基板の一方の長辺側側縁の両端部に位置
   させ、かつ第３の電極の端子電極部を上記長辺側側縁の
   中央部に位置させたエネルギー閉じ込め型厚みすべり振
   動モードを利用した圧電共振子の製造方法において、 複数の圧電共振子を得るためのマザー基板に上記圧電基
   板の短辺方向に分極処理を施す工程と、隣合う圧電共振
   子の第１〜第３の電極の端子電極部が圧電基板の長辺に
   そって向き合うように、マザー基板の表裏面に第１〜第
   ３の電極を２列に形成する工程と、隣合う圧電共振子の
   第１〜第３の電極の端子電極部を分割する方向にマザー
   基板を切断することにより各圧電共振子を分離する工程
   と、を含み、 上記振動電極部の電極端から圧電基板の短辺側側縁まで
   の分極軸と垂直な方向の最短距離ｘと圧電基板の厚みｔ
   との比x/t、および振動電極部の電極端から圧電基板の
   他方の長辺側側縁までの分極軸方向の最短距離ｙと圧電
   基板の厚みｔとの比y/tが次の条件を満たすことを特徴
   とする圧電共振子の製造方法。