JP2981910B2

JP2981910B2 - 樹脂封止型圧電共振子の製造方法

Info

Publication number: JP2981910B2
Application number: JP2171748A
Authority: JP
Inventors: 香松尾
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JPH0461411A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は樹脂封止型圧電共振子の製造方法に関するも
のであり、詳しくは、圧電素子と接合するフレーム端子
の接合信頼性の向上する製造方法に関する。

〔従来の技術〕

第３図は、典型的な樹脂封止型圧電共振子の断面図で
ある。

図中、31は圧電素子、32は圧電基板、33は電極、34
a、34bは端子、35は樹脂層、36は空洞である。

圧電素子31は、圧電基板32の両主面に電極33が形成さ
れている。尚、図では現れない圧電基板32のもう一方の
主面にも電極33と対象的な電極が形成されている。

圧電基板32は、PZT（チタン酸ジルコン酸鉛）の圧電
磁器を所定形状に加工し、分極処理されている。電極33
は、Agなどからなり、圧電基板32に所定形状に形成され
ている。たとえば、圧電基板32の中央部に形成され、共
振に主として寄与する振動電極と、圧電基板32端部に形
成され、端子34a、34bと接続される端子電極部33a（も
う一方の面の端子電極部33aも図にも現れない。）とか
ら構成される。また、端子34a、34bの一端部には、圧電
素子31の端子電極部33aと接続し、圧電素子31を保持す
るために、第４図（ａ）に示すように折り曲げ加工され
た保持手段37a、37bであるカップ部が形成されている。

具体的には、第４図（ｂ）に示すように、フレーム40
から所定間隔に延びる端子34a、34b・・・の一端部に形
成された保持手段37a、37bに、圧電素子31を載置する。
続いて保持手段37a、37bと圧電素子31の端子電極部33a
とを接合するため半田Ｈ付けを施す。

その後、封止工程として、圧電素子31の両主面の中央
部分にパラフィンを点滴、硬化後、圧電素子31全体をパ
ラフィンが吸収可能な樹脂35を被覆する。そして加熱さ
せることにより、プラフィンを樹脂に含浸させ、空洞36
を形成する。

〔従来技術の問題点〕

しかし、上述の製造方法によれば、保持手段37a、37b
と圧電素子31の端部との間に所定の間隙が生じているた
め、保持手段37a、37b内で圧電素子31が傾いてしまう。
この状態で半田接合すると、端子34a、34bと圧電素子31
の両主面の端部で半田が満遍なく接合することができ
ず、強固な接合・良好な接触状態が達成できない。これ
により、半田つけ後の工程作業中の機械的な衝撃や応力
により、接合部分での離脱が生じる。

また、空洞36を形成するためのパラフィンの点滴が、
圧電基板32の両主面の中央部分に等量の点滴することが
困難となり、特性のばらつきを引き起こしてしまう。

〔発明の効果〕

本発明は上述の問題点に鑑みて案出するものであり、
その目的は圧電基板と端子との接合強度・接触状態を良
好にし、且つ特性が安定した樹脂封止型圧電共振子の製
造方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための具体的な手段〕

上述の問題点を解決するために本発明が提案する具体
的な手段は、短冊状圧電基板の両主面に互いに対向しあ
い、各々異なる端部に延出する電極を形成した圧電素子
を、該圧電素子の一方端部の端面と主面とを囲み、且つ該
両主面との間に半田が充填され得る隙間を形成し得るカ
ップ状保持部を有するとともに、一対の保持部間の間隔
１が前記圧電素子の長辺寸法Ｌよりも短くなるようにフ
レームから延びる一対の外部リード端子の保持部の間隔
を広げて圧入し、前記一対の外部リード端子の保持部間で、前記圧電素
子を該素子の両端部方向から圧接保持した状態で、前記
圧電素子の端部と前記外部リード端子の保持部とを半田
接合するとともに、前記圧電素子を樹脂で封止する樹脂
封止型圧電共振子の製造方法である。

〔作用〕

上述の製造方法によって、圧電基板がリードフレーム
から延出した外部リード端子の保持部で、該基板の両端
側から圧接・保持されるので、端子保持部と圧電基板と
が強固に保持でき、さらに圧電基板の保持位置を略一定
に設定することができる。これにより、この後の工程を
行う際の搬送において、圧電基板の脱落が皆無となる。

また、この状態で半田接合されるので、圧電基板の端
部の両主面に均一的に半田を接合することができ、接合
強度の向上と、良好な接触状態を維持できる。

また、圧電基板の両主面中央部分に空洞を形成するた
めに点滴するパラフィンを、所望位置に確実に形成する
ことができ、特性のばらつきが少ない樹脂封止型圧電共
振素子を製造できることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の樹脂封止型圧電共振子の製造方法を図
面を用いて説明する。

第１図（ａ）は本発明の樹脂封止型圧電共振子の概略
正面断面図であり、同図（ｂ）は上面図であり、説明上
樹脂を点線で示した。

本発明の樹脂封止型圧電共振子はエネルギー閉じ込め
型厚み縦振動、又は厚みすべり振動モードを有する圧電
基板２に電極３を形成した圧電素子を端子4a、4bに接合
した状態で、その外周に外装樹脂５を被覆して構成され
ている。尚、６は空洞であり、空洞はパラフィンなどを
形成しておき、外装樹脂５の一部に含浸させることによ
り形成する。また、圧電基板１のもう一方の主面に形成
された電極は図からは現れない。

共振子の共振周波数が4MHzの場合、圧電基板２は、例
えば、PZT（チタン酸ジルコル酸鉛）などの圧電磁器か
らなり、長さ6.4mm、幅1.0mmの概略矩形状を成してい
る。

この圧電基板２の表面及び裏面には、Agなどの電極３
が形成されている。また、電極３は、圧電基板１の中央
部分に位置し、共振動作に主として寄与する振動電極
と、圧電基板１の端部で、端子4a、4bの一部に形成され
た保持部7a、7bと接続される端子電極部3aとから構成さ
れる。

端子4a、4bは、端子電極部3aと半田によって接合し、
外部より所定交番電圧を印加するものであり、端子4a、
4bの一端部には、保持部7a、7bが形成されている。具体
的には、洋白などの金属板を所定形状にプレス加工し、
端子4a、4bが形成され、さらにカップ状に折り曲げ加工
により、その一端に保持部7a、7bが形成される。尚、端
子4a、4bには、スタンドオフ部9a、9bと半田受け突出部
11a、11bが形成されている。スタンドオフ部9a、9bは、
共振子を外部プリント基板（図示せず）に実装した場
合、外部プリント基板と外装樹脂５との間に所定間隙を
設けるためのものであり、半田受け突出部11a、11bは、
圧電素子１と保持部7a、7bとを半田接合した時に、端子
4a、4bの熱容量と熱伝導率に起因して、半田が端子4a、
4b側に流れ易いため、半田の溜まり部と、スタンドオフ
突出部9a、9bと半田受け突出部11a、11bとの間の端子4
a、4bの狭幅部分が形成され、半田が外装樹脂５の外部
に露出しないように設けられている。

外装樹脂５は、多孔質樹脂及び硬質樹脂の二層構造で
あり、例えば、多孔質樹脂は、空洞形成用樹脂を吸収す
るに充分な空孔を有している。また、硬質樹脂は、外部
からの湿気及び機械的応力から保護するものであり、粉
体のエポキシ樹脂を約150℃に加熱処理して形成された
ものである。

次に、本発明の製造方法を説明する。

まず、端子4a、4bを所定形状に成型する。端子4a、4b
・・・は、フレーム12から所定間隔で略垂直に延び、且
つその一端部に折り曲げ加工により圧電基板１の保持部
7a、7b・・・が形成されるような所定形状にプレス加工
される。さらに、保持部7a、7b・・・としてカップ状に
折り曲げ加工される。

また、圧電素子１は、圧電磁器を長さ方向に分極処理
し、Agなどの金属を蒸着法により電極３及び端子電極3a
を形成した後、所定形状にカップすることで得られる。

このように形成した圧電素子１・・・をフレーム12か
ら延び、且つその一端部に保持部7a、7b・・・を有する
端子4a、4bに挟持する。即ち、圧電素子１・・・の両端
側から端子4aの保持部7aと端子4bの保持部7bに圧接・保
持する。

この時、圧電素子１を挟持していない状態の保持部7a
と保持部7bとの間隔１が、第２図に示すように、圧電素
子１長さＬよりも若干短く設定されている。したがっ
て、圧電素子１は、保持部7aと保持部7bとの間に圧接さ
れた状態で保持されることになり、端子4a、4bのバネ性
により、圧電素子１の両端部が保持部7a、7bと完全に接
触し、傾斜や位置ズレなどなく正確に且つ強固に保持さ
れることになる。

次に、この状態で圧電素子１の端子電極3aと端子4a、
4bの保持部7a、7bとを半田に用いて接合する。この半田
接合にあたり、上述したように、半田が端子4a、4bのス
タンドオフ部9a、9b側に流れることが考えられるが、半
田受け突出部11a、11bが設けられているため、スタンド
オフ部9a、9bまでに半田が流れることがない。さらに、
圧電素子１が強固に保持されているので、全体を傾けて
も、圧電基板１が位置ズレや脱落することがない。

圧電素子１と端子4a、4bとの半田接合後、圧電素子１
の両主面の中央部分に空洞６形成するためのパラフィン
を点滴、硬化する。

さらに外装樹脂５を被覆すると同時に空洞６を形成す
る。先ず、圧電基板２にパラフィンが形成された状態
で、外装樹脂５である上述の多孔質樹脂を形成する。具
体的には、多孔質樹脂が分散した樹脂槽に浸漬後、乾燥
することにより形成される。続いて硬質樹脂を形成す
る。具体的には硬質樹脂として、粉体状のエポキシ系樹
脂を多孔質樹脂に被着し、さらに約150℃の熱を印加す
る。この加熱により硬質樹脂が硬化する。また同時にパ
ラフィンが溶融し、多孔質樹脂に吸収されることにな
る。これにより圧電基板１の両主面の中央部分に空洞６
及び外装樹脂５が形成される。

最後に、リードフレーム12から端子4a、4bを夫々切断
し各素子ごとに分割する。

以上のように、圧電素子１がリードフレーム12から延
出した端子4a、4bの保持部7a、7bに圧接・保持されるこ
とになるので、端子4a、4bの保持部7a、7bに対する圧電
素子１の位置を略一定に設定することができる。これに
より、この後の半田接合までの間において、圧電素子１
の脱落が皆無となり、また、半田接合においても、圧電
素子１の端部の両主面に均一的に半田を接合することが
でき、接合強度が向上し、圧電素子１と端子3a、3bとの
接触状態が良好に維持できる。

また、樹脂封止型圧電共振素子10においては、圧電基
板２の両主面中央部分にパラフィンを、所定位置に点滴
することが容易となり、特性のばらつきが少ない共振素
子を製造できることになる。

なお、上述の実施例によれば、端子4a、4b・・・がリ
ードフレーム12に対して略垂直に延出しているが、第２
図（ｂ）のように端子4a、4b・・・をリードフレーム12
に対して若干傾斜して延出させてもよく、また、第２図
（ｃ）のように端子4a、34のスタンドオフ部9a、9bまで
をリードフレーム12に対して垂直に、スタンドオフ部9
a、9bから上方のみを若干傾斜するように延出させても
よい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、圧電基板がリードフ
レームから延出した外部リード端子の保持部に圧接・保
持されるので、端子の保持部に対する圧電素子の位置を
略一定にすることができ、また、圧電基板の脱落が皆無
となる。これにより、半田接合やパラフィンの点滴が容
易且つ確実に行え、結果として、素子の特性のばらつき
が少なく、圧電素子と端子との接合強度が向上し、良好
な接触状態が得られる製造方法となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る樹脂封止型圧電共振子の概
略正面断面図であり、同図（ｂ）は上面図であり、何れ
も説明上外装樹脂を点線で示した。第２図（ａ）〜
（ｃ）は本発明に用いる端子の概略外観図である。第３図は典型的な樹脂封止型圧電共振子の概略斜視図で
あり、説明上外装樹脂を点線で示した。第４図（ａ）は従来の共振子に使用された端子の概略図
であり、第４図（ｂ）は従来の端子に圧電基板が配置さ
れた状態の概略図である。１……圧電素子２……圧電基板 3a、3b……電極 4a、4b……端子５……外装樹脂６……空洞 7a、7b……保持部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】短冊状圧電基板の両主面に互いに対向しあ
い、各々異なる端部に延出する電極を形成した圧電素子
を、該圧電素子の一方端部の端面と主面とを囲み、且つ該両
主面との間に半田が充填され得る隙間を形成し得るカッ
プ状保持部を有するとともに、一対の保持部間の間隔１
が前記圧電素子の長辺寸法Ｌよりも短くなるようにフレ
ームから延びる一対の外部リード端子の前記保持部の間
隔を広げて圧入し、前記一対の外部リード端子の保持部間で、前記圧電素子
を該素子の両端部方向から圧接保持した状態で、前記圧
電素子の端部と前記外部リード端子の保持部とを半田接
合するとともに、前記圧電素子を樹脂で封止する樹脂封
止型圧電共振子の製造方法。