JP3206187B2 - チップ型圧電共振子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば、チップ型
のフィルタ、発振子、ディスクリミネータ、トラップ素
子等として用いられる、厚みすべり振動を利用するチッ
プ型圧電共振子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】図１１には、この発明にとって興味ある、
フィルタとして用いられるチップ型圧電共振子１が示さ
れている。この圧電共振子１は、図９に示すような圧電
共振素子２を内蔵し、図１０に示した工程を経て製造さ
れる。

【０００３】まず、図９を参照して、圧電共振素子２
は、圧電基板３を備える。この圧電基板３の上方主面側
の構成が図９（ａ）に示され、下方主面側の構成が図９
（ｂ）に示されている。

【０００４】圧電基板３の上方主面上には、２組の互い
に分割された振動電極４および５ならびに６および７が
形成される。また、圧電基板３の各端部には、端子電極
８および９がそれぞれ形成される。端子電極８は、接続
ライン１０を介して振動電極４に接続され、端子電極９
は、接続ライン１１を介して振動電極７に接続される。
また、振動電極５および６は、接続ライン１２によって
互いに接続される。

【０００５】他方、圧電基板３の下方主面上には、対を
なす振動電極４および５に共通に対向する振動電極１
３、ならびに対をなす振動電極６および７に共通に対向
する振動電極１４が形成される。また、圧電基板３の長
手方向中央部には、端子電極１５が形成される。端子電
極１５と振動電極１３および１４とは、それぞれ、接続
ライン１６および１７を介して互いに接続される。

【０００６】圧電共振素子２は、厚みすべり振動を利用
するエネルギ閉込め型のフィルタを構成する。

【０００７】このような圧電共振素子２を用いて、図１
１に示したチップ型圧電共振子１を得るため、図１０に
示すようなマザー基板１８が用意される。マザー基板１
８は、たとえばセラミックまたはガラス・エポキシ樹脂
からなり、その一方主面上には、複数の帯状の接続電極
１９、２０、２１、２２および２３が形成されている。
これら接続電極１９〜２３の対応のものに電気的に接続
されるように、複数の圧電共振素子２が、行および列を
なしながらマザー基板１８上に配置される。なお、図１
０においては、圧電共振素子２に備える振動電極４，…
等の図示が省略されている。より具体的には、圧電共振
素子２の端子電極８および９は、それぞれ、接続電極１
９、２１または２３に接続され、端子電極１５は、接続
電極２０または２２に接続され、これらの接続には、導
電性接着剤２４が用いられる。

【０００８】次に、図示しないが、各圧電共振素子２の
振動領域を覆うように、たとえばシリコーンゴムからな
るダンピング材（図示せず）が付与され、さらに、圧電
共振素子２を覆うように、外装樹脂２５（図１１）が付
与される。この外装樹脂２５の付与は、熱硬化性樹脂の
流し込みによっても、予め成形されたカバーを接着する
ようにしてもよい。

【０００９】次に、図１０において一点鎖線で示した切
断線２６および２７に沿って、マザー基板１８が、外装
樹脂２５とともに切断される。図１１に示すように、こ
のようにして得られたチップ２８の外表面上には、外部
電極２９、３０および３１が形成される。外部電極２９
および３１は、それぞれ、接続電極１９、２１または２
３に由来する電極に電気的に接続され、外部電極３０
は、接続電極２０または２２に由来する電極に電気的に
接続される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなチップ型圧電共振子１の製造方法は、まず、工
程数が比較的多いという問題を含んでいる。また、マザ
ー基板１８および導電性接着剤２４を用いることから、
材料費が比較的高くつくという問題もある。また、マザ
ー基板１８上に複数の圧電共振素子２を配置するとき、
比較的高い精度が要求されるという問題もある。さら
に、圧電共振素子２に比べて、チップ型圧電共振子１の
寸法が大きくなるという問題もある。

【００１１】それゆえに、この発明は、上述した種々の
問題を解決し得るチップ型圧電共振子の製造方法を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した背景技術では、
図１０に示すように、各々独立した個々の圧電共振素子
２がマザー基板１８上に配置され、以後の工程が実施さ
れるのに対し、この発明では、複数の圧電共振素子を構
成するマザー圧電基板の状態でダンピング材の付与およ
び外装樹脂の付与が行なわれることを特徴としている。

【００１３】すなわち、この発明に係るチップ型圧電共
振子の製造方法は、圧電基板を挟んで対向する複数の振
動電極およびこれら振動電極にそれぞれつながる複数の
端子電極をそれぞれ含む、厚みすべり振動を利用する複
数の圧電共振素子を構成するマザー圧電基板を用意し、
このマザー圧電基板に含まれる複数の圧電共振素子の各
々の振動領域を覆うように、ダンピング材を付与し、次
いで、マザー圧電基板を覆うように、熱硬化性樹脂を付
与して外装樹脂を形成する、各工程を備えている。外装
樹脂を形成する工程は、マザー基板を位置決めしながら
熱硬化性樹脂を流し込むための空間を形成する枠を用い
て行なわれる。このように外装樹脂を形成した後、マザ
ー圧電基板は、圧電共振素子ごとに分割するとともに、
分割面に各前記端子電極の断面が露出するように、外装
樹脂とともに切断される。そして、切断によって得られ
たチップの外表面上に、各前記端子電極と電気的に接続
される複数の外部電極が形成される。本発明の一実施例
においては、外装樹脂の外面を上記枠とともに研磨する
工程をさらに備える。 また、マザー圧電素子を外装樹脂
とともに切断する工程は、上記枠の外側面を基準面とし
て行なうことができる。

【００１４】上述した製造方法に含まれる切断工程にお
いて、分割面に、端子電極の断面だけでなく、振動電極
およびダンピング材の各断面が露出する状態とされても
よい。この場合には、分割面上に、振動電極およびダン
ピング材の各断面を覆う保護膜を形成することが好まし
い。

【００１５】

【００１６】

【作用】この発明では、外部電極を形成すべきチップを
得るための切断工程において、マザー圧電基板が初めて
切断され、それまでの工程では、マザー圧電基板がその
ままの状態で取扱われる。

【００１７】

【発明の効果】したがって、この発明によれば、個々の
圧電共振素子の状態ではなく、マザー圧電基板の状態
で、多くの工程を進めることができるので、複数のチッ
プ型圧電共振子を能率的に得ることができる。

【００１８】また、この発明によれば、上述したような
個々の圧電共振素子を保持するためのマザー基板を用い
ないので、マザー基板と圧電共振素子との接続工程およ
びそれに用いる導電性接着剤が不要となり、また、個々
の圧電共振素子のマザー基板上での位置合わせが不要と
なる。

【００１９】また、この発明によって得られたチップ型
圧電共振子は、その平面寸法を圧電共振素子と同一にな
るので、チップ型圧電共振子の小型化が可能となる。

【００２０】また、この発明によれば、マザー圧電基板
の状態で、ダンピング材が付与されるので、ダンピング
材を、必要に応じて、マザー圧電基板の両面に付与する
ことが容易である。そのため、ダンピング材による不要
振動の抑制効果を十分に得ることができ、得られたチッ
プ型圧電共振子の特性が向上する。

【００２１】この発明によって得られたチップ型圧電共
振子において、切断工程により、分割面に、振動電極お
よびダンピング材の各断面が露出するとき、これら振動
電極およびダンピング材の各断面を覆う保護膜を分割面
上に形成すれば、チップ型圧電共振子の特性の信頼性が
向上される。すなわち、このような保護膜が形成され
ず、振動電極およびダンピング材が露出したままとなっ
ている場合には、次のような問題に遭遇することがあ
る。まず、振動電極の断面が露出しているため、振動電
極間でマイグレーションが発生することがある。また、
半田付け時において、振動電極およびダンピング材等に
半田およびフラックスが付着して、圧電共振子の特性を
劣化させることがある。また、ダンピング材において吸
湿等が生じ、周波数の変動などの特性変化を生じさせる
ことがある。これらの問題は、上述したように、保護膜
を設けることによって解決されることができ、チップ型
圧電共振子の特性の信頼性を向上させることができる。

【００２２】

【実施例】図１ないし図６は、この発明の一実施例を説
明するためのものである。ここで、図６に、完成品とし
てのチップ型圧電共振子３２が示され、このようなチッ
プ型圧電共振子３２は、図１ないし図５に示す工程を経
て製造される。なお、チップ型圧電共振子３２は、前述
したチップ型圧電共振子１と同様、厚みすべり振動を利
用するエネルギ閉込め型のフィルタを構成する。

【００２３】まず、図１に示すように、圧電基板３３を
含むマザー圧電基板３４が用意される。図１において、
（ａ）はマザー圧電基板３４の上方主面側の構成を示
し、（ｂ）は下方主面側の構成を示している。このマザ
ー圧電基板３４は、一点鎖線で示す切断線３５および３
６に沿って後で切断されることが意図されており、これ
ら切断線３５および３６によって囲まれた領域の各々に
おいて、厚みすべり振動を利用する圧電共振素子３７を
構成している。圧電共振素子３７の各々は、前述の図９
に示した圧電共振素子２と実質的に同様の構造を有して
いる。したがって、図１において、図９に示した要素に
相当する要素には、同様の参照符号を付し、対応関係を
明らかにするとともに、重複する説明を省略する。マザ
ー圧電基板３４の上方主面上には、振動電極４〜７なら
びに端子電極８および９となるべき各導電膜が、切断線
３５および３６を越えて連続的に形成されている。ま
た、マザー圧電基板３４の下方主面上には、振動電極１
３および１４ならびに端子電極１５となるべき各導電膜
が、切断線３５を越えて連続的に形成されている。

【００２４】次に、図２に示すように、マザー圧電基板
３４に含まれる複数の圧電共振素子３７の各々の振動領
域を覆うように、ダンピング材３８、３９、４０および
４１が付与される。ダンピング材３８は、振動電極４お
よび５が形成された領域を覆い、ダンピング材３９は、
振動電極６および７が形成された領域を覆い、ダンピン
グ材４０は、振動領域１３が形成された領域を覆い、ダ
ンピング材４１は、振動電極１４が形成された領域を覆
う。ダンピング材３８〜４１としては、たとえばシリコ
ーンゴムのような弾性材料が用いられる。ダンピング材
３８〜４１の付与は、たとえば印刷またはディスペンサ
による塗布により行なわれ、付与後において硬化され
る。

【００２５】次に、図３に示すように、マザー圧電基板
３４の両面を覆うように、外装樹脂４２が付与される。
外装樹脂４２としては、熱硬化性樹脂が用いられる。外
装樹脂４２を付与するため、この実施例では、マザー圧
電基板３４を位置決めしながら外装樹脂４２を流し込む
ための空間を形成する枠４３が用いられる。枠４３の外
側面４４は、後の切断工程における基準面とされる場
合、その平坦度を良くしておくことが望ましい。なお、
外装樹脂４２の付与のため、上述したような流し込みで
はなく、ディップ方式が採用されてもよい。

【００２６】図３に示すように付与された外装樹脂４２
は、硬化された後、得ようとするチップ型圧電共振子３
２（図６）の厚み方向の寸法精度および平面度を高める
ため、外装樹脂４２の各々の外面が、枠４３とともに研
磨される。この研磨には、ラッピングまたは平面研削な
どが適用される。

【００２７】このようにして得られた構造物４５の研磨
された面上には、図４に示すように、外部電極の一部を
構成する上面電極４６、４７、４８、４９および５０、
ならびに、これら上面電極４６〜５０と同様の態様で、
下面電極５１、５２、５３、５４および５５が、それぞ
れ、帯状に形成される。これら上面電極４６〜５０およ
び下面電極５１〜５５は、半田付け可能な導電性ペース
トをたとえば印刷することにより形成される。

【００２８】次に、同じく図４に示すように、構造物４
５が、枠４３の外側面４４を基準面にして、前述した切
断線３５および３６に沿って切断される。図４に示した
切断線３５および３６は、図１に示した切断線３５およ
び３６にそれぞれ対応しており、したがって、この切断
によって、マザー圧電基板３４は、個々の圧電共振素子
３７ごとに分割される。このような切断によって得られ
たチップ５６が、図５に示されている。

【００２９】図５に示すように、チップ５６の側面を与
える分割面には、前述した端子電極８、９および１５の
それぞれの断面が露出している。また、必須ではない
が、この実施例では、前述した振動電極４〜７ならびに
１３および１４とともに、ダンピング材３８〜４１も、
分割面に露出している。また、チップ５６の上面および
下面には、それぞれ、前述した上面電極４６〜４８の各
一部によって与えられた電極が形成されており、下面に
は、下面電極５１〜５３の各一部によって与えられた電
極が形成されている。これら電極は、上面電極４８〜５
０ならびに下面電極５３〜５５の各一部によって与えら
れる場合もある。

【００３０】なお、上述したチップ５６を得るための切
断は、構造物４５から枠４３を取除いた状態で実施され
てもよい。

【００３１】次に、図６に示すように、チップ５６の両
側面上には、端子電極８、９および１５と電気的にそれ
ぞれ接続される側面電極５７、５８および５９が形成さ
れる。これら側面電極５７〜５９は、それぞれ、前述し
た上面電極４６〜５０ならびに下面電極５１〜５５を形
成するのに用いた導電性ペーストと同様の導電性ペース
トで構成される。なお、側面電極５７〜５９は、たとえ
ば、銀の蒸着またはスパッタリングにより形成すること
もできる。また、側面電極５７〜５９を形成するため、
モネルのスパッタリングにより下地層を形成し、その上
にニッケルめっきを施すことを行なってもよい。側面電
極５７は、上面電極４６および下面電極５１とともに、
外部電極６０を構成する。側面電極５９は、上面電極４
７および下面電極５２とともに、外部電極６１を構成す
る。側面電極５８は、上面電極４８および下面電極５３
とともに、外部電極６２を構成する。なお、上面電極４
６〜５０ならびに下面電極５１〜５５は、図４に示した
構造物４５の段階で形成されるのではなく、図５に示し
たチップ５６の段階で形成されてもよい。

【００３２】このようにして、図６に示すように、チッ
プ型圧電共振子３２が得られる。図６に示したチップ型
圧電共振子３２においては、振動電極４〜７ならびに１
３および１４、ならびにダンピング材３８〜４１の各々
の断面が、チップ５６の側面すなわち分割面に露出して
いる。これらの振動電極４〜７ならびに１３および１
４、ならびにダンピング材３８〜４１の各断面を覆うよ
うに、図７に示すように、保護膜６３が形成されてもよ
い。保護膜６３は、たとえば、エポキシ系樹脂またはシ
リコーンゴムからなり、スクリーン印刷等により形成さ
れる。保護膜６３を形成するため、シール状の部材を貼
付するようにしてもよい。図７に示した実施例では、保
護膜６３は、チップ５６の側面を、外部電極６０、６１
および６２にかぶさらない程度に広く覆うように形成さ
れている。したがって、この実施例によれば、振動電極
４〜７ならびに１３および１４間のマイグレーションの
防止、振動電極４〜７ならびに１３および１４ならびに
ダンピング材３８〜４１への半田またはフラックスの付
着の防止、ダンピング材３８〜４１の吸湿による特性変
化の抑制を可能とするばかりでなく、半田付けをリフロ
ーによって行なう場合、その熱によって圧電基板３３が
ディポールされることも防止することができ、その結
果、特性の変動を抑制することができる。この点におい
て、保護膜６３は、耐熱性材料から構成されるのが好ま
しい。

【００３３】図８に示すように、保護膜６３ａが、振動
電極４〜７ならびに１３および１４、ならびにダンピン
グ材３８〜４１の各断面が露出する領域のみを覆うよう
に形成されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例において用意されるマザー
圧電基板３４を示す図であって、（ａ）は上面図、
（ｂ）は下面図である。

【図２】図１に相当する図であって、マザー圧電基板３
４上にダンピング材３８〜４１を付与した状態を示す。

【図３】図２に示したマザー圧電基板３４を枠４３内に
嵌込み、外装樹脂４２を流し込んで得られた構造物４５
を示す斜視図である。

【図４】図３に示した構造物４５に上面電極４６〜５０
ならびに下面電極５１〜５５を形成した状態を示す斜視
図である。

【図５】図４に示した構造物４５を切断線３５および３
６に沿って切断して得られたチップ５６を示す斜視図で
ある。

【図６】図５に示したチップ５６に側面電極５７〜５９
を形成して得られたチップ型圧電共振子３２を示す斜視
図である。

【図７】図６に示したチップ型圧電共振子３２にさらに
保護膜６３が形成された状態を示す斜視図である。

【図８】図６に示したチップ型圧電共振子３２にさらに
保護膜６３ａを形成した状態を示す斜視図である。

【図９】この発明の背景技術を説明するためのものであ
って、（ａ）は圧電共振素子２の上面図であり、（ｂ）
は同じく下面図である。

【図１０】図９に示した圧電共振素子２をマザー基板１
８上に配置した状態を示す斜視図である。

【図１１】図１０に示したマザー基板１８を切断する工
程を経て得られた、この発明にとって興味あるチップ型
圧電共振子１を示す斜視図である。

【符号の説明】

４〜７，１３，１４ 振動電極 ８，９，１５ 端子電極 １０〜１２，１６，１７ 接続ライン ３２ チップ型圧電共振子 ３３ 圧電基板 ３４ マザー圧電基板 ３５，３６ 切断線 ３７ 圧電共振素子 ３８〜４１ ダンピング材 ４２ 外装樹脂 ５６ チップ ６０〜６２ 外部電極 ６３，６３ａ 保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−183013（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−299310（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−215311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−41309（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−15132（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−15131（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 3/00 - 3/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板を挟んで対向する複数の振動電
   極およびこれら振動電極にそれぞれつながる複数の端子
   電極をそれぞれ含む、厚みすべり振動を利用する複数の
   圧電共振素子を構成するマザー圧電基板を用意し、 前記マザー圧電基板に含まれる複数の前記圧電共振素子
   の各々の振動領域を覆うように、ダンピング材を付与
   し、次いで、 前記マザー圧電基板を覆うように、熱硬化性樹脂を付与
   して外装樹脂を形成し、 前記外装樹脂で覆われた前記マザー圧電基板を、各前記
   圧電共振素子ごとに分割するとともに、分割面に各前記
   端子電極の断面が露出するように、前記外装樹脂ととも
   に切断し、 前記切断によって得られたチップの外表面上に、各前記
   端子電極と電気的に接続される複数の外部電極を形成す
   る、 各工程を備え、 前記外装樹脂を形成する工程は、前記マザー基板を位置
   決めしながら熱硬化性樹脂を流し込むための空間を形成
   する枠を用いて行なわれる、 チップ型圧電共振子の製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記外装樹脂の外面を前記枠とともに研
   磨する工程をさらに備える、請求項１に記載のチップ型
   圧電素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記マザー圧電素子を前記外装樹脂とと
   もに切断する前記工程は、前記枠の外側面を基準面にし
   て行なわれる、請求項１または２に記載のチップ型圧電
   素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記切断工程によって、前記分割面に
   は、前記振動電極および前記ダンピング材の各断面が露
   出するようにされ、前記分割面上に、前記振動電極およ
   び前記ダンピング材の各断面を覆う保護膜を形成する工
   程をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載のチ
   ップ型圧電共振子の製造方法。