JP3337086B2 - エネルギー閉じ込め型圧電振動部品の製造方法 - Google Patents

エネルギー閉じ込め型圧電振動部品の製造方法

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JP3337086B2
JP3337086B2 JP01476793A JP1476793A JP3337086B2 JP 3337086 B2 JP3337086 B2 JP 3337086B2 JP 01476793 A JP01476793 A JP 01476793A JP 1476793 A JP1476793 A JP 1476793A JP 3337086 B2 JP3337086 B2 JP 3337086B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エネルギー閉じ込め型
圧電振動部品の製造方法に関し、特に振動を妨げないた
めの空間が振動電極上に形成されておりかつ周囲を外装
樹脂で覆われているエネルギー閉じ込め型圧電振動部品
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図(a)および(b)は、従来のエネ
ルギー閉じ込め型圧電振動素子の一例として圧電トラッ
プを示す平面図および底面図である。圧電トラップ1
は、圧電セラミックス等の圧電材料からなる矩形の圧電
基板2を用いて構成されている。圧電基板2の上面に
は、一対の振動電極3a,4aが形成されており、振動
電極3a,4aは、圧電基板2のコーナー部分に形成さ
れた端子電極5a,5bに接続導電部により引き出され
ている。
【0003】圧電基板2の下面には、振動電極3a,4
aと圧電基板2を介して表裏対向するように振動電極3
b,4bが形成されている。振動電極3b,4bは、圧
電基板2の長辺方向に沿う端縁中央に沿って形成された
端子電極5cに接続導電部により接続されている。圧電
トラップ1は、最終的に図に示すように、周囲がエポ
キシ樹脂等の外装樹脂6により被覆され、部品として完
成される。
【0004】樹脂外装6を施した状態で、振動電極3a
〜4bが形成されている部分の振動を妨げないために、
に示すように振動電極3a〜4b上に空間Aが形成
されている。空間Aは、あらかじめ図において斜線の
ハッチングを付して示すようにワックスBを塗布し、該
ワックスを塗布した後に外装樹脂6を被覆し、焼付け、
焼付けによって外装樹脂6を硬化させるとともにワック
スBを飛散させることにより形成されていた。
【0005】ところで、圧電トラップ1では、近年テー
ピング化に対応するために高強度の樹脂材料により外装
樹脂6を構成することが求められている。その結果、外
装樹脂6の硬化に際しての締めつけ応力により、最終的
に得られた圧電トラップ1における共振周波数が設計値
から大きくずれがちであるという問題があった。
【0006】そこで、上記のような共振周波数の変化を
小さくするために、種々の方法が提案されている。例え
ば、特開平2−21711号では、矩形の圧電基板2に
おける分極方向を、圧電基板2の短辺方向に沿う方向、
すなわち図の矢印P1 方向とすることにより、上記外
装樹脂6による締めつけ応力に起因する共振周波数の変
動を低減させ得ることが開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように圧電基板2の分極方向を、圧電基板2の短辺方向
に沿う方向P1 とした場合、共振周波数の設計値からの
変動を低減することが可能であるものの、高強度の樹脂
材料により樹脂外装6を施した場合には、図に示すよ
うに共振周波数近傍において波形分割が生じることがあ
った。
【0008】本発明の目的は、樹脂外装を施したエネル
ギー閉じ込め型圧電振動部品であって、高強度の樹脂材
料により樹脂外装を構成したとしても、波形分割が生じ
難く、従って、優れた特性を発揮し得るエネルギー閉じ
込め型圧電振動部品の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のエネルギー閉じ
込め型圧電振動部品の製造方法では、まず、短辺方向に
沿う方向に分極処理された矩形板状の圧電基板と、圧電
基板の両主面に、圧電基板を介して対向するように形成
されている第1,第2の対の振動電極とを有し、第1,
第2の対の振動電極が長辺方向において隔てられて配置
されている圧電振動素子を用意する。次に、上記圧電振
動素子の振動電極を覆うようにかつワックス塗布領域
の分極方向と直交する方向の長さを短くするために圧電
基板の分極方向と直交する一方の長辺には至っているが
分極方向に沿っている短辺には至らないようにワックス
を塗布する。さらに、上記ワックスが塗布された圧電振
動素子の周囲に外装樹脂を被覆し、焼き付けることによ
り、樹脂外装を施すとともにワックスを飛散させて振動
を妨げないための空間を形成する。
【0010】
【作用】本願発明者らは、樹脂外装を施された上記圧電
トラップ1における波形分割の原因を種々検討した結
果、振動をダンピングしないための空間を形成するにあ
たり、塗布されるワッスクの塗布形状を工夫すれば、外
装樹脂の硬化に際しての締めつけ応力を緩和することが
でき、それによって波形分割をなくし得ることを見出
し、本発明を成すに至った。
【0011】すなわち、本発明は、ワックスを圧電基板
の短辺には至らないように塗布することにより、ワック
スの飛散により形成される振動電極上の空間の形状を限
定し、それによって圧電振動部品における波形分割をな
くしたことに特徴を有するものである。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1(a)および(b)は、本発明の一実施例の
製造方法を説明するための圧電振動素子の平面図および
底面図である。圧電振動素子11は、圧電トラップを構
成するものであり、矩形の圧電基板12を用いて構成さ
れている。圧電基板12は、例えば圧電セラミックスな
どの圧電材料よりなり、矢印P1 方向すなわち圧電基板
12の短辺に沿う方向に分極処理されている。
【0013】圧電基板12の上面には、振動電極13
a,14aが形成されている。振動電極13a,14a
は、圧電基板12の上面において、コーナー部分に形成
された端子電極15a,15bに連なるように形成され
ている。
【0014】他方、圧電基板12の下面には、上面側の
振動電極13a,14aと圧電基板12を介して表裏対
向するように、振動電極13b,14bが形成されてい
る。振動電極13b,14bは、圧電基板12の長手方
向端縁中央に沿うように形成された端子電極15cに連
ねられ、該端子電極15cに引き出されている。
【0015】本実施例の製造方法では、上記圧電振動素
子11において、図示の斜線のハッチングを付して示す
ようにワックスBが塗布される。ワックスBとしては、
後述の外装樹脂を焼付け、硬化させるに際して飛散し得
る材料、例えばパラフィン等などが用いられる。
【0016】また,本実施例では、ワックスBの塗布
が、図示のように振動電極13a〜14b上から、圧電
基板12の長手方向端縁12aに至るように塗布されて
いるが、短辺方向に沿う端縁12bには至らないように
塗布される。
【0017】次に、図1に示した圧電振動素子11の周
囲にエポキシ樹脂などの熱硬化性外装樹脂を被覆し、焼
付け、硬化させることにより、図2に示す圧電振動部品
16が得られる。図2において、外装樹脂17には、振
動電極13a〜14b上に振動をダンピングしないため
の空間Aが形成されている。
【0018】本実施例により得られた圧電トラップ16
では、図3に実線Xで示すように、共振周波数近傍にお
いて波形分割が生じない。これは、外装樹脂17の硬化
に際しての締めつけ応力が、ワックスBの塗布形状によ
り緩和されているためと考えられる。これを、図4およ
び図5を参照して、より詳細に説明する。
【0019】図4(a),(b)は、厚みすべり振動モ
ードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子を示
す平面図および側面図である。圧電共振子21では、矩
形の圧電基板22の両主面に振動電極23a,23bが
形成されている。
【0020】いま、圧電基板22が圧電基板22の短辺
方向すなわち矢印P1 方向に分極処理されているとす
る。この場合、分極軸方向P1 に対して直交する方向に
応力Fが加えられると、厚みすべり振動の共振周波数が
低下することが分かっているが、他方、矢印P2 方向す
なわち、圧電基板22の長辺方向に沿う方向に分極処理
されている場合には、矢印F方向に応力が加わると、共
振周波数が高くなることが分かっている(例えば特開平
2−21711号)。
【0021】他方、上記実施例と同様に両主面に一対の
振動電極が形成された図5に示す圧電トラップ24につ
いて、上述した分極軸方向と締めつけ応力との関係によ
る共振周波数の変化を考えてみることとする。いま、圧
電基板25が短辺方向に沿う方向矢印P1 方向に分極処
理されているとする。
【0022】振動電極26a,26bを覆うように斜線
のハッチングで示すワックスBを塗布し、樹脂外装を施
したとする。この場合、外装樹脂の硬化収縮により応力
は、矢印C,Cで示す部分に比べて矢印D,Dで示す部
分のほうが大きくなる。これは、ワックスBが塗布され
ていない部分に比べ、ワックスが塗布されている部分で
はワックスの飛散により外装樹脂の締めつけ応力が小さ
くなるからである。
【0023】従って、圧電基板25に加えられる応力
は、ワックスBが塗布されていた部分と、ワックスBが
塗布されていなかった領域とで異なることになり、すな
わち周波数定数はワックスが塗布されている領域>ワッ
クスが塗布されていない領域となる。従って、図5のa
からbで示す方向へ伝搬する振動の共振周波数fr
b が、bからa方向へ伝搬する振動の共振周波数fra
よりも低くなり、その結果、共振周波数における波形分
割が生じると考えられる。
【0024】これに対して、上記実施例では、ワックス
Bが図1に示したように圧電基板12の短辺方向の端縁
12bには至らないように塗布されている。すなわち、
長辺方向にそってワックスが塗布されている領域の長さ
が短くされており、図5の矢印C,Cで示す方向に作用
する応力と、矢印D,D方向に作用する応力との差が小
さくされ、それによって硬化収縮による応力の影響が緩
和されて波形分割の発生が防止されているものと考えら
れる。
【0025】言い換えれば、本発明では、長辺方向およ
び短辺方向を有する矩形の圧電基板12を用いた圧電振
動素子において外装樹脂の硬化収縮の際の応力が短辺方
向に比べて長辺方向において大きく影響することに鑑
み、該長辺方向に作用する硬化収縮の影響をワックスの
塗布形状が長辺方向において広い領域に至らないように
することにより、すなわち圧電基板短辺には至らないよ
うに塗布することにより、該長辺方向に左右する外装樹
脂の硬化収縮による応力の影響を低減したことに特徴を
有する。
【0026】
【0027】なお、上述した実施例では、圧電トラップ
の製造方法につき説明したが、本発明は厚みすべり振動
モードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電振動部
品、例えば圧電共振子、圧電フィルタなどの製造方法に
適用し得ることを指摘しておく。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、振動電極上に振動をダ
ンピングしないための空間を形成するためにワックスを
塗布するにあたり、ワックスが圧電基板の短辺には至ら
ないように塗布される。従って、外装樹脂の硬化収縮の
際の応力による影響を緩和することができるため、高強
度の樹脂材料を用いて樹脂外装を施したとしても、共振
周波数付近における波形分割をほぼ無くすことができ
る。
【0029】しかも、圧電基板は短辺方向に沿う方向に
分極処理されているため、外装樹脂の硬化収縮に伴う共
振周波数の変動も低減される。よって、本発明によれ
ば、共振周波数の変動が生じ難い、しかも波形分割のほ
とんど生じない、優れた特性を有するエネルギー閉じ込
め型の圧電振動部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)および(b)は、本発明の一実施例の製
造方法においてワックスが塗布された圧電振動素子を示
す平面図および底面図。
【図2】一実施例により得られた圧電トラップを示す断
面図。
【図3】実施例のインピーダンス−周波数特性を示す
図。
【図4】(a)および(b)は、それぞれ本発明の原理
を説明するための図であり、エネルギー閉じ込め型圧電
共振子の平面図および側面図。
【図5】ワックスが圧電基板の短辺に至るように塗布さ
れた場合の外装樹脂の応力の影響を説明するための平面
図。
【図6】(a)および(b)は、それぞれ、従来の圧電
振動素子を説明するため平面図および底面図。
【図7】従来のエネルギー閉じ込め型圧電トラップを示
す断面図。
【図8】従来の圧電トラップにおける波形分割を説明す
るためのインピーダンス−周波数特性を示す図。
【符号の簡単な説明】
11…圧電振動素子 12…圧電基板 12a…圧電基板の短辺方向に沿う端縁 13a,13b,14a,14b…振動電極

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 短辺方向に沿う方向に分極処理された矩
    形板状の圧電基板と、圧電基板の両主面に、該圧電基板
    を介して対向するように形成されている第1,第2の対
    振動電極とを有し、第1,第2の対の振動電極が長辺
    方向において隔てられて配置されている圧電振動素子を
    用意し、 前記圧電振動素子の振動電極を覆うようにかつワック
    ス塗布領域の分極方向と直交する方向の長さを短くする
    ために圧電基板の分極方向と直交する一方の長辺には至
    っているが分極方向に沿っている短辺には至らないよう
    にワックスを塗布し、 前記ワックスが塗布された圧電振動素子の周囲に外装樹
    脂を被覆し、焼き付けることにより、樹脂外装を施すと
    ともにワックスを飛散させて振動を妨げないための空間
    を形成する、各工程を備えることを特徴とする、エネル
    ギー閉じ込め型圧電振動部品の製造方法。
JP01476793A 1993-02-01 1993-02-01 エネルギー閉じ込め型圧電振動部品の製造方法 Expired - Lifetime JP3337086B2 (ja)

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