JP3570600B2 - 圧電部品およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は長さ方向振動モードを利用した圧電素子を用いたＡＭ用フィルタなどの圧電部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平２−２２４５１５号公報に示されるように、長さ方向振動モードを利用した圧電素子をケースに組み込んだ圧電部品が知られている。この圧電素子は、一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された入力電極および出力電極を設け、他方の主面に共通電極を設け、入力電極と出力電極のそれぞれに、一部に外部導体との電気的接触部となる等方性弾性導電材よりなる支持部を独立して設けたものである。上記支持部は、溝を隔てて入力電極と出力電極の長手方向の同一部位に設けられている。そして、圧電素子を背後からバネ片で押圧することにより上記支持部をケースに固定された入，出力端子に圧接させ、導通接触させた構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような圧電素子の入，出力電極を入，出力端子に接続する場合、分割されている支持部間の距離が狭いため、入，出力端子も近接した位置に設ける必要がある。そのため、圧電素子のわずかな位置ずれによって、入，出力端子間がショートする恐れがあった。
【０００４】
また、上記圧電部品は弾性を有する支持部をケースの端子に圧接させて接続するものであるが、圧電部品に振動などが加わると、圧電素子が位置ずれを起こしやすい。そこで、圧電素子の保持力と導通性を高めるため、支持部を導電性接着剤などを用いて取付基板のパターン電極などに接続固定する場合もある。この場合には、入，出力電極の支持部間の距離が狭いことから、導電性接着剤が多少でも広がると、入，出力電極間がショートしてしまい、接続信頼性が低下する恐れがあった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、取付基板のパターン電極上に長さ方向振動モードを利用した圧電素子を搭載してなる圧電部品において、圧電素子の分割電極間のショートを防止し、接続信頼性の高い圧電部品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、絶縁性の取付基板の上面に形成されたパターン電極上に、長さ方向振動モードを利用した圧電素子を搭載してなる圧電部品において、上記圧電素子は、長方形の圧電基板の一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された第１、第２の電極を有するとともに、他方の主面に第３の電極を有し、第１の電極と第２の電極との間に信号が入力され、長さ方向振動モードの振動が励振される圧電素子であって、上記圧電素子のノード部分である上記第１、第２の電極の長さ方向中央部に、それぞれ導電性支持部材が圧電基板の長さ方向に間隔をあけて固定されるとともに、上記導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が、溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定されており、上記圧電素子の第１、第２の電極を有する主面を上記取付基板のパターン電極が形成された面と対向させ、上記導電性支持部材を取付基板のパターン電極と導電性接着剤によって接続固定したものである。
【０００７】
圧電素子の第１，第２の電極を取付基板のパターン電極に接続する場合、各電極に固定された導電性支持部材が素子長さ方向に間隔をあけて設けられているので、パターン電極も長手方向に離れた位置に設けることができる。そのため、導電性支持部材とパターン電極とを導電性接着剤によって接続固定する際、圧電素子が多少位置ずれして取り付けられても、第１と第２の電極間がショートする恐れが少ない。
【０００８】
支持部材を設ける部位は、圧電素子のノード部分つまり長手方向のほぼ中央部付近である。本発明でノード部分とは、完全な無振動部だけでなく、この部分を拘束しても振動特性上支障のない範囲を含む。第１，第２の電極上の導電性支持部材はできるだけ長さ方向に離間させる方が望ましいので、ノード部分と非ノード部分との境界部付近に支持部材を固定するのが望ましい。一般に、長さ方向振動モード素子の場合、ノード領域は素子長の約１／４程度であるので、支持部材はこの距離分だけ離すことができる。
【０００９】
なお、導電性支持部材をパターン電極に接続する方法としては、導電性支持部材を導電性接着剤や金属バンプで形成し、この支持部材を導電性接着剤によってパターン電極に接着すればよい。なお、圧電素子と取付基板との接着強度を高めるため、導電性接着剤のほかに絶縁性接着剤を併用してもよい。この絶縁性接着剤は、圧電素子のノード部分であって、かつ導電性の支持部材以外の部位を取付基板と接着すればよい。
【００１０】
圧電素子の一方の主面に２本の溝を設けて３個の電極に分割した場合、溝によって分割された中央の第１の電極上に固定された導電性の支持部材と、両側の第２の電極上に固定された導電性の支持部材とを、千鳥状に配列するのが望ましい。
【００１１】
本発明では、第１，第２の電極の長さ方向中央部に、導電性支持部材の他に、導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が、溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定されている。圧電素子を取付基板に取り付ける際、圧電素子が傾いて取り付けられると、第１，第２の電極のいずれかが電位の異なるパターン電極と接触してショートしたり、振動特性が阻害される恐れがあるが、導電性支持部材と絶縁性支持部材とによって圧電素子の支持間隔が広くなるので、圧電素子の傾きを防止できる。そのため、圧電素子が取付基板に接触して振動特性が阻害されるという問題を解消できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明の前提となる表面実装型のＡＭ用圧電フィルタを示す。この圧電フィルタは、取付基板２０と、圧電素子１と、キャップ３０とで構成されている。
取付基板２０はアルミナセラミックス，ガラスセラミック，ガラスエポキシ樹脂等からなる長方形の絶縁性薄板であり、取付基板２０の上面には図１のように入力側，出力側およびアース側の３個のパターン電極２１，２２，２３がスパッタリング，蒸着，印刷などの公知の手法で形成されている。各パターン電極２１，２２，２３は取付基板２０の側縁から裏面側へ延設されている。入力側と出力側のパターン電極２１，２２の内側端部にはそれぞれ導電ペースト２４，２５がスクリーン印刷などによって塗布されている。
【００１３】
圧電素子１は長さ振動モードを利用したものであり、この素子１は細長い長方形の圧電セラミック基板２を備えている。圧電基板２の一方の主面には、図３のように長さ方向に延びる直線状の２本の溝３によって分割された３個の電極４および５ａ，５ｂが形成されている。このうち、中央部の幅広な電極４が入力電極、両側の幅狭な電極５ａ，５ｂが出力電極であり、入力電極４は出力電極５ａ，５ｂの約２倍の幅を有する。なお、中央の電極４を出力電極、両側の電極５ａ，５ｂを入力電極としてもよい。圧電基板２の他方の主面には、共通電極（アース電極）７が全面に形成されている。
【００１４】
入力電極４上および出力電極５ａ，５ｂ上であって、かつ素子１のノード部の端部には、それぞれ導電性の支持部材６ａ，６ｂ，６ｃが固定され、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは全体として千鳥状に配列されている。この実施例の支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、導電ペーストを電極４，５ａ，５ｂ上に例えば１００μｍ程度の厚みで塗布したうえ硬化させたものであるが、半田バンプ、金バンプなどで形成してもよい。図４のように、出力電極５ａ，５ｂ上の支持部材６ｂ，６ｃは長さ方向の同一位置に固定され、入力電極４上の支持部材６ａは支持部材６ｂ，６ｃに対して長さ方向に最短距離Ｓだけ離れた位置に形成されている。この距離Ｓは、当然ながら溝３の幅ｄより広く設定されている。支持部材６ａと支持部材６ｂ，６ｃの最長距離Ｌはノード領域（例えば素子長の約１／４）とほぼ等しく設定されている。なお、電極４，５ａ，５ｂ上に固定された支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの幅は各電極４，５ａ，５ｂの幅と同一寸法に形成されている。
【００１５】
上記圧電素子１は、入，出力電極４，５ａ，５ｂ側が取付基板２０の上面に対面するよう搭載される。すなわち、入力電極４上の支持部６ａが入力側パターン電極２１上に、出力電極５ａ，５ｂ上の支持部材６ｂ，６ｃが出力側パターン電極２２上にそれぞれ導電ペースト２４，２５によって接着される。このとき、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの高さは例えば１００μｍ程度と非常に小さいので、圧電素子１が僅かでも傾くと、圧電素子１の端部が取付基板２０の上面に接触して振動特性を阻害したり、あるいは入，出力電極４，５ａ，５ｂが異なる電位のパターン電極２１〜２３と接触して接続不良をきたす恐れがあるが、上記のように圧電素子１は３個の支持部材６ａ，６ｂ，６ｃで安定に支持されるので、水平安定性に優れ、振動特性の阻害や接続不良を防止できる。
【００１６】
圧電素子１の接着後、図２のように圧電素子１の共通電極７とアース側パターン電極２３とを金などの導電性ワイヤ２６によって接続する。このワイヤ２６は公知のワイヤボンディング法によって容易に接続できる。
【００１７】
ワイヤ接続後、取付基板２０上には圧電素子１を覆うキャップ３０が接着され、圧電素子１の周囲が封止される。キャップ３０の開口部には、封止用接着剤３１が転写などの方法で全周に塗布されており、キャップ３０を取付基板２０上に接着した後、封止用接着剤３１を硬化させることにより、キャップ３０が固定される。キャップ３０はアルミナセラミックスなどの絶縁材料で形成してもよいし、アルミニウムなどの金属材料で形成してもよい。なお、封止用接着剤３１の硬化と同時に、導電ペースト２４，２５を硬化させてもよい。
【００１８】
上記実施例では、導電ペースト２４，２５のみを用いて圧電素子１を取付基板２０に接着したが、図５のように、導電ペースト２４，２５の他に素子固定用の絶縁性接着剤３２を用いてもよい。この場合は、絶縁性接着剤３２を取付基板２０の入力側電極２１と出力側電極２２の中間部に塗布しておき、圧電素子１を取付基板２０に接着した際に絶縁性接着剤３２を圧電素子１の支持部材６ａ〜６ｃの間に付着させることにより、圧電素子１を強固に固定できる。
【００１９】
上記のように導電性接着剤２４，２５と絶縁性接着剤３２とを併用した場合、導電性接着剤２４，２５は支持部材６ａ〜６ｃとパターン電極２１，２２との電気的導通を主目的として使用され、絶縁性接着剤３２は取付基板２０と圧電素子１との機械的固定を目的として使用されるため、それぞれの接着剤が個別の役割を分担でき、電気的導通性と機械的保持力とを兼ね備えた取付構造を得ることが出来る。
【００２０】
また、図６のように異方性導電性接着剤３３を用いて圧電素子１と取付基板２０に接着してもよい。異方性導電性接着剤３３は周知のように、対向方向にのみ導通し、それ以外の方向には導通しない材料であるため、対向する支持部材６ａ〜６ｃとパターン電極２１，２２との間のみ導通する。この場合は、異方性導電性接着剤３３が支持部材６ａ〜６ｃとパターン電極２１，２２との対向部以外の部位に広がっても支障がないので、異方性導電性接着剤３３を圧電素子１と取付基板２０との間に広く塗布できる。ただし、ノード部を越えて塗布しない方がよい。
【００２１】
図７は本発明の第１実施例である、２個の圧電素子６０，６１を用いた表面実装型のＡＭ用圧電フィルタを示す。
基板４０には、入力側パターン電極４１、出力側パターン電極４２、アース側パターン電極４３および中間電極４４が形成されている。入力，出力およびアース側のパターン電極４１〜４３は、基板４０の側縁に形成された溝部４０ａを介して夫々裏面側まで引き延ばされている。基板４０上のキャップ接着部には、枠型の絶縁層４５が形成されている。
【００２２】
入力側，出力側パターン電極４１，４２と中間電極４４の素子取付部には、図８（Ａ）のようにそれぞれ導電ペースト４６，４７，４８，４９がスクリーン印刷などによって平面的に塗布されている。また、入力側パターン電極４１と中間電極４４との中間部、および出力側パターン電極４２と中間電極４４との中間部には、素子保持用の絶縁性接着剤５０，５１がピン転写、ディスペンスなどによって点滴状に塗布されている。なお、絶縁性接着剤５０，５１の厚みは、パターン電極４１，４２，４４と導電性接着剤４６〜４９との厚みの和より厚くしておくのがよい。
【００２３】
２個の圧電素子６０，６１は共に長さモード振動の素子であり、図９のように細長い長方形の圧電セラミック基板６２を備えている。圧電基板６２の一方の主面には、長さ方向に延びる直線状の２本の溝６３によって分割された３個の電極６４および６５ａ，６５ｂが形成されている。このうち、中央部の幅広な電極６４が入力電極、両側の幅狭な電極６５ａ，６５ｂが出力電極である。なお、中央の電極６４を出力電極、両側の電極６５ａ，６５ｂを入力電極としてもよい。圧電基板６２の他方の主面には共通電極６６が形成されている。
【００２４】
入力電極６４上および出力電極６５ａ，６５ｂ上であって、かつ素子６０，６１のノード部には、縦長な支持部材６７〜６９が素子長さ方向の同一位置に並列に固定されている。この実施例の支持部材６７〜６９は、それぞれ導電部６７ａ〜６９ａと絶縁部６７ｂ〜６９ｂとで構成されており、入力電極６４上の導電部６７ａと出力電極６５ａ，６５ｂ上の導電部６８ａ，６９ａは、支持部材６７〜６９の互いに反対側の端部に形成されている。そのため、導電部６７ａ〜６９ａは素子長さ方向に間隔をあけて千鳥状に配置されている。この実施例の場合、支持部材６７〜６９は素子６０，６１のノード領域のほぼ全域に亘って形成されており、支持部材の長さＬは素子６０，６１の全長の約１／４に設定されている。なお、圧電素子６０，６１の入，出力電極６４，６５ａ，６５ｂの両端部付近には、スプリアスを低減するための幅方向に溝７０が形成されている。
【００２５】
上記圧電素子６０，６１は、入，出力電極側が取付基板４０の上面に対面するよう搭載される。すなわち、一方の圧電素子６０に着目すると、入力電極６４上の支持部材６７の導電部６７ａが入力側パターン電極４１上に導電ペースト４６によって接続され、出力電極６５ａ，６５ｂ上の支持部材６８，６９の導電部６８ａ，６９ａが中間電極４４上に導電ペースト４８によって接続される。また、他方の圧電素子６１についてみると、入力電極６４上の支持部材６７の導電部６７ａが中間電極４４上に導電ペースト４９によって接続され、出力電極６５ａ，６５ｂ上の支持部材６８，６９の導電部６８ａ，６９ａが出力側パターン電極４２上に導電ペースト４７によって接続される。そのため、２個の素子６０，６１は入力側電極４１と出力側電極４２との間にカスケード接続されることになる。圧電素子６０，６１を取付基板４０に接着した際、入力側パターン電極４１と中間電極４４との中間部、および出力側パターン電極４２と中間電極４４との中間部に塗布された絶縁性接着剤５０，５１が、図８（Ｂ）のように取付基板４０と支持部材６７〜６９の絶縁部６７ｂ〜６９ｂとを強固に接着するので、圧電素子６０，６１は水平にかつ安定に固定される。
【００２６】
圧電素子６０，６１を取付基板４０に固定した後、圧電素子６０，６１の共通電極６６と取付基板４０のアース側パターン電極４３とがそれぞれワイヤ７１，７２によって接続される。
【００２７】
キャップ８０は２個の素子６０，６１を同時に覆える程度の大きさに金属で形成されており、その開口部には封止用接着剤８１が全周に塗布されている。キャップ８０を基板４０上に押しつけると、キャップ８０の開口部が絶縁層４５上に接着される。この状態で、封止用接着剤８１ならびに導電性接着剤４６〜４９をほぼ同時に硬化させることにより、キャップ８０内部の封止と電気的接続とが完了し、圧電フィルタが得られる。
【００２８】
なお、上記実施例では、素子６０，６１の支持部材６７〜６９を取付基板４０に接続する際、導電性接着剤４６〜４９と絶縁性接着剤５０，５１とを併用したが、これに代えて、図１０のように異方性導電性接着剤８２を用いてもよい。この場合は、異方性導電性接着剤８２を支持部材６７〜６９とパターン電極４１，４２，４４との対向部だけでなく、それ以外の部位にも広く塗布できるので、素子６０，６１を取付基板４０に安定に固定でき、かつ導通信頼性も高い。
【００２９】
また、導電部と絶縁部とを有する支持部材６７〜６９を設ける場合、図９のように長さ方向に連続的に形成する必要はなく、図１１，図１２のように導電部６７ａ〜６９ａと絶縁部６７ｂ〜６９ｂとを分離してもよい。いずれの場合も、導電部６７ａ〜６９ａは素子長さ方向に間隔をあけて千鳥状に設けられている。なお、この例では導電部６７ａ〜６９ａと絶縁部６７ｂ〜６９ｂとの間に電極６４，６５ａ，６５ｂが露出しているが、薄肉な支持部材が覆っていてもよい。
【００３０】
図１３は本発明の第２実施例であるリード端子型のＡＭ用圧電フィルタを示す。この圧電フィルタは、取付基板９０，圧電素子１００，金属キャップ１１０，リード端子１２０〜１２２等を備えたものである。
【００３１】
取付基板９０はアルミナセラミックス，ガラスセラミック，ガラスエポキシ樹脂等からなる長方形の絶縁性薄板であり、取付基板９０の上面には入力用および出力用のパターン電極９１，９２がスパッタリング，蒸着，印刷などの公知の手法で形成されている。パターン電極９１，９２は対称形状に形成されており、外部接続部９１ａ，９２ａが取付基板９０の短辺に沿って帯状に形成され、取付基板９０の両端部に形成された溝部９０ａを介して裏面側に鉢巻き状に延設されている。外部接続部９１ａ，９２ａから取付基板９０の中央部に向かって、内部接続部９１ｂ，９２ｂが対向方向に延びている。
【００３２】
取付基板９０の上面には、パターン電極９１，９２の一部を覆うように絶縁レジストパターンなどの絶縁層９３がスクリーン印刷等により形成されている。絶縁層９３の中央空間部９３ａには、パターン電極９１，９２の内部接続部９１ｂ，９２ｂが露出している。この絶縁層９３は、取付基板９０のパターン電極９１，９２と金属キャップ１１０との短絡防止、およびパターン電極９１，９２の厚みによる取付基板９０表面の凹凸を緩和し、キャップ１１０の封止不良を防止する機能を有する。
【００３３】
圧電素子１００は、長さ振動モードを利用した圧電フィルタ素子であり、図９の圧電素子６０，６１と同一形状であるので、同一符号を用いて説明を省略する。圧電素子１００の入，出力電極６４，６５ａ，６５ｂには、図９と同様に導電部と絶縁部とを有する支持部材６７〜６９が固定されている。
【００３４】
圧電素子１００の共通電極６６のノード部分である中央部付近には、金などの導電性ワイヤ１０１がワイヤボンディングにより固定されている。ワイヤ１０１として、ここでは例えば直径３０μｍのＡｕ線を用いたが、導電性と弾性と耐候性を有するものであれば、如何なるものでもよい。ワイヤ１０１の弾性向上と導電信頼性の面から共通電極６６上にワイヤ１０１の両端を取り付け、その間をループ状としている。ループの高さは任意であるが、素子１００の搭載バラツキ、キャップ１１０の寸法ばらつき等を考慮して、確実にワイヤ１０１がキャップ１１０の天面内側に押し付けられるよう設計する必要がある。
【００３５】
上記取付基板９０上には、素子１００を覆う金属製のキャップ１１０が接着封止されている。キャップ１１０の開口部には、予め封止用接着剤１１１が転写などにより均一な厚みで塗布されている。また、キャップ１１０の天面内側、特に圧電素子１００上のワイヤ１０１と対応する部位には、導電性接着剤１１２がディスペンスやピン転写等で塗布されている。導電性接着剤１１２の塗布量は、キャップ１１０を取付基板９０上に接着した時、導電性接着剤１１２がワイヤ１０１には付着するものの、圧電素子１００には付着しない程度の厚みに調整する必要がある。キャップ１１０を取付基板９０に被せることにより、キャップ１１０の開口部は取付基板９０の絶縁層９３上に密着し、キャップ１１０の内部が封止される。また、キャップ１１０を取付基板９０に被せた際、ワイヤ１０１はキャップ１１０の内面に圧接するとともに導電性接着剤１１２に食い込み、さらに潰された状態となる。この状態で、所定温度で所定時間加熱すれば、封止用接着剤１１１と導電性接着剤１１２とがほぼ同時に硬化する。これにより、キャップ１１０の取付基板９０への接着封止と、素子１００の共通電極６６とキャップ１１０との電気的接続とが行われる。導電性接着剤１１２と圧電素子１００とは離れているので、熱処理時のキャップ１１０の熱が圧電素子１００に直接伝達されず、圧電素子１００の熱による影響を小さくできる等の効果を有する。
【００３６】
取付基板９０の裏面側に延設されたパターン電極９１，９２の外部接続部９１ａ，９２ａには、入，出力用リード端子１２０，１２１が半田付け等により接続される。これにより、入，出力用リード端子１２０，１２１がキャップ１１０と近接するのを避けることができる。キャップ１１０の外面にはアース用リード端子１２２が半田付け、溶接等により接続される。アース用リード端子１２２はキャップ１１０を取付基板９０に接着する前に予めキャップ１１０に接続しておいてもよい。
リード端子１２０〜１２２を接続した後、図１４のように取付基板９０およびキャップ１１０の周囲に外装塗装１２３が施され、完成品となる。
【００３７】
上記実施例の圧電部品の場合、圧電素子１００のアース側共通電極６６をワイヤ１０１を介してキャップ１１０に導通させ、キャップ１１０をアース用リード端子１２２に導通させたので、取付基板９０にアース用電極を形成する必要がなく、取付基板９０を小型化でき、接続工程も簡素化できる。また、圧電素子１００の共通電極６６と取付基板のアース用電極とをワイヤで接続する必要がないので、両方の接続点の高さが異なることに起因する種々の不具合を解消でき、ワイヤの倒れや断線、キャップの大型化といった問題も解消できる。
【００３８】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、圧電素子の入，出力電極を２本の溝によって３個に分割した例を示したが、１本の溝によって２個に分割したものでもよい。この場合には、各電極に固定される支持部材は千鳥状ではなく、素子長さ方向にずれた位置に設けられる。
また、圧電素子に入，出力電極を２本の溝によって３個に分割した場合、中央の電極の幅を両側の電極の幅より広くしたが、同一幅としてもよい。ただ、実施例のように中央の電極の幅を両側の電極の幅より広くした場合、中央の電極に固定される支持部材の幅も広くなるので、取付基板などに接着した際の安定性が増し、長手方向の傾きをより確実に防止できるという利点がある。
図１に示された圧電部品に搭載される圧電素子として図３に代えて、図９，図１１，図１２に示される圧電素子を用いてもよく、また第１実施例および第２実施例の圧電部品（図７，図１３）に搭載される圧電素子として図１１，図１２に示される圧電素子を用いてもよい。
【００３９】
【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、圧電基板の一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された第１、第２電極を設け、圧電素子のノード部分である第１と第２の電極の長さ方向中央部にそれぞれ導電性の支持部材を圧電基板の長さ方向に間隔をあけて固定したので、各電極に設けられた導電性支持部材同士が接近せず、絶縁距離を確保することができる。そのため、圧電素子の第１、第２の電極を導電性支持部材を介して取付基板のパターン電極に接続することで、圧電素子が多少位置ずれしても、第１と第２の電極間がショートする恐れが少なく、接続信頼性の高い圧電部品を得ることができる。
また、第１と第２の電極の長さ方向中央部には導電性支持部材の他に、導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定されているので、支持部材の間隔が広くなる。そのため、圧電素子を取付基板に取り付けた場合、圧電素子の傾きを防止する効果が高くなり、圧電素子の端部が取付基板などに接触してショートしたり振動が阻害されるといった不具合を解消もしくは抑制できる。
さらに、導電性支持部材と絶縁性支持部材とによって圧電素子中央部を広い面積で支持することができるので、圧電素子を取付基板などに強く接着でき、取付強度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる圧電部品の分解斜視図である。
【図２】図１の圧電部品のキャップと取付基板との分解斜視図である。
【図３】図１の圧電部品に搭載される圧電素子の斜視図である。
【図４】図３の圧電素子のノード部分の拡大図である。
【図５】圧電素子と取付基板との他の接続構造を示す図である。
【図６】圧電素子と取付基板とのさらに他の接続構造を示す図である。
【図７】本発明にかかる圧電部品の第１実施例の分解斜視図である。
【図８】圧電素子を取付基板に搭載する方法を示す拡大図である。
【図９】図７の圧電部品に用いられる圧電素子の斜視図である。
【図１０】図７の圧電部品を取付基板に搭載する他の方法を示す拡大図である。
【図１１】圧電素子の他の例の斜視図である。
【図１２】圧電素子のさらに他の例の斜視図である。
【図１３】本発明にかかる圧電部品の第２実施例の分解斜視図である。
【図１４】図１３の圧電部品の完成状態の斜視図である。
【符号の説明】
４０ 取付基板
４１ 入力側パターン電極
４２ 出力側パターン電極
４３ アース側パターン電極
４６，４８ 導電性接着剤
５０ 絶縁性接着剤
６０，６１ 圧電素子
６２ 圧電基板
６３ 溝
６４ 入力電極
６５ａ，６５ｂ 出力電極
６６ 共通電極
６７ａ〜６９ａ 導電性支持部材
６７ｂ〜６９ｂ 絶縁性支持部材
８０ キャップ
８２ 異方性導電性接着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は長さ方向振動モードを利用した圧電素子を用いたＡＭ用フィルタなどの圧電部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平２−２２４５１５号公報に示されるように、長さ方向振動モードを利用した圧電素子をケースに組み込んだ圧電部品が知られている。この圧電素子は、一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された入力電極および出力電極を設け、他方の主面に共通電極を設け、入力電極と出力電極のそれぞれに、一部に外部導体との電気的接触部となる等方性弾性導電材よりなる支持部を独立して設けたものである。上記支持部は、溝を隔てて入力電極と出力電極の長手方向の同一部位に設けられている。そして、圧電素子を背後からバネ片で押圧することにより上記支持部をケースに固定された入，出力端子に圧接させ、導通接触させた構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような圧電素子の入，出力電極を入，出力端子に接続する場合、分割されている支持部間の距離が狭いため、入，出力端子も近接した位置に設ける必要がある。そのため、圧電素子のわずかな位置ずれによって、入，出力端子間がショートする恐れがあった。
【０００４】
また、上記圧電部品は弾性を有する支持部をケースの端子に圧接させて接続するものであるが、圧電部品に振動などが加わると、圧電素子が位置ずれを起こしやすい。そこで、圧電素子の保持力と導通性を高めるため、支持部を導電性接着剤などを用いて取付基板のパターン電極などに接続固定する場合もある。この場合には、入，出力電極の支持部間の距離が狭いことから、導電性接着剤が多少でも広がると、入，出力電極間がショートしてしまい、接続信頼性が低下する恐れがあった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、取付基板のパターン電極上に長さ方向振動モードを利用した圧電素子を搭載してなる圧電部品において、圧電素子の分割電極間のショートを防止し、接続信頼性の高い圧電部品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、絶縁性の取付基板の上面に形成されたパターン電極上に、長さ方向振動モードを利用した圧電素子を搭載してなる圧電部品において、上記圧電素子は、長方形の圧電基板の一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された第１、第２の電極を有するとともに、他方の主面に第３の電極を有し、第１の電極と第２の電極との間に信号が入力され、長さ方向振動モードの振動が励振される圧電素子であって、上記圧電素子のノード部分である上記第１、第２の電極の長さ方向中央部に、それぞれ導電性支持部材が圧電基板の長さ方向に間隔をあけて固定されるとともに、上記導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が、溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定されており、上記圧電素子の第１、第２の電極を有する主面を上記取付基板のパターン電極が形成された面と対向させ、上記導電性支持部材を取付基板のパターン電極と導電性接着剤によって接続固定したものである。
【０００７】
圧電素子の第１，第２の電極を取付基板のパターン電極に接続する場合、各電極に固定された導電性支持部材が素子長さ方向に間隔をあけて設けられているので、パターン電極も長手方向に離れた位置に設けることができる。そのため、導電性支持部材とパターン電極とを導電性接着剤によって接続固定する際、圧電素子が多少位置ずれして取り付けられても、第１と第２の電極間がショートする恐れが少ない。
【０００８】
支持部材を設ける部位は、圧電素子のノード部分つまり長手方向のほぼ中央部付近である。本発明でノード部分とは、完全な無振動部だけでなく、この部分を拘束しても振動特性上支障のない範囲を含む。第１，第２の電極上の導電性支持部材はできるだけ長さ方向に離間させる方が望ましいので、ノード部分と非ノード部分との境界部付近に支持部材を固定するのが望ましい。一般に、長さ方向振動モード素子の場合、ノード領域は素子長の約１／４程度であるので、支持部材はこの距離分だけ離すことができる。
【０００９】
なお、導電性支持部材をパターン電極に接続する方法としては、導電性支持部材を導電性接着剤や金属バンプで形成し、この支持部材を導電性接着剤によってパターン電極に接着すればよい。なお、圧電素子と取付基板との接着強度を高めるため、導電性接着剤のほかに絶縁性接着剤を併用してもよい。この絶縁性接着剤は、圧電素子のノード部分であって、かつ導電性の支持部材以外の部位を取付基板と接着すればよい。
【００１０】
圧電素子の一方の主面に２本の溝を設けて３個の電極に分割した場合、溝によって分割された中央の第１の電極上に固定された導電性の支持部材と、両側の第２の電極上に固定された導電性の支持部材とを、千鳥状に配列するのが望ましい。
【００１１】
本発明では、第１，第２の電極の長さ方向中央部に、導電性支持部材の他に、導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が、溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定されている。圧電素子を取付基板に取り付ける際、圧電素子が傾いて取り付けられると、第１，第２の電極のいずれかが電位の異なるパターン電極と接触してショートしたり、振動特性が阻害される恐れがあるが、導電性支持部材と絶縁性支持部材とによって圧電素子の支持間隔が広くなるので、圧電素子の傾きを防止できる。そのため、圧電素子が取付基板に接触して振動特性が阻害されるという問題を解消できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明の前提となる表面実装型のＡＭ用圧電フィルタを示す。この圧電フィルタは、取付基板２０と、圧電素子１と、キャップ３０とで構成されている。
取付基板２０はアルミナセラミックス，ガラスセラミック，ガラスエポキシ樹脂等からなる長方形の絶縁性薄板であり、取付基板２０の上面には図１のように入力側，出力側およびアース側の３個のパターン電極２１，２２，２３がスパッタリング，蒸着，印刷などの公知の手法で形成されている。各パターン電極２１，２２，２３は取付基板２０の側縁から裏面側へ延設されている。入力側と出力側のパターン電極２１，２２の内側端部にはそれぞれ導電ペースト２４，２５がスクリーン印刷などによって塗布されている。
【００１３】
圧電素子１は長さ振動モードを利用したものであり、この素子１は細長い長方形の圧電セラミック基板２を備えている。圧電基板２の一方の主面には、図３のように長さ方向に延びる直線状の２本の溝３によって分割された３個の電極４および５ａ，５ｂが形成されている。このうち、中央部の幅広な電極４が入力電極、両側の幅狭な電極５ａ，５ｂが出力電極であり、入力電極４は出力電極５ａ，５ｂの約２倍の幅を有する。なお、中央の電極４を出力電極、両側の電極５ａ，５ｂを入力電極としてもよい。圧電基板２の他方の主面には、共通電極（アース電極）７が全面に形成されている。
【００１４】
入力電極４上および出力電極５ａ，５ｂ上であって、かつ素子１のノード部の端部には、それぞれ導電性の支持部材６ａ，６ｂ，６ｃが固定され、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは全体として千鳥状に配列されている。この実施例の支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、導電ペーストを電極４，５ａ，５ｂ上に例えば１００μｍ程度の厚みで塗布したうえ硬化させたものであるが、半田バンプ、金バンプなどで形成してもよい。図４のように、出力電極５ａ，５ｂ上の支持部材６ｂ，６ｃは長さ方向の同一位置に固定され、入力電極４上の支持部材６ａは支持部材６ｂ，６ｃに対して長さ方向に最短距離Ｓだけ離れた位置に形成されている。この距離Ｓは、当然ながら溝３の幅ｄより広く設定されている。支持部材６ａと支持部材６ｂ，６ｃの最長距離Ｌはノード領域（例えば素子長の約１／４）とほぼ等しく設定されている。なお、電極４，５ａ，５ｂ上に固定された支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの幅は各電極４，５ａ，５ｂの幅と同一寸法に形成されている。
【００１５】
上記圧電素子１は、入，出力電極４，５ａ，５ｂ側が取付基板２０の上面に対面するよう搭載される。すなわち、入力電極４上の支持部６ａが入力側パターン電極２１上に、出力電極５ａ，５ｂ上の支持部材６ｂ，６ｃが出力側パターン電極２２上にそれぞれ導電ペースト２４，２５によって接着される。このとき、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの高さは例えば１００μｍ程度と非常に小さいので、圧電素子１が僅かでも傾くと、圧電素子１の端部が取付基板２０の上面に接触して振動特性を阻害したり、あるいは入，出力電極４，５ａ，５ｂが異なる電位のパターン電極２１〜２３と接触して接続不良をきたす恐れがあるが、上記のように圧電素子１は３個の支持部材６ａ，６ｂ，６ｃで安定に支持されるので、水平安定性に優れ、振動特性の阻害や接続不良を防止できる。
【００１６】
圧電素子１の接着後、図２のように圧電素子１の共通電極７とアース側パターン電極２３とを金などの導電性ワイヤ２６によって接続する。このワイヤ２６は公知のワイヤボンディング法によって容易に接続できる。
【００１７】
ワイヤ接続後、取付基板２０上には圧電素子１を覆うキャップ３０が接着され、圧電素子１の周囲が封止される。キャップ３０の開口部には、封止用接着剤３１が転写などの方法で全周に塗布されており、キャップ３０を取付基板２０上に接着した後、封止用接着剤３１を硬化させることにより、キャップ３０が固定される。キャップ３０はアルミナセラミックスなどの絶縁材料で形成してもよいし、アルミニウムなどの金属材料で形成してもよい。なお、封止用接着剤３１の硬化と同時に、導電ペースト２４，２５を硬化させてもよい。
【００１８】
上記実施例では、導電ペースト２４，２５のみを用いて圧電素子１を取付基板２０に接着したが、図５のように、導電ペースト２４，２５の他に素子固定用の絶縁性接着剤３２を用いてもよい。この場合は、絶縁性接着剤３２を取付基板２０の入力側電極２１と出力側電極２２の中間部に塗布しておき、圧電素子１を取付基板２０に接着した際に絶縁性接着剤３２を圧電素子１の支持部材６ａ〜６ｃの間に付着させることにより、圧電素子１を強固に固定できる。
【００１９】
上記のように導電性接着剤２４，２５と絶縁性接着剤３２とを併用した場合、導電性接着剤２４，２５は支持部材６ａ〜６ｃとパターン電極２１，２２との電気的導通を主目的として使用され、絶縁性接着剤３２は取付基板２０と圧電素子１との機械的固定を目的として使用されるため、それぞれの接着剤が個別の役割を分担でき、電気的導通性と機械的保持力とを兼ね備えた取付構造を得ることが出来る。
【００２０】
また、図６のように異方性導電性接着剤３３を用いて圧電素子１と取付基板２０に接着してもよい。異方性導電性接着剤３３は周知のように、対向方向にのみ導通し、それ以外の方向には導通しない材料であるため、対向する支持部材６ａ〜６ｃとパターン電極２１，２２との間のみ導通する。この場合は、異方性導電性接着剤３３が支持部材６ａ〜６ｃとパターン電極２１，２２との対向部以外の部位に広がっても支障がないので、異方性導電性接着剤３３を圧電素子１と取付基板２０との間に広く塗布できる。ただし、ノード部を越えて塗布しない方がよい。
【００２１】
図７は本発明の第１実施例である、２個の圧電素子６０，６１を用いた表面実装型のＡＭ用圧電フィルタを示す。
基板４０には、入力側パターン電極４１、出力側パターン電極４２、アース側パターン電極４３および中間電極４４が形成されている。入力，出力およびアース側のパターン電極４１〜４３は、基板４０の側縁に形成された溝部４０ａを介して夫々裏面側まで引き延ばされている。基板４０上のキャップ接着部には、枠型の絶縁層４５が形成されている。
【００２２】
入力側，出力側パターン電極４１，４２と中間電極４４の素子取付部には、図８（Ａ）のようにそれぞれ導電ペースト４６，４７，４８，４９がスクリーン印刷などによって平面的に塗布されている。また、入力側パターン電極４１と中間電極４４との中間部、および出力側パターン電極４２と中間電極４４との中間部には、素子保持用の絶縁性接着剤５０，５１がピン転写、ディスペンスなどによって点滴状に塗布されている。なお、絶縁性接着剤５０，５１の厚みは、パターン電極４１，４２，４４と導電性接着剤４６〜４９との厚みの和より厚くしておくのがよい。
【００２３】
２個の圧電素子６０，６１は共に長さモード振動の素子であり、図９のように細長い長方形の圧電セラミック基板６２を備えている。圧電基板６２の一方の主面には、長さ方向に延びる直線状の２本の溝６３によって分割された３個の電極６４および６５ａ，６５ｂが形成されている。このうち、中央部の幅広な電極６４が入力電極、両側の幅狭な電極６５ａ，６５ｂが出力電極である。なお、中央の電極６４を出力電極、両側の電極６５ａ，６５ｂを入力電極としてもよい。圧電基板６２の他方の主面には共通電極６６が形成されている。
【００２４】
入力電極６４上および出力電極６５ａ，６５ｂ上であって、かつ素子６０，６１のノード部には、縦長な支持部材６７〜６９が素子長さ方向の同一位置に並列に固定されている。この実施例の支持部材６７〜６９は、それぞれ導電部６７ａ〜６９ａと絶縁部６７ｂ〜６９ｂとで構成されており、入力電極６４上の導電部６７ａと出力電極６５ａ，６５ｂ上の導電部６８ａ，６９ａは、支持部材６７〜６９の互いに反対側の端部に形成されている。そのため、導電部６７ａ〜６９ａは素子長さ方向に間隔をあけて千鳥状に配置されている。この実施例の場合、支持部材６７〜６９は素子６０，６１のノード領域のほぼ全域に亘って形成されており、支持部材の長さＬは素子６０，６１の全長の約１／４に設定されている。なお、圧電素子６０，６１の入，出力電極６４，６５ａ，６５ｂの両端部付近には、スプリアスを低減するための幅方向に溝７０が形成されている。
【００２５】
上記圧電素子６０，６１は、入，出力電極側が取付基板４０の上面に対面するよう搭載される。すなわち、一方の圧電素子６０に着目すると、入力電極６４上の支持部材６７の導電部６７ａが入力側パターン電極４１上に導電ペースト４６によって接続され、出力電極６５ａ，６５ｂ上の支持部材６８，６９の導電部６８ａ，６９ａが中間電極４４上に導電ペースト４８によって接続される。また、他方の圧電素子６１についてみると、入力電極６４上の支持部材６７の導電部６７ａが中間電極４４上に導電ペースト４９によって接続され、出力電極６５ａ，６５ｂ上の支持部材６８，６９の導電部６８ａ，６９ａが出力側パターン電極４２上に導電ペースト４７によって接続される。そのため、２個の素子６０，６１は入力側電極４１と出力側電極４２との間にカスケード接続されることになる。圧電素子６０，６１を取付基板４０に接着した際、入力側パターン電極４１と中間電極４４との中間部、および出力側パターン電極４２と中間電極４４との中間部に塗布された絶縁性接着剤５０，５１が、図８（Ｂ）のように取付基板４０と支持部材６７〜６９の絶縁部６７ｂ〜６９ｂとを強固に接着するので、圧電素子６０，６１は水平にかつ安定に固定される。
【００２６】
圧電素子６０，６１を取付基板４０に固定した後、圧電素子６０，６１の共通電極６６と取付基板４０のアース側パターン電極４３とがそれぞれワイヤ７１，７２によって接続される。
【００２７】
キャップ８０は２個の素子６０，６１を同時に覆える程度の大きさに金属で形成されており、その開口部には封止用接着剤８１が全周に塗布されている。キャップ８０を基板４０上に押しつけると、キャップ８０の開口部が絶縁層４５上に接着される。この状態で、封止用接着剤８１ならびに導電性接着剤４６〜４９をほぼ同時に硬化させることにより、キャップ８０内部の封止と電気的接続とが完了し、圧電フィルタが得られる。
【００２８】
なお、上記実施例では、素子６０，６１の支持部材６７〜６９を取付基板４０に接続する際、導電性接着剤４６〜４９と絶縁性接着剤５０，５１とを併用したが、これに代えて、図１０のように異方性導電性接着剤８２を用いてもよい。この場合は、異方性導電性接着剤８２を支持部材６７〜６９とパターン電極４１，４２，４４との対向部だけでなく、それ以外の部位にも広く塗布できるので、素子６０，６１を取付基板４０に安定に固定でき、かつ導通信頼性も高い。
【００２９】
また、導電部と絶縁部とを有する支持部材６７〜６９を設ける場合、図９のように長さ方向に連続的に形成する必要はなく、図１１，図１２のように導電部６７ａ〜６９ａと絶縁部６７ｂ〜６９ｂとを分離してもよい。いずれの場合も、導電部６７ａ〜６９ａは素子長さ方向に間隔をあけて千鳥状に設けられている。なお、この例では導電部６７ａ〜６９ａと絶縁部６７ｂ〜６９ｂとの間に電極６４，６５ａ，６５ｂが露出しているが、薄肉な支持部材が覆っていてもよい。
【００３０】
図１３は本発明の第２実施例であるリード端子型のＡＭ用圧電フィルタを示す。この圧電フィルタは、取付基板９０，圧電素子１００，金属キャップ１１０，リード端子１２０〜１２２等を備えたものである。
【００３１】
取付基板９０はアルミナセラミックス，ガラスセラミック，ガラスエポキシ樹脂等からなる長方形の絶縁性薄板であり、取付基板９０の上面には入力用および出力用のパターン電極９１，９２がスパッタリング，蒸着，印刷などの公知の手法で形成されている。パターン電極９１，９２は対称形状に形成されており、外部接続部９１ａ，９２ａが取付基板９０の短辺に沿って帯状に形成され、取付基板９０の両端部に形成された溝部９０ａを介して裏面側に鉢巻き状に延設されている。外部接続部９１ａ，９２ａから取付基板９０の中央部に向かって、内部接続部９１ｂ，９２ｂが対向方向に延びている。
【００３２】
取付基板９０の上面には、パターン電極９１，９２の一部を覆うように絶縁レジストパターンなどの絶縁層９３がスクリーン印刷等により形成されている。絶縁層９３の中央空間部９３ａには、パターン電極９１，９２の内部接続部９１ｂ，９２ｂが露出している。この絶縁層９３は、取付基板９０のパターン電極９１，９２と金属キャップ１１０との短絡防止、およびパターン電極９１，９２の厚みによる取付基板９０表面の凹凸を緩和し、キャップ１１０の封止不良を防止する機能を有する。
【００３３】
圧電素子１００は、長さ振動モードを利用した圧電フィルタ素子であり、図９の圧電素子６０，６１と同一形状であるので、同一符号を用いて説明を省略する。圧電素子１００の入，出力電極６４，６５ａ，６５ｂには、図９と同様に導電部と絶縁部とを有する支持部材６７〜６９が固定されている。
【００３４】
圧電素子１００の共通電極６６のノード部分である中央部付近には、金などの導電性ワイヤ１０１がワイヤボンディングにより固定されている。ワイヤ１０１として、ここでは例えば直径３０μｍのＡｕ線を用いたが、導電性と弾性と耐候性を有するものであれば、如何なるものでもよい。ワイヤ１０１の弾性向上と導電信頼性の面から共通電極６６上にワイヤ１０１の両端を取り付け、その間をループ状としている。ループの高さは任意であるが、素子１００の搭載バラツキ、キャップ１１０の寸法ばらつき等を考慮して、確実にワイヤ１０１がキャップ１１０の天面内側に押し付けられるよう設計する必要がある。
【００３５】
上記取付基板９０上には、素子１００を覆う金属製のキャップ１１０が接着封止されている。キャップ１１０の開口部には、予め封止用接着剤１１１が転写などにより均一な厚みで塗布されている。また、キャップ１１０の天面内側、特に圧電素子１００上のワイヤ１０１と対応する部位には、導電性接着剤１１２がディスペンスやピン転写等で塗布されている。導電性接着剤１１２の塗布量は、キャップ１１０を取付基板９０上に接着した時、導電性接着剤１１２がワイヤ１０１には付着するものの、圧電素子１００には付着しない程度の厚みに調整する必要がある。キャップ１１０を取付基板９０に被せることにより、キャップ１１０の開口部は取付基板９０の絶縁層９３上に密着し、キャップ１１０の内部が封止される。また、キャップ１１０を取付基板９０に被せた際、ワイヤ１０１はキャップ１１０の内面に圧接するとともに導電性接着剤１１２に食い込み、さらに潰された状態となる。この状態で、所定温度で所定時間加熱すれば、封止用接着剤１１１と導電性接着剤１１２とがほぼ同時に硬化する。これにより、キャップ１１０の取付基板９０への接着封止と、素子１００の共通電極６６とキャップ１１０との電気的接続とが行われる。導電性接着剤１１２と圧電素子１００とは離れているので、熱処理時のキャップ１１０の熱が圧電素子１００に直接伝達されず、圧電素子１００の熱による影響を小さくできる等の効果を有する。
【００３６】
取付基板９０の裏面側に延設されたパターン電極９１，９２の外部接続部９１ａ，９２ａには、入，出力用リード端子１２０，１２１が半田付け等により接続される。これにより、入，出力用リード端子１２０，１２１がキャップ１１０と近接するのを避けることができる。キャップ１１０の外面にはアース用リード端子１２２が半田付け、溶接等により接続される。アース用リード端子１２２はキャップ１１０を取付基板９０に接着する前に予めキャップ１１０に接続しておいてもよい。
リード端子１２０〜１２２を接続した後、図１４のように取付基板９０およびキャップ１１０の周囲に外装塗装１２３が施され、完成品となる。
【００３７】
上記実施例の圧電部品の場合、圧電素子１００のアース側共通電極６６をワイヤ１０１を介してキャップ１１０に導通させ、キャップ１１０をアース用リード端子１２２に導通させたので、取付基板９０にアース用電極を形成する必要がなく、取付基板９０を小型化でき、接続工程も簡素化できる。また、圧電素子１００の共通電極６６と取付基板のアース用電極とをワイヤで接続する必要がないので、両方の接続点の高さが異なることに起因する種々の不具合を解消でき、ワイヤの倒れや断線、キャップの大型化といった問題も解消できる。
【００３８】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、圧電素子の入，出力電極を２本の溝によって３個に分割した例を示したが、１本の溝によって２個に分割したものでもよい。この場合には、各電極に固定される支持部材は千鳥状ではなく、素子長さ方向にずれた位置に設けられる。
また、圧電素子に入，出力電極を２本の溝によって３個に分割した場合、中央の電極の幅を両側の電極の幅より広くしたが、同一幅としてもよい。ただ、実施例のように中央の電極の幅を両側の電極の幅より広くした場合、中央の電極に固定される支持部材の幅も広くなるので、取付基板などに接着した際の安定性が増し、長手方向の傾きをより確実に防止できるという利点がある。
図１に示された圧電部品に搭載される圧電素子として図３に代えて、図９，図１１，図１２に示される圧電素子を用いてもよく、また第１実施例および第２実施例の圧電部品（図７，図１３）に搭載される圧電素子として図１１，図１２に示される圧電素子を用いてもよい。
【００３９】
【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、圧電基板の一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された第１、第２電極を設け、圧電素子のノード部分である第１と第２の電極の長さ方向中央部にそれぞれ導電性の支持部材を圧電基板の長さ方向に間隔をあけて固定したので、各電極に設けられた導電性支持部材同士が接近せず、絶縁距離を確保することができる。そのため、圧電素子の第１、第２の電極を導電性支持部材を介して取付基板のパターン電極に接続することで、圧電素子が多少位置ずれしても、第１と第２の電極間がショートする恐れが少なく、接続信頼性の高い圧電部品を得ることができる。
また、第１と第２の電極の長さ方向中央部には導電性支持部材の他に、導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定されているので、支持部材の間隔が広くなる。そのため、圧電素子を取付基板に取り付けた場合、圧電素子の傾きを防止する効果が高くなり、圧電素子の端部が取付基板などに接触してショートしたり振動が阻害されるといった不具合を解消もしくは抑制できる。
さらに、導電性支持部材と絶縁性支持部材とによって圧電素子中央部を広い面積で支持することができるので、圧電素子を取付基板などに強く接着でき、取付強度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる圧電部品の分解斜視図である。
【図２】図１の圧電部品のキャップと取付基板との分解斜視図である。
【図３】図１の圧電部品に搭載される圧電素子の斜視図である。
【図４】図３の圧電素子のノード部分の拡大図である。
【図５】圧電素子と取付基板との他の接続構造を示す図である。
【図６】圧電素子と取付基板とのさらに他の接続構造を示す図である。
【図７】本発明にかかる圧電部品の第１実施例の分解斜視図である。
【図８】圧電素子を取付基板に搭載する方法を示す拡大図である。
【図９】図７の圧電部品に用いられる圧電素子の斜視図である。
【図１０】図７の圧電部品を取付基板に搭載する他の方法を示す拡大図である。
【図１１】圧電素子の他の例の斜視図である。
【図１２】圧電素子のさらに他の例の斜視図である。
【図１３】本発明にかかる圧電部品の第２実施例の分解斜視図である。
【図１４】図１３の圧電部品の完成状態の斜視図である。
【符号の説明】
４０ 取付基板
４１ 入力側パターン電極
４２ 出力側パターン電極
４３ アース側パターン電極
４６，４８ 導電性接着剤
５０ 絶縁性接着剤
６０，６１ 圧電素子
６２ 圧電基板
６３ 溝
６４ 入力電極
６５ａ，６５ｂ 出力電極
６６ 共通電極
６７ａ〜６９ａ 導電性支持部材
６７ｂ〜６９ｂ 絶縁性支持部材
８０ キャップ
８２ 異方性導電性接着剤
Claims (7)
- 絶縁性の取付基板の上面に形成されたパターン電極上に、長さ方向振動モードを利用した圧電素子を搭載してなる圧電部品において、
上記圧電素子は、長方形の圧電基板の一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された第１、第２の電極を有するとともに、他方の主面に第３の電極を有し、第１の電極と第２の電極との間に信号が入力され、長さ方向振動モードの振動が励振される圧電素子であって、
上記圧電素子のノード部分である上記第１、第２の電極の長さ方向中央部に、それぞれ導電性支持部材が圧電基板の長さ方向に間隔をあけて固定されるとともに、上記導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が、溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定されており、
上記圧電素子の第１、第２の電極を有する主面を上記取付基板のパターン電極が形成された面と対向させ、上記導電性支持部材を取付基板のパターン電極と導電性接着剤によって接続固定してなることを特徴とする圧電部品。 - 上記圧電基板の一方の主面には長さ方向に延びる直線状の２本の溝によって分割された３個の電極を有し、
溝によって分割された中央の電極を第１の電極とし、両側の電極を第２の電極とし、
第１の電極上に固定された上記導電性支持部材と、第２の電極上に固定された上記導電性支持部材とは、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。 - 上記導電性支持部材は取付基板のパターン電極と導電性接着剤により接続固定されており、
上記絶縁性支持部材は絶縁性接着剤により取付基板の表面に接続固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電部品。 - 上記導電性支持部材および絶縁性支持部材は取付基板のパターン電極と異方性導電性接着剤により接着固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電部品。
- 絶縁性の取付基板の上面に形成されたパターン電極上に、長さ方向振動モードを利用した圧電素子を搭載してなる圧電部品の製造方法であって、
長方形の圧電基板の一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された第１、第２の電極を有するとともに、他方の主面に第３の電極を有し、圧電素子のノード部分である第１、第２の電極の長さ方向中央部に、それぞれ導電性支持部材が圧電基板の長さ方向に間隔をあけて固定されるとともに、上記導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が、溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定された圧電素子を準備する工程と、
上記取付基板のパターン電極上に導電性接着剤を塗布する工程と、
上記圧電素子の第１、第２の電極を有する主面を上記取付基板のパターン電極が形成された面と対向させ、上記導電性支持部材を取付基板のパターン電極に導電性接着剤を介して接着固定する工程と、を含む圧電部品の製造方法。 - 上記圧電素子を上記取付基板に接着固定する前に、上記取付基板のパターン電極の間に絶縁性接着剤を塗布する工程を含み、上記絶縁性接着剤によって絶縁性支持部材を上記取付基板に接着することを特徴とする請求項５に記載の圧電部品の製造方法。
- 絶縁性の取付基板の上面に形成されたパターン電極上に、長さ方向振動モードを利用した圧電素子を搭載してなる圧電部品の製造方法であって、
長方形の圧電基板の一方の主面に長さ方向に延びる直線状の溝によって分割された第１、第２の電極を有するとともに、他方の主面に第３の電極を有し、圧電素子のノード部分である第１、第２の電極の長さ方向中央部に、それぞれ導電性支持部材が圧電基板の長さ方向に間隔をあけて固定されるとともに、上記導電性支持部材と同一高さの絶縁性支持部材が、溝を隔てて導電性支持部材と対向する位置に固定された圧電素子を準備する工程と、
上記取付基板のパターン電極を含む上面に異方性導電性接着剤を塗布する工程と、
上記圧電素子の第１、第２の電極を有する主面を上記取付基板のパターン電極が形成された面と対向させ、上記導電性支持部材および絶縁性支持部材を取付基板のパターン電極に異方性導電性接着剤を介して接着固定する工程と、を含む圧電部品の製造方法。
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