JPH0244167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板状の絶縁物と圧電振動ユニツトとを
積層したチツプ状の圧電振動部品の製造方法に関
する。

従来より、共振子、発振子、フイルタ、FMデ
イスクリミネータなどの圧電振動部品としては、
各圧電振動ユニツトの使用振動モードの特徴によ
り、比較的周波数が低い数百Kzの周波数帯のセ
ラミツクフイルタでは、樹脂等を箱体状に成型し
た外装ケース内に圧電振動ユニツトを収容したケ
ースタイプのものや、周波数が高い数MHzから
数10MHzの周波数帯のセラミツクフイルタでは、
エネルギー閉じ込め形圧電振動ユニツトの振動区
域を除いた区域に外装樹脂を付着させたいわゆる
デイツプ塗装形状のもの、あるいは表面波素子で
はデイツプ塗装帰状もしくはハーメチツクシール
ドケースを有するものが一般に知られているが、
これら圧電振動部品はいずれもリード端子を有す
るリード端子タイプのものである。

ところで、近年、電子機器の小形化に伴つて電
子部品実装密度を高めるための種々の工夫がなさ
れているが、上記のようなリード端子タイプの圧
電振動部品では、基本的には、圧電振動ユニツト
を外装部材で被覆し、該外装部材から複数本のリ
ード端子を突出させた構成を有しているため、形
状が大きく実装密度が低くなる欠点があつた。

本発明は従来の圧電振動部品における上記事情
に鑑みてなされたものであつて、その目的は、圧
電振動部品を量産に好適な構造でチツプ化するこ
とにより、圧電振動部品を実装すべき基板に直接
取り付けるようにし、しかも、実装密度の向上を
図るとともに製造工程の簡略化を図ることであ
る。

このため、本発明は、カバーとなるべき少くと
も一つの板状の絶縁物の少くとも２個所に切欠部
を設け、これら切欠部の少くとも上記絶縁物の厚
み方向の壁面に夫々チツプ部品の外部接続端子電
極となるべき導電膜を形成し、上記絶縁物と圧電
振動ユニツトとを積層して該圧電振動ユニツトの
引出し電極を上記導電膜に電気的に接続し一体化
したチツプ状圧電振動部品の製造方法に関し、圧
電振動ユニツトの電極を複数分形成した圧電振動
ユニツト母材と、各圧電振動ユニツトの引出し電
極に対応する位置にスルーホール電極を複数個形
成した絶縁母材とを接着した後、このスルーホー
ル電極を分割するように切り離して個々のチツプ
状圧電振動部品とすることを特徴とする。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

第１図ａおよび第１図ｂにおいて、１１はプリ
ント基板、スルーホールメツキ基板してよく用い
られる合成樹脂材料やアルミナ等からなる四角形
の板状の絶縁物、１２は表面波素子を構成する圧
電振動ユニツトである。

上記絶縁物１１はその四隅に夫々一例として円
弧状の切欠き部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
を有し、これら切欠き部１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄの上記絶縁物１１の厚み方向の壁面１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄおよび絶縁物１１
の面の上記切欠き部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄ近傍にわたつて導電膜１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄを夫々形成している。

一方、圧電振動ユニツト１２は上記絶縁物１１
とほぼ同一の寸法を有し、その一方の主面の四隅
には一例として扇形の引出し電極１７，１８，１
９および２０を夫々形成している。

上記引出し電極１７および１８は夫々表面波
（表面弾性波）素子２１の入力端子およびアース
端子であり、上記引出し電極１９および２０は
夫々上記表面波素子２１の２つの出力端子であ
る。

上記圧電振動ユニツト１２には、その表面波素
子２１部分の振動を保障するためにその一方の主
面に凹部２２を設けた上記絶縁物１１を積層し、
両者を接着剤で接着するとともに、表面波素子２
１の上記引出し電極１７，１８，１９および２０
と、絶縁物１１の導電膜１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄとをデツプ法等により半田付け２６し
ている。

上記のようにすれば、第２図に示すようなチツ
プ状の弾性表面波部品２３を得ることができる。

上記弾性表面波部品２３をプリント基板に実装
する場合には、第２図に示すように、プリント基
板２４の取付位置に上記弾性表面波部品２３を接
着配置し、デツプ法等により半田付けすると第３
図に代表として引出し電極１９と導電膜１５ｃに
ついて示すように、上記引出し電極１７，１８，
１９，２０、導電膜１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１
５ｄおよびこれらに対応する４つの銅箔２５の３
者がそれぞれ相互に導通した状態で、上記弾性表
面波部品２３がプリント基板２４に実装されるこ
とになる。

なお、上記弾性表面波部品２３の弾性表面波素
子１２部分をシールドする場合は、第４図および
第５図に示すように、絶縁物１１の他方の主面に
シールド電極Ｓを形成し、該シールド電極Ｓを導
電膜１５ｂを介して引出し電極１８（アース端
子）に接続すればよい。

上記の如き構成を有するチツプ状の弾性表面波
部品２３を得るには、第６図ａに示すように、先
ず、好ましくは、プリント基板材料、スルーホル
メツキ基板材料としてよく用いられている合成樹
脂よりなる絶縁物母材３１を用意し、該絶縁物母
材３１に前後および左右の間隔が製造する弾性表
面波部品２３の巾および長さに等しくなる位置に
例えば丸孔または縁部には半丸孔３２，…３２を
設け、スルーホールメツキの手法により、第７図
に示すように、上記丸孔３２，…，３２の内壁面
およびその両開口端面周縁部に電極膜３３，…３
３を夫々形成するとともに凹部２２をたとえば切
削するなどして設け、また、好ましくは、圧電振
動ユニツト母材３４に接する側の開孔端面周縁部
の電極を研摩除去する。

一方、第６図ｂに示すように、圧電材料を板状
に成型して焼成することにより圧電振動ユニツト
母材３４を形成し、印刷等の手法により、その一
方の主面に上記絶縁物母材３１の丸孔または半丸
孔３２に対応する位置に円形または半円形の引出
し電極相当部３５，…３５を形成するとともにこ
れら引出し電極相当部３５，…，３５に接続され
るインターデジタル電極を設けて弾性表面波素子
２１，…，２１を形成する。

次に、上記絶縁物母材３１の丸孔または半丸孔
３２，…，３２と上記圧電振動ユニツト母材３４
の引出し電極相当部３５，…，３５とを夫々一致
させて、これら絶縁物母材３１と圧電振動ユニツ
ト母材３４とを接着材（図示せず）により相互に
接着する。

上記状態で、絶縁物母材３１の丸孔または半丸
孔３２，…，３２および圧電振動ユニツト母材３
４の引出し電極相当部３５，…，３５の中心を通
る線３６，…，３６，３７，…，３７に沿つて上
記絶縁物母材３１および圧電振動ユニツト母材３
４を切断した後、上記丸孔または半丸孔３２，
…，３２に形成された電極膜３３，…，３３が加
工されてできた導電膜１５ａ〜１５ｄと、引出し
電極相当部３５，…，３５が加工されてできた引
出し電極１７〜２０とを半田付けすれば、第２図
に示す弾性表面波部品２３を得ることができる。
このような実施例であきらかになつた本発明製造
方法は以下のすべての例にも適用できる。

上記のようにすれば、一枚の絶縁物母材３１と
一枚の圧電振動ユニツト母材３４とを相互に接着
して切断するだけで、大量の弾性表面波部品２３
を大量に生産することができる。しかも、絶縁物
母材３１は市販されているものまたはそれに準じ
て製造される製造容易で安価なものを使用でき
る。

上述した弾性表面波部品のように、励振電極が
圧電板の一方表面にのみ形成されるものは、引出
し電極を容易にチツプ部品の外部接続端子電極と
なるべき導電膜に接続できるが、以下に述べるよ
うな圧電板の対向主表面に励振電極を設けたエネ
ルギーとじこめ形厚み振動モードを用いるバルク
波部品では、一方の励振電極の引出し電極は、チ
ツプ部品の外部接続端子電極となるべき第１の導
電膜に容易に接続できるが、他方の励振電極の引
出し電極は何んらかの手段を用いて圧電板を回り
込んで前記第１の導電膜と同一平面にある第２の
導電膜に接続してやらないとフエーズボンデング
できる構造にならない。以下にエネルギーとじこ
め形バルク波部品でフエーズボンデングするため
の対策について述べる。

まず、バルク波エネルギー閉じ込め形の二端子
共振子の例を第８図、第９図および第１０図に示
す。

この例においては、第８図に示すように、圧電
振動ユニツト４１は圧電基板４２の一方の主面に
形成した円形の電極４３，４４および上記圧電基
板４２の他方の主面に上記電極４３，４４に対向
させて形成した円形の電極４５，４６を有する互
いに独立して振動する二端子共振子４７，４８を
備え、これら二端子共振４７，４８の上記電極４
３，４４を方向性をなくして取り扱いが便利にな
るよう圧電基板４２の上記一方の主面の一体の対
角線上の２つの隅部に形成した引出し電極４９，
５０に夫々引き出すとともに、電極４５と電極４
６とを接続したものである。また、実装すべき基
板に立ててとりつけるときは、たとえば引出し電
極５０を図における右下隅部に形成して電極４４
と接続する。すると立てて実装するとき、実装基
板面に引出し電極４９，５０が接することにな
り、はんだづけが容易になる。

上記圧電ユニツト４１は、第１０図に示すよう
に、引出し電極４９と５０との間に、二端子共振
子４７と４８とが直列に接続された回路構成を有
するが、等価的には一つの二端子共振子が構成さ
れる。このような構成だと、両引出し電極４９，
５０が圧電基板４２の一面側に存在するので、上
記圧電振動ユニツト４１には、その上下から第１
図ａと全く同様の構成を有する絶縁物１１，１１
を、第９図に示すように、積層して接着し、上記
引出し電極４９および５０を夫々上記一方の絶縁
物１１の導電膜１５ｂ，１５ｃに半田２６で半田
付けすれば、チツプ状のバルク波エネルギー閉じ
込め形の２端子共振子を得ることができる。この
場合、電極４５，４６側の絶縁物１１は、凹部２
２を有するのみで隅部に切欠部を有しない普通の
絶縁板に置き換えてもよい。このことは、以下の
例にも適用される。

次に、三端子共振子ユニツトを用いた場合で、
アース側共通電極とその引出し電極間にコンデン
サを介在させることにより、アース側共通電極の
引出し電極を、入・出力電極の引出し電極が設け
られている圧電基板面側に設けたものについての
べる。

上記第８図から第１０図の例において、第１１
図に示すような電極構成を有する圧電振動ユニツ
ト５１を使用すれば、第１２図に示すように、引
出し電極５２，５３が三端子共振子５４の分割電
極５５，５６に夫々接線され、電極５７と上記三
端子共振子５４の共通電極５８との間にコンデン
サC₁が接続されたチツプ状のバルク波エネルギ
ー閉じ込め形の三端子共振子を得ることができ
る。このような構造だと、電極５８の引出し電極
５７が引出し電極５２，５３と同一面側に位置す
ることになる。なお、電極５７と対角位置にある
隅部にも同様なコンデンサC₁を構成すると、圧
電振動ユニツト５１の方向性がなくなつて取り扱
いが便利である。

このような、上記第８図から第１２図の例は発
振子、FMデイスクリミネータユニツト、フイル
タ等として使用することができる。

また、第１３図に示すような電極構成を有する
圧電振動ユニツト６１を使用すれば、第１４図に
示すように、引出し電極６２と６３との間に、三
端子共振子５４、コンデンサC₁および三端子共
振子５４′、コンデンサC′₁からなる第１２図と全
く同一構成を有する２組の回路をカスコードに接
続するとともに、上記三端子共振子５４′の分割
電極の一方と共通電極との間にコンデンサC₂を
接続したチツプ状のバルク波エネルギー閉じ込め
形のフイルタを得る。

上記コンデンサC₁の一方の電極６４およびい
ま一つのコンデンサC₂の一方の電極６５は上記
フイルタの外部で相互に接続される。また、この
変形例として、第１４図で点線で示したような接
続を追加すると、第１３図示のものも方向性がな
くなつて取り扱いが便利である。

次に、非エネルギー閉じ込め形のフイルタの例
を第１５図、第１６図ａ，ｂに示す。

第１５図において、７１，７１は非エネルギー
閉じ込め形の共振素子であつて、これら共振素子
７１，７１はその各圧電基板７２の一方の主面に
分割電極７３，７３を形成するとともに、他方の
主面に共通電極７４を形成し、上記分割電極７
３，７３の間に溝７５を形成して、長さ振動モー
ドを利用するものである。一方、７６は共振素子
７１，７１の取り付け用のアルミナ等のセラミツ
ク又は合成樹脂製基板であつて、該基板７６には
アース側となる引出し電極７７を形成し、これら
引出し電極７７上には弾性を有する異方性又は等
方性導電性シート７８，７８を間にして、上記共
振素子７１，７１を載置固定し、その共通電極７
４，７４を上記引出し電極７７に導通させてい
る。

上記共振素子７１，７１と基板７６が、例えば
第１図ｂの圧電振動ユニツト１２に相当する圧電
振動ユニツトを構成する。

上記共振素子７１，７１の上には、弾性を有す
る異方導性シート７９，７９を間にして、基本的
に第１図ａと同様の構成を有する絶縁物１１′を
被せて、該絶縁物１１′と上記基板とを相互に接
着している。

上記絶縁物１１′は共振素子７１，７１を収容
するための凹部２２′，２２′（一つの共通凹部で
あつてもよい）を有し、これら凹部２２′，２
２′の内壁面には、異方導電性シート７９，７９
を通して、共振素子７１，７１の各一方の分割電
極７３，７３を相互に導通させる接続電極８０を
形成する一方、共振素子７１，７１の各他方の分
割電極７３，７３を夫々導電膜１５ａ，１５ｄに
導通させる接続電極８１，８１を形成している。

上記のようにすれば、共振素子７１，７１の圧
電基板７２，７２は弾性を有する導電性シート７
８と７９との間に指示固定され、その振動が保障
される一方、取り付けの方向性をなくするため
に、その他方の分割電極７３，７３は上記異方導
電性シート７９を通して導電膜１５ａ，１５ｄに
夫々引き出され、また、共通電極７４，７４も上
記導電性シート７８，７８を通して、引出し電極
７７から上記導電膜１５ａ，１５ｄとは異なる位
置に形成された導電膜１５ｂ，１５ｃに引き出さ
れる。

上記第１５図の実施例において、絶縁物１１′
側の異方導電性シート７９を使用せず、例えば第
１６図ａおよび第１６図ｂに夫々示すように、ボ
ンデングワイヤ９０を使用して、上記他方の分割
電極７３，７３を上記導電膜１５ａ，１５ｄに導
通させるようにしてもよい。

上記のようにして、非エネルギー閉じ込め形の
単一振動モードを用いた三端子形の共振子を二段
に縦続接続したフイルタもチツプ化することがで
きる。縦続接続する段数は任意である。また、一
個の非エネルギー閉じ込め形の単一振動モードを
用いた二端子又は三端子形の発振子やFMデイス
クリミネータにも適用できる。使用モードや非エ
ネルギー閉じ込め形の振動素子の種類も上記に限
定されないことはいうまでもない。

次に、エネルギー閉じ込め形であつて、従来リ
ードを付けて使用していた圧電振動ユニツトを用
いた場合について述べておく。第１７図は、この
場合の基本的な圧電振動ユニツトを示す。図にお
いて１０１は圧電基板、１０２，１０３は一対の
励振電極、１０４，１０５は一本の対角線上にお
ける圧電基板１０１の隅部の表側、裏側にそれぞ
れ設けた引出し電極である。この圧電振動ユニツ
トには、その上下から絶縁物１１，１１を第１８
図に示すように積層して接着し、引出し電極１０
４とこれに接触する導電膜１５ａを半田付けする
とともに、引出し電極１０５とこれに接触する下
側の絶縁物１１の導電膜１５ｃを半田付けする。
同時に、コ字状金属クリツプ１０６を下側の絶縁
物１１の導電膜１５ｃ、上側の絶縁物１１の導電
膜１５ｄ間にはしわたしして、両者を半田付けす
る。このような構造によつて、両励振電極１０
２，１０３が上側の絶縁物１１の導電膜１５ａ，
１５ｄにそれぞれ導通することになる。コ字状金
属クリツプにかえてワイヤで接続を行つてもよ
い。また、電極を圧電基板の側面に沿わせたり、
圧電基板の隅部に孔を設けて電極膜を形成したり
してコ字状金属クリツプやワイヤの機能をもたせ
てもよい。そして、このような構造は、上述のよ
うな二端子形共振子のみならず、三端子形の共振
子やフイルタ等の圧電振動ユニツトを用いたもの
にも適用できる。

以上、詳細に説明したことからも明らかなよう
に、本発明では、少くとも２個所に切り欠き部を
設けてその部分に導電膜を形成した絶縁板を圧電
振動ユニツトに積層してその引出し電極を上記導
電膜に導通させることにより圧電振動部品をチツ
プ化した圧電振動部品を製造するときに、スルー
ホール電極の形成された一組の絶縁物母材と圧電
振動ユニツト母材を積層してこのスルーホール電
極を分割するように切断するので、個々の圧電振
動部品の外部接続端子電極が別の工程を要するこ
となく形成でき、また容易に大量の圧電振動部品
を得ることができる。製造工程が簡単であるこ
とにより、価格が安く、不良品の発生が少く、製
品としての信頼性も向上する、導電膜をスルー
ホールメツキの手法により容易に形成することが
できる、等、製造上有益なもので、このようにし
て得られたチツプ状圧電振動部品は、リード線の
ないチツプ形状化された抵抗やコンデンサと同様
構造であるためプリント基板等の回路基板への実
装が容易である等その効果は非常に大である。

なお、第２、第３、第５、第９、第１５、第１
６ｂ、第１８の各図は、各部の接続関係を明確に
するためのもので、断面は適宜適当な箇所である
ので、いわゆる断面図とは異なることをことわつ
ておく。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは圧電振動部品の一例の絶縁物の斜視
図、第１図ｂは第１図ａの圧電振動部品の圧電振
動ユニツトの斜視図、第２図は第１図ａおよび第
１図ｂの絶縁物と圧電振動ユニツトを使用した圧
電振動部品の構造説明図、第３図は第２図の圧電
振動部品の回路基板への取付説明図、第４図は第
１図ａの絶縁物にシールド電極を設けた絶縁物の
斜視図、第５図は第４図の絶縁物を使用した圧電
振動部品の構造説明図、第６図ａは絶縁物母材の
斜視図、第６図ｂは圧電振動ユニツト母材の斜視
図、第７図は第６図ａの絶縁物母材の断面図、第
８図はバルク波エネルギー閉じ込め形の二端子共
振子の圧電振動ユニツトの斜視図、第９図はバル
波エネルギー閉じ込め形の二端子共振子の構造説
明図、第１０図は第９図の共振子の等価回路図、
第１１図はバルク波エネルギー閉じ込め形の三端
子共振子の圧電振動ユニツトの斜視図、第１２図
は第１１図の等価回路図、第１３図はバルク波エ
ネルギー閉じ込め形のフイルタの圧電振動ユニツ
トの斜視図、第１４図は第１３図の等価回路図、
第１５図は非エネルギー閉じ込め形のフイルタの
構造説明図、第１６図ａおよび第１６図ｂは夫々
第１５図のフイルタの変形例の圧電振動ユニツト
の平面図およびフイルタの構造説明図、第１７図
はエネルギー閉じ込め形の共振子の圧電振動ユニ
ツトの斜視図、第１８図は、第１７図示のユニツ
トを用いた共振子の構造説明図である。 １１，１１′…絶縁物、１２…圧電振動ユニツ
ト、１３…切欠き部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，
１５ｄ、…導電膜、１７，１８，１９，２０、…
引出し電極、２６…半田、３１…絶縁物母材、３
４…圧電振動ユニツト母材、４１，５１，６１…
圧電振動ユニツト、７１…共振素子、７６…基
板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 矩形板状の絶縁物の少なくとも２個所のコー
   ナー部に切欠部を設け、これら切欠部の上記絶縁
   物の厚み方向の壁面に夫々導電膜を形成し、上記
   絶縁物と圧電振動ユニツトとを積層して該圧電振
   動ユニツトの引出し電極を上記導電膜に電気的に
   接続したチツプ状圧電振動部品製造方法であつ
   て、圧電振動ユニツトの電極を複数分形成した圧
   電振動ユニツト母材と、各圧電振動ユニツトの引
   出し電極に対応する位置にスルーホール電極を複
   数個形成した絶縁物母材とを接着した後、上記ス
   ルーホール電極を分割するように切り離して個々
   のチツプ状圧電振動部品とすることを特徴とする
   チツプ状圧電振動部品の製造方法。