JPH0287812A - 圧電部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は圧電部品の製造方法に関し、より詳細には、エ
ネルギー閉じ込め型圧電共振子を用いた圧電フィルタな
どの圧電部品を製造する上で好適な圧電部品の製造方法
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、エネルギー閉じ込め型などの種々の圧電部品が汎
用されており、該圧電部品は、通常、圧電素子を樹脂溶
液にディッピングし、硬化させることにより製造されて
いる。より詳細には、第４図（Ａ）に示されるように、
圧電基板（２１）の一方の面に、共振子電極部（２２）
と、該共振子電極部（２２）から延る外部接続用電極（
２３）を形成し、他方の面にアース電極部（２４）を形
成し、圧電素子（２５）を構成すると共に、上記外部接
続用電極（２３）とアース電極部（２４）とに、それぞ
れ端子（２６）とアース端子（２７）を半田（２８）で
接続する０次いで、第３図（Ｂ）に示されるように、振
動空間を確保するため、上記共振子電極部（２２）とそ
の周辺部にワックスなどの振動空間形成材料（２９）を
塗布した後、圧電素子（２５）のうち端子（２６）（２
７）部分を除いて樹脂溶液にディッピングし、加熱硬化
させ、第３図（Ｃ）に示されるように、外装樹脂層（３
０）を形成すると共に、上記加熱硬化に伴い、上記振動
空間形成材料（２９）を外装樹脂層（３０）に吸収させ
、共振電極部（２２）と外装樹脂層（３０）との間に振
動空間（３１）を形成している（特公昭４５−２２３８
４号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の製造方法によれば、圧電素子（２５）に端子（２
６Ｈ２７）を取付け、樹脂溶液にディッピングし、加熱
硬化させることにより、振動空間（３１）を形成するこ
とができると共に、外装樹脂層（３ｏ）により圧電素子
（２５）を保護することができる。また上記外装樹脂層
（３０）の樹脂として安価な材料が使用でき、加工的に
も量産性に優れ、安価な圧電部品が得られる。

しかしながら、上記の製造方法によると、圧電素子（２
５）を樹脂溶液にディッピングし、加熱硬化させるので
、外装樹脂層（３０）の形状がばらつくだけでなく、外
装樹脂層（３０）が膨出形状に形成されるため、回路基
板に表面実装したとき、回路基板と外装樹脂層（３０）
との間に間隙部ができ、安定性が悪く表面実装性および
信頼性を低下させる。このような問題は、外装樹脂層（
３０）が膨出状に形成されるので、端子（２６）（２７
）を後加工により折曲成形した場合にも同様に生じる。

また外装樹脂層（３０）を成形加工することにより所定
形状の圧電部品とすることができるものの、樹脂溶液に
ディッピングし、加熱硬化と同時に振動空間（３１）を
形成するなめ、加熱成形時に外装樹脂Ｎ　（３０）に残
留する溶剤や樹脂液中に巻込まれた空気による気泡が形
成され、均質な角形に成形するのが著しく困難であると
共に、圧電素子を十分に保護できない場合があり信頼性
に乏しいという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、外装
樹脂層を所定の形状に成形できるだけでなく、振動空間
を精度よく形成できると共に、圧電素子の保護、表面実
装性および信頼性に優れた圧電部品の製造方法を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、圧電素子の共振子電極部を振動空間形成用材
料で被覆すると共に、圧電素子を樹脂で被覆し、加熱に
より共振子電極部と樹脂層との間に振動空間を形成する
圧電部品の製造方法において、上記圧電素子を樹脂で被
覆し、加熱した後、外装樹脂で被覆すると共に、該外装
樹脂を半硬化状態とし、成形加工と同時またはその後本
硬化させる圧電部品の製造方法により、上記課題を解決
するものである。

［作　用コ 上記構成の本発明によれば、圧電素子の共振子電極部を
振動空間形成用材料で被覆すると共に、圧電素子を樹脂
で被覆した後、加熱するので、該樹脂が硬化すると共に
、振動空間形成用材料が樹脂に吸収され、共振子電極部
と樹脂層との間に振動空間が形成される。

次いで、外装ｖＩｊ詣で被覆し、該外装樹脂を仮硬化さ
せるので、外装樹脂中に溶剤や気泡が含有されていても
、溶剤や気泡が除去され均質化すると共に、取扱い時に
外装樹脂が破損、変形することがない。

また仮硬化状態の外装樹脂を、成形加工と同時またはそ
の後本硬化させるので、所定の形状に成形加工すること
ができる。

なお、本明細書において硬化とは、熱硬化性樹脂の硬化
のみならず、熱可塑性樹脂の固化状態をも含む意味に用
いる。

また共振子電極部とは共振子電極が形成された箇所だけ
でなく、その周囲の共振子の振動に影響を及ぼす領域を
も含む意味に用いる。

［実施例］ 以下に、添付図面に基づいて本発明の一実施例を説明す
る。

第１図は、本発明の圧電部品の製造方法を示す一工程図
であり、圧電素子（１）の共振子電極部（３）を振動空
間形成材料（８）で被覆し、圧電素子（１）を樹脂（９
ａ）で被覆する被覆工程（八）と、加熱し、共振子電極
部（３）と樹脂層（９ｂ）と゛の間に振動空間（１０）
を形成する振動空間形成工程（Ｂ）と、樹脂層（９ｂ）
を外装樹脂（１１ａ）で被覆すると共に、外装樹脂（１
１ａ）を仮硬化させる仮硬化工程（Ｃ）と、仮硬化させ
た外装樹脂（１１ａ）を成形加工と同時またはその後本
硬化させる本硬化工程（０）とを含んでいる。

上記被覆工程（＾）で用いられる圧電素子（１）として
は、共振子電極部（３）を有する種々のもの、例えば、
厚みすべり振動モード、厚み縦振動モード、幅振動モー
ドや厚みねじり振動モード等、種々のエネルギー閉じ込
め型のモードを利用した圧電素子が使用でき、該圧電素
子（１）を構成する圧電基板（２）の一方の面には、共
振子電極部（３）と、該共振子電極部（３）から延る外
部接続用電極（４）とが形成されており、圧電基板（２
）の他方の面にはアース電極部（５）が形成されている
。外部接続用型ｉ＃！ｆ４１とアース電極部（５）には
それぞれ端子（６）とアース端子［７１が接続されてい
る。なお、圧電基板としては、圧電性を示す単結晶、多
結晶、セラミックスなど、種々の材料が使用できる。

また被覆工程（＾）において、上記共振子電極部（３）
を振動空間形成用材料（８）で被覆すると共に、端子（
６）（刀部分を除いて圧電素子（１）を樹脂（９ａ）で
被覆する。

振動空間形成用材料（８）は、圧電素子（１）を被覆す
る樹脂（９ａ）の種類とその特性に応じて適宜選択され
、共振子電極部（３）と、振動空間形成工程（Ｂ）で形
成された樹脂層（９ｂ）との間に振動空間（１０）を形
成しうる材料であればいずれも使用できる。上記振動空
間形成用材料（８）としては、例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレン、パラフィンワックス、カルナバワック
ス、マイクロクリスタリンワックスなどの合成または天
然ワックスが例示される。

このような振動空間形成用材ｌ−１（８］は、常温で固
体ないし半固体であり、加熱により容易に軟化し、比較
的低温で溶融する特性を有している。

また樹脂（９ａ）としては、ポリエステル、アクリル樹
脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネートなどの熱可塑性
樹脂、フェノール樹脂、エポキシｆＭ　ＩｒＱ、不飽和
ポリエステル、ジアリルフタレートｆＭｈなどの熱硬化
性樹脂など、種々の樹脂が使用できる。

上記樹脂のうち熱硬化性樹脂が好ましい、また上記熱硬
化性樹脂には、室温ないし低温型硬化剤や高温型硬化剤
などの種々の硬化剤が添加されていてもよい。

なお、上記振動空間形成材ｆｌ（８１および樹脂（９ａ
）は、溶液状、エマルジョン状または溶融状などの種々
の形態で使用できるが、作業効率を高めるため、振動空
間形成材料（８）にあっては溶融状態で、樹脂（９ａ）
にあっては溶液状で使用するのが好ましい。振動空間形
成用材；ｆ４　（８１による共振子電極部（３）の被覆
は、滴下、印刷、塗布などの種々の手段で行なうことが
でき、樹脂（９ａ）による圧電素子（１）の被覆は、デ
ィッピング、スプレー塗布などの種々の塗布手段で行な
うことができる。

また上記振動空間形成材料（８）、樹脂（９ａ）は、振
動空間（１０）の形成を阻害しない範囲で適宜の膜厚に
被覆することができるが、振動空間（１０）を確保し、
圧電素子（１）を保護できる範囲で薄く形成するのが好
ましい、なお、樹脂（９ｂ）の厚みが薄く形成されても
、仮硬化工程（Ｃ）および本硬化工程（Ｄ）で所望の厚
みの外装樹脂層（１１ｂ）を形成するので、圧電素子（
１）および振動空間（１０）を十分に保護することがで
きる。

また振動空間形成工程（８）では、圧電素子（１）を被
覆する樹脂（９ａ）を加熱し、硬化させて共振子電極部
（３）と樹脂層（９ｂ）との間に振動空間（１０）を形
成すると共に、樹脂層（９ｂ）により圧電素子（１）を
保護する。なお、加熱温度は、前記樹脂が熱硬化性樹脂
である場合には硬化温度、熱可塑性樹脂である場合には
軟化温度などに応じて適宜選択することができる。また
上記のようにして形成された振動空間（１０）の層は、
適宜の大きさに形成することができるが、通常、数ミク
ロンあれば十分である。

振動空間形成工程（Ｂ）の後、仮硬化工程（Ｃ）で、樹
脂７１１　（９ｂ）をさらに外装樹脂（１１ａ）で被覆
し、該外装樹脂（１１ａ）を仮硬化させる。

上記外装樹脂（１１ａ）としては、前記と同様の樹脂が
使用できると共に、溶剤含有または非含有の液状、エマ
ルジョン状や粉体状などの他、溶融状の形態で使用する
ことができ、外装樹脂（１１ａ）の被覆は、樹脂層（９
ｂ）に外装樹脂（ｌｌａ）をディッピング、スプレー塗
布などの手段により付着させ被覆することにより行なう
ことができる。

外装樹脂（１１ａ）の仮硬化は、外装樹脂（１１ａ）の
種類などに応じて適宜の温度で行なうことができ、外装
樹脂（１１ａ）が熱硬化性樹脂である場合には、硬化温
度で短時間硬化させたり、硬化剤として低温で作用する
低温型硬化剤と高温で作用する高温型硬化剤とを併用し
、低温で半硬化状態に硬化させてもよい、また仮硬化の
程度は、取板い時に外装樹脂（１１ａ）が破損ないし変
形せず、しかも本硬化工程での本硬化に際して軟化し成
形可能な程度であればよい。

また仮硬化は、外装樹脂（１１ａ）中に含まれる溶剤や
気泡などを円滑に除去しうる条件、例えば、減圧下や、
大気中などの開放系で行なうことができる。このような
条件下で仮硬化させると、均質な外装樹脂（Ｉｌａ）が
形成される。

そして、仮硬化状態の外装樹脂（１１ａ）を所定形状に
成形加工するため、本硬化工程（ロ）では、成形加工と
共に外装樹脂（１１ａ）を本硬化させ、外装樹脂層（１
１ｂ）を形成する。

外装樹脂（１１ａ）の成形加工は、種々の成形型を用い
て行なうことができ、この例では、予め端部がＬ字状に
折曲された端子（６）（刀の端部底面と、外装樹脂（１
１ａ）の対向面のうち一方の面とが同一平面上に、すな
わちインライン性を確保しながら、外装樹脂（Ｉｌａ）
を角形に成形するため、外装樹脂（１１ａ）を押圧する
一対の成形型（１２ａ）ｆ１２ｂ）と、端子（６）（刀
と対向する端面を成形する成形部材（１２ｃ）とを用い
ている。このようにして外装樹脂（１１ａ）を角形に成
形することにより、第２図に示されるように、角形に成
形された外装樹脂層（Ｉｌｂ）により圧電素子（１）お
よび振動空間（１０）が保護され、表面実装性にほれた
圧電部品が得られる。

この本硬化工程（Ｄ）は、樹脂１　ｆ９ｂ）により振動
空間（１０）を保護し、仮硬化した外装樹脂（１１ａ）
で被覆した後、行なうため、振動空間（１０）を保護し
つつ所望の形状に成形加工することができる。特に、従
来の方法では困難であった角形成形も容易に行なうこと
ができる。より詳細には、外装樹脂（１１ａ）としてエ
ポキシ樹脂を用い、硬化温度１５０°Ｃの条件下、従来
の方法で圧電部品を製造する場合、第３図（＾）に示す
ように、外装樹脂を加熱すると、温度上昇に伴ない粘度
が一旦低下し、硬化温度に達した後、粘度が上昇すると
共に、加熱状態を維持すると半硬化状態を経て外装樹脂
は硬化する。従って、樹脂溶液に圧電素子をディッピン
グし加熱硬化させる従来の方法では、外装樹脂中に含ま
れる溶剤や気泡が加熱に伴い膨脹するので、成形加工し
ても、外装樹脂が不均質となり、振動空間を確保しつつ
精度よく成形、特に角形に成形加工することが困難であ
るばかりか、圧電素子の保護および信頼性が十分でない
、また得られた圧電部品の外装樹脂層が膨出形状である
なめ、端子の底面と外装樹脂層の底面とを同一平面上に
形成できず、表面実装性が十分でない。

これに対して、仮硬化工程（Ｃ）の後、２５℃の室温に
戻し、本硬化工程（０）において硬化温度１５０℃の条
件で本硬化させた場合を例にとって説明すると、第３図
（８）に示すように、外装樹脂（１１ａ）を加熱すると
、温度上昇に伴ない粘度が一旦低下し、硬化温度に達し
た後、粘度が上昇するが、粘度が成る程度上昇した時、
すなわち半硬化状態のとき室温（図中、破線で示す）に
戻すと、外装樹脂（１１ａ）は未だ軟化可能な半硬化状
態を保持する。

従って、液状などの外装樹脂（１１ａ）を用いても外装
樹脂（１１ａ）中に含まれていた溶剤や気泡を仮硬化工
程（Ｃ）で除去でき均質化できる。そして、本硬化工程
（０）で半硬化状態の外装樹脂（１１ａ）を加熱すると
、温度の上昇に伴い粘度が低下し、低粘度領域で前記外
装樹脂（ｉｉａ）を所定の形状に成形加工できると共に
、その後外装樹脂（１１ａ）の硬化が始まり、振動空間
（１０）を確保した状態で外装樹脂（１１ａ）を完全に
硬化させ、所定形状に成形加工された均質な外装樹脂層
（１１ｂ）を形成することかできる。従って、本発明に
より得られた圧電部品は、均質な外装樹脂層（１１ｂ）
を所定の形状に成形できるだけでなく、振動空間（１０
）を精度よく形成できると共に、圧電素子（１）の保護
および信頼性に優れている。また角形に成形できるため
、成形時に端子（６）（刀の端部底面と外装樹脂層（１
１ｂ）の底面とを同一平面上に位置させることができ、
上記端子（６１（７１と外装樹脂層（１１ｂ）とのイン
ライン性を確保できる。従って、回路基板に圧電部品を
組込んでも、回路基板と端子（６）（刀の端部底面およ
び外装樹脂１　Ｈｉｂ）との間に間隙部が存在せず、圧
電部品を安定に載置した状態で実装でき、表面実装性お
よび信頼性に優れている。

なお、本硬化工程（Ｄ）は、外装樹脂（１１ａ）の成形
加工と同時にまたはその後行なうことができる。

また角形に成形できるため、本硬化工程（Ｄ）の後、端
子＋６１　＋７１を所定形状に折曲加工することにより
、端子と外装樹脂層とのインライン性を確保してもよい
。

本発明は、２端子型圧電部品に限らす３端子型圧電部品
などにも適用でき、端子は、圧電部品の用途に応じて、
圧電部品の片側、両側などの適所に形成されていてらよ
い。また本発明は、２段のバンドパスフィルタに限らず
、例えば、中間周波数用共振子、トラップや発振子など
の圧電部品に適用することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、圧電素子の共振子電極
部を振動空間形成用材料で被覆すると共に、圧電素子を
樹脂で被覆し、加熱した後、外装樹脂で被覆し、該外装
樹脂を仮硬化させ、外装樹脂を成形加工と同時またはそ
の後本硬化させるので、振動空間を樹脂層でｉ護した状
態で精度よく形成できると共に、均質な外装樹脂層を所
定の形状に成形でき、圧電素子の保護、表面実装性およ
び信頼性に優れた圧電部品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の圧電部品の製造方法を示す一工程図
、 第２図は本発明により得られた圧電部品の一例を示す斜
視図、 第３図（＾）は、圧電部品の従来の製造方法における外
装樹脂の粘度と加熱時間との関係を示す模式図、 第３図（Ｂ）は、本発明の圧電部品の製造方法における
外装樹脂の粘度と加熱時間との関係を示す模式図、 第４図は、圧電部品の従来の製造方法の概要を示す工程
図である。 （１）・・・圧電素子、（３）・・・共振子電極部、（
８）・・・振動空間形成用材料、（９ａ）・・・樹脂、
（９ｂ）・・・樹脂層、（１０）・・・振動空間、（１
１ａＪ・・・外装樹脂、（１１ｂ）・・・外装樹脂層第
４図 （Ａ） フｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧電素子の共振子電極部を振動空間形成用材料で被覆
   すると共に、圧電素子を樹脂で被覆し、加熱により共振
   子電極部と樹脂層との間に振動空間を形成する圧電部品
   の製造方法において、上記圧電素子を樹脂で被覆し、加
   熱した後、外装樹脂で被覆すると共に、該外装樹脂を半
   硬化状態とし、成形加工と同時またはその後本硬化させ
   ることを特徴とする圧電部品の製造方法。