JPH03175710A - 圧電共振子の製造方法 - 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、フィルタ回路や発振回路等に使用される圧電
共振子の製造方法に関する。

従来の技術と課題 従来、圧電共振子の共振周波数調整方法として、振動電
極に樹脂材等を塗布し、その塗布膜の厚みによって共振
周波数をコントロールする方法が知られている。この方
法は、圧電体マザー基板に設けられた複数個の圧電共振
子から数個の代表を抽出して共振周波数を測定し、その
平均値と所定の共振周波数との差に基づいて決定された
膜厚で樹脂材等を振動電極の上に塗布する方法である。

しかし、この方法では、 （１）塗布されたインクの膜厚がばらつくので圧電共振
子の共振周波数にばらつきが生じる。

（２）同一基板内であっても圧電体マザー基板の材質に
ばらつきがあるので圧電共振子の共振周波数にばらつき
が生じる。

（３〉抽出された数個の圧電共振子の平均値を基準とす
るので、個々の圧電共振子の共振周波数と平均値との間
に必然的に差が生じ、平均値に基づいて決定された膜厚
で均一に塗布できたとしても圧電共振子の共振周波数に
ばらつきが生じる。

従って、１枚の圧電体マザー基板に設けられた圧電共振
子の全数を精度良く所定の共振周波数にすることは困難
であった。

そこで、本発明の課題は、１枚の圧電体マザー基板に設
けられた複数個の圧電共振子の全数を所定の共振周波数
に調整することのできる圧電共振子の製造方法を提供す
ることにある。

課題を　決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明に係る圧電共振子の
製造方法は、 （ａ）圧電体マザー基板に独立して設けられた複数個の
圧電共振子の共振周波数を測定する工程と、（ｂ）前記
測定した共振周波数と所定の共振周波数との差に基づい
て前記複数個の圧電共振子の振動電極を個々の電解めっ
き条件、あるいは電解エツチング条件で処理する工程と
、 を備えている′ことを特徴とする。

任−浬 以上の構成において、１枚の圧電体マザー基板に設けら
れた複数個の圧電共振子の共振周波数調整は、個々の圧
電共振子毎に適した処理条件で処理される。即ち、圧電
共振子の共振周波数は振動電極の膜厚に反比例するので
、圧電共振子の共振周波数が所定の共振周波数より高い
場合は、電解めっき処理により圧電共振子の振動電極の
膜厚を厚くして圧電共振子の共振周波数を低くする。逆
に、圧電共振子の共振周波数が所定の共振周波数より低
い場合は、電解エツチング処理により振動電極の膜厚を
薄くして圧電共振子の共振周波数を高くする。さらに、
そのめっき量あるいはエツチング量は印加する電流密度
や通電時間により管理する。

実施例 以下、本発明に係る圧電共振子の製造方法の一実施例に
ついて図面を参照して説明する。本実施例はエネルギー
閉じ込め型２端子圧電共振子を例にして説明するが、本
発明はこれに限定されるものではなく、３端子圧電共振
子あるいは非エネルギー閉じ込め型圧電共振子であって
もよい。

第１図は、圧電共振子２が共振周波数を測定されている
状態を示すものである。圧電体マザー基板１は、４個の
エネルギー閉じ込め型２端子圧電共振子２を備えている
。圧電体マザー基板１の表裏面の互いに対応する位置に
、振動電極３ａ、　３ｂが個々に独立して形成されてい
る。該振動電極３ａ。

３ｂは引出し電極４ａ、　４ｂに接続されている。これ
ら振動型ｇ３ａ、３ｂ及び引出し電極４ａ、　４ｂは、
ＡｇやＡｇ−Ｐａ等の導電性ペーストを塗布し、焼付け
ることによって形成される。共振周波数を測定するため
の測定用リード端子５ａ、５ｂはそれぞれ引出し電極４
ａ、　４ｂに接触している。リード端子５ａ、　５ｂは
信号線６，６を介して周波数測定器に接続され、圧電共
振子２の共振周波数が測定される。測定された共振周波
数のデータは図示しないコンピュータの記憶部に記憶さ
れる。

測定の方法としては、１組の測定用リード端子５ａ、　
５ｂを使って順に圧電共振子２を測定してもよいが、効
率よく行なうには、第１図に示すように個々の引出し電
極４ａ、　４ｂ毎に測定用リード端子５ａ＋５ｂを接触
させ、スイッチ７ａ、７ｂの切り換えによって一括して
測定するのが望ましい。さらに、複数枚の圧電体マザー
基板１を一括して測定すればより効率よく測定できる。

こうして圧電体マザー基板１に形成された全ての圧電共
振子２の共振周波数が図示しないコンピュータの記憶部
に記憶されると、次にコンピュータの演算部は記憶され
た共振周波数と所定の共振周波数との差に基づいて、圧
電共振子２の個々の振動電極３ａ、　３ｂを適した条件
で処理するように電解めっき装置あるいは電解エツチン
グ装置を制御する。即ち、圧電共振子の共振周波数は振
動電極の膜厚に反比例するので、測定された共振周波数
が所定の共振周波数より高い場合は、振動電極３ａ。

３ｂに電解めっきを施して電極の膜厚を厚くする。

逆に、測定された共振周波数が所定の共振周波数より低
い場合は、振動電極３ａ、　３ｂに電解エツチングを施
して電極の膜厚を薄くする。

第２図は、全ての圧電共振子２の振動電極３ａ。

３ｂが電解めっき処理をされている状態を示したもので
ある。圧電共振子２の個々の引出し電極４ａ＋４ｂにめ
っき用リード端子９ａ、　９ｂを接触させた後、圧電体
マザー基板１をめっき浴１０に浸漬すると共に、めっき
用リード端子９ａ、９ｂに負の電圧を印加する。一方、
金属めっき部材１２には正の電圧を印加する。電解めっ
き（後述の電解エツチングも同様）の方法としては、１
組のめっき用リード端子９ａ、　９ｂを使って順に振動
電極３ａ、３ｂにめっきしてもよいが、効率よくめっき
するには、個々の引出し電極４ａ、　４ｂにめっき用リ
ード端子９ａ＋　９ｂを接触させ、−括してめっきする
のが望ましい。さらに、複数個の圧電体マザー基板１を
一括してめっきすればより効率よくめっきできる。また
、本実施例ではめっき用リード端子９ａと９ｂの両者を
常に併用しているが、どちらか一方のみを使用するもの
であってもよい。

こうして、引出し電極４ａ、　４ｂに接続された振動電
極３ａ、　３ｂの表面上に金属めっき部材１２のめつき
膜が形成されることになる。このめっき膜の厚みは印加
する電流密度や通電時間により容易に制御できる。例え
ば、各振動電極３ａ、　３ｂに印加する電流密度を一定
にした場合、めつき膜厚は通電時間に比例するので、測
定された共振周波数と所定の共振周波数との差が大きい
圧電共振子２の振動電極３ａ、　３ｂ程、通電時間を長
くしてめつき膜厚を厚くすればよい。

さらに詳述すると、電解めっき処理前の振動電極３ａ（
あるいは３ｂ）の膜厚をｔｌ、電解めっき処理後の振動
電極３ａの膜厚をｔｌ、めっき処理前の圧電共振子２の
共振周波数をＦｌ、めっき処理後の圧電共振子２の共振
周波数をＦ２、通電時間をＴとすると、めっき処理によ
る共振周波数の変化は、次の式で表わされる。

Δ（Ｆｌ−Ｆ２）＝　ｆ［Δ（ｔｘ　−ｔｌ）］＝ｆ（
Ｔ） 従って、めっき処理前の振動電極３ａの膜厚ｔｌにおけ
る共振周波数Ｆ１を基準データとして、振動電極３ａの
膜厚と共振周波数と通電時間との関係式から、通電時間
Ｔを算出し、算出した通電時間に基づいてめっき処理す
ることによって、振動電極３ａの膜厚、ひいては圧電共
振子２の共振周波数を精度よく所定の共振周波数にする
ことができる。

一方、各振動電極３ａ、３ｂに印加する通電時間を一定
にした場合、めっき膜厚は電流密度に比例するので、共
振周波数の差が大きい圧電共振子２の振動電極３ａ、　
３ｂ程、電流密度を大きくすればよい。

なお、金属めっき部材１２の材料としては、導電性金属
、例えば、銅、金、銀、アルミニウム、錫やこれらの合
金等が使用される。

第３図は、全ての圧電共振子２の振動電極３８゜３ｂが
電解エツチング処理をされている状態を示したものであ
る。個々の引出し電極４ａ＋　４ｂにエツチング用リー
ド端子１７ａ、１７ｂを接触させた後、圧電体マザー基
板１をエツチング浴１６に浸漬すると共に、エツチング
用リード端子１７ａ、　１７ｂに正の電圧を印加する。

−寅、エツチング電極２０には負の電圧を印加する。こ
れによって、引出し電極４ａ、　４ｂに接続された振動
電極３ａ、３ｂの表面の一部がエツチングされ、振動電
極３ａ、３ｂの膜厚が薄くなる。

この振動電極３ａ、３ｂの膜厚の減少量吐電解めっき処
理の場合と同様に、印加する電流密度や通電時間により
容易に制御できる。例えば、各振動電極３ａ、　３ｂに
印加する電流密度を一定にした場合、振動電極３ａ、　
３ｂの膜厚の減少量は通電時間に比例するので、測定さ
れた共振周波数と所定の共振周波数との差が大きい圧電
共振子の振動電極３ａ、　３ｂ程、通電時間を長くして
めっき膜厚を薄くすればよい。

以上の説明は、圧電体マザー基板１に設けられた圧電共
振子２の共振周波数が所定の共振周波数より全て高い場
合や、全て低い場合である。圧電体マザー基板１に所定
の共振周波数より高い共振周波数を有する圧電共振子２
と低い共振周波数を有する圧電共振子２が混在して形成
されている場合は、まず、電解めっき処理工程において
、所定の共振周波数より高い共振周波数を有する圧電共
振子２の振動電極３ａ、　３ｂにのみ通電してめっき処
理を行ない、残りの圧電共振子２の振動電極３ａ＋３ｂ
には通電しないようにする。次に、電解エツチング処理
工程において、所定の共振周波数より低い共振周波数を
有する圧電共振子２の振動電極３ａ。

３ｂにのみ通電してエツチング処理を行なう。こうして
１枚の圧電体マザー基板１に形成された全ての圧電共振
子２の共振周波数を精度よく所定の共振周波数にするこ
とができる。

なお、前記の一連の工程（共振周波数測定工程→電解め
っき処理工程→電解エツチング処理工程）を繰り返すこ
とによってさらに圧電共振子２の共振周波数の精度を向
上させることができる。

こうして、圧電体マザー基板１に形成された複数個の圧
電共振子２は、従来全て同一条件で処理されていたもの
が、個々の圧電共振子２毎に最適の条件で処理されるこ
とになる。

電解めっき処理、あるいは電解エツチング処理が施され
た圧電体マザー基板１は、後工程で切断されて所定寸法
の圧電共振子となる。

なお、本発明に係る圧電共振子の製造方法は、前記実施
例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に
変更することができる。

圧電体マザー基板に形成された複数個の圧電共振子の個
々の共振周波数を測定するための測定用リード端子、電
解めっきをするためのめっき用リード端子及び電解エツ
チングをするためのエツチング用リード端子は同一のも
のを使用してもよいし、それぞれ異なるものを使用して
もよい。

また、前記実施例では電解めっきの工程と電解１１− エツチングの工程を区別して説明したが、例えば電解め
っきの工程で一部の圧電共振子２の振動電極３ａ、　３
ｂに正の電圧を加えれば、電解めっきと電解エツチング
が一工程で同時に処理されることになり、工程の短縮を
図ることができる。

さらに、前記実施例では、プロセス管理、データ処理等
にコンピュータを利用したが、コンピュータは本発明に
必須のものではない。若干の煩雑さを伴うが、コンピュ
ータを利用しなくとも本発明を実施することができる。

光里り羞矢 以上のように、本発明によれば、圧電体マザー基板に形
成された複数個の圧電共振子の個々の共振周波数を測定
し、所定の共振周波数との差に基づいて個々の電解めっ
き条件あるいは電解エツチング条件で処理するので、１
枚の圧電体マザー基板に形成されている複数個の圧電共
振子を全て精度良く所定の共振周波数にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例である圧電共振
子の製造方法を示し、第１図は圧電共振子の共振周波数
を測定する工程の説明図、第２図は圧電共振子の振動電
極に電解めっき処理をする工程の説明図、第３図は圧電
共振子の振動電極に電解エツチング処理をする工程の説
明図である。 １・・・圧電体マザー基板、２・・・圧電共振子、３８
゜３ｂ・・・振動電極、５ａ、　５ｂ・・・測定用リー
ド端子、９８゜９ｂ・・・めっき用リード端子、１７ａ
、１７ｂ・・・エツチング用リード端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．圧電体マザー基板に独立して設けられた複数個の圧
   電共振子の共振周波数を測定する工程と、前記測定した
   共振周波数と所定の共振周波数との差に基づいて前記複
   数個の圧電共振子の振動電極を個々の電解めっき条件、
   あるいは電解エッチング条件で処理する工程と、 を備えていることを特徴とする圧電共振子の製造方法。