JPH0370407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はLiTaO₃等の圧電振素子を用いたスト
リツプ型圧電振動子の製造方法に関する。

(b) 技術の背景 水晶やLiTaO₃等にてなる圧電体基板に適当な
電極パターンを被着形成し該電極に交流電界を印
加すると、圧電体は印加電界と等しい周波数の応
力を生じ、かつ印加電界の周波数が圧電体の固有
振数に一致すると共振して強勢な振動が得られ
る。そして、かかる原理に基づく圧電振動子は小
型高性能であるため、通信装置等の発振回路やフ
イルタとして広く使用されている。

(c) 従来技術と問題点 第１図はLiTaO₃の単結晶にてなる振動素子を
支持するストリツプ型圧電振動子の従来構造を示
した側面図であり、振動子１１は矩形断面の板状
圧電体基板２の対向主面（図示表面及び裏面）に
蒸着手段でＴ字形電極パターン３及び３′を形成
した振動素子４が、基体５及びキヤツプ６等にて
なるパツケージに密封されている。ただし、振動
素子４は電極パターン３及び３′それぞれの端部
に一端が接続された１対の支持導線７及び７′を
介して、基体５に固着された１対のリード端子８
及び８′に固着されている。

かかる従来構成になる振動子は、他の回路部品
に比べてパツケージ高さが高く、かつ素子支持部
の耐振強度が弱い欠点があつた。また、該欠点を
多少なりとも補うため第２図に示す如く、振動子
１１をプリント板１２に搭載したのち、振動子パ
ツケージから導出されたリード端子１３を約90度
折曲げる方法もあるが、該方法の効果は不十分で
あり、かつ搭載スペースを広くするという新たな
欠点が生じる。

(d) 発明の目的 本発明の目的は、上記欠点を除去し且つ量産性
に優れた圧電振動子の製造方法を提供することで
ある。

(e) 発明の構成 上記本発明の目的は、圧電体ウエーハの表裏面
の各々に、両側パターンと該両側パターン間に配
置された複数個の桟パターンからなる梯子状の電
極パターンを複数所定間隔隔てて、且つ該表裏面
の該梯子状電極パターンは一方面の前記間隔に対
応する如く他方面に該梯子状電極パターンが位置
するように配置すると共に、該表裏面の該梯子状
電極パターンの前記両側パターンが上下に重なる
ように位置して形成する工程と、前記各桟パター
ンの長手方向中央で帯状に直交し、且つ前記梯子
状電極パターンの膜より厚膜の導体パターンを前
記圧電体ウエーハの表裏面に対向させて形成する
工程と、前記圧電体ウエーハを前記帯状導体パタ
ーンの中心線およびこれを直交する前記桟パター
ン間の中心線で分割する工程と、分割された各圧
電基板の端部表裏面に形成された前記導体パター
ン間を接続して引出し用導体層を形成し、且つ前
記引出し用導体層を実装基板に形成された導体層
に対向するように搭載し、固着する工程とを備え
たことを特徴とする圧電振動子の製造方法を提供
することにより達成できる。

(f) 発明の実施例 以下、本発明の実施例に係わる図面を用いて本
発明を説明する。

第３図は本発明の一実施例になるストリツプ型
圧電振動子の概略構成を示す側面図、第４図は前
記振子の分解斜視図、第５図は前記振動子にリー
ド端子を取着した一例を示す側面図、第６図は本
発明の他の一実施例になるリード端子付き圧電振
動子の正面図、第７図及び第８図はそれぞれ本発
明のさらに他の一実施例である圧電振動子に係わ
る基板の構成を説明するための図である。

第３図及び第４図において、厚みすべり振動を
行なうストリツプ型圧電振子２１は圧電振素子２
２及びセラミツクス等にてなる密封用キヤツプ２
３を、セラミツクス等にてなる実装用基板２４に
搭載して構成される。第１図に示した振動素子４
と同様な振動素子２２は、圧電体基板２６の表裏
面である対向主面にそれぞれにＴ字形の電極部２
７ａと接続部２７ｂからなる電極パターン２７及
び２７′を膜形し、圧電体基板２６は一方の端部
には１対の引出し用導体層である端部電極２８及
び２８′を厚膜形成し、他方の端部には１対の引
出し用導体層である端部電極２９及び２９′を厚
膜形成したのち、端部電極２８と２８′及び２９
と２９′とをそれぞれ接続すると共に引出し用導
体層を形成する導体層３０及び３１が被着されて
いる。一方、キヤツプ２３を搭載するため振動素
子２２より大形な基板２４の上面には、端部電極
２８′及び２９′に対向する１対の導体層３２と３
３が膜形成され、端部電極２８′と導体層３２並
びに端部電極２９′と導体層３３とはそれぞれ電
気的に接続されている。

なお、上記実施例においてAgペーストを印刷、
焼成して厚膜形成してなる端部電極２８及び２９
の厚さ、並びにAgペーストを印刷，焼成し厚膜
形成してなる端部電極２８′及び２９′に導体層３
２又は３３を接続させた厚さは、圧電体２６の厚
さの約30％〜45％であるとき、振動子２１のＱ値
及びスペリアスが良好領域に収まる。また、端部
電極２８′及び２９′と導体層３２又は３３との接
続工程は、導電性ペーストを用いた導体層３０及
び３１の形成と同時に行なつて独立工程とならな
いようにしている。

第５図において、前述の圧電振動子２１を用い
たリード端子付き圧電振動子４１は、導体層３２
及び３３がキヤツプ２３の外側に延長する基板２
４の一部を挾むように１対のフオーク状リード端
子４２及び４３を取着して完成する。そして、振
動子４１は前述した従来の振動子１に比べ素子支
持導線（第１図の７，７′）を必要としないだけ
全高が低くなつて小形化されることになる。

第６図において、前述の振動素子２２及びキヤ
ツプ２３を搭載してなるリード端子付き圧電振動
子５１は、セラミツクス等にてなる基板５２の表
面に形成され、第３図及び第４図に示した導体層
３２及び３３と同等な導体層５３と５４が、基板
５２の長手方向端部に延長形成されている。そし
て、第５図に示したリード端子４２及び４３と同
様な１対のフオーク状リード端子５５と５６は、
導体層５３及び５４がキヤツプ２３の外側に延長
する基板５２の一部を挾むように取着されている
ため振動子５１の全高は第５図の振動子４１のそ
れよりさらに低くなる利点がある。

第７図において、第３図及び第４図に示した如
き振動素子２２及びキヤツプ２３を上面に搭載
し、チツプ状振動子を構成する実装用基板６１
は、上面に振動素子搭載用導体層６２及び６３を
膜形成し、導体層６２及び６３を外部接続する２
対の導体層６４と６５は、基板６１の長手方向端
面に形成した溝状凹部に被着形成されている。そ
して、基板６１の上に振動素子２２を搭載してな
る振動子は、導体層６４及び６５を介してハイブ
リツド回路基板等の上面に直接搭載することがで
きる。

第８図において、第３図及び第４図に示した如
き振動素子２２及びキヤツプ２３を上面に搭載
し、チツプ状振動子を構成する基板７１は、上面
（表面）に膜形成した１対の振動素子搭載用導体
層７２及び７３と対向する下面（裏面）に１対の
外部接続用導体層７４と７５が膜形成され、導体
層７２と７４及び７３と７５は１対のスルーホー
ル７６の内壁に形成した導体層７７及び７８によ
り接続されている。そして、基板７１の上に振動
素子２２を搭載してなる振動子は、導体層７４及
び７５を介してハイブリツド回路基板等の上面に
直接搭載される。

なお、基板７１はスルーホール７６内の導体層
７７及び７８を介して、導体層７２と７４及び７
３と７５を接続しているが、スルーホール７６を
穿設しないで第７図に示した端面体層６４及び６
５を介して接続してもよい。

次いで、第９図〜第１１図を用いて前述した振
動素子２２及び実装用基板２４と６１の量産的作
成方法を説明することにより、本発明に係る圧電
振動子の製造方法について詳述する。

第９図は振動素子２２の主要工程を説明するた
めの図であり、第９図イにおいて上述の圧電体基
板２６より遥かに大形な圧電体ウエーハの上面
（表面）に複数の梯子状電極層８１が所定間隔Ｐ
隔てて列状膜形成され、該ウエーハの下面（裏
面）には導体層８１と同じ梯子状パターンで複数
の導体層８１′が所定間隔Ｐ隔てて列状に膜形成
される。この際導体層８１，８１′は一方が間隔
Ｐに位置するように配置され、その両側パターン
部８１ａ，８１′ａが上下に重なるように配置さ
れている。然るのち第９図ロに示す如く、導体層
８１及び８１′の桟パターン部８１ｂ，８１′ｂの
長手方向中心軸で直交する第１と第２の導体パタ
ーンである帯状の導体層８２がウエーハ上面及び
下面に対向するように厚膜形成されたのち、図中
１点鎖線で示す線に沿つてレーザ加工によるスリ
ツト８３及び８４を設け、スリツト８３及び８４
に沿つてウエーハを割断する。その結果、圧電体
基板２６が形成されて導体層８１及び８１の一部
が振素子２２の電極部２７ａと接続部２７ｂから
なる電極パターン２７及び２７′になり、導体層
８２の一部ば端部電極２８，２８′，２９，２
９′になる。

第１０図は実装用基板２４の作成方法を説明す
るための図であり、基板２４より遥かに大形なセ
ラミツクス基板の上面に字形導体層８５及び８
６の複数対が膜形成される。然るのち、図中に１
点鎖線で示す線に沿つてレーザ加工によるスリツ
ト８７及び８８を設け、スリツト８７及び８８に
沿つて大形基板を割断する。その結果、導体層８
５及び８６が２分割されてなる振動素子搭載用導
体層３２と３３を具えた基板２４が形成される。

第１１図は実装用基板６１の作成方法を説明す
るための図であり、基板６１より遥かに大形なセ
ラミツクス基板の上面に多数の導体層８９が膜形
成される。ただし、前記大形セラミツクス基板の
各導体層８９が形成される中心部に１対のスルー
ホール９０が穿設され、該スルーホール９０の内
壁にも導体層が被着される。然るのち、図中に１
点鎖線で示す線に沿つてレーザ加工によるスリツ
ト９１及び９２を設け、スリツト９１及び９２に
沿つて大形基板を割断する。その結果、導体層８
９とスルーホール９０及びその内壁に被着された
導体層とが２分割され、導体層６２と６３並びに
端面凹部内の導体層６４と６５を具えた基板６１
が形成される。

なお、第１０図及び第１１図において、大形セ
ラミツクス基板をスリツト８７と８８又は９１と
９２に沿つて割断するのに先立つて振動素子２２
を所定部に搭載し、導体層８５と８６又は８９に
測定用プローブを接触させて各振動素子の周波数
調整を行なえば、該振動素子の量産性が著しく向
上される。

(g) 発明の効果 以上説明した如く本発明によれば、パツケージ
用基板の上に電極パターンを浮かせた状態で振動
素子を直接搭載した構成であるため、特性を落と
すことなく従来のものより全高が低くなつて小型
化され、かつ、該素子及び基板は圧電体ウエーハ
及び大形基板から作成される数量単位でのバツチ
処理が可能な量産性を具えているため、迅速かつ
安価に提供可能となつた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来構成になるストリツプ型圧電振動
子の一部を破断した側面図、第２図は前記振動子
の高さを減じるようにリード端子を折曲した従来
方法を示す側面図、第３図は本発明の一実施例に
なるストリツプ型圧電振動子の一部を波断した側
面図、第４図は第３図に示した振動子の分解斜視
図、第５図は第３図に示した振動子にリード端子
を取着した一例を示す側面図、第６図は本発明の
他の一実施例になるリード端子付き圧電振動子の
正面図、第７図及び第８図はそれぞれ本発明のさ
らに他の実施例になる圧電振動子に係わるパツケ
ージ基板の構成を説明するための図、第９図は第
３図及び第４図に示した振動素子の量産方法を説
明するための図、第１０図は第３図及び第４図に
示した基板の量産方法を説明するための図、第１
１図は第７図に示した基板の量産方法を説明する
ための図である。 なお、図中において、１，１１，２１，４１，
５１は圧電振動子、３，３′，２７，２７′は振動
電極パターン、４，２２は振動素子、５はパツケ
ージ基体、６，２３はパツケージキヤツプ、８，
８′１３，４２，４３，５５，５６はリード端子、
２４，５２，６１，７１はパツケージ基板、２
８，２８′，２９，２９′は端部電極、３０，３１
は端部電極接続用導体層、３２，３３，５３，５
４，６２，６３，７２，７３は振動素子搭載用導
体層、６４，６５は基板端面凹部内の導体層、７
６はスルーホール、７７，７８はスルーホール内
壁の導体層を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧電体ウエーハの表裏面の各々に、両側パタ
   ーンと該両側パターン間に配置された複数個の桟
   パターンからなる梯子状の電極パターンを複数所
   定間隔隔てて、且つ該表裏面の該梯子状電極パタ
   ーンは一方面の前記間隔に対応する如く他方面に
   該梯子状電極パターンが位置するように配置する
   と共に、該表裏面の該梯子状電極パターンの前記
   両側パターンが上下に重なるように位置して形成
   する工程と、 前記各桟パターンの長手方向中央で帯状に直交
   し、且つ前記梯子状電極パターンの膜より厚膜の
   導体パターンを前記圧電体ウエーハの表裏面に対
   向させて形成する工程と、 前記圧電体ウエーハを前記帯状導体パターンの
   中心線およびこれと直交する前記桟パターン間の
   中心線で分割する工程と、 分割された各圧電基板の端部表裏面に形成され
   た前記導体パターン間を接続して引出し用導体層
   を形成し、且つ前記引出し用導体層を実装基板に
   形成された導体層に対向するように搭載し、固着
   する工程とを備えたことを特徴とする圧電振動子
   の製造方法。