JPH04371008A - 圧電共振装置の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電発振子や圧電フィ
ルタ等の圧電共振装置の製造方法に関し、特に、厚み縦
振動の高調波を利用したエネルギー閉込め型の圧電共振
装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】厚み縦振動の高調波を利用したエネルギ
ー閉込め型の圧電共振装置は、３以上の励振電極が圧電
体層を介して厚み方向に重なり合うように配置された積
層体を用いて構成されている。この種の圧電共振装置の
一例を図５及び図６を参照して説明する。

【０００３】圧電共振装置１は、圧電材料よりなる焼結
体２を用いて構成されている。焼結体２の上面には、励
振電極３及び端子電極４が形成されている（図６（ａ）
参照）。また、焼結体２の中間高さ位置には、励振電極
３と圧電体層を介して厚み方向に重なり合う位置に、内
部電極５及び端子電極６が形成されている。（図６（ｂ
）参照）。さらに、焼結体２の下面には、図６（ｃ）に
焼結体２を透かして上方から見た図で示すように、励振
電極７及び端子電極８が形成されている。励振電極７は
、内部電極５と圧電体層を介して厚み方向に重なり合う
ように配置されている。

【０００４】上記圧電共振装置１は、従来、図４に示す
工程に従って製造されていた。すなわち、圧電セラミッ
ク粉末を含有するセラミック・スラリーを用いてシート
を成形し、所定の矩形形状に打ち抜くことにより複数枚
のセラミックグリーンシートを用意する。次に、１枚の
セラミックグリーンシートの上面に、Ｐｔペースト等の
導電ペーストを印刷することにより、図６（ｂ）に示し
た内部電極５及び端子電極６を印刷する。しかる後、内
部電極５が印刷されたセラミックグリーンシートの上面
に電極が印刷されていないセラミックグリーンシートを
積層し、厚み方向に圧着し、焼成することにより焼結体
２を得る。

【０００５】次に、焼結体２の上面及び／または下面を
研磨することにより所定の厚みとした後、該焼結体２の
上面及び下面の全面を覆うように外部電極を形成する。 次に、外部電極と、内部電極５との間に電圧を印加する
ことにより、内部電極５の上下の圧電体層を図５の矢印
Ｐ１　，Ｐ２　で示すように分極処理する。しかる後、
上記外部電極上にレジストを印刷し、エッチングするこ
とにより、図６（ａ）及び（ｃ）に示した励振電極３，
７及び端子電極４，８を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の製造方
法では、導電ペーストを用いて内部電極５を印刷してお
き、セラミックグリーンシート積層体の焼成に際し、該
導電ペーストをも焼付けることにより内部電極３が完成
されていた。従って、導電ペーストとしてＰｔのような
高融点の金属材料を含むものを用いる必要があった。と
ころが、Ｐｔ等の高融点金属は非常に高価であるため、
圧電共振装置のコストが非常に高くつくという問題があ
った。

【０００７】また、従来の製造方法では、複数枚のセラ
ミックグリーンシートを内部電極を間に介在させて積層
した後焼成するものであるため、使用するセラミックグ
リーンシートの厚みのばらつきにより、内部電極の最終
的な厚み方向における位置精度が悪化する恐れがあった
。そのため、セラミックグリーンシートを成形するにあ
たり、その厚みを高精度に制御する必要があったため、
セラミックグリーンシートの製造に際し煩雑な管理を必
要とするという問題があった。

【０００８】よって、本発明の目的は、セラミックグリ
ーンシートの厚みについての高度な管理を要することな
く、比較的簡便にかつ安価に、厚み縦振動の高調波を利
用したエネルギー閉込め型圧電共振装置を製造し得る方
法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、３以上の励振
電極が圧電体層を介して厚み方向に重なり合うように配
置された積層体を用いて構成されており、かつ厚み縦振
動の高調波を利用したエネルギー閉込め型の圧電共振装
置の製造方法であり、下記の工程を備えることを特徴と
する。

【００１０】すなわち、本発明は、予め焼成された複数
枚のセラミックシートを用意する工程と、前記複数枚の
セラミックシートの主面に電極を形成する工程と、電極
が形成された前記セラミックシートの積層される面を鏡
面研磨する工程と、前記鏡面研磨された複数枚のセラミ
ックシートを接着剤で貼り合わせることにより積層し、
積層体を得る工程とを備える。

【００１１】

【作用】本発明では、予め焼成された複数枚のセラミッ
クシートを所定の厚みに研磨した後に接着剤を用いて貼
り合わせることより、積層体を得る。そして、積層に先
立って上記セラミックシートの積層面が鏡面研磨される
ので、接着剤による接着性が高められており、振動の損
失は非常に少ない。よって、本発明により得られる圧電
共振装置の励振特性は、一体焼成型の従来の圧電共振装
置に近いレベルにまで高められる。

【００１２】しかも、本発明の製造方法では、予め焼成
したセラミックシートの主面に電極を形成するものであ
り、鏡面研磨されたセラミックシートを貼り合わせるた
め、積層体内における内部電極の厚み方向における位置
精度を高めることが可能となる。さらに、セラミックシ
ートの焼成後に電極を形成するものであるため、電極材
料として低融点の金属を用いることができる。

【００１３】

【実施例の説明】図１〜図３を参照しつつ本発明の一実
施例に係る圧電共振装置の製造方法を説明する。 実施例１ 図１に分解斜視図で示す構造の圧電共振装置を製造した
。図１において、１１，１２はセラミックシートを、１
３は接着剤層を示す。セラミックシート１１の上面には
、励振電極１４及び端子電極１５が形成されており、セ
ラミックシート１２の上面には、内部励振電極１６及び
端子電極１７が形成されている。また、セラミックシー
ト１２の下面には、励振電極１８及び端子電極１９が形
成されている。

【００１４】まず、図２の工程図で示すように、圧電セ
ラミック粉末を含有するセラミック・スラリーを用いて
マザーのセラミックグリーンシートを成形し、所定の大
きさの矩形形状に打ち抜くことにより複数枚のセラミッ
クグリーンシートを得る。次に、得られたセラミックグ
リーンシートを焼成し、複数枚のセラミックシートを得
る。しかる後、得られたセラミックシートの両主面を研
磨した後、両主面の全面に電極を形成し、次に、形成さ
れた電極から電界を印加することよりセラミックシート
を厚み方向に分極処理する。

【００１５】上記のように分極処理された２枚のセラミ
ックシートを用意し、後で積層される側の主面を鏡面研
磨して分極に使用した電極を削除する。次に、一方のセ
ラミックシートの鏡面研磨された主面に、図１に示した
内部励振電極１６及び端子電極１７を形成する。しかる
後、鏡面研磨されたセラミックシート２枚を、例えばエ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂よりなる接着剤で貼り合わ
せ、図３（ａ）に示す積層体２０を得る。なお、図３（
ａ）において、接着剤層２１，２２は上記分極に先立っ
て形成された全面電極を示す。

【００１６】次に、積層体２０の上面及び下面にレジス
トを印刷し、電極１５、１６をエッチングすることによ
り、図３（ｂ）に示す圧電共振装置２３を得る。圧電共
振装置２３では、上記エッチングにより、上面に励振電
極１４及び端子電極１５が、下面に図１に示した励振電
極１８及び端子電極１９が形成されている。上述の工程
から明らかなように、本実施例の製造方法では、セラミ
ックシート１１，１２が予め焼成されているため、内部
電極となる励振電極１６を、セラミックスの焼成温度に
耐え得ない低融点の金属材料により構成することができ
る。従って、内部電極のコストを、ひいては圧電共振装
置のコストを効果的に低減することができる。

【００１７】上記実施例で得られた圧電共振装置の静電
容量、電気機械結合係数Ｋｔ、Ｑｍｔ及び山谷比（反共
振点におけるインピーダンス値／共振点におけるインピ
ーダンス値）を、表１に示す。比較のために一体焼成型
の積層体を用いて構成された同寸法の圧電共振装置（従
来例）についての静電容量、電気機械結合係数Ｋｔ、Ｑ
ｍｔ及び山谷比も表１に示す。さらに、下記の比較例１
及び比較例２で得られた相当の圧電共振装置の静電容量
、電気機械結合係数Ｋｔ、Ｑｍｔ及び山谷比についても
表１に示す。

【００１８】比較例１ 実施例１で用意したセラミックシートを研磨し、両面の
全面に電極を形成してセラミックシートを分極処理した
後、鏡面研磨を行わずにエッチングにより内部励振電極
１６及び端子電極１７を形成した後、熱硬化性樹脂より
なる接着剤でセラミックシートを貼り合わせたことを除
いては、実施例１と同様にして圧電共振装置を得た。

【００１９】比較例２ 実施例１で用意したセラミックシートの両主面の全面に
分極用電極を形成し分極処理し、しかる後分極用電極を
削り取った後、内部励振電極１６及び端子電極１７を形
成した後、熱硬化性樹脂よりなる接着剤でセラミックシ
ートを貼り合わせたことを除いては、実施例１と同様に
して圧電共振装置を得た。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１から明らかなように、実施例１より得
られた圧電共振装置では、従来法で得られた圧電共振装
置と同等の圧電特性を得られることが分かる。これに対
して、比較例１及び比較例２で得られた圧電共振装置で
は、十分な山谷比を得ることができず、従って従来の製
造方法で得られた圧電共振装置に比べて圧電特性が劣化
することが分かる。よって、上記実施例から明らかなよ
うに、接着剤による接着に先立って、セラミックシート
の表面を鏡面状態とすることが必要であることが分かる
。

【００２２】

【発明の効果】本発明では、予め焼成されたセラミック
シートを鏡面研磨した後、接着剤で貼り合わせるため、
セラミックグリーンシートの段階で高精度に厚みを管理
せずとも、内部電極の積層体内における厚み方向の位置
精度を高めることができる。よって、従来必須不可欠で
あったセラミックグリーンシートの製造工程における厳
しい管理作業を省略することができる。のみならず、Ｐ
ｔ等の高価な高融点金属を用いて内部電極を形成する必
要がないため、圧電共振装置のコストを低減することも
できる。

【００２３】さらに、セラミックシートの表面を鏡面状
態とするものであるため、従来の一体焼成型の積層体を
用いた圧電共振装置と同様の十分な圧電特性を示す圧電
共振装置を提供することができる。しかも、本発明によ
れば、従来から慣用されていた単板型のセラミックスの
製造方法をわずかに変更するだけで、厚み縦振動の高調
波を利用したエネルギー閉込め型の積層型の圧電共振装
置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造方法において用意され
るセラミックシート及びその主面に形成された電極形状
を説明するための分解斜視図。

【図２】本発明の一実施例の製造工程を説明するための
工程図。

【図３】（ａ）は積層体を示す斜視図、（ｂ）は本発明
の一実施例により最終的に得られた圧電共振装置の斜視
図。

【図４】従来の圧電共振装置の製造工程を説明するため
の工程図。

【図５】従来の圧電共振装置を示す斜視図。

【図６】従来の圧電共振装置に用いられている励振電極
の形状を説明するための平面図であり、（ａ）は上面に
形成された励振電極の形状を示す平面図、（ｂ）は内部
電極の平面形状を説明するための平面断面図、（ｃ）は
下面に形成された励振電極の平面形状を説明するための
模式的平面図。

【符号の説明】

１１，１４…セラミックシート １２，１５，１７…励振電極 １９…圧電共振装置 ２０…接着剤層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　３以上の励振電極が圧電体層を介して
   厚み方向に重なり合うように配置された積層体を用いて
   構成されており、かつ厚み縦振動の高調波を利用したエ
   ネルギー閉込め型の圧電共振装置の製造方法であって、
   予め焼成された複数枚のセラミックシートを用意する工
   程と、前記複数枚のセラミックシートの主面に電極を形
   成する工程と、電極が形成された前記セラミックシート
   の積層される面を鏡面研磨する工程と、前記鏡面研磨さ
   れた複数枚のセラミックシートを接着剤で貼り合わせる
   ことにより積層し、積層体を得る工程とを備えることを
   特徴とする、圧電共振装置の製造方法。