JPH0583079A - 圧電素子及びその製造方法 - Google Patents

圧電素子及びその製造方法

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JPH0583079A
JPH0583079A JP27033091A JP27033091A JPH0583079A JP H0583079 A JPH0583079 A JP H0583079A JP 27033091 A JP27033091 A JP 27033091A JP 27033091 A JP27033091 A JP 27033091A JP H0583079 A JPH0583079 A JP H0583079A
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JP
Japan
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piezoelectric
electrode
piezoelectric element
electrodes
damping
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JP27033091A
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English (en)
Inventor
Seiji Saeki
誠司 佐伯
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚みすべり振動モードを利用した圧電共振子
に用いられる圧電素子において、この圧電素子を製造す
る際の分極用電極を有効に利用するとともに、その長さ
方向に起因して発生するスプリアス振動を有効にダンピ
ングする。 【構成】 圧電ブロックを分極した後これを切断する前
に、その分極用電極上にそれぞれダンピング板材を接着
することにより、圧電体12の両端にダンピング部材1
8a,18bが配設され、且つ、圧電体12とダンピン
グ部材18a,18bとの間に端面電極14a,14b
が形成された圧電素子10とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック発振子,セ
ラミックフィルタなどの圧電共振子に用いられる圧電素
子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】圧電共振子は、圧電効果を利用して安定
した周波数を発生したり、特定の周波数を選択したりす
る電子部品であり、これに用いられる圧電素子には、必
要な周波数によって様々な形態のものがある。
【0003】たとえば数MHz程度の周波数を発生する
圧電共振子として、図6に示すような厚みすべり振動モ
ードを利用したセラミック発振子1がある。このセラミ
ック発振子1には、角柱状の圧電素子2が段差付きのケ
ース3に支持されて収納されていて、さらに蓋4がされ
ている。
【0004】この圧電素子2は、図7に示すように、圧
電セラミックスから成る圧電体2aの両面に対向電極2
b,2cが形成されて構成されている。このうち一方の
対向電極2bは、圧電体2aの端面を経て反対側の面に
まで形成されていて、ケース3に設けられた引出電極5
aと電気的に接続されるようになっている。つまり、こ
の圧電素子2は導電ペーストによりケース3に固定さ
れ、それらの対向電極2b,2cと引出電極5a,5b
とがそれぞれ電気的に接続されている。
【0005】このような圧電素子2を製造するには、図
8に示すように、まずチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)
から成る圧電ブロック6を用意する。次いでこの圧電ブ
ロック6の両面に分極用電極7a,7bを形成した後、
これら分極用電極7a,7bに高電圧を印加して圧電ブ
ロック6を分極する。次にこの分極された圧電ブロック
6を一方向に切断して(図中点線で示す)、複数の圧電
ブロック片6aに分割する。次いでこの圧電ブロック片
6aの切断面をラッピングした後、図9に示すように、
その両面に金属などを蒸着してパターン化し、長手方向
に沿うように帯状電極8a,8b,8cを形成する。こ
こで、本来なら長手方向の両端面には分極用電極7a,
7bの一部分が残っているはずであるが、これまでの切
断工程やラッピング工程などでそのほとんどが削れてし
まっている。そこで図10に示すように、帯状電極8a
と8bとが導通するようにその一端面にスパッタリング
などにより帯状電極9を形成する。そして圧電ブロック
片6aを一方向に切断して分割することにより(図中点
線で示す)、圧電素子2を製造している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、分極用電
極7a,7bは途中の工程で削れて無くなってしまうた
め、改めて圧電ブロック片6aの一端面に帯状電極9を
形成する必要があった。一方、圧電体2aの長さは有限
にせざるを得ないため、スプリアス振動が圧電体2aの
端面で反射させられてメイン振動に悪影響を及ぼすとい
う問題がある。
【0007】そこで本発明者は、分極用電極7a,7b
を有効に利用するとともに、スプリアス振動をダンピン
グすることを目的として鋭意研究を重ねた結果、本発明
に至った。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る圧電素子の
要旨とするところは、圧電体の両面にそれぞれの端部か
ら中央付近にかけて対向電極が形成され、該対向電極の
一部が中央付近で対向させられて成る圧電素子におい
て、前記圧電体の両端にダンピング部材が配設されたこ
とにある。
【0009】また、かかる圧電素子において、前記圧電
体と前記ダンピング部材との間に端面電極が形成された
ことにある。
【0010】一方、本発明に係る圧電素子の製造方法の
要旨とするところは、圧電体の両面にそれぞれの端部か
ら中央付近にかけて対向電極が形成され、該対向電極の
一部が中央付近で対向させられて成る圧電素子の製造方
法において、前記圧電体を複数採取し得る圧電ブロック
を分極した後、該圧電ブロックを切断する前に、該圧電
ブロックの両面に形成された分極用電極上にそれぞれダ
ンピング板材を接着することにより、前記圧電体の両端
にダンピング部材が配設され、且つ、該圧電体と該ダン
ピング部材との間に端面電極が形成された圧電素子を製
造することにある。
【0011】
【作用】本発明に係る圧電素子は、主に厚みすべり振動
モードを利用した圧電共振子に用いられるもので、たと
えば段差付きのケースなどに収納され、その両端部で支
持されて使用される。これにより対向電極の一部が対向
させられている圧電体の中央付近で所定周波数のメイン
振動が発生するのであるが、これと同時に発生するスプ
リアス振動など不要な振動はダンピング部材により充分
にダンピングされる。したがってスプリアス振動は圧電
体の端面で反射させられなくなり、メイン振動に及ぼす
悪影響が低減される。さらに圧電体とダンピング部材と
の間に端面電極が形成されている場合には、それらの対
向電極とケースなどに設けられた引出電極とはこの端面
電極を介して電気的に接続される。
【0012】一方、本発明に係る圧電素子の製造方法に
よれば、まず圧電体を複数採取することができる圧電ブ
ロックの両面に分極用電極が形成され、これら分極用電
極に高電圧が印加されて圧電ブロックが分極される。次
いで、これら分極用電極上にそれぞれダンピング板材が
接着される。次に、このダンピング板材が接着された圧
電ブロックが適宣切断され、これに対向電極が形成され
ることにより圧電素子が製造される。この圧電素子にお
ける圧電体の両端面にはダンピング板材が切断されて成
るダンピング部材が配設され、さらに圧電体とダンピン
グ部材との間には分極用電極が切断されて成る端面電極
が形成されている。このように分極用電極がダンピング
板材によって保護されているので、途中の工程で削れて
無くならず、端面電極として有効に利用される。したが
って、改めて端面電極を形成する必要がない。
【0013】
【実施例】次に、本発明に係る圧電素子及びその製造方
法の一実施例について、図面に基づき詳しく説明する。
【0014】図1に示すように、本発明に係る圧電素子
10は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT),チタン酸バ
リウムなどの圧電セラミックスから成る角柱状の圧電体
12と、この圧電体12の両端面に形成された端面電極
14a,14bと、これらの端面電極14a,14b上
に接着剤16a,16bにより接着されたシリコンやゴ
ムなどから成るダンピング部材18a,18bと、これ
らの両面に形成された対向電極20a,20bとにより
構成されている。これらの対向電極20a,20bはそ
れぞれの端部から圧電体12の中央付近にかけて形成さ
れ、その一部が中央付近で対向させられている。この対
向電極20a,20bにより挟まれている部分22が、
メイン振動である厚みすべり振動を行なう振動部であ
る。また、この圧電素子10の下面、つまり対向電極2
0bが形成されている面にはコンタクト電極24が形成
されていて、その反対側の面に形成されている対向電極
20aと端面電極14aを介して電気的に接続されてい
る。なお、ここで使用する接着剤16a,16bは導電
性の有無を問わない。
【0015】この圧電素子10は、たとえば図2に示す
ようなセラミック発振子26に用いられるもので、段差
付きのケース28にその両端部で支持され、且つ、導電
ペーストなどにより固定されて、さらに蓋30がされ
る。このケース28には段差部から外周部にかけて引出
電極32a,32bが形成されていて、圧電素子10の
下面側の対向電極20bは直接引出電極32bと電気的
に接続されるが、上面側の対向電極20aは端面電極1
4aとコンタクト電極24とを介して引出電極32aと
電気的に接続される。したがって圧電素子10の下面だ
けに導電ペーストを塗布すれば、対向電極20a,20
bと引出電極32a,32bとを電気的に接続すること
ができ、充分な信頼性を得ることができる。また、圧電
体12の長さ方向などに起因して発生するスプリアス振
動はダンピング部材18a,18bによって充分にダン
ピングされるので、圧電体12の端面で反射させられな
くなる。このため、スプリアス振動がメイン振動に及ぼ
す悪影響は低減され、リップルなどの少ない良好な共振
特性を得ることができる。
【0016】次に、この圧電素子10の製造方法につい
て説明する。まず図3に示すように、PZT,チタン酸
バリウムなどの圧電セラミックスから成る圧電ブロック
34の両面に真空蒸着などにより分極用電極36a,3
6bを形成し、これらの分極用電極36a,36bに高
電圧を印加して圧電ブロック34を分極する。次いで、
これらの分極用電極36a,36b上にそれぞれ接着剤
を塗布してダンピング板材38a,38bを接着する。
この工程が本発明に係る圧電素子の製造方法における最
大の特徴である。
【0017】これにより図4に示すように、圧電ブロッ
ク34が分極用電極36a,36bと接着剤16a,1
6bとダンピング板材38a,38bとにより挟まれた
構造のものが作製される。次にこれを内周刃式切断機な
どにより所定間隔ごとに一方向に切断して(図中点線で
示す)、複数の圧電ブロック片42に分割する。
【0018】次いでこの圧電ブロック片42の切断面を
ラッピングした後、図5に示すように圧電ブロック片4
2の両面に銀Agなどの導電材料を蒸着し、所定のパター
ンにエッチングして帯状電極44a,44b,44cを
形成する。このうち帯状電極44aと44cは各面の半
分以上の領域に互いに対称に形成し、帯状電極44bは
分極用電極36bの切断面を覆うように帯状電極44
a,44cよりも幅細に形成する。そして、この圧電ブ
ロック片42をダイサーなどにより所定間隔で一方向に
切断して分割すれば(図中点線で示す)、図1に示した
圧電素子10を製造することができる。ここで、圧電ブ
ロック34は分割されて圧電体12と、ダンピング板材
38a,38bは分割されてダンピング部材18a,1
8bと、分極用電極36a,36bは分割されて端面電
極14a,14bとなっている。
【0019】このように、分極用電極36a,36bは
ダンピング板材38a,38bによって保護されている
ので、切断工程やラッピング工程など途中の工程で削れ
て無くなってしまうことがない。したがって、分極用電
極36a,36bは端面電極14a,14bとして有効
に利用され、従来のように端面電極を改めて形成する必
要がない。
【0020】以上、本発明に係る圧電素子及びその製造
方法の一実施例について詳述したが、本発明は上述した
実施例に限定されることなく、その他の態様でも実施し
得るものである。
【0021】たとえば、使用するダンピング部材18
a,18bの材質は圧電体12とヤング率など各種の係
数が異なっているものであれば良く、誘電体や絶縁体で
あっても良い。ただし、ラッピング工程や切断工程に耐
えられることが条件である。
【0022】また、コンタクト電極24は端面電極14
aと引出電極32aとの電気的接続を容易にするために
形成しておくのが望ましいが、あえて形成しておかなく
ても良い。なおこの場合は、端面電極14aの側面が引
出電極32aに接触するように圧電素子10を支持固定
する必要がある。
【0023】また、対向電極20a,20bと端面電極
14a,14bとは電気的に接続されていれば良いの
で、対向電極20a,20bは少なくとも圧電体12の
端部から中央付近にかけて形成されていれば足り、あえ
てダンピング部材18a,18bの表面上に形成されて
いる必要はない。
【0024】さらに、圧電ブロック片42に帯状電極4
4a,44cを形成した後、これらを切断して対向電極
20a,20bを形成するのではなく、圧電ブロック片
42を切断した後、個別に対向電極20a,20bを形
成するようにしても良い。また、圧電ブロック34の形
状は上述したように縦横に切断して圧電体12を採取し
得るものでなく、たとえば一方向にのみ切断すれば圧電
体を採取し得るものでも良い。つまり、採取し得る圧電
体が一列分だけの圧電ブロックでも良いのである。
【0025】その他、圧電素子10を収納するためのケ
ースや蓋は本発明と直接関係なく、様々な形態のものを
用いることができるなど、本発明はその主旨を逸脱しな
い範囲内で当業者の知識に基づき種々なる改良,修正,
変形を加えた態様で実施し得るものである。
【0026】
【発明の効果】本発明に係る圧電素子は、圧電体の両端
にダンピング部材が配設されていて、スプリアス振動が
このダンピング部材により充分にダンピングされるた
め、良好な共振特性を得ることができる。さらに圧電体
とダンピング部材との間に端面電極が形成されているた
め、この端面電極により対向電極とケースなどに設けら
れた引出電極とを電気的に接続することができる。
【0027】一方、本発明に係る圧電素子の製造方法
は、圧電体を複数採取し得る圧電ブロックを分極した
後、その圧電ブロックを切断する前に、その圧電ブロッ
クの両面に形成された分極用電極上にそれぞれダンピン
グ板材を接着することにより、圧電体の両端にダンピン
グ部材が配設され、且つ、圧電体とダンピング部材との
間に端面電極が形成された圧電素子を製造しているた
め、分極用電極は途中の工程で無くならず、端面電極と
して有効に利用される。このため改めて端面電極を形成
する必要がないなど、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧電素子の一実施例を示す斜視図
である。
【図2】図1に示した圧電素子を用いた圧電共振子の一
例を示す断面図である。
【図3】図1に示した圧電素子を製造するための最初の
工程を示す斜視図である。
【図4】図3に示した製造工程の次の工程を示す斜視図
である。
【図5】図4に示した製造工程のさらに次の工程を示す
斜視図である。
【図6】従来の圧電素子を用いた圧電共振子の一例を示
す断面図である。
【図7】図6に示した圧電共振子に用いられている圧電
素子を示す斜視図である。
【図8】図7に示した圧電素子を製造するための最初の
工程を示す斜視図である。
【図9】図8に示した製造工程の次の工程を示す斜視図
である。
【図10】図9に示した製造工程のさらに次の工程を示
す斜視図である。
【符号の説明】
10;圧電素子 12;圧電体 14a,14b;端面電極 18a,18b;ダンピング部材 20a,20b;対向電極 26;圧電共振子 28;ケース 32a,32b;引出電極 34;圧電ブロック 36a,36b;分極用電極 38a,38b;ダンピング板材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電体の両面にそれぞれの端部から中央
    付近にかけて対向電極が形成され、該対向電極の一部が
    中央付近で対向させられて成る圧電素子において、前記
    圧電体の両端にダンピング部材が配設されたことを特徴
    とする圧電素子。
  2. 【請求項2】 前記圧電体と前記ダンピング部材との間
    に端面電極が形成されたことを特徴とする請求項1に記
    載の圧電素子。
  3. 【請求項3】 圧電体の両面にそれぞれの端部から中央
    付近にかけて対向電極が形成され、該対向電極の一部が
    中央付近で対向させられて成る圧電素子の製造方法にお
    いて、前記圧電体を複数採取し得る圧電ブロックを分極
    した後、該圧電ブロックを切断する前に、該圧電ブロッ
    クの両面に形成された分極用電極上にそれぞれダンピン
    グ板材を接着することにより、前記圧電体の両端にダン
    ピング部材が配設され、且つ、該圧電体と該ダンピング
    部材との間に端面電極が形成された圧電素子を製造する
    ことを特徴とする圧電素子の製造方法。
JP27033091A 1991-09-20 1991-09-20 圧電素子及びその製造方法 Pending JPH0583079A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6806626B2 (en) 2000-11-07 2004-10-19 Murata Manufacturing Co., Llp Electronic component

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

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Effective date: 19990406