JPH0590859A - 圧電共振子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電特性を損なうことなく、比較的簡単な工
程で、かつ効率よく圧電共振子を製造し得る方法を得
る。 【構成】 圧電母基板２１の上面に部分的に複数の厚膜
電極２２を、下面の全面に厚膜電極２３を形成し、圧電
母基板２１の上面側において全面に薄膜電極２４を形成
し、薄膜電極２４と厚膜電極２３との間に直流電界を印
加することにより圧電母基板２１を分極処理し、次に、
薄膜電極２４をエッチングにより除去した後圧電母基板
２１を厚み方向に切断する、圧電共振子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電母基板から圧電共
振子を製造する方法に関し、特に、一方主面に形成され
る共振電極が該一方主面の一部の領域に形成されている
圧電共振子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、公知の拡がり振動モードを利用
した圧電共振子を示す斜視図である。圧電共振子１は、
圧電セラミックス等の圧電材料よりなる矩形の圧電基板
２の一方主面に共振電極３を、他方主面に共振電極４を
形成した構造を有する。共振電極３は、圧電基板２の一
方主面上において部分的に形成されている。すなわち、
圧電共振子１の電気機械結合係数及び共振電極３，４間
の静電容量を調整するために、共振電極３の大きさが調
整されており、図示のように圧電基板２の上面において
部分的な電極として形成されている。ところで、上記圧
電共振子１は、従来、以下の２種の方法により製造され
ていた。

【０００３】第１の製造方法では、図４（ａ），（ｂ）
に示すように、圧電母基板５の一方主面に複数の厚膜電
極ペーストを塗布し、他方主面の全面に厚膜電極ペース
トを塗布し、しかる後焼き付けることにより図示の厚膜
電極６，７を形成する。圧電基板５の上面側に形成され
ている厚膜電極６は、図示のように所定間隔を隔てて整
列配置されている。次に、図５（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、圧電母基板５の上面側において、全面に水溶性導
電塗料８を印刷し、８０〜２００℃で硬化させる。従っ
て、上記複数の厚膜電極６は、水溶性導電塗料８により
覆われることになる。水溶性導電塗料８は、圧電基板５
を分極するための分極用電極として機能させるために設
けられている。

【０００４】次に、上記水溶性導電塗料８を硬化させた
後、該水溶性導電塗料８と、圧電母基板５の下面側に形
成された厚膜電極７との間に直流電圧を印加することに
より圧電母基板５を厚み方向に分極処理する。さらに、
上記水溶性導電塗料８をブラシを用いて削り落とし、か
つ流し去ることにより除去し、しかる後図６（ａ）に示
すように、圧電母基板５を、一点鎖線で示す矢印Ａ，Ｂ
方向に沿って厚み方向に切断することにより、図３に示
した個々の圧電共振子１を得る。上記第１の製造方法の
工程図を図７に示す。

【０００５】第２の製造方法では、先ず、図８（ａ），
（ｂ）に示すように、圧電母基板５の両主面の全面に厚
膜電極ペーストを塗布し、焼き付けることにより、厚膜
電極９，１０を形成する。しかる後、厚膜電極９，１０
間に直流電圧を印加することにより圧電母基板５を厚み
方向に分極処理する。次に、厚膜電極９上において複数
の矩形領域にレジストインク１１を塗布し、他方主面側
の厚膜電極１０の全面にレジストインク１２を塗布し、
硬化させる。そして、該レジストインク１１，１２の硬
化物を侵し得ないエッチング液、例えば塩化第二鉄溶液
または硝酸第二鉄溶液を用いて厚膜電極９をエッチング
することにより、レジストインク１１，１２がその上に
形成されていない厚膜電極部分を除去する。このように
して、図９（ａ），（ｂ）に示すように、圧電母基板５
の一方主面上の複数の領域に厚膜電極６が、他方主面の
全面に厚膜電極１０が形成された構造を得、第１の製造
方法の場合と同様に厚み方向に圧電母基板５を切断する
ことにより図３に示した個々の圧電共振子１を得る。図
１０に、第２の製造方法の工程図を示す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の第１の製造方法
では、分極を行うために水溶性導電塗料８を圧電母基板
５の一方主面の全面に塗布し硬化させていたが、この水
溶性導電塗料８の除去が困難であるという問題があっ
た。すなわち、水溶性導電塗料８を完全に除去すること
が困難であり、かつ完全に除去し得たとしても、作業に
長時間を要するという問題があった。また、第１の製造
方法では、全体の工程数も多く、しかも、上記のように
水溶性導電塗料８の除去に長時間を要するため、圧電共
振子１を効率よく製造することができなかった。他方、
第２の製造方法では、圧電母基板５の一方主面の全面に
形成された厚膜電極９を上記エッチング液を用いて除去
するものであるが、該エッチングに際し露出される圧電
母基板５の一方主面も少なからずエッチングされる。そ
の結果、圧電母基板５の本来の圧電特性が損なわれると
いう問題があった。

【０００７】よって、本発明の目的は、圧電基板材料の
圧電特性を損なうことなく、しかも比較的簡単な工程で
効率よく圧電共振子を製造し得る方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電共振子の製
造方法は、例えば図３に示した圧電共振子のように、圧
電基板の少なくとも一方主面上に形成される共振電極が
該一方主面上において部分的に形成されている構造を有
する圧電共振子の製造方法に適用されるものであり、下
記の各工程を備えることを特徴とする。すなわち、本発
明の圧電共振子の製造方法では、まず、圧電母基板の少
なくとも一方主面に部分的に複数の厚膜電極ペーストが
印刷される。次に、上記厚膜電極ペーストが焼付けられ
ることにより、複数の厚膜電極が形成される。そして、
上記複数の厚膜電極が形成されている圧電基板の主面上
の全面に、薄膜電極が形成される。そして、上記薄膜電
極と、他方主面側に形成されている電極との間に電圧を
印加することにより圧電基板が分極処理される。しかる
後、上記薄膜電極がエッチングにより除去され、最後に
圧電母基板を厚み方向に切断することにより個々の圧電
共振子が得られる。

【０００９】

【作用】本発明の製造方法では、エッチングにより除去
されるのは、圧電母基板の少なくとも一方主面上におい
て部分的に形成された複数の厚膜電極を覆うように全面
に形成された薄膜電極である。薄膜電極は、厚膜電極に
比べてエッチング液により簡単にかつ短時間で除去され
得る。しかも、短時間のエッチングで薄膜電極が除去さ
れるため、該エッチングに際し圧電母基板の表面がエッ
チング液により侵され難いため、圧電特性の劣化も生じ
難い。

【００１０】

【実施例の説明】以下、図３に示した圧電共振子１を得
るための本発明の一実施例につき説明する。図１
（ａ），（ｂ）に示すように、まず、矩形の圧電母基板
２１を用意する。圧電母基板２１は、圧電セラミックス
等の適宜の圧電性材料により構成される。次に、圧電母
基板２１の上面２１ａ上に、所定間隔を隔てて複数の矩
形領域に厚膜電極ペーストを印刷し、他方主面２１ｂ上
の全面に同じく厚膜電極ペーストを印刷する。そして、
上記のようにして印刷された厚膜電極ペーストを焼き付
けることにより、圧電母基板２１の上面２１ａに複数の
厚膜電極２２を、下面２１ｂに全面電極の形態で厚膜電
極２３を形成する。上記厚膜電極２２，２３を形成する
厚膜電極ペーストとしては、例えば銀もしくは銅または
銀−パラジウム等の金属または合金粉末を含有する導電
ペーストが用いられる。上記厚膜電極２２，２３は外部
との接続に用いられるものであるため、通常、最終的な
厚みが５〜１５μｍ程度の厚さとなるように形成され
る。

【００１１】次に、圧電母基板２１の上面２１ａにおい
て、厚膜電極２２を覆うように、全面に薄膜電極２４を
形成する。薄膜電極２４の形成は、銅、銀または銀−パ
ラジウム等の金属または合金を蒸着またたスパッタリン
グ等の方法により付着させることにより形成し得る。薄
膜電極２４は、後の工程で除去されるものであり、分極
処理を行うためにのみ用いられるものであるため、好ま
しくは、安価な金属材料からなり、かつ０．２〜０．５
μｍ程度の厚みを有するようにに形成されればよい。次
に、薄膜電極２４と厚膜電極２３との間に直流電界を印
加することにより、圧電母基板２１を厚み方向に分極処
理する。

【００１２】しかる後、塩化第二鉄または硝酸第二鉄溶
液等のエッチング液中に、上記圧電母基板２１を浸漬す
ることにより、薄膜電極２４を除去する。この場合、薄
膜電極２４のみを除去し、厚膜電極２２，２３並びに圧
電母基板２１の表面をエッチング液により損傷させない
ように、上記エッチング液への浸漬時間及びエッチング
液の濃度等を調整する。厚膜電極２２，２３と薄膜電極
２４との間の厚みの差が非常に大きいため、上記エッチ
ング条件の調整は容易に行うことができ、従って、薄膜
電極２４のみを完全に除去し、厚膜電極２２，２３につ
いてはエッチング液によりさほど侵されない状態を容易
に実現することができる。上記のようにして、薄膜電極
２４を除去した後、圧電母基板２１を厚み方向に切断す
ることにより、図３に示した個々の圧電共振子１を多数
得ることができる。

【００１３】上記実施例の工程図を図２に示す。図２の
工程図と、図７及び図１０に示した従来の製造方法につ
いての工程図を比較すれば明らかなように、本実施例の
製造方法によれば、図３に示した圧電共振子１をより少
ない工程を経ることにより製造し得ることがわかる。ま
た、上記薄膜電極２４のエッチングは、比較的薄い薄膜
電極２４をエッチング液に浸漬することにより除去する
ものに過ぎないため、従来の第２の製造方法における厚
膜電極のエッチングに比べて極めて短時間で行い得る。
しかも、圧電母基板２１の上面２１ａがエッチング液に
より侵され難いため、圧電特性の劣化も生じ難い。上記
実施例の製造方法は、図３に示した拡がり振動モードを
利用した圧電共振子１を得るための方法であるが、本発
明は、圧電基板の少なくとも一方主面上において部分的
に共振電極が形成されており、かつ厚み方向に圧電基板
が分極されている構造を有する圧電共振子一般の製造方
法に適用することができる。このような圧電共振子の例
としては、例えば、エネルギ閉込め型の厚み縦振動モー
ドを利用した圧電共振子等を例示することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、最終的
に電極として使用される厚膜電極ではなく、分極用にの
み用いられる薄膜電極をエッチングにより除去するもの
であるため、圧電基板の少なくとも一方主面上において
部分的に共振電極が形成された圧電共振子の製造工程を
簡略化することができる。しかも、薄膜電極がエッチン
グにより容易に除去されるものであるため、エッチング
に際して圧電基板表面がエッチング液により侵され難
く、圧電基板の圧電特性が劣化するおそれもない。よっ
て、所望通りの特性の圧電共振子を確実に提供すること
が可能となる。さらに、上記のように工程数が少なく、
しかも薄膜電極の除去を確実に行い得るため、本発明の
製造方法では、一連の作業工程を自動化することも容易
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施例におい
て圧電母基板上に薄膜電極を形成した状態を示す平面図
及び断面図。

【図２】実施例の製造方法を示す工程図。

【図３】本発明により得られる圧電共振子の一例を示す
斜視図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の第１の
製造方法において圧電母基板上に厚膜電極を形成した状
態を示す平面図及び断面図。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の第１の
製造方法において一方主面の厚膜電極を覆うように水溶
性導電塗料を塗布し硬化させた状態を示す平面図及び断
面図。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の第１の
製造方法において圧電母基板を切断し個々の圧電共振子
を得る工程を説明するための平面図及び断面図である。

【図７】従来の第１の製造方法を示す工程図。

【図８】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の第２の
製造方法において厚膜電極形成後にレジストインクを塗
布し硬化させた状態を示す平面図及び断面図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の第２の
製造方法においてエッチング後にレジストインクを除去
した状態を示す平面図及び断面図である。

【図１０】従来の第２の製造方法を示す工程図。

【符号の説明】

２１…圧電母基板 ２１ａ…一方主面 ２２…複数の厚膜電極 ２３…厚膜電極 ２４…薄膜電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電母基板の少なくとも一方主面に部分
   的に複数の厚膜電極ペーストを印刷する工程と、 前記各厚膜電極ペーストを焼き付けて複数の厚膜電極を
   形成する工程と、 前記圧電基板の前記複数の厚膜電極の形成されている主
   面の全面に薄膜電極を形成する工程と、 前記薄膜電極と他方主面に形成された電極との間に電圧
   を印加することにより圧電基板を分極する工程と、 前記薄膜電極をエッチングにより除去する工程と、 前記圧電母基板を個々の圧電共振子単位に切断する工程
   とを備えることを特徴とする、圧電共振子の製造方法。