JPH06209221A - チップ型圧電共振子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面実装が可能で樹脂により外装が施された
チップ型圧電共振子において、振動空間用の空洞が常に
適正に形成されるようにする。 【構成】 圧電基板２２上に複数の圧電共振素子２９を
形成したマザー基板２１を用意し、マザー基板２１の各
主面上に振動領域を取り囲むように堤状の接着剤層３０
ａを形成し、その上にカバーシート４１，４２をそれぞ
れ接着して振動空間用の空洞を形成する。次いで、マザ
ー基板２１の両主面を覆うように外装樹脂を付与した
後、マザー基板２１を分割して、複数のチップ型圧電共
振子を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば、チップ型
のフィルタ、発振子、ディスクリミネータ等として用い
られるチップ型圧電共振子の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、フィルタ、発振子、ディスクリミ
ネータとして用いられる圧電共振子は、一般に、リード
付きのものであった。

【０００３】ところが、近年、電子機器の小型化を図る
ために表面実装技術（ＳＭＤ）が採用されており、これ
に伴って、この種の圧電共振子にも、リード線のないチ
ップ型のものが要望されている。このようなチップ型圧
電共振子の具体例を、図１１ないし図１３に基づいて説
明する。

【０００４】図１１ないし図１３に示すように、圧電共
振子１は、圧電基板２を備える。この圧電基板２の一方
主面には、分割された振動電極３および４が形成され、
他方主面には、これら振動電極３および４に対向する振
動電極５が形成される。これら振動電極３、４および５
には、それぞれ、端子電極６、７および８が接続され、
これら端子電極６〜８は、圧電基板２の端縁に位置して
いる。

【０００５】この圧電共振子１は、分割された振動電極
３および４ならびにこれらに対向する振動電極５を有す
る、厚み縦振動モードを利用するエネルギ閉じ込め型の
二重モード圧電共振子である。圧電基板２の両面には、
振動電極３〜５に対応する箇所に空洞９および１０をそ
れぞれ有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）か
らなる樹脂板１１および１２が配置され、接着剤１３お
よび１４により、圧電基板２に貼合わせられている。ま
た、この圧電共振子１には、図１３に示すように、その
外表面に、外部電極１５、１６および７１が形成され、
端子電極６、７および８とそれぞれ電気的に接続されて
いる。

【０００６】このようなチップ型圧電共振子１は、小型
になり、表面実装が可能になるという利点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電基
板２に樹脂板１１および１２を接着剤１３および１４で
接着しているが、その接着強度が比較的弱く、その結
果、圧電共振子１の振動部以外での不要振動を抑えてス
プリアスを抑圧する、という効果が現われないという問
題がある。

【０００８】また、接着剤１３および１４を用いている
ため、圧電基板２と樹脂板１１および１２との界面から
水分が浸入しやすく、耐湿性に劣るという問題がある。

【０００９】さらに、圧電基板２に樹脂板１１および１
２を接着剤１３および１４で接着しているため、振動電
極３〜５と樹脂板１１および１２の空洞９および１０と
の位置合わせが難しく、このことが自動化への障害とな
っている。

【００１０】なお、上述した振動空間用の空洞を形成す
る方法として、圧電基板の振動領域に、たとえばワック
スのような空洞形成材を付与した後、熱硬化性の外装樹
脂を付与し、この外装樹脂を硬化させるとき、空洞形成
材を外装樹脂中に移行させ、その結果、振動空間用の空
洞を形成する方法がある。しかしながら、この方法で
は、空洞形成材の付与面積および形状において高い精度
を得ることが困難である。また、空洞形成材として、ワ
ックスを使用すると、外装樹脂内にワックスが吸収され
ているため、外部電極を高温条件下でスパッタまたは蒸
着により形成しようとすると、内部のワックスがガス状
になり、電極形成の妨げとなることがある。

【００１１】それゆえに、この発明の目的は、上述した
ような問題を解決し得るチップ型圧電共振子の製造方法
を提供しようとすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明によるチップ型
圧電共振子の製造方法は、上述した技術的課題を解決す
るため、次のような工程を備えることを特徴としてい
る。

【００１３】すなわち、まず、圧電基板上に、当該圧電
基板を挟んで対向する振動電極およびそれらにそれぞれ
つながる端子電極をそれぞれ含む複数の圧電共振素子を
形成したマザー基板を用意する。次に、圧電共振素子の
各々の振動領域を取り囲むように堤状の接着剤層をマザ
ー基板の各主面上に形成する。他方、各接着剤層で取り
囲まれた空間をそれぞれ覆う複数のカバーシートを用意
する。そして、各カバーシートを各接着剤層に接着す
る。その後、マザー基板の両主面を覆うように熱硬化性
の外装樹脂を付与する。次いで、外装樹脂で覆われたマ
ザー基板を、前記端子電極が分割面に露出するように個
々の圧電共振素子ごとに分割して、複数のチップ型圧電
共振子を得る。

【００１４】

【発明の作用効果】この発明にかかる圧電共振子の製造
方法では、マザー基板によって与えられる複数の圧電共
振素子の各々の振動領域と位置合わせされた状態で接着
剤層が形成され、次いで、カバーシートが接着剤層に接
着された後、外装樹脂が付与される。したがって、空洞
が振動領域と適正に位置合わせされたことを確認した上
で、外装樹脂が付与されるので、空洞が不適正な位置に
形成された圧電共振子を製造してしまうことを防止でき
る。

【００１５】また、この発明にかかる製造方法によれ
ば、外装樹脂で覆われたマザー基板を、最終的に分割し
て複数のチップ型圧電共振子を得るので、多数のチップ
型圧電共振子を能率的に得ることができる。ここで、上
述したように、空洞が常に確実に適正な状態で形成され
ているので、分割により空洞の一部が露出することがな
いので、製造の歩留りを向上させることができる。

【００１６】また、ワックスのような空洞形成材を用い
ることなく、空洞を形成することができる。そのため、
前述したような空洞形成材、特にワックスによってもた
らされる問題を有利に解決することができる。すなわ
ち、前述したように、外装樹脂内のワックスがガス状に
なり、外部電極の形成を妨げる、という問題を考慮する
必要がないので、外部電極を高温条件下でスパッタまた
は蒸着により問題なく形成することができるとともに、
外部電極として、導電ペーストを用いる場合、その焼付
け温度が制限されないので、たとえば、焼付け温度が高
いが、半田付け性の優れた導電ペーストも問題なく使用
することができるようになる。

【００１７】また、この発明では、カバーシートは、圧
電共振素子の各々の振動領域を覆うにすぎないので、外
装樹脂は、圧電共振素子の各々の振動領域を除く領域に
おいて、マザー基板に接合された状態となる。したがっ
て、得られたチップ型圧電共振子において、外装樹脂が
圧電基板の両主面の周縁部の全周にわたって接合される
ことになるので、外装樹脂と圧電基板との間で大きな接
着強度が得られる。その結果、圧電共振子の振動部以外
での不要振動を十分に抑圧することができるとともに、
圧電共振子の耐湿性を高めることができる。

【００１８】また、振動空間用の空洞が接着剤層および
カバーシートによって形成されるので、空洞を正確な形
状で形成することができる。そのため、空洞の高さを一
様にすることができ、その結果、圧電共振子の高さを問
題なく低くすることができる。

【００１９】

【実施例】図１ないし図１０は、この発明の一実施例を
説明するためのものである。ここで、図１０は、この実
施例を実施して得られたチップ型圧電共振子２０の外観
を示す斜視図であって、このような圧電共振子２０は、
図１ないし図９にそれぞれ示すような工程を経て得られ
る。

【００２０】まず、図１に示すように、マザー基板２１
が用意される。このマザー基板２１の一部が拡大されて
図２に示されている。マザー基板２１は、圧電セラミッ
クからなる圧電基板２２を備え、この圧電基板２２の一
方主面には、分割された振動電極２３および２４が形成
され、他方主面には、これら振動電極２３および２４に
対向する振動電極２５が形成されている。振動電極２
３、２４および２５には、それぞれ、端子電極２６、２
７および２８が接続される。これら１組の振動電極２３
〜２５および端子電極２６〜２８によって、１個の圧電
共振素子２９が構成され、マザー基板２１は、複数の圧
電共振素子２９を与えている。

【００２１】圧電共振素子２９は、分割された振動電極
２３および２４ならびにこれらに対向する振動電極２５
を有する、厚み縦振動モードを利用するエネルギ閉じ込
め型の二重モード圧電共振子であり、その振動空間を確
保するため、次のような処置が施される。

【００２２】まず、圧電共振素子２９の各々の振動領域
を取り囲むように、堤状の接着剤層３０ａおよび３０ｂ
が、マザー基板２１の各主面上に、たとえば印刷により
形成される。この接着剤層３０ａおよび３０ｂの各々の
厚みは、たとえば、１０〜４０μｍとされ、また、接着
剤層３０ａおよび３０ｂを形成するために用いられる接
着剤は、好ましくは、熱硬化性または紫外線硬化性のも
のとされる。

【００２３】他方、上述した接着剤層３０ａおよび３０
ｂで取り囲まれた空間をそれぞれ覆う複数のカバーシー
ト４１および４２を取り出すための材料シート４３およ
び４４が用意される。これら材料シート４３および４４
は、好ましくは、耐熱性を有しており、たとえば約５０
μｍ程度の厚みを有する。材料シート４３および４４と
して、たとえばポリイミドシートが有利に用いられる。
これら材料シート４３および４４から、プレス等で打ち
抜くことにより、複数のカバーシート４１および４２が
取り出される。

【００２４】上述したカバーシート４１および４２は、
それぞれ、接着剤層３０ａおよび３０ｂに接着される。
これらカバーシート４１および４２の接着は、それぞ
れ、マザー基板２１の各主面ごとに行なわれる。

【００２５】なお、材料シート４３および４４の各々を
適当な台の上に置き、カバーシート４１および４２を取
り出すための切り目を形成した後、その状態を維持し
て、上方から、接着剤層３０ａおよび３０ｂを形成した
マザー基板２１を近接させ、接着剤層３０ａおよび３０
ｂの各々をカバーシート４１および４２の各々に接着さ
せてから、マザー基板２１を材料シート４３および４４
の各々から離せば、各々複数のカバーシート４１および
４２について、一挙に接着を達成することができる。ま
た、材料シート４３および４４の各々からカバーシート
４１および４２の各々を打ち抜くとき、全周に切り目を
形成するのではなく、一部に未切断部を残しておいて、
カバーシート４１および４２の各々を材料シート４３お
よび４４の各々に保持させたまま、接着剤層３０ａおよ
び３０ｂの各々にカバーシート４１および４２の各々を
接着させた後、上述の未切断部を破断しながら、材料シ
ート４３および４４の各々をマザー基板２１から離すこ
とを行なっても、各々複数のカバーシート４１および４
２について、一挙に接着を達成することができる。

【００２６】他方、図３に示すように、上述したマザー
基板２１をほぼきっちり嵌め込むことができる、たとえ
ば樹脂からなる枠３１が用意される。この枠３１は、後
述する外装樹脂の加熱硬化時の温度（たとえば１５０℃
程度）で変形したり溶解したりしないように配慮され
る。また、この枠３１の外側面３２は、後述する切断時
の基準面にされる場合、平坦度を良くしておくことが望
ましい。

【００２７】また、枠３１には、その中に入れるマザー
基板２１を枠３１の厚み方向のほぼ中央部に固定できる
ような手段を講じておくことが好ましい。この例では、
枠３１の対向する辺（たとえば短辺）の内側に棚３３が
それぞれ設けられている。

【００２８】図４に示すように、前述したカバーシート
４１および４２が接着されたマザー基板２１は、枠３１
に嵌め込まれ、その状態で、図５に示すように、マザー
基板２１の片面上に、未硬化の外装樹脂３４が流し込ま
れる。この外装樹脂３４としては、たとえば、溶剤によ
って液状にしたエポキシ系の熱硬化性樹脂が用いられ
る。外装樹脂３４は、たとえば自然乾燥等によって乾燥
され、枠３１をマザー基板２１とともに反転させても外
装樹脂３４が流出しなくなった後に、枠３１は、マザー
基板２１および外装樹脂３４とともに反転され、この状
態で、マザー基板２１の他の面上に、再び外装樹脂３４
が流し込まれる。この外装樹脂３４も、また、たとえば
自然乾燥される。

【００２９】次いで、上述したように２段階で流し込ま
れた外装樹脂３４は、たとえば、１５０℃で３０分間、
加熱硬化される。

【００３０】次いで、得ようとするチップ型圧電共振子
２０（図１０）の厚み方向の寸法精度および平面度を高
めるため、外装樹脂３４の各々の外面が、枠３１ととも
に研磨される。この研磨は、たとえば、研磨板を用いる
ラビング研磨によって行なわれる。これによって、図６
に示すようなマザー基板２１の両面が外装樹脂３４で覆
われたサンドイッチ構造物３５が得られる。

【００３１】次に、図６に示すように、このサンドイッ
チ構造物３５が、枠３１とともに、枠３１の外側面３２
を基準面にして、切断線３６および３７に沿って切断さ
れる。この切断によって、マザー基板２１は、個々の圧
電共振素子２９ごとに分割され、かつ、端子電極２６〜
２８が切断面に露出する。このようにして、図７および
図８に示すようなチップ４７が得られる。図８に示すよ
うに、カバーシート４１および４２は、それぞれ、接着
剤層３０ａおよび３０ｂ上に配置され、それによって、
接着剤層３０ａおよび３０ｂの各々の厚みに相当する厚
みの空洞４８および４９が、圧電共振素子２９の振動領
域に関連して形成されている。

【００３２】なお、上述した研磨および切断の工程は、
サンドイッチ構造物３５が枠３１から取出された状態で
実施されてもよい。

【００３３】次に、図９に示すように、このチップ４７
の少なくとも端子電極２６〜２８が露出している面に、
端子電極２６〜２８の各々とそれぞれ導通される外部電
極３８〜４０が、たとえば導電ペーストの印刷および焼
付けによって付与される。

【００３４】なお、この実施例では、すべての端子電極
２６〜２８が同じ面に露出しているが、このような端子
電極が別々の面に露出する場合もあり、その場合には、
これらの面それぞれに外部電極を付与すればよい。

【００３５】上述した図９に示すチップ４７の状態で、
チップ型圧電共振子として用いてもよいが、好ましく
は、さらに、図１０に示すように、外部電極３８，３
９，４０が、チップ４７の一方側面だけでなく上下面の
少なくとも一方、さらには他方側面にまで延ばされる。
このようにすることにより、チップ型圧電共振子２０を
回路基板に実装するとき、その半田付けを確実に達成す
ることができる。なお、外部電極３８〜４０の、チップ
型圧電共振子２０の上面および／または下面に形成され
る部分は、予め、図６に示すサンドイッチ構造物３５の
状態で、導電ペーストの印刷および焼付け等の方法によ
って付与しておいてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるチップ型圧電共振子
２０を得るために用意されるマザー基板２１ならびにカ
バーシート４１および４２を互いに分離して示す斜視図
である。

【図２】図１に示したマザー基板２１の一部を拡大して
示す斜視図である。

【図３】図１０に示したチップ型圧電共振子２０を得る
ために用いられる枠３１を示す斜視図である。

【図４】図３に示した枠３１に図２に示したカバーシー
ト４１および４２が接着されたマザー基板２１を嵌め込
んだ状態を示す斜視図である。

【図５】図４に示したマザー基板２１上に外装樹脂３４
を流し込む状態を示す斜視図である。

【図６】図５に示した外装樹脂３４を硬化させた後に得
られるサンドイッチ構造物３５の切断工程を説明するた
めの斜視図である。

【図７】図６に示した切断工程によって得られたチップ
４７の外観を示す斜視図である。

【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿う断面図であ
る。

【図９】図７に示したチップ４７の一方側面に外部電極
３８〜４０を形成した状態を示す斜視図である。

【図１０】図９に示したチップ４７の外部電極３８〜４
０の形成領域を広げて得られた、この発明の一実施例に
よるチップ型圧電共振子２０の外観を示す斜視図であ
る。

【図１１】従来のチップ型圧電共振子１に含まれる要素
を分解して示す斜視図である。

【図１２】図１１に示したチップ型圧電共振子１の断面
図である。

【図１３】図１１に示したチップ型圧電共振子１の外観
を示す斜視図である。

【符号の説明】

２０ チップ型圧電共振子 ２１ マザー基板 ２２ 圧電基板 ２３〜２５ 振動電極 ２６〜２８ 端子電極 ２９ 圧電共振素子 ３０ａ，３０ｂ 接着剤層 ３４ 外装樹脂 ４１，４２ カバーシート ４７ チップ ４８，４９ 空洞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板上に、当該圧電基板を挟んで対
   向する振動電極およびそれらにそれぞれつながる端子電
   極をそれぞれ含む複数の圧電共振素子を形成したマザー
   基板を用意し、 前記圧電共振素子の各々の振動領域を取り囲むように堤
   状の接着剤層を前記マザー基板の各主面上に形成し、 各前記接着剤層で取り囲まれた空間をそれぞれ覆う複数
   のカバーシートを用意し、 各前記カバーシートを各前記接着剤層に接着し、その
   後、 前記マザー基板の両主面を覆うように熱硬化性の外装樹
   脂を付与し、次いで、 前記外装樹脂で覆われた前記マザー基板を、前記端子電
   極が分割面に露出するように個々の前記圧電共振素子ご
   とに分割して、複数のチップ型圧電共振子を得る、各工
   程を備える、チップ型圧電共振子の製造方法。