JPH07235853A - 圧電部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケース内に圧電エレメントが収納され、圧電
エレメントの振動電極部分を少なくとも覆うようにダン
ピング材が付与された構造の圧電部品において、ダンピ
ング材の熱膨張によって生じ得る圧電エレメントのクラ
ックを防止する。 【構成】 圧電エレメント２２の、ケース２３の底面４
２側に向く主面３６上に付与されるダンピング材５３，
５４を、スクリーン印刷により付与することにより、ケ
ース３の底面４２には届かない厚みとし、ダンピング材
５３，５４とケース２３の底面４２との間に空隙５５，
５６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧電部品およびその
製造方法に関するもので、特に、圧電エレメントがケー
スに収納されるとともに、圧電エレメントに発生するス
プリアスをダンピングするためのダンピング材が付与さ
れた構造を有する圧電部品およびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図６には、この発明にとって興味ある従
来の圧電部品１が断面図で示されている。この圧電部品
１は、表面実装可能なセラミックフィルタを構成してい
る。

【０００３】圧電部品１は、圧電エレメント２と、圧電
エレメント２を収納するためのケース３と、ケース３の
上面開口を閉じる蓋４とを備える。

【０００４】圧電エレメント２は、短冊状の圧電基板５
を備える。圧電基板５の各主面上には、図示しないが、
圧電基板５を挟んで互いに対向するように複数の振動電
極が形成されるとともに、これら振動電極に接続される
ように複数の端子電極が形成される。

【０００５】ケース３は、たとえばアルミナから構成さ
れ、そこには、圧電エレメント２を載置するため底面６
から段差をもって突出された台座７，８，９が形成され
る。また、これら台座７，８，９のそれぞれの上面上お
よびそこからケース３の外部へ導出されるように、図示
しないが、接続電極がそれぞれ形成される。これら接続
電極には、前述した圧電エレメント２の端子電極がそれ
ぞれ電気的に接続される。これらの接続のため、図示し
たように、導電ペースト１０，１１，１２が、それぞ
れ、台座７，８，９上に付与され、これによって、圧電
エレメント２のケース３への機械的固定も図られる。

【０００６】蓋４も、ケース３と同様、たとえばアルミ
ナから構成され、そこには、図示しないが、前述したケ
ースに形成された接続電極にそれぞれ電気的に接続され
る接続電極が形成される。このような蓋４は、ケース３
に対して、たとえば接着剤により接合される。

【０００７】上述した圧電エレメント２は、厚みすべり
振動を利用するものであるが、スプリアスをダンピング
して、フィルタにおける波形を滑らかにするため、ケー
ス３内には、たとえばシリコーンゴムからなるダンピン
グ材１３が付与される。ダンピング材１３は、圧電エレ
メント２をケース３内に収納した後、ディスペンサ等に
よりケース３内に付与される。ダンピング材１３は、圧
電エレメント２の振動電極が形成された領域を少なくと
もカバーしながら、スプリアスの十分な減衰を図るため
には、圧電エレメント２の両主面にまで行き届くように
しなければならない。そのため、ケース３がダンピング
材１３によって満たされた状態とされる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た圧電部品１には、次のような解決されるべき問題があ
る。すなわち、ダンピング材１３は、前述したように、
ケース３内に充填されるため、当然、ケース３の底面６
と圧電エレメント２との間の空間もダンピング材１３に
より満たされる。その結果、圧電部品１がリフロー炉な
どの加熱工程を通ると、ダンピング材１３は、ケース３
に比べてより大きな膨張を示す。このとき、ダンピング
材１３はケース３によって拘束されているため、上述の
膨張は、図６に矢印で示したように、応力の発生をもた
らす。このような応力は、圧電エレメント２を押し上げ
るように作用し、その結果、圧電エレメント２にクラッ
クをもたらすことがある。

【０００９】それゆえに、この発明の目的は、上述した
問題を解決し得る圧電部品の構造およびその製造方法を
提供しようとすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る圧電部品
は、まず、圧電基板、この圧電基板を挟んで互いに対向
するように圧電基板の各主面上に形成される複数の振動
電極、および振動電極に接続されるように圧電基板上に
形成される複数の端子電極を備える、圧電エレメントを
備えるとともに、圧電エレメントを収納するためのもの
であり、圧電エレメントを載置するため底面から段差を
もって突出された台座、ならびに台座の上面上およびそ
こから外部へ導出されるように形成されかつ端子電極に
それぞれ接続される接続電極を備える、ケースを備え
る。そして、振動電極が形成された領域を少なくともカ
バーするように圧電エレメントの両主面上にダンピング
材が付与されるが、上述した技術的課題を解決するた
め、この発明では、圧電エレメントのケースの底面側に
向く主面上に付与されたダンピング材とケースの底面と
の間には空隙が形成される。

【００１１】また、この発明は、上述した圧電部品を製
造するための方法にも向けられる。この製造方法は、圧
電基板、この圧電基板を挟んで互いに対向するように圧
電基板の各主面上に形成される複数の振動電極、および
振動電極に接続されるように圧電基板上に形成される複
数の端子電極を備える、圧電エレメントを用意する工程
と、圧電エレメントを収納するためのものであり、圧電
エレメントを載置するため底面から段差をもって突出さ
れた台座、ならびに台座の上面上およびそこから外部へ
導出されるように形成されかつ端子電極にそれぞれ接続
される接続電極を備える、ケースを用意する工程とを備
える。圧電エレメントは台座の上面上に置かれた状態で
ケース内に収納される。また、端子電極と対応の接続電
極とが接続される。そして、振動電極が形成された領域
を少なくともカバーするように圧電エレメントの両主面
上にダンピング材が付与されるが、この発明では、圧電
エレメントの、ケースの底面側に向く主面上に付与され
るダンピング材にあっては、ケースの底面には届かない
厚みをもって印刷により付与されることを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】この発明に係る圧電部品によって、ダンピング
材とケースの底面との間に形成された空隙は、ダンピン
グ材の膨張により発生する応力が圧電エレメントに及ぼ
されることを抑制する。

【００１３】また、この発明に係る圧電部品の製造方法
において、ダンピング材を付与するための印刷は、特定
の領域に所定の厚みをもってダンピング材を付与するこ
とを容易にする。

【００１４】

【発明の効果】したがって、この発明に係る圧電部品に
よれば、ダンピング材の膨張による応力が圧電エレメン
トに及ぼされることがなくなり、またはほとんどなくな
り、そのため、圧電エレメントにクラックを生じにくく
することができ、その結果、圧電部品の信頼性を向上さ
せることができる。

【００１５】また、この発明に係る圧電部品の製造方法
によれば、圧電エレメントの、ケースの底面側に向く主
面上に付与されるダンピング材が印刷により付与される
ので、ダンピング材を特定の領域に厚みが制御された状
態で形成することが容易であり、そのため、ケースの底
面には届かない厚みをもってダンピング材を形成するこ
とが容易になる。また、ダンピング材の使用量を減少さ
せることができ、それによるコストダウンも期待するこ
とができる。

【００１６】なお、圧電エレメントの、ケースの底面と
は反対側に向く主面上に付与されるダンピング材も、印
刷により形成されてもよい。これによれば、ケースの底
面とは反対側に向く主面上においても、ダンピング材を
特定の領域で厚みが制御された状態で容易に付与するこ
とができるので、たとえば、過剰にダンピング材が付与
されることによって、このダンピング材が、ケースの底
面にまで達することを防止できる。そのため、圧電エレ
メントの、ケースの底面側に向く主面上に付与されたダ
ンピング材とケースの底面との間に形成されている空隙
が確実に確保されることができる。

【００１７】

【実施例】図１ないし図４は、この発明の一実施例を説
明するためのものである。図１および図２に示すよう
に、この実施例による圧電部品２１は、圧電エレメント
２２と、圧電エレメント２２を収納するためのケース２
３と、ケース２３の上面開口を閉じる蓋２４とを備え
る。圧電エレメント２２は、図３に単独で示されてい
る。

【００１８】圧電エレメント２２は、前述した図６に示
した圧電エレメント２と実質的に同様の構造を有してい
る。圧電エレメント２２は、短冊状の圧電基板２５を備
える。

【００１９】このような圧電基板２５の上方主面２６上
には、図２および図３（ａ）に示すように、２組の対を
なす振動電極２７および２８，２９および３０、端子電
極３１および３２、ならびにこれらの間を接続する接続
ライン３３，３４，３５が形成される。

【００２０】他方、圧電基板２５の下方主面３６上に
は、図３（ｂ）に示すように、振動電極２７および２８
の双方に共通して対向する振動電極３７、振動電極２９
および３０の双方に共通して対向する振動電極３８、こ
れら振動電極３７および３８間に位置する端子電極３
９、ならびに、これらを接続する接続ライン４０および
４１が形成される。

【００２１】ケース２３は、上述した圧電エレメント２
２を収納するためのものであり、たとえばアルミナから
構成される。ケース２３は、前述した図５に示すケース
３と実質的に同様の構造を有していて、図１および図２
に示されるように、その底面４２から段差をもって突出
された３つの台座４３，４４，４５を備える。これら台
座４３，４４，４５の各々の上面上およびそこからケー
ス２３の外部に導出されるように、接続電極４６，４
７，４８が形成される。接続電極４６，４７，４８は、
たとえばスパッタリングまたは真空蒸着のような薄膜形
成方法により形成される。

【００２２】図１に示すように、圧電エレメント２２
は、台座４３，４４，４５の上面上に置かれた状態でケ
ース２３内に収納される。このとき、圧電エレメント２
２の端子電極３１，３２，３９は、それぞれ、接続電極
４６，４７，４８の関連のものに、たとえば導電ペース
ト４９，５０，５１によって電気的に接続され、かつ、
圧電エレメント２２のケース２３への機械的固定も図ら
れる。

【００２３】図１に示すように、圧電エレメント２２の
上方主面２６上には、たとえばシリコーンゴムのような
ダンピング材５２が付与され、圧電エレメント２２の下
方主面３６上には、ダンピング材５３および５４がそれ
ぞれ付与されている。これらのうち、上方主面２６上の
ダンピング材５２は、圧電エレメント２２をケース２３
内に配置した後でディスペンサ等により付与されるもの
であるが、下方主面３６上のダンピング材５３および５
４は、圧電エレメント２２がケース２３内に配置される
前に、ケース２３の底面４２に届かない厚みをもって印
刷により付与される。そのため、圧電エレメント２２が
ケース２３内に配置されたとき、ダンピング材５３およ
び５４とケース２３の底面４２との間には、空隙５５お
よび５６が形成される。また、ダンピング材５２は、圧
電エレメント２２の上方主面２６の全域を覆うように付
与されるが、ダンピング材５４および５４は、それぞ
れ、圧電エレメント２２の下方主面３６上にある振動電
極３７および３８が形成された領域のみをカバーするよ
うに付与される。

【００２４】上述したダンピング材５３および５４を印
刷するにあたっては、好ましくは、スクリーン印刷が採
用される。また、このようなスクリーン印刷は、複数の
圧電エレメント２２を与えるように用意された図４に示
すようなマザー基板５７の段階で実施される。このマザ
ー基板５７は、一点鎖線で示す切断線５８に沿って後で
切断されることが意図されており、これら切断線５８に
よって区画された領域の各々において、圧電エレメント
２２を構成している。図４に示すように、マザー基板５
７に含まれる複数の圧電エレメント２２の各々の振動電
極３７および３８に対応する領域をカバーするように、
ダンピング材５３および５４がスクリーン印刷により付
与された後、切断線５８に沿う切断が実施される。

【００２５】上述のように、ダンピング材５３および５
４が予め付与された圧電エレメント２２をケース２３内
に配置し、導電ペースト４９，５０，５１による所望の
電気的接続を達成し、次いで、ダンピング材５２を付与
した後、蓋２４によって、ケース２３の上面開口が閉じ
られる。蓋２４は、ケース２３と同様、たとえばアルミ
ナから構成され、そこには、ケース２３に形成された接
続電極４６，４７，４８にそれぞれ電気的に接続される
接続電極５９，６０，６１が形成されている。このよう
な蓋２４は、ケース２３に対して、たとえば接着剤によ
り接合される。

【００２６】このようにして、所望の圧電部品２１が得
られる。図５は、この発明の他の実施例による圧電部品
２１ａを示す、図１に相当の図である。図５において、
図１に示した要素に相当する要素には、同様の参照符号
を付し、重複する説明は省略する。

【００２７】図５を参照して、この実施例では、ダンピ
ング材５３および５４だけでなく、圧電エレメント２２
の上方主面２６上のダンピング材５２も、スクリーン印
刷のような印刷により付与されることを特徴としてい
る。このような印刷によるダンピング材５２の付与も、
好ましくは、図４に示すマザー基板５７の段階で行なわ
れる。

【００２８】以上、この発明を図示した実施例に関連し
て説明したが、この発明の範囲内において、その他、種
々の変形例が可能である。たとえば、ケース内に収納さ
れる圧電エレメントは、前述したような３つの端子を備
えるフィルタを構成するものに限らず、その他の圧電共
振子を構成するものであっても、単に２つの端子しか備
えないものであってもよい。また、圧電エレメントは、
厚みすべり振動を利用するものに限らず、他の振動態様
を利用するものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による圧電部品２１を示す
断面図である。

【図２】図１に示した圧電部品２１に含まれる主な要素
を分解して示す斜視図である。

【図３】図１に示した圧電エレメント２２を単独で示す
もので、（ａ）はその上方主面２６側を示し、（ｂ）は
その下方主面３６側を示す。

【図４】図１に示した圧電エレメント２２を得るために
用意されるマザー基板５７の下方主面側を示す。

【図５】この発明の他の実施例による圧電部品２１ａを
示す、図１に相当の図である。

【図６】従来の圧電部品１を示す、図１に相当の図であ
る。

【符号の説明】

２１，２１ａ 圧電部品 ２２ 圧電エレメント ２３ ケース ２５ 圧電基板 ２６ 上方主面 ２７〜３０，３７，３８ 振動電極 ３１，３２，３９ 端子電極 ３３〜３５，４０，４１ 接続ライン ３６ 下方主面 ４２ 底面 ４３〜４５ 台座 ４６〜４８ 接続電極 ４９〜５１ 導電ペースト ５２〜５４ ダンピング材 ５５，５６ 空隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板、前記圧電基板を挟んで互いに
   対向するように前記圧電基板の各主面上に形成される複
   数の振動電極、および前記振動電極に接続されるように
   前記圧電基板上に形成される複数の端子電極を備える、
   圧電エレメントと、 前記圧電エレメントを収納するためのものであり、前記
   圧電エレメントを載置するため底面から段差をもって突
   出された台座、ならびに前記台座の上面上およびそこか
   ら外部へ導出されるように形成されかつ前記端子電極に
   それぞれ接続される接続電極を備える、ケースと、 前記振動電極が形成された領域を少なくともカバーする
   ように前記圧電エレメントの両主面上に付与されたダン
   ピング材とを備える、圧電部品において、 前記圧電エレメントの、前記ケースの底面側に向く主面
   上に付与された前記ダンピング材と前記ケースの底面と
   の間には空隙が形成されていることを特徴とする、圧電
   部品。
2. 【請求項２】 圧電基板、前記圧電基板を挟んで互いに
   対向するように前記圧電基板の各主面上に形成される複
   数の振動電極、および前記振動電極に接続されるように
   前記圧電基板上に形成される複数の端子電極を備える、
   圧電エレメントを用意し、 前記圧電エレメントを収納するためのものであり、前記
   圧電エレメントを載置するため底面から段差をもって突
   出された台座、ならびに前記台座の上面上およびそこか
   ら外部へ導出されるように形成されかつ前記端子電極に
   それぞれ接続される接続電極を備える、ケースを用意
   し、 前記圧電エレメントを前記台座の上面上に置いた状態で
   前記圧電エレメントを前記ケース内に収納し、 前記端子電極と対応の前記接続電極とを接続し、 前記振動電極が形成された領域を少なくともカバーする
   ように前記圧電エレメントの両主面上にダンピング材を
   付与する、各工程を備える、圧電部品の製造方法におい
   て、 前記ダンピング材を付与する工程は、前記圧電エレメン
   トの前記ケースの底面側に向く主面上に付与される前記
   ダンピング材を、前記ケースの底面には届かない厚みを
   もって印刷により付与する工程を含むことを特徴とす
   る、圧電部品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ダンピング材を付与する工程は、前
   記圧電エレメントの、前記ケースの底面とは反対側に向
   く主面上に付与される前記ダンピング材を、印刷により
   付与する工程をさらに含む、請求項２に記載の圧電部品
   の製造方法。