JPH07249956A - Piezoelectric vibrator and its manufacture - Google Patents
Piezoelectric vibrator and its manufactureInfo
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- JPH07249956A JPH07249956A JP6036963A JP3696394A JPH07249956A JP H07249956 A JPH07249956 A JP H07249956A JP 6036963 A JP6036963 A JP 6036963A JP 3696394 A JP3696394 A JP 3696394A JP H07249956 A JPH07249956 A JP H07249956A
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- piezoelectric substrate
- piezoelectric
- substrate
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電セラミック、水
晶、リチュウム酸ニオブ等の圧電材料を用いた圧電振動
子とその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibrator using a piezoelectric material such as piezoelectric ceramic, crystal, niobium lithium and the like, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】以下に、圧電セラミック、水晶、リチュ
ウム酸ニオブ等の圧電材料を用いた圧電振動子を例にと
り、図5〜9を用いて従来技術の説明を行う。2. Description of the Related Art An example of a piezoelectric vibrator using a piezoelectric material such as piezoelectric ceramics, crystal, niobium lithium and the like will be described below with reference to FIGS.
【0003】メカニカルフィルターや発振子等に用いら
れる圧電振動子は、圧電セラミック、水晶、リチュウム
酸ニオブ等の材料で作られ、使用する周波数領域に応じ
て適切な振動モードが圧電効果により励振される。Piezoelectric vibrators used for mechanical filters, oscillators, etc. are made of materials such as piezoelectric ceramics, crystal, niobium lithium, and the like, and an appropriate vibration mode is excited by the piezoelectric effect according to the frequency range used. .
【0004】そして、これらの圧電振動子は、振動子の
振動が抑制されないように、振動振幅が0になる振動子
の節の近傍で保持されるとともに、この保持部分におい
て電気的に接続され、フィルタや発振子等として構成さ
れる。These piezoelectric vibrators are held near the nodes of the vibrator where the vibration amplitude becomes 0 so that the vibration of the vibrator is not suppressed, and are electrically connected at this holding portion. It is configured as a filter or oscillator.
【0005】これらの節(ノード)は、理論上は面積を
持たない点または線として存在するので、この節におい
て圧電振動子を理想的には点または線で保持することが
特性上は望ましい。Since these nodes (nodes) theoretically exist as points or lines having no area, it is ideally desirable to hold the piezoelectric vibrators at the nodes by points or lines in terms of characteristics.
【0006】しかしながら、実際問題としては、圧電振
動子を安定に保持するには、ある程度の面積をもたせて
面状に保持する必要がある。However, as a practical problem, in order to stably hold the piezoelectric vibrator, it is necessary to give it a certain area and hold it in a planar shape.
【0007】図5は、圧電セラミック等の圧電材料で作
られた長方形板型圧電振動子の斜視図であり、圧電基板
1の対抗する2つの主面に駆動用の電極2a、2bが形
成され、この電極間に電界を印加すれば、図中矢印qで
示すように長方形板の長手方向に長さ振動が励振され
る。長さ振動モードでの振動の節は、長方形の中央部に
線状にある。そこで、同図5に示すように振動の節に、
溶射により、導電性材料からなる突起部3a、3bを形
成している。FIG. 5 is a perspective view of a rectangular plate type piezoelectric vibrator made of a piezoelectric material such as piezoelectric ceramic. Driving electrodes 2a and 2b are formed on two main surfaces of the piezoelectric substrate 1 which face each other. When an electric field is applied between the electrodes, longitudinal vibration is excited in the longitudinal direction of the rectangular plate as indicated by arrow q in the figure. The nodes of vibration in the length vibration mode are linear in the center of the rectangle. Therefore, as shown in FIG.
The projections 3a and 3b made of a conductive material are formed by thermal spraying.
【0008】図6は振動子の保持構造の概略断面図を示
したものである。図5で示した圧電振動子が突起部3
a、3bを介し、保持基板5a、5b上に設けられた外
部電極4a、4bに挟まれ接触し保持されている。ま
た、保持基板5a、5bは、保持枠7を介し固定されて
いる。外部端子6a、6bは、図示の様に各々外部電極
4a、4bに接触して接続されている。FIG. 6 is a schematic sectional view of a holding structure for a vibrator. The piezoelectric vibrator shown in FIG.
It is sandwiched and held between the external electrodes 4a and 4b provided on the holding substrates 5a and 5b via a and 3b. The holding substrates 5 a and 5 b are fixed via the holding frame 7. The external terminals 6a and 6b are in contact with and connected to the external electrodes 4a and 4b, respectively, as shown in the figure.
【0009】図7には、図6における突起部3b(3
a)近傍の拡大図であり、図7を用いて圧電振動子の保
持状態を説明する。FIG. 7 shows the protrusion 3b (3
FIG. 7A is an enlarged view of the vicinity and the holding state of the piezoelectric vibrator will be described with reference to FIG. 7.
【0010】突起部3bの底面は電極2bに付着してお
り、一方、上面はその上面の微細な凹凸が図中に示すよ
うに外部電極4bに外圧によりくい込ませられて接触し
ている。これにより、突起部3b(3a)と外部電極4
b(4a)よりずれる事を防止している。The bottom surface of the protrusion 3b is attached to the electrode 2b, while the top surface of the projection 3b is in contact with the external electrode 4b by being pressed into the external electrode 4b by external pressure as shown in the figure. As a result, the protrusion 3b (3a) and the external electrode 4
It is prevented from shifting from b (4a).
【0011】このような突起部3a、3bは、従来レジ
ストを用いたリフトオフ法を用い形成される。リフトオ
フ法の概略を説明すると、まず有機物等のレジスト(通
常液状あるいはフィルム状で提供される)をスクリーン
印刷やフォトリソグラフィーを用い開口部が形成される
ようパターニングしレジストマスクとして圧電基板上に
形成する。開口部は、図5との関係で言えば、振動の節
に形成される。Such protrusions 3a and 3b are formed by the conventional lift-off method using a resist. To explain the outline of the lift-off method, first, a resist such as an organic substance (usually provided in a liquid form or a film form) is patterned by screen printing or photolithography to form an opening, and is formed as a resist mask on a piezoelectric substrate. . The opening is formed at the node of vibration in relation to FIG.
【0012】その後、開口部に溶射により導電性の突起
部を形成し、レジストマスクを溶解や剥離等により除去
し、突起部による節を形成するものである。この突起部
形成方法については、既に出願の特許(特許出願番号H
05−207652)に詳しく説明されている。After that, a conductive projection is formed in the opening by thermal spraying, and the resist mask is removed by melting, peeling, or the like to form a node by the projection. Regarding the method of forming the protrusion, a patent (patent application number H)
05-207652).
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記リフトオ
フ法で突起部を形成した場合、次のような課題が生じて
いた。However, when the protrusions are formed by the lift-off method, the following problems occur.
【0014】即ち、図7に示すように形成された突起部
3の形状は、外部電極4aと接触する面はほぼ平らな面
となっていてるため、床上に置いた場合圧電基板1自体
は、突起部3のみを介し自立する。That is, the shape of the projection 3 formed as shown in FIG. 7 is such that the surface in contact with the external electrode 4a is a substantially flat surface. Therefore, when placed on the floor, the piezoelectric substrate 1 itself is It is self-supporting only through the protrusion 3.
【0015】しかし、実際に圧電基板1を外部電極4
a、4bで両側より挟み保持固定する際、外部電極4a
を圧電基板1及び外枠7に乗せると、ほとんど図8
(a)のA部のように幾分のずれδを生じている。However, the piezoelectric substrate 1 is actually connected to the external electrode 4
When sandwiching and fixing from both sides with a and 4b, the external electrode 4a
8 is placed on the piezoelectric substrate 1 and the outer frame 7, almost all of FIG.
There is some deviation δ as in the part A of (a).
【0016】これを所定の位置にまで修正し固定する
時、外部電極4が圧電基板1に接触したまま幾分ズレて
動かされる。このため図8(b)に示すように、圧電基
板1はずらされた方向にシーソーの様に傾き、圧電基板
1の先端等の振動部分が外部電極4a、4b等と接触
し、その振動特性が劣化するという課題が生じていた。When this is corrected to a predetermined position and fixed, the external electrode 4 is moved while being in contact with the piezoelectric substrate 1 with some displacement. Therefore, as shown in FIG. 8B, the piezoelectric substrate 1 tilts like a seesaw in the displaced direction, and the vibrating portion such as the tip of the piezoelectric substrate 1 comes into contact with the external electrodes 4a, 4b, etc. There was a problem of deterioration.
【0017】このため、特性が十分にでない事やそのバ
ラツキが大きい等の問題や、保持固定時の組立調整に時
間がかかり生産性向上の問題点となっていた。For this reason, there have been problems that the characteristics are not sufficient and that the variations are large, and that assembly adjustment at the time of holding and fixing takes time and that productivity is improved.
【0018】また、上記とは別に次のような問題も生じ
ていた。図9は、幅W1の圧電基板1の両側の表面に、
駆動電極2が幅W2(<W1)で形成された状態を示し
た斜視図である。この圧電基板1はさらに所要の寸法に
切断され図5の素子の形状にされる。In addition to the above, the following problems have occurred. FIG. 9 shows that on both surfaces of the piezoelectric substrate 1 having the width W1,
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which drive electrode 2 is formed with a width W2 (<W1). The piezoelectric substrate 1 is further cut into the required dimensions to form the element shown in FIG.
【0019】このような圧電基板1に対し、駆動電極2
を介し電圧を印加し圧電基板の分極を行なうと、駆動電
極2の形成された部分と形成されていない部分での歪の
違いにより基板内部に大きな応力差が生じ、図に示すよ
うにクラック11が生じる。For such a piezoelectric substrate 1, a drive electrode 2 is provided.
When a voltage is applied through the piezoelectric substrate to polarize the piezoelectric substrate, a large stress difference is generated inside the substrate due to the difference in strain between the portion where the drive electrode 2 is formed and the portion where the drive electrode 2 is not formed. Occurs.
【0020】従って、各所要の寸法に切断するときクラ
ック11の発生部分は使用できず歩留まりを下げるた
め、生産性向上の問題となっていた。Therefore, when cutting into each required size, the portion where the crack 11 is generated cannot be used and the yield is reduced, which has been a problem of improving productivity.
【0021】また、当然、圧電基板1の全体が完全に分
極されてないため、特性も十分なものではなかった。Naturally, the entire piezoelectric substrate 1 is not completely polarized, so that the characteristics are not sufficient.
【0022】上記のように従来の構成、方法では、圧電
振動子を特性良く安定に容易に、しかも生産性良く提供
することはできなかった。As described above, with the conventional structure and method, it has not been possible to provide a piezoelectric vibrator with good characteristics, stability, ease, and productivity.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】本願の請求項1記載のの
発明は、駆動用の電極を対抗する表面に設けられた圧電
基板のノード点近傍に所要のパターン開口部を有するレ
ジスト皮膜を、駆動用電極が設けられた少なくとも片方
の表面に形成し、その後、前記開口部に導電性材料を所
要の厚さまで溶射し突起部を形成し、さらに前記突起部
を介し前記圧電基板を外部電極を有する基板により挟み
込んで保持した後、前記レジストを除去することを特徴
とする圧電振動子の製造方法である。The invention according to claim 1 of the present application provides a resist film having a required pattern opening in the vicinity of a node point of a piezoelectric substrate provided on a surface facing a driving electrode, It is formed on at least one surface provided with a driving electrode, and then a conductive material is sprayed in the opening to a required thickness to form a protrusion, and the piezoelectric substrate is connected to the external electrode via the protrusion. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator is characterized in that the resist is removed after being sandwiched and held by a substrate having the same.
【0024】請求項5記載の発明は、駆動用の電極を対
抗する表面に部分的に設けられた圧電基板のノード点近
傍に所要のパターン開口部を有する導電性レジスト皮膜
を、前記駆動用電極が部分的に設けられた表面の全面に
形成し、前記レジスト及び前記駆動用電極を介し、圧電
基板の分極をおこなうことを特徴とする圧電振動子の製
造方法である。According to a fifth aspect of the present invention, the drive electrode is provided with a conductive resist film having a required pattern opening near a node point of a piezoelectric substrate partially provided on a surface facing the drive electrode. Is formed on the entire surface partially provided, and the piezoelectric substrate is polarized through the resist and the driving electrode.
【0025】請求項7記載の発明は、圧電基板と、前記
圧電基板の対抗する表面に設けられた駆動電極と、前記
駆動電極の少なくとも片方の面上に設けられ前記圧電基
板のノード点近傍に所要のパターン開口部を有するレジ
スト皮膜と、前記開口部に溶射により形成された導電性
を有する突起部と、前記突起部あるいは前記レジスト皮
膜あるいは前記駆動電極と接触し前記圧電基板を駆動電
極が設けられた両面から挟み保持する外部電極を形成さ
れた保持基板と、前記突起部と前記レジスト皮膜を介し
前記基板に挟まれて保持された圧電基板との間に前記レ
ジスト皮膜を溶解または剥離により除去され形成された
隙間を、有することを特徴とする圧電振動子である。According to a seventh aspect of the present invention, a piezoelectric substrate, a drive electrode provided on a surface of the piezoelectric substrate facing each other, and a drive electrode provided on at least one surface of the drive electrode are provided in the vicinity of a node point of the piezoelectric substrate. A resist film having a required pattern opening, a conductive protrusion formed by thermal spraying on the opening, and a piezoelectric substrate provided with a drive electrode in contact with the protrusion, the resist film, or the drive electrode. Removed by dissolving or peeling the resist film between the holding substrate formed with the external electrodes sandwiched and held from both sides, and the piezoelectric substrate sandwiched and held by the substrate via the protrusion and the resist film. A piezoelectric vibrator having a formed gap.
【0026】[0026]
【作用】請求項1記載の発明によれば、レジストマスク
を形成し溶射で突起部を形成した後、レジストマスクを
除去しないまま外部電極で狭持するため、その狭持時に
少々外部電極がズレ動かされ固定されても、レジストマ
スクがあるため圧電基板の先端部の振動部が外部電極等
に接触することがない。この状態でレジストマスクが専
用剥離液等で除去されるため、圧電基板の先端部等の振
動部が外部電極等にも接触せず完全にフリーとなる保持
が容易に可能となる。従って、保持調整時の生産性の向
上が実現できる。According to the first aspect of the present invention, after the resist mask is formed and the projections are formed by thermal spraying, the resist mask is sandwiched by the external electrodes without removing the resist mask. Even if moved and fixed, the vibrating portion at the tip of the piezoelectric substrate does not come into contact with the external electrode or the like because of the resist mask. In this state, the resist mask is removed with a dedicated stripping solution or the like, so that the vibrating portion such as the tip of the piezoelectric substrate does not come into contact with the external electrode or the like and can be held completely free. Therefore, the productivity at the time of holding and adjusting can be improved.
【0027】請求項5記載の発明によれば、駆動電極が
部分的に形成された圧電基板を使用する場合において
も、導電性を有するレジストマスクを圧電基板の駆動電
極の形成された面即ち分極時の電圧印加面の全面に形成
することで、溶射節のパターニングが容易にできるとと
もに、圧電基板全体を容易に完全に分極できる。従っ
て、分極時に圧電基板内部に異常な応力差が発生せずク
ラック等が生じることなく、品質、歩留まりの向上を実
現できる。According to the fifth aspect of the present invention, even when the piezoelectric substrate on which the drive electrodes are partially formed is used, the conductive resist mask is applied to the surface of the piezoelectric substrate on which the drive electrodes are formed, that is, polarization. By forming the entire surface of the voltage application surface at this time, patterning of the thermal spray node can be facilitated and the entire piezoelectric substrate can be easily polarized completely. Therefore, during polarization, an abnormal stress difference does not occur inside the piezoelectric substrate, cracks, etc. do not occur, and quality and yield can be improved.
【0028】請求項7記載の発明によれば、あらかじめ
圧電基板上に設けられたレジストマスクが、保持基板に
より保持された圧電基板とその保持基板との間に挟まれ
た後、除去されることにより、圧電基板と保持基板との
間に必要な隙間が確実に設けられる。従って、圧電基板
の先端部等の振動部がどこにも接触しないため、安定し
優れた振動子特性を有する圧電振動子を実現できる。According to the seventh aspect of the present invention, the resist mask previously provided on the piezoelectric substrate is sandwiched between the piezoelectric substrate held by the holding substrate and the holding substrate and then removed. This ensures that the necessary gap is provided between the piezoelectric substrate and the holding substrate. Therefore, since the vibrating portion such as the tip portion of the piezoelectric substrate does not come into contact with any part, it is possible to realize a piezoelectric vibrator having stable and excellent vibrator characteristics.
【0029】[0029]
【実施例】以下本発明の実施例を、長方形板型圧電振動
子を例に取り、図面図1〜4と共に詳細に説明する。
尚、従来例と同一または同等の機能を有する構成要素は
同一番号を付け、詳細な説明を省略する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings FIGS. 1 to 4, taking a rectangular plate type piezoelectric vibrator as an example.
It should be noted that components having the same or equivalent functions as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0030】まず、本発明の第1の実施例について、図
1、2、3を用い説明する。図1は、圧電振動子の断面
図である。図2、3は、突起部近傍の断面図である。First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of the piezoelectric vibrator. 2 and 3 are cross-sectional views near the protrusion.
【0031】図1において、1は、圧電セラミック、水
晶、リチュウム酸ニオブ等の圧電材料からなる圧電基
板、2は圧電基板1上に蒸着、CVD、メッキあるいは
印刷法等により設けられたAg、Au、Cu、Ni、C
r等の金属またはそれらの合金からなる駆動電極、8
a、8bは、圧電基板1の節部に開口部を有し、駆動電
極2上に設けられた有機物のレジストマスクである。In FIG. 1, reference numeral 1 is a piezoelectric substrate made of a piezoelectric material such as piezoelectric ceramic, quartz, niobium lithium, and the like. Reference numeral 2 is Ag, Au provided on the piezoelectric substrate 1 by vapor deposition, CVD, plating or printing. , Cu, Ni, C
drive electrodes made of metal such as r or alloys thereof, 8
Reference numerals a and 8b are resist masks of an organic material, which are provided on the drive electrode 2 and have openings at the nodes of the piezoelectric substrate 1.
【0032】3は溶射法によりレジストマスク8の開口
部の駆動電極2上に設けられたMo、Ni、Cr等の金
属やそれらの合金あるいは複合材料からなる突起部であ
る。Reference numeral 3 denotes a protrusion provided on the drive electrode 2 in the opening of the resist mask 8 by a thermal spraying method and made of a metal such as Mo, Ni or Cr, an alloy thereof, or a composite material.
【0033】図1(a)に示す様に、圧電基板1は、突
起3a、3bとほぼ同じ高さのレジスト膜8が付着した
状態で、保持基板5a、5b、保持枠7等に組み込まれ
る。As shown in FIG. 1A, the piezoelectric substrate 1 is incorporated in the holding substrates 5a and 5b, the holding frame 7 and the like with the resist film 8 having substantially the same height as the protrusions 3a and 3b attached. .
【0034】図1(a)までの工程は、次の様に行われ
る。まず、圧電基板1の駆動電極2が形成された面に、
突起部パターニング用のレジストマスク8を形成する。
このレジストマスク8には、圧電基板1の節部分にパタ
ーニングされた開口部が形成されている。そして、その
開口部に溶射により突起部を形成する。The steps up to FIG. 1A are performed as follows. First, on the surface of the piezoelectric substrate 1 on which the drive electrode 2 is formed,
A resist mask 8 for patterning the protrusions is formed.
The resist mask 8 has patterned openings at the nodes of the piezoelectric substrate 1. Then, a projection is formed in the opening by thermal spraying.
【0035】その後、保持枠7が置かれ外部電極4bが
形成された保持基板5b上の所定の位置に、レジストマ
スク8bと突起部3bを介して圧電基板1を置き、さら
に外部電極4aが形成された保持基板5aをその上より
置く。After that, the piezoelectric substrate 1 is placed at a predetermined position on the holding substrate 5b on which the holding frame 7 is placed and the external electrode 4b is formed, via the resist mask 8b and the protrusion 3b, and the external electrode 4a is further formed. The holding substrate 5a thus prepared is placed from above.
【0036】こうして圧電基板1を、その両側から保持
基板5a、5bにより所定の位置に挟み保持しつつ、保
持基板5a、5bを保持枠7に接着剤等により固定す
る。この状態が図1(a)である。Thus, while holding the piezoelectric substrate 1 from both sides by holding substrates 5a and 5b at predetermined positions, the holding substrates 5a and 5b are fixed to the holding frame 7 with an adhesive or the like. This state is shown in FIG.
【0037】この状態では、レジストマスク8が形成さ
れているため、保持基板5a、5bが固定の際多少ずれ
ても、例えば図8(b)に示すように圧電基板1が傾く
等して外部電極4に直接に接触することはまったくな
い。In this state, since the resist mask 8 is formed, even if the holding substrates 5a and 5b are slightly displaced when fixed, the piezoelectric substrate 1 is tilted as shown in FIG. There is no direct contact with the electrode 4.
【0038】この様にして圧電基板1と保持枠等を組み
立てた後、レジストマスク8を除去することにより、図
1(b)に示す様に、圧電基板1は、保持基板5や枠体
7等に対して正規の位置に正しく位置決め固定される。After assembling the piezoelectric substrate 1 and the holding frame and the like in this manner, the resist mask 8 is removed, so that the piezoelectric substrate 1 is held by the holding substrate 5 and the frame 7 as shown in FIG. 1B. It is correctly positioned and fixed in a regular position with respect to the like.
【0039】次に、図2を用いて、レジストマスク8の
厚みと突起部3の厚みについて説明する。Next, the thickness of the resist mask 8 and the thickness of the protrusion 3 will be described with reference to FIG.
【0040】ここでは、レジストマスク8の厚みTr、
突起部の厚みTnの関係がTr<Tnとなるようにして
いる。具体的には、TnとTr差を約5μm〜約30μ
mとしている。Here, the thickness Tr of the resist mask 8 is
The relation of the thickness Tn of the protrusion is Tr <Tn. Specifically, the difference between Tn and Tr is about 5 μm to about 30 μm.
m.
【0041】この理由は、この様な厚さ関係をもたせる
ことにより、図1(a)の状態において、外部電極4と
レジストマスク8の間に若干の隙間が形成され、レジス
トマスク8を除去するための剥離液が、この隙間を通じ
て浸透しやすくなりレジストマスク8が除去され易くな
る。The reason for this is that by having such a thickness relationship, a slight gap is formed between the external electrode 4 and the resist mask 8 in the state of FIG. 1A, and the resist mask 8 is removed. The stripping solution for this purpose easily penetrates through this gap, and the resist mask 8 is easily removed.
【0042】さらに、図1(a)の状態において、突起
部3と外部電極4とが確実に接触することとなり、レジ
ストマスク8の除去時に圧電基板1が万一ずれるのが防
止される。Further, in the state of FIG. 1A, the protrusion 3 and the external electrode 4 are surely brought into contact with each other, and the piezoelectric substrate 1 is prevented from being displaced when the resist mask 8 is removed.
【0043】尚、ここでは、外部電極4にCu、突起部
3にはCuより硬いMoを用いている。また、突起部3
を溶射法により形成した理由は、溶射皮膜の表面が粗く
微細な凹凸を形成させやすいからである。これにより、
保持基板5a、5bで挟むと、図7に示した突起部3の
表面の粗れによる微細凹凸が外部電極4に食い込むよう
接触し、外部電極4と圧電基板1が容易にずれなくなる
など、圧電基板1の保持が確実なものとなる。Here, Cu is used for the external electrode 4 and Mo, which is harder than Cu, is used for the protrusion 3. Also, the protrusion 3
Is formed by the thermal spraying method because the surface of the thermal spray coating is rough and fine irregularities are easily formed. This allows
When sandwiched between the holding substrates 5a and 5b, the fine irregularities due to the roughness of the surface of the protrusion 3 shown in FIG. 7 come into contact with the external electrode 4 so as to bite into the external electrode 4, and the external electrode 4 and the piezoelectric substrate 1 are not easily displaced. The substrate 1 is reliably held.
【0044】尚、レジストマスク8には、フォトリソグ
ラフィーによりパターニングでき、専用の剥離液で溶解
あるいは軟化剥離するタイプのものを用いた。例えば、
東京応化工業(株)社製のドライフィルムフォトレジス
トで、オーディルα、AF00、BFタイプである。3
つとも使用に際して問題は発生しなかった。The resist mask 8 used was of a type that could be patterned by photolithography and was dissolved or softened and peeled by a dedicated peeling liquid. For example,
A dry film photoresist manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., which is an Audil α, AF00, BF type. Three
There was no problem in using.
【0045】ただし、剥離したレジストマスクが外部電
極4、保持基板5や保持枠7等に引っかかることがない
ように、剥離液や剥離したレジストマスクが出入りでき
る十分な隙間あるいは通路を設ける必要がある。However, in order to prevent the peeled resist mask from being caught on the external electrode 4, the holding substrate 5, the holding frame 7, etc., it is necessary to provide a sufficient gap or passage through which the peeling liquid and the peeled resist mask can come in and out. .
【0046】従って、基本的には、剥離液にレジストマ
スク8を溶解するタイプのものを使用するのが好まし
い。例えば、東京応化工業(株)社製PMER、P−A
R9000である。Therefore, basically, it is preferable to use the type in which the resist mask 8 is dissolved in the stripping solution. For example, PMER, P-A manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
R9000.
【0047】また、スクリーン印刷法でレジストマスク
8をパターニング形成してもよく、この場合、例えば、
太陽インキ製造(株)の可溶性エッチングレジストイン
キX−87、M−85タイプを用いるとよい。The resist mask 8 may be formed by patterning by a screen printing method. In this case, for example,
Soluble etching resist inks X-87 and M-85 type manufactured by Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd. may be used.
【0048】これらは、レジストマスクとしての使用に
は問題はなかったが、レジスト材料の選定には、次のよ
うなことを考慮する必要がある。Although there was no problem in using these as a resist mask, it is necessary to consider the following in selecting a resist material.
【0049】即ち、レジストマスクの現像液、剥離液に
より侵食、腐食等などが圧電基板1、駆動電極2、外部
電極4、保持基板5や保持枠7等に生じないこと、ま
た、必要な膜厚が容易に得られるかどうか等である。That is, the piezoelectric substrate 1, the drive electrode 2, the external electrode 4, the holding substrate 5, the holding frame 7, etc. are not corroded or corroded by the resist mask developing solution or stripping solution, and the necessary film is formed. Whether or not the thickness can be easily obtained.
【0050】しかし、同種のレジスト材料に限らず、こ
れらのことを満たし、基本的に有機物が主体の材料であ
れば、溶射による突起部3形成用のレジストマスクとし
て使用可能であるため、上記種類のものに限定されるも
のではない。However, the resist material is not limited to the same kind of resist material, and any material satisfying the above and basically composed of an organic substance can be used as a resist mask for forming the projection 3 by thermal spraying, and therefore the above-mentioned types can be used. It is not limited to ones.
【0051】尚、一般に、突起部の厚みに相当する30
μm以上の厚膜のレジストマスクを得るには、インキよ
りもフィルムタイプの方が得易いが、インキタイプの場
合にも、レジストを多層にすることで厚膜が可能であ
る。It should be noted that, in general, 30 which corresponds to the thickness of the protrusion.
In order to obtain a resist mask having a thick film of μm or more, the film type is easier to obtain than the ink type, but even in the case of the ink type, a thick film can be obtained by forming the resist in multiple layers.
【0052】この多層レジスト膜を形成する場合、図3
(a)に示すような突起部23を形成することも可能で
ある。さらに多層の場合、特に最上層21A、22Aを
溶解タイプのレジスト材料で形成することで、先に最上
層21A、22Aが溶解するとその層分だけ隙間ができ
るため、剥離液の通りが良くなり下層21B、22B、
22Cのレジストマスクの剥離も容易となる。尚、多層
の場合、上、中、下層の内少なくとも一部の層を溶解タ
イプのレジストにすることでも同様な効果が得られる。When this multi-layer resist film is formed, FIG.
It is also possible to form the protrusion 23 as shown in FIG. In the case of multiple layers, especially when the uppermost layers 21A and 22A are formed of a dissolution type resist material, when the uppermost layers 21A and 22A are first dissolved, a gap corresponding to that layer is formed, so that the peeling liquid can pass through easily. 21B, 22B,
The 22C resist mask can be easily peeled off. In the case of multiple layers, the same effect can be obtained by using a dissolution type resist in at least a part of the upper, middle and lower layers.
【0053】以上の図1から図3を用いた説明した構成
によれば、レジストマスク8を除去しても、除去前の状
態のまま圧電基板1は保持基板5a、5bに保持される
ため、圧電基板1は外部電極4、保持基板5や保持枠7
等に接触することがない。これにより、圧電振動子とし
ての特性及びその安定性が向上するとともに、組立調整
の効率向上、引いては格段の生産性の向上が実現でき
る。According to the structure described with reference to FIGS. 1 to 3 above, even if the resist mask 8 is removed, the piezoelectric substrate 1 is held by the holding substrates 5a and 5b in the state before removal. The piezoelectric substrate 1 includes an external electrode 4, a holding substrate 5 and a holding frame 7.
There is no contact with etc. As a result, the characteristics and stability of the piezoelectric vibrator can be improved, and the efficiency of assembly and adjustment, and thus the productivity can be significantly improved.
【0054】次に、本発明の第2の実施例について、図
4を用いて説明する。これは、圧電基板1の分極時に生
じる問題を解決できるものである。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This can solve the problem that occurs when the piezoelectric substrate 1 is polarized.
【0055】図4において、1は圧電基板、2a、2b
は圧電基板1上に部分的に形成された駆動電極、3a、
3bは溶射法により形成された突起部、8a、8bは導
電性を有するレジストマスクである。In FIG. 4, reference numeral 1 is a piezoelectric substrate, 2a and 2b.
Are drive electrodes 3a, which are partially formed on the piezoelectric substrate 1,
Reference numeral 3b is a protrusion formed by a thermal spraying method, and 8a and 8b are conductive resist masks.
【0056】導電性レジストマスク8を用いることによ
り、図4の状態のままで分極を行うことで、駆動電極3
が形成されていない圧電基板1の部分も含め完全に分極
できる。By using the conductive resist mask 8, polarization is performed in the state of FIG.
It is possible to completely polarize even the portion of the piezoelectric substrate 1 in which the holes are not formed.
【0057】従って、従来の様な内部応力の発生による
圧電基板のクラックを防止でき、従来に比べ圧電振動子
としての特性およびその安定性が向上できるとともに、
歩留り向上、即ち生産性の向上が実現できる。Therefore, it is possible to prevent cracks in the piezoelectric substrate due to generation of internal stress as in the conventional case, and to improve the characteristics and stability of the piezoelectric vibrator as compared with the conventional case.
The yield improvement, that is, the productivity improvement can be realized.
【0058】尚、このレジストマスク8は突起部3のパ
ターニング形成に使用するものであり、例えば図1の実
施例と同様な目的にも使用可能であることは言うまでも
ない。Needless to say, this resist mask 8 is used for patterning the protrusions 3, and can be used for the same purpose as that of the embodiment of FIG. 1, for example.
【0059】また、ここでは突起部を形成後分極を行っ
たが、当然分極後に突起部を形成することも可能であ
る。Although the polarization is performed after the projection is formed here, it is naturally possible to form the projection after polarization.
【0060】しかし、分極後の突起部形成時に圧電基板
の温度がキューリー点を越えることがないようにその温
度等に注意する必要があるため、形成後に分極を行った
方が、製造には優位である。However, since it is necessary to pay attention to the temperature and the like of the piezoelectric substrate so as not to exceed the Curie point when forming the protrusions after polarization, it is advantageous for manufacturing to perform polarization after formation. Is.
【0061】尚、ここでのレジストマスク8には、液状
のレジスト材料に所量のAgを導電性材料として添加
し、導電性を付与した。基本的に圧電基板1は絶縁体で
あり比抵抗は大きい。For the resist mask 8 here, a certain amount of Ag was added as a conductive material to a liquid resist material to impart conductivity. Basically, the piezoelectric substrate 1 is an insulator and has a large specific resistance.
【0062】さらに圧電基板1よりレジストマスク8は
厚さが薄いため、その比抵抗は圧電基板のそれよりも例
えは3桁ほど小さければよい。従って、比抵抗がこれよ
り小さくなるように導電性材料の添加量を制御するとよ
い。Furthermore, since the resist mask 8 is thinner than the piezoelectric substrate 1, its specific resistance may be smaller than that of the piezoelectric substrate by, for example, three digits. Therefore, the addition amount of the conductive material may be controlled so that the specific resistance becomes smaller than this.
【0063】しかし、導電性材料の添加量を多くしすぎ
ると、レジストマスクに必要なパターニング性や弾力性
などの特性が劣化する。However, if the amount of the conductive material added is too large, the characteristics such as patternability and elasticity required for the resist mask deteriorate.
【0064】そのような場合にはレジストマスクの比抵
抗を約1mΩ・m程度を目安にして添加すればよい。添
加する導電性材料としては、Au、Ni、Mo等の金属
やその合金、または炭化物、ホウ化物、酸化物等の化合
物、など適度の導電性を有するものでもよい。In such a case, the resist mask may be added with a specific resistance of about 1 mΩ · m as a guide. The conductive material to be added may be a material having appropriate conductivity such as a metal such as Au, Ni or Mo or an alloy thereof, or a compound such as a carbide, boride or oxide.
【0065】また、導電性、溶射膜が付着しにくくパタ
ーニングが容易にできる性質を有する材料であれば、レ
ジストマスクとして基本的に使用可能であり、上記レジ
ストマスク材料に限るものではない。Further, any material having conductivity and a property that a sprayed film is unlikely to adhere and patterning can be easily performed can be basically used as a resist mask, and the resist mask material is not limited to the above.
【0066】尚、上記各実施例では、圧電基板の両面に
突起部を設ける場合を説明したが、圧電基板に突起を片
方だけ形成した構成にしてもよい。In each of the above embodiments, the case where the protrusions are provided on both surfaces of the piezoelectric substrate has been described, but it is also possible to form only one protrusion on the piezoelectric substrate.
【0067】例えば、図1において下面の突起部3bを
上記実施例どうり形成し、一方の突起部3aを保持基板
5a上の外部電極4aの一部として形成するとよい。こ
の場合、両面に突起部を形成した構成のものより若干の
特性が落ちるが片面だけの突起形成のため生産性は格段
に上がるもので、この特性が仕様を満たす場合には、お
おいに生産性に対しての効果がある。For example, in FIG. 1, the protrusion 3b on the lower surface may be formed as in the above embodiment, and one protrusion 3a may be formed as a part of the external electrode 4a on the holding substrate 5a. In this case, the characteristics are slightly lower than those of the structure in which the protrusions are formed on both sides, but the productivity is markedly increased due to the formation of the protrusions on only one side. There is an effect against.
【0068】[0068]
【発明の効果】本発明によれば、圧電基板の安定した保
持が容易可能であり、また駆動電極が全面か部分的かを
問わず容易に圧電基板全体を分極できるため、従来に比
べ特性、安定性に優れた圧電振動子を実現でき、そのコ
スト低減、生産性向上も実現可能となる。According to the present invention, it is possible to easily hold the piezoelectric substrate in a stable manner and to easily polarize the entire piezoelectric substrate regardless of whether the drive electrode is the entire surface or a partial area. It is possible to realize a piezoelectric vibrator with excellent stability, reduce its cost, and improve its productivity.
【図1】本発明の第1の実施例における圧電振動子の主
要部の断面図FIG. 1 is a sectional view of a main part of a piezoelectric vibrator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施例における突起部の断面図FIG. 2 is a sectional view of a protrusion in the embodiment.
【図3】同実施例における突起部の他の形態を示す断面
図FIG. 3 is a cross-sectional view showing another form of the protrusion in the embodiment.
【図4】本発明の第2の実施例における主要部の斜視図FIG. 4 is a perspective view of a main part according to a second embodiment of the present invention.
【図5】従来例の圧電振動子の概略構成を示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional piezoelectric vibrator.
【図6】同従来例の圧電振動子の保持構成を示した概略
断面図FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a holding configuration of the piezoelectric vibrator of the conventional example.
【図7】同従来例の圧電振動子の保持部の断面図FIG. 7 is a sectional view of a holding portion of the conventional piezoelectric vibrator.
【図8】同従来例の圧電振動子の断面図FIG. 8 is a sectional view of a piezoelectric vibrator of the conventional example.
【図9】同従来例の圧電基板部の概略斜視図FIG. 9 is a schematic perspective view of a piezoelectric substrate portion of the conventional example.
1 圧電基板 2 駆動電極 3 突起部 4 外部電極 5 保持基板 6 外部端子 7 保持枠 8 レジストマスク 1 Piezoelectric Substrate 2 Drive Electrode 3 Projection 4 External Electrode 5 Holding Substrate 6 External Terminal 7 Holding Frame 8 Resist Mask
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 寛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 多鹿 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Fukushima 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Hirofumi Taka, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (7)
圧電基板のノード点近傍に所要のパターン開口部を有す
るレジスト皮膜を、駆動用電極が設けられた少なくとも
片方の表面に形成し、その後、前記開口部に導電性材料
を所要の厚さまで溶射し突起部を形成し、さらに前記突
起部を介し前記圧電基板を外部電極を有する基板により
挟み込んで保持した後、前記レジストを除去することを
特徴とする圧電振動子の製造方法。1. A resist film having a required pattern opening near a node point of a piezoelectric substrate provided on a surface facing a driving electrode is formed on at least one surface provided with a driving electrode, After that, a conductive material is sprayed to the required thickness in the opening to form a protrusion, and the piezoelectric substrate is sandwiched and held by a substrate having an external electrode through the protrusion, and then the resist is removed. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising:
起部の厚みより薄いことを特徴とする請求項1記載の圧
電振動子の製造方法。2. The method of manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the thickness of the resist is smaller than the thickness of the projection formed by thermal spraying.
特徴とする請求項1または2記載の圧電振動子の製造方
法。3. The method of manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the resist is formed of a plurality of layers.
れることを特徴とする請求項1、2または3記載の圧電
振動子の製造方法。4. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 1, 2 or 3, wherein at least a part of the resist is dissolved and removed.
けられた圧電基板のノード点近傍に所要のパターン開口
部を有する導電性レジスト皮膜を、前記駆動用電極が部
分的に設けられた表面の全面に形成し、前記レジスト皮
膜及び前記駆動用電極を介し、圧電基板の分極をおこな
うことを特徴とする圧電振動子の製造方法。5. A drive electrode is partially provided with a conductive resist film having a required pattern opening in the vicinity of a node point of a piezoelectric substrate which is partially provided on a surface opposed to the drive electrode. A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising: forming the entire surface of the piezoelectric substrate, and polarizing the piezoelectric substrate through the resist film and the driving electrode.
ジスト皮膜の開口部に導電性を有する突起部を溶射によ
り形成し、その後前記レジスト皮膜または前記突起部ま
たは駆動用電極を介し圧電基板の分極をおこなうことを
特徴とする請求項5記載の圧電振動子の製造方法。6. After forming a conductive resist film, a projection having conductivity is formed in the opening of the resist film by thermal spraying, and then the resist film, the projection or the driving electrode is used to form a piezoelectric substrate. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 5, wherein polarization is performed.
に設けられた駆動電極と、前記駆動電極の少なくとも片
方の面上に設けられ前記圧電基板のノード点近傍に所要
のパターン開口部を有するレジスト皮膜と、前記開口部
に溶射により形成された導電性を有する突起部と、前記
突起部あるいは前記レジスト皮膜あるいは前記駆動電極
と接触し前記圧電基板を駆動電極が設けられた両面から
挟み保持する外部電極を形成された保持基板と、前記突
起部と前記レジスト皮膜を介し前記基板に挟まれて保持
された圧電基板との間に前記レジスト皮膜を溶解または
剥離により除去され形成された隙間を有することを特徴
とする圧電振動子。7. A piezoelectric substrate, a drive electrode provided on an opposing surface of the piezoelectric substrate, and a required pattern opening portion provided on at least one surface of the drive electrode in the vicinity of a node point of the piezoelectric substrate. A resist film having, a conductive protrusion formed by thermal spraying on the opening, and contact between the protrusion, the resist film, or the drive electrode to sandwich and hold the piezoelectric substrate from both sides on which the drive electrode is provided. A holding substrate having an external electrode formed thereon and a gap formed by removing or peeling the resist film by melting or peeling the resist film between the protrusion and the piezoelectric substrate sandwiched and held by the substrate via the resist film. A piezoelectric vibrator having.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6036963A JPH07249956A (en) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Piezoelectric vibrator and its manufacture |
KR1019940011235A KR100204457B1 (en) | 1993-05-28 | 1994-05-24 | Piezoelectric oscillator and manufacturing method |
US08/249,738 US5521457A (en) | 1993-05-28 | 1994-05-26 | Holding structure for a piezoelectric vibrator |
DE69421002T DE69421002T2 (en) | 1993-05-28 | 1994-05-27 | Posture structure for a piezoelectric vibrator and associated manufacturing process |
EP94108171A EP0626212B1 (en) | 1993-05-28 | 1994-05-27 | Holding structure of piezoelectric vibrator and manufacturing method therefor |
US08/782,742 US6111338A (en) | 1993-05-28 | 1997-01-13 | Acceleration sensor and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6036963A JPH07249956A (en) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Piezoelectric vibrator and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07249956A true JPH07249956A (en) | 1995-09-26 |
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JP6036963A Pending JPH07249956A (en) | 1993-05-28 | 1994-03-08 | Piezoelectric vibrator and its manufacture |
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JP (1) | JPH07249956A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6571442B1 (en) | 1996-05-15 | 2003-06-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of making an electronic component |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP6036963A patent/JPH07249956A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6571442B1 (en) | 1996-05-15 | 2003-06-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of making an electronic component |
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