JPH09238043A - 圧電共振部品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電共振子を封止板で挟み込んで積層して構
成した圧電共振部品において、安定した振動空間と良好
な密封性を得られ、かつ安価な圧電共振部品とその製造
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 封止板４または圧電共振子１に面する領
域に、不均一な形状を有する複数の固形物を混入した樹
脂層５を形成し、前記圧電共振子１の振動電極２近傍領
域に振動空間を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電共振子を封止
板と共に積層した圧電共振部品とその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られている圧電共振部品は、
特開平２−３０９７０７号公報等に開示されているよう
に、圧電共振子の２つの主面に特定パターンの電極と引
き出し電極が形成されて成る圧電共振子を、圧電共振子
に面する側に凹部が形成されている２つの封止板間に積
層して、この積層体の端面に外部電極を形成することに
よって構成している。このような圧電共振部品の構造例
を図６に示す。

【０００３】図６は圧電共振子と封止板の積層前の分解
斜視図である。同図において１１は圧電共振子、１２、
１３はそれぞれその主面に形成された振動電極および引
き出し電極が設置されている。１４は封止板であり、圧
電共振子１１に面する側に凹部が形成されており、その
凹部周辺部に樹脂層１５を塗布し圧電共振子１１と接着
する。

【０００４】図７（ａ）は圧電共振子１１を２つの封止
板１４間に積層し、外部電極を形成した状態を表してい
る。また図７（ｂ）は図７（ａ）にＡ−Ａ面における部
分断面図である。このように封止板１４の凹部と樹脂層
１５によって圧電共振子１１上の振動電極１２による振
動を阻害しないように空間を確保している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】封止板１４に凹部を設
けるためには、凹部の加工が必要となり工数の増加によ
るコストが高くなる。特に、封止板１４を磁器で構成す
る時は、その凹部を磁器の焼成前に形成しなければなら
ず、コスト高になるばかりか、焼成による変形や歪みが
生じ易く、寸法精度の高い封止板を得ることができな
い。

【０００６】そして、変形や歪みが大きい封止板１４と
圧電共振子１１とを単に樹脂層１５を塗布して接着する
だけでは、封止板１４自体のそりやうねり等のために、
封止板１４と圧電共振子１１との間に樹脂層１５が充分
行き渡らず、密封性が悪く、耐水、耐湿性に劣るという
欠点がある。

【０００７】この欠点を防ぐ目的で、封止板の面精度を
上げるために研削、研磨等の加工を行った場合、工数の
増加によるコスト高となり、また樹脂層１５の量を増や
した場合、密封性は向上するが、封止板の凹部から圧電
共振子の振動電極側に接着剤がしみ出して振動を妨げて
圧電共振子の特性を劣化させるという欠点もある。

【０００８】本発明は、安定した振動空間と良好な密封
性を得られ、かつ安価な圧電共振部品とその製造方法を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、振動励振用の振動電極と引き出し電極が２
つの主面に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振
子の主面を保護する少なくとも２枚の封止板で挟み込ん
で積層して構成した圧電共振部品において、前記封止板
と前記圧電共振子の間に、不均一な形状を有する複数の
固形物を混入した樹脂層を介在させて、前記圧電共振子
の前記振動電極近傍領域に振動空間を形成したことを特
徴とする圧電共振部品である。

【００１０】さらに、本発明の圧電共振部品の製造方法
は、振動励振用の振動電極と引き出し電極が２つの主面
に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振子の主面
を保護する少なくとも２枚の封止板で挟み込んで積層す
る圧電共振部品の製造方法において、前記封止板の前記
圧電共振子と接する面に、前記振動電極近傍領域に振動
空間が形成されるように、樹脂層を印刷する工程と、前
記樹脂層を半硬化状態にする工程と、前記半硬化状態の
樹脂層が形成された前記封止板の前記振動空間形成面
と、前記圧電共振子の前記振動電極とが相対するよう
に、前記圧電共振子を前記封止板で挟持する工程と、前
記半硬化状態の樹脂層を本硬化させる工程とから、積層
構造の圧電共振部品を形成することを特徴とするもので
ある。

【００１１】さらに、本発明の第２の圧電共振部品の製
造方法は、振動励振用の振動電極と引き出し電極が２つ
の主面に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振子
の主面を保護する少なくとも２枚の封止板で挟み込んで
積層する圧電共振部品の製造方法において、前記圧電共
振子の主面に、前記振動電極近傍領域に振動空間が形成
されるように、前記振動電極近傍領域を除いて樹脂層を
印刷する工程と、前記樹脂層を半硬化状態にする工程
と、２つの主面に前記半硬化状態の樹脂層が形成された
前記圧電共振子を前記封止板で挟持する工程と、前記半
硬化状態の樹脂層を本硬化させる工程とから、積層構造
の圧電共振部品を形成することを特徴とするものであ
る。

【００１２】さらに、本発明の第３の圧電共振部品の製
造方法は、振動励振用の振動電極と引き出し電極が２つ
の主面に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振子
の主面を保護する第１、第２の少なくとも２枚の封止板
で挟み込んで積層する圧電共振部品の製造方法におい
て、前記圧電共振子の一方の主面に、前記振動電極近傍
領域に振動空間が形成されるように、前記振動電極近傍
領域を除いて第１の樹脂層を印刷する工程と、前記第１
の封止板の前記圧電共振子と接する面に、前記振動電極
近傍領域に振動空間が形成されるように、第２の樹脂層
を印刷する工程と、前記第１、第２の樹脂層を半硬化状
態にする工程と、前記圧電共振子の前記第１の樹脂層を
印刷していない他方の主面と前記第１の封止板の前記第
２の樹脂層を印刷している面とが相対し、かつ前記圧電
共振子の前記第１の樹脂層を印刷している一方の主面と
第２の封止板とが相対するように、前記圧電共振子を前
記第１、第２の封止板で挟持する工程と、前記半硬化状
態の前記第１、第２の樹脂層を本硬化させる工程とか
ら、積層構造の圧電共振部品を形成することを特徴とす
るものである。

【００１３】また、樹脂層を印刷する工程において、前
記樹脂層には不均一な形状を有する複数の固形物が混入
していることを特徴とするものである。

【００１４】また、樹脂層を半硬化状態にする工程の後
に、不均一な形状を有する複数の固形物を混入させるこ
とを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１から図５を用いて説明する。

【００１６】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の圧電共振部品の切り欠き斜視図である。図２
（ａ）は圧電共振部品の斜視図であり、図２（ｂ）は図
２（ａ）のＡ−Ａ面での部分断面図である。図１および
図２において、１は圧電共振子であり、圧電共振子１の
両主面には振動電極２と引き出し電極３がそれぞれ形成
されている。振動電極２に外部から電圧を印加すると振
動電極２の近傍のみが振動する振動モードが励振され
る。圧電共振子１と封止板４との間には樹脂層５が層状
に設置されており、圧電共振子１の振動を阻害しないよ
うに振動空間を形成している。この樹脂層５には形状と
寸法が均一でない固形物が混入されている。また引き出
し電極３は、図２（ｂ）のＢで示した２箇所でその端面
において外部電極６と電気的に接続されている。

【００１７】固形物の形状と寸法がほぼ均一な場合で、
圧電共振子１及び封止板４が理想的な平板であれば、固
形物の寸法により樹脂層の厚さがほぼ一定に決まり、封
止性も良好なものを得ることができる。

【００１８】しかしながら一般には、圧電共振子１及び
封止板４にはそりやうねりがあるために、そりやうねり
の量と固形物の寸法との関係で、固形物の寸法によりか
えって樹脂層５の厚さむらを助長し密封性を損なう恐れ
がある。

【００１９】そこで本実施の形態１では、形状寸法が均
一でない固形物を混入させることで、圧電共振子１と封
止板４にそりやうねりがあっても固形物が適度に分散
し、固形物の形状と寸法がほぼ均一な場合に比べて樹脂
層５の厚みむらを助長する割合は小さく、気密性を損な
う割合が小さくすることができる。

【００２０】次に固形物の寸法は、圧電共振子の振幅
と、圧電共振子及び封止板のそりやうねりの大きさによ
って決まる。

【００２１】樹脂層に混入する固形物の寸法は、圧電振
動子の振動を妨げないようにするためには、振幅よりも
大きな寸法が必要である。また圧電共振子や封止板のそ
りとうねりのうちの最も大きな値よりも小さな寸法の固
形物だけなら、接着時に圧電共振子や封止板のそりやう
ねりの影響を受けて、十分な気密性を得ることができな
い。

【００２２】そこで本実施の形態１では、圧電共振子や
封止板のそりとうねりのうちの最も大きな値より、３倍
程度の大きさの固形物とそれよりも小さい寸法の固形物
を樹脂層に混入していれば、接着時に圧電共振子や封止
板のそりやうねりの影響を受ける割合が少なく、十分な
気密性を得ることができる。

【００２３】尚、本実施の形態１では、１つの圧電共振
子を２つの封止板で挟持した場合について述べたが、複
数の圧電共振子を挟持する場合においても同様な効果が
ある。

【００２４】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２の圧電共振子と封止板との積層前の状態を表す分解
斜視図ある。同図において１は圧電共振子であり、圧電
共振子１の２つの主面に振動電極２と引き出し電極３が
それぞれ形成されている。４は封止板であり、５は圧電
共振子１の振動空間を形成した樹脂層である。

【００２５】熱硬化性樹脂層の場合、その樹脂層の種類
に応じた温度で所定時間以上加熱することによって硬化
させる。加熱する温度によって、硬化に要する時間と硬
化後の強度は異なるが、熱硬化性樹脂層の硬化に要する
過程は、おおよそ室温から温度を上昇させると一旦粘度
が大きくなり、ある温度を越えると再び粘度が小さくな
って完全に硬化する。この完全に硬化する前の再度粘度
が小さくなりはじめるあたりの温度で特定の時間加熱す
ると、樹脂層はゲル状に半硬化した状態になる。

【００２６】この特性を利用して、本発明の実施の形態
２における圧電共振部品の製造方法は、封止板４の圧電
共振子１に面する側に、圧電共振子の振動空間を形成で
きる形状に樹脂層５を印刷等により塗布して、前記温度
と時間で加熱して半硬化状態にする。

【００２７】続いて封止板４で圧電共振子１を挟んで特
定の加圧力で加圧すると、半硬化した樹脂層５が圧電共
振子１と封止板４のそりやうねりに沿って変形して、圧
電共振子１と封止板４との密着性が向上する。また、印
刷時の樹脂層５の粘度を考慮して振動空間を設定すれ
ば、樹脂層の流れ込みが少ない振動空間が形成できる。

【００２８】半硬化の状態で封止板４で圧電共振子１を
挟んで特定の温度と時間で加熱することで樹脂層を完全
硬化させることにより、樹脂層が振動電極２の近傍に流
れることなく、一定の形状の振動空間を安定に形成する
ことができる。このような圧電共振部品の製造方法をと
ることにより、気密性が高く特性の安定した圧電共振部
品を得ることができる。

【００２９】また、形状寸法が均一でない固形物を混入
させた樹脂層を用いることで、圧電共振子と封止板にそ
りやうねりがあっても固形物も適度に分散し、樹脂層の
厚みむらを助長する割合は小さく、気密性を損なう割合
が小さくすることができる。

【００３０】また、半硬化状態の樹脂層に、形状寸法が
均一でない固形物を混入させることにより、圧電共振子
と封止板にそりやうねりがあっても固形物も適度に分散
し、樹脂層の厚みむらを助長する割合は小さく、気密性
を損なう割合が小さくすることができる。

【００３１】尚、１枚の圧電共振子と２枚の封止板とを
積層した例で説明したが、複数の圧電共振子を積層する
場合にも同様に適用することができる。

【００３２】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態３における圧電共振子と封止板との積層前の状態を表
す分解斜視図ある。同図において１は圧電共振子であ
り、圧電共振子１の２つの主面に振動電極２と引き出し
電極３がそれぞれ形成されている。４は封止板であり、
５は圧電共振子１の振動空間を形成した樹脂層である。

【００３３】本発明の実施の形態３における圧電共振部
品の製造方法は、圧電共振子１の２つの主面上に振動空
間を形成できる形状の樹脂層５を印刷等により塗布し
て、特定の温度と時間で加熱して半硬化状態にする。

【００３４】続いて封止板４で圧電共振子１を挟んで特
定の加圧力で加圧すると、半硬化した樹脂層５が圧電共
振子１と封止板４のそりやうねりに沿って変形して、圧
電共振子１と封止板４との密着性が向上する。また、印
刷時の樹脂層５の粘度を考慮して振動空間を設定すれ
ば、樹脂層の流れ込みが少ない振動空間が形成できる。
この状態で特定の温度と時間で加熱することで、樹脂層
を完全硬化させる。

【００３５】本実施の形態３は、前記実施の形態２と同
様の効果に加えて、封止板４で圧電共振子１を挟持する
時の位置決めが容易になる。

【００３６】前記実施の形態２の場合には、封止板４の
圧電共振子１に面する側に樹脂層５があるために、圧電
共振子１上の振動電極２に対して、樹脂層５が形成する
振動空間との位置合わせが必要となるが、本実施の形態
３の場合には、実際に振動する圧電共振子１に樹脂層５
を印刷し半硬化させるために、実施の形態２に比べて位
置合わせが容易である。

【００３７】また、形状寸法が均一でない固形物を混入
させた樹脂層を用いることで、圧電共振子と封止板にそ
りやうねりがあっても固形物も適度に分散し、樹脂層の
厚みむらを助長する割合は小さく、気密性を損なう割合
が小さくすることができる。

【００３８】また、半硬化状態の樹脂層に形状寸法が均
一でない固形物を混入させることにより、圧電共振子と
封止板にそりやうねりがあっても固形物も適度に分散
し、樹脂層の厚みむらを助長する割合は小さく、気密性
を損なう割合が小さくすることができる。

【００３９】尚、１枚の圧電共振子と２枚の封止板とを
積層した例で説明したが、複数の圧電共振子を積層する
場合にも同様に適用することができる。

【００４０】（実施の形態４）図５は本発明の実施の形
態４における圧電共振子と封止板との積層前の状態を表
す分解斜視図ある。同図において１は圧電共振子であ
り、圧電共振子１の２つの主面に振動電極２と引き出し
電極３がそれぞれ形成されている。４は封止板であり、
５は圧電共振子１の振動空間を形成した樹脂層である。

【００４１】本発明の実施の形態４における圧電共振部
品の製造方法は、圧電共振子１の２つの主面のうちの一
方の主面上に振動空間を形成できる形状の樹脂層５を印
刷等により塗布して、特定の温度と時間で加熱して半硬
化状態にする。加えて、封止板４の圧電共振子に面する
側にも振動空間を形成できる形状の樹脂層５を印刷等に
より塗布して、特定の温度と時間で加熱して半硬化状態
にする。

【００４２】続いて封止板４で圧電共振子１を挟んで特
定の加圧力で加圧すると、半硬化した樹脂層５が圧電共
振子１と封止板４のそりやうねりに沿って変形して、圧
電共振子１と封止板４との密着性が向上する。また、印
刷時の樹脂層５の粘度を考慮して振動空間を設定すれ
ば、樹脂層の流れ込みが少ない振動空間が形成できる。

【００４３】つまり、半硬化の状態で封止板４で圧電共
振子１を挟んで特定の温度と時間で加熱することで樹脂
層を完全硬化させることにより、樹脂層が振動電極２の
近傍に流れることなく、一定の形状の振動空間を安定に
形成することができる。

【００４４】本実施の形態４は、前記実施の形態２と同
様の効果に加えて、圧電共振子上に樹脂層を形成してい
る側について、封止板４で圧電共振子１を挟持する時の
位置決めが容易になる。

【００４５】また、圧電共振子の２つの主面のうちの一
方の主面のみに樹脂層を形成するために、樹脂層を印刷
し半硬化させる工程で、圧電共振子を上下逆にする作業
が不要になる。

【００４６】また、形状寸法が均一でない固形物を混入
させた樹脂層を用いることで、圧電共振子と封止板にそ
りやうねりがあっても固形物も適度に分散し、樹脂層の
厚みむらを助長する割合は小さく、気密性を損なう割合
が小さくすることができる。

【００４７】また、半硬化状態の樹脂層に、形状寸法が
均一でない固形物を混入させることにより、圧電共振子
と封止板に、そりやうねりがあっても固形物も適度に分
散し、樹脂層の厚みむらを助長する割合は小さく、気密
性を損なう割合が小さくすることができる。

【００４８】尚、１枚の圧電共振子と２枚の封止板とを
積層した例で説明したが、複数の圧電共振子を積層する
場合にも同様に適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、封止板は
平板であるために加工し易く製造コストを低減すること
ができる。また、絶縁体層が直接圧電共振子に形成され
るため、振動空間の位置精度が高まり作業性も向上す
る。またこれに伴い接着剤の塗布および封止板の貼り合
わせ時の位置合わせに高度の作業管理も要求されない。
さらに、振動空間を確保するに要する最低限の空間を設
けることができるため、全体をより小型化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における圧電共振部品の
切り欠き斜視図

【図２】（ａ）は同実施の形態１における圧電共振部品
の斜視図 （ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ面での部分断面図

【図３】本発明の実施の形態２における圧電共振部品の
積層前の分解斜視図

【図４】本発明の実施の形態３における圧電共振部品の
積層前の分解斜視図

【図５】本発明の実施の形態４における圧電共振部品の
積層前の分解斜視図

【図６】従来の圧電共振部品の積層前の分解斜視図

【図７】（ａ）は従来の圧電共振部品の斜視図 （ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ面での部分断面図

【符号の説明】

１ 圧電共振子 ２ 振動電極 ３ 引き出し電極 ４ 封止板 ５ 樹脂層 ６ 外部電極

フロントページの続き (72)発明者 十河 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 長谷 裕之 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 池田 弘康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動励振用の振動電極と引き出し電極が２
   つの主面に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振
   子の主面を保護する少なくとも２枚の封止板で挟み込ん
   で積層して構成した圧電共振部品において、 前記封止板と前記圧電共振子の間に、不均一な形状を有
   する複数の固形物を混入した樹脂層を介在させて、前記
   圧電共振子の前記振動電極近傍領域に振動空間を形成し
   たことを特徴とする圧電共振部品。
2. 【請求項２】振動励振用の振動電極と引き出し電極が２
   つの主面に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振
   子の主面を保護する少なくとも２枚の封止板で挟み込ん
   で積層する圧電共振部品の製造方法において、 前記封止板の前記圧電共振子と接する面に、前記振動電
   極近傍領域に振動空間が形成されるように、樹脂層を印
   刷する工程と、前記樹脂層を半硬化状態にする工程と、
   前記半硬化状態の樹脂層が形成された前記封止板の前記
   振動空間形成面と、前記圧電共振子の前記振動電極とが
   相対するように、前記圧電共振子を前記封止板で挟持す
   る工程と、前記半硬化状態の樹脂層を本硬化させる工程
   とから、積層構造の圧電共振部品を形成することを特徴
   とする圧電共振部品の製造方法。
3. 【請求項３】振動励振用の振動電極と引き出し電極が２
   つの主面に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振
   子の主面を保護する少なくとも２枚の封止板で挟み込ん
   で積層する圧電共振部品の製造方法において、 前記圧電共振子の主面に、前記振動電極近傍領域に振動
   空間が形成されるように、前記振動電極近傍領域を除い
   て樹脂層を印刷する工程と、前記樹脂層を半硬化状態に
   する工程と、２つの主面に前記半硬化状態の樹脂層が形
   成された前記圧電共振子を前記封止板で挟持する工程
   と、前記半硬化状態の樹脂層を本硬化させる工程とか
   ら、積層構造の圧電共振部品を形成することを特徴とす
   る圧電共振部品の製造方法。
4. 【請求項４】振動励振用の振動電極と引き出し電極が２
   つの主面に設置されている圧電共振子を、前記圧電共振
   子の主面を保護する第１、第２の少なくとも２枚の封止
   板で挟み込んで積層する圧電共振部品の製造方法におい
   て、 前記圧電共振子の一方の主面に、前記振動電極近傍領域
   に振動空間が形成されるように、前記振動電極近傍領域
   を除いて第１の樹脂層を印刷する工程と、前記第１の封
   止板の前記圧電共振子と接する面に、前記振動電極近傍
   領域に振動空間が形成されるように、第２の樹脂層を印
   刷する工程と、前記第１、第２の樹脂層を半硬化状態に
   する工程と、前記圧電共振子の前記第１の樹脂層を印刷
   していない他方の主面と前記第１の封止板の前記第２の
   樹脂層を印刷している面とが相対し、かつ前記圧電共振
   子の前記第１の樹脂層を印刷している一方の主面と第２
   の封止板とが相対するように、前記圧電共振子を前記第
   １、第２の封止板で挟持する工程と、前記半硬化状態の
   前記第１、第２の樹脂層を本硬化させる工程とから、積
   層構造の圧電共振部品を形成することを特徴とする圧電
   共振部品の製造方法。
5. 【請求項５】樹脂層を印刷する工程において、前記樹脂
   層には不均一な形状を有する複数の固形物が混入してい
   ることを特徴とする請求項２乃至請求項４記載の圧電共
   振部品の製造方法。
6. 【請求項６】樹脂層を半硬化状態にする工程の後に、不
   均一な形状を有する複数の固形物を混入させることを特
   徴とする請求項２乃至請求項４記載の圧電共振部品の製
   造方法。