JPH10200361A

JPH10200361A - 圧電部品及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10200361A
Application number: JP1481197A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Domon; 孝彰土門; Eiichi Nunokawa; 栄一布川; Yoshiki Sato; 吉樹佐藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電回路素子の振動部分を正確に限定する空
洞部を備えて素子全体を簡単な構造で確実に封止する。【解決手段】セラミック基板１１の両面に設けた回路
パターンの特定部分を空洞部６で避けて、他の回路パタ
ーン部分を含む圧電回路素子１の全体を合成樹脂製封止
体２で被覆固定し、圧電回路素子１の振動部分を空洞部
６で限定する構造を持ち、前記合成樹脂製封止体２は、
前記回路パターンの特定部分を開口穴部７で避けて前記
他の回路パターン部分を含む前記圧電回路素子全体を被
覆固定する第１の樹脂モールド３と、開口穴部７の開口
を塞いで当該開口穴部内側を前記空洞部６として保形形
成した封止蓋４の装着面を少なくとも被覆する第２の樹
脂モールド５とからなり、それらの樹脂モールド３，５
が一体に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックフイル
ター等の所謂、エネルギー封じ込め型の圧電部品及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】所謂、エネルギー封じ込め型の圧電部品
としてはセラミックフィルターを挙げることができる。
それは所定の回路パターンを圧電性セラミック基板の両
面に設けた圧電回路素子を備え、この圧電回路素子の外
部端子を外方に導出すると共に、基板両面の回路パター
ンの特定部分を空洞部で除いて（避けて）他の回路パタ
ーン部分を含む素子全体を合成樹脂で被覆固定し、圧電
回路素子の振動部分を該空洞部で限定することにより特
定の周波数を取り出せるよう構成されている。

【０００３】その圧電部品においては、空洞部を回路パ
ターンの特定部分に正確に合わせて設け、また、空洞部
の内のりも誤差なく正確に形成することにより圧電回路
素子の振動部分を精密に限定することが要求される。

【０００４】従来、上述した圧電部品は、事後に抜取り
処理される封入剤を回路パターンの特定部分に印刷し、
この封入剤を覆い、しかも封入剤の抜き取り穴を膜面に
設けて素子全体を合成樹脂の被膜で被覆固定し、その被
膜の硬化後に封入剤を抜き取って空洞部を被膜の内部に
設け、更に、封入剤の抜き取り穴を被膜と同じ合成樹脂
で封止することにより製造されている。

【０００５】そして、その圧電部品は、更に、各外部端
子を外装ケースより外部に導出させて素子全体を外装ケ
ースの内部に組み付け収容することにより構成されてい
る。この外装ケースは素子全体を収容するケース本体
と、そのケース本体の開放口を閉鎖するケース蓋とから
なり、各部相互を嵌め合わせて、合わせ部分を接着固定
することにより組み立てられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した封
入剤を抜き取ることで空洞部を形成する従来の圧電部品
の製造方法では、多くの処理工程が必要であるばかりで
なく、上述した如き空洞部を正確に限定するには精密性
からすると問題がある。

【０００７】また、ケース本体とケース蓋とを組み合わ
せた外装ケースを用いる場合にあっては、素子全体を気
密に封止して組み立てる必要があることからすると合わ
せ部分の気密性に懸念が残る。

【０００８】なお、封入材を使用しないで空洞部を形成
する圧電部品の製造方法として、特公平５−４３２０７
号の硬化収縮性を有する紫外線硬化性樹脂を用いる方法
がある。但し、この特公平５−４３２０７号の方法で
は、空洞部を形成したい部分に離型剤層を設けておく必
要があり、しかも離型剤層が空洞部形成後も残存するた
め、これに起因する特性低下や、紫外線硬化性樹脂の収
縮具合に応じて形成される空洞部の容積にばらつきが発
生する問題が考えられる。

【０００９】本発明の第１の目的は、上記の点に鑑み、
圧電回路素子の振動部分を正確に限定する空洞部を備え
て素子全体を簡単な構造で確実に封止できるよう構成可
能な圧電部品を提供することにある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、圧電回路素
子の振動部分を正確に限定する空洞部を簡単に形成でき
て素子全体を確実に封止可能な圧電部品の製造方法を提
供することにある。

【００１１】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧電部品は、所定の回路パターンをセラミ
ック基板の両面に設けた圧電回路素子を備え、該圧電回
路素子に接続された外部端子を外方に導出すると共に、
前記回路パターンの特定部分を空洞部で避けて、他の回
路パターン部分を含む前記圧電回路素子全体を合成樹脂
製封止体で被覆固定し、前記圧電回路素子の振動部分を
前記空洞部で限定する構成であって、前記合成樹脂製封
止体は、前記回路パターンの特定部分を開口穴部で避け
て前記他の回路パターン部分を含む前記圧電回路素子全
体を被覆固定する第１の樹脂モールドと、前記開口穴部
の開口を塞いで当該開口穴部内側を前記空洞部として保
形形成した封止蓋の装着面を少なくとも被覆する第２の
樹脂モールドとからなり、前記第１及び第２の樹脂モー
ルドが一体に形成されていることを特徴としている。

【００１３】また、本発明に係る圧電部品の製造方法
は、所定の回路パターンをセラミック基板の両面に設け
た圧電回路素子に外部端子を接続して外方に導出すると
共に、前記回路パターンの特定部分を空洞部で避けて、
他の回路パターン部分を含む前記圧電回路素子全体を合
成樹脂製封止体で被覆固定し、前記圧電回路素子の振動
部分を前記空洞部で限定する圧電部品を製造する場合
に、前記回路パターンの特定部分を開口穴部で避けて前
記他の回路パターン部分を含む前記圧電回路素子全体を
被覆固定する第１の樹脂モールドをインジェクション成
形で形成し、前記開口穴部の開口を封止蓋で塞いで当該
開口穴部内側を前記空洞部として保形形成し、少なくと
も前記封止蓋の装着面を被覆する第２の樹脂モールドを
インジェクション成形で形成し、一体に形成された前記
第１及び第２の樹脂モールドで前記合成樹脂製封止体を
構成することを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電部品及び
その製造方法の実施の形態を図面に従って説明する。

【００１５】図１乃至図９で本発明に係る圧電部品及び
その製造方法の第１の実施の形態を表面実装型端子構造
の場合で説明する。ここで、図１及び図２は完成状態の
圧電部品を示し、図３乃至図９は圧電部品の製造過程を
示している。

【００１６】図１及び図２に示すように、完成状態の圧
電部品は、所定の回路パターンを圧電性セラミック基板
１１の両面に設けた圧電回路素子１を備え、該圧電回路
素子１に接続された外部端子としてのリード部２２をそ
れぞれ外方に導出すると共に、前記回路パターンの特定
部分（すなわち、圧電回路素子１の振動部分を含む特定
部分）を空洞部６で避けて、他の回路パターン部分を含
む前記圧電回路素子全体を後で詳述する合成樹脂製封止
体２で被覆固定し、前記圧電回路素子１の振動部分を合
成樹脂製封止体２内部に形成された空洞部６で限定する
構造を有している。

【００１７】前記合成樹脂製封止体２は、前記回路パタ
ーンの特定部分を開口穴部７で避けて前記他の回路パタ
ーン部分を含む前記圧電回路素子全体を被覆固定する第
１の樹脂モールド３と、セラミック基板１１両側に設け
られた開口穴部７の開口をそれぞれ塞いで当該開口穴部
内側を前記空洞部６として保形形成する封止蓋４の装着
面を少なくとも被覆する第２の樹脂モールド５とからな
り、前記第１及び第２の樹脂モールド３，５が一体に形
成された構造である。このとき、封止蓋４も第１及び第
２の樹脂モールド３，５と同一材質又は接着性の良好な
合成樹脂であれば、封止蓋４も第１及び第２の樹脂モー
ルド３，５と一体となって合成樹脂製封止体２の一部を
構成することができる。

【００１８】なお、本実施の形態では、前記第２の樹脂
モールド５は第１の樹脂モールド３及び封止蓋４の外面
全体を被覆するように形成されており、前記外部端子と
してのリード部２２は第２の樹脂モールド５の側面より
導出されかつ底面側に折り曲げられ、表面実装型端子構
造となっている。

【００１９】次に、図１及び図２に示した圧電部品の製
造方法及び構成の細部について図３乃至図９を用いて順
次説明する。

【００２０】圧電部品が例えばセラミックフィルターの
場合、通常、結合コンデンサ、圧電素子の複合部品から
なり、この複合部品は図３で示すように結合コンデン
サ、圧電素子を構成する所定の回路パターン１０ａ，１
０ｂ，１０ｃを圧電性セラミック基板１１の表裏板面に
真空成膜等で形成した圧電回路素子１として得られる。
また、その圧電回路素子１を用いた圧電部品を製造する
には、図４乃至図９に示すリードフレーム２０を搬送手
段とし、圧電回路素子１をリードフレーム２０の所定部
に組み付けて樹脂モールドの成形工程に順次ピッチ送り
する組立処理が適用されている。

【００２１】リードフレーム２０は、図４乃至図９に示
すような、所定パターンの切り抜きを圧電回路素子１の
長手方向板面の一定間隔毎に打ち抜き成形した導電性の
金属帯板で形成されている。このリードフレーム２０と
しては、表面実装用の外部端子を形成する複数のリード
部２２と、素子仮止め用の左右の対をなすガイド部２３
と、リードフレーム２０のピッチ送り兼位置決め用のセ
ット穴２４を１組として一定間隔毎に打ち抜き成形した
ものを用いることができる。なお、各リード部２２及び
素子仮止め用ガイド部２３の先端部は、圧電回路素子１
の方形板状のセラミック基板１１に係合して位置決めで
きるように、一段低く折り曲げ形成された段差面２２
ａ，２３ａとなっている。

【００２２】図４のように、そのリードフレーム２０が
有する各リード部２２の圧電回路素子側回路パターンの
各端部（図示せず）に対接する先端部、すなわち段差面
２２ａには、予めクリームはんだ２５を塗布しておく。
そして、圧電回路素子側回路パターンの各端部をそれぞ
れリード部２２に接触させて、図５のように圧電回路素
子１のセラミック基板１１を素子仮止め用の対をなすガ
イド部２３間に組み付ける。つまり、セラミック基板１
１を各リード部２２及びガイド部２３の段差面２２ａ，
２３ａ上に位置決め状態で載置する。

【００２３】図５のリードフレーム２０上に圧電回路素
子１を位置決め載置した状態において、各リード部２２
のクリームはんだ塗布部分のやや外側をヒーター鏝で上
下から挟み込み、はんだを溶融させてはんだ付けを実行
し、これにより図６のように各リード部２２ははんだ溶
着部Ｈで圧電回路素子側回路パターンの各端部に電気的
及び機械的に確実に溶着、接続され、かつ圧電回路素子
１から外部方向に導出された状態となっている。

【００２４】上記はんだ付け工程により、回路パターン
の各端部と各リード部２２との間をはんだ付け溶着が完
了しリードフレーム２０に対して圧電回路素子１を取り
付け固定したら、図６の切断線（仮想線）Ｘに示す如
く、素子仮止め用のガイド部２３を切除して圧電回路素
子１を図１及び図２に示す合成樹脂製封止体２を作製す
るための樹脂モールドの成形工程に送り込む。

【００２５】合成樹脂製封止体２を作製するための樹脂
モールドは、エポキシ等の合成樹脂をインジェクション
成形することにより形成される。この樹脂モールドの成
形工程は一次成形と二次成形とに分けて行われ、一次及
び二次のインジェクション成形はそれぞれリードフレー
ム２０を複数個のセット穴２４でインジェクション成形
型の型面に位置決めすることにより行える。また、少な
くとも一次成形は絶縁性の合成樹脂を用いて行う。

【００２６】まず、一次成形では、図７で示すように各
リード部２２のはんだ付け個所を含めて素子全体を被覆
固定する第１の樹脂モールド３をインジェクション成形
する。その第１の樹脂モールド３には、回路パターンの
特定部分（すなわち圧電回路素子１の振動部分を含む特
定部分）を避けて露出させる開口穴部７を同時成形す
る。この開口穴部７は、例えばセラミックフィルターの
回路パターンが２素子の場合に左右対称位置でかつセラ
ミック基板１１の表側及び裏側にそれぞれ設ける。つま
り、開口穴部７はセラミック基板１１を隔てて回路パタ
ーンの特定部分に対応させて第１の樹脂モールド３の両
面同位置にそれぞれ形成する。

【００２７】各開口穴部７は、インジェクション成形を
適用し、しかもリードフレーム２０をインジェクション
成形の型面に位置決めして樹脂モールド３と同時成形す
るため、回路パターンの特定部分に正確に合わせて高精
度に形成することができる。各開口穴部７の開口には、
後述する封止蓋４を嵌め込み固定することから、回路パ
ターン及び基板面を露出させた露出部７ａよりも開口位
置の口径を広くして（大径として）封止蓋係止用の段部
７ｂを設けるとよい。

【００２８】その第１の樹脂モールド３をインジェクシ
ョン成形した後、図８で示すように、封止蓋４をそれぞ
れ開口穴部７の開口位置の段部７ｂに嵌め込んで係止固
定する。なお、この際に、エポキシ系の接着剤で点付け
により封止蓋４を第１の樹脂モールド３に対して仮止め
することが望ましい。なお、封止蓋４も第１の樹脂モー
ルド３と同材質の合成樹脂成形品であることが望まし
い。

【００２９】この封止蓋４の嵌着（嵌込み）によって、
開口穴部７の開口を覆うように封止蓋４を安定よく装着
でき、また、圧電回路素子１の振動部分を含む特定部分
に対面する所定空間の空洞部を、セラミック基板１１の
両側に保形形成させて開口穴部７を確実に封止するよう
組み立てることができる。その後、第１の樹脂モールド
３で被覆した圧電回路素子１を二次成形工程に送り込
む。

【００３０】その二次成形工程では、図９に示すよう
に、第２の樹脂モールド５を第１の樹脂モールド３と一
体にインジェクション成形する。この第２の樹脂モール
ド５は第１の樹脂モールド３のリード部２２が導出され
た側面及び他の側面を含む全面を被覆し、或いは少なく
とも各封止蓋４の装着面のみを覆うように被覆するもの
として第１の樹脂モールド３と一体に樹脂成形し、合成
樹脂製封止体２を構成することができる。その後に、リ
ード部２２をリードフレーム２０から切り離し、表面実
装型の外部端子として第２の樹脂モールド５の底面に沿
わせて図１のように折り曲げ成形することにより一つの
完成品として得ることができる。

【００３１】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。

【００３２】(1) 第１の実施の形態に係る圧電部品で
は、空洞部を形成するのに、図１、図２及び図７で示す
圧電回路素子１の両側の開放された形状である開口穴部
７をベースとしており、開放された形状であるため、成
形が容易で開口穴部７を正確に形成可能である。また、
各開口穴部７の開口を封止蓋４を嵌着して覆うことから
空洞部６を保形形成するが、空洞部６として圧電回路素
子１の振動部分を正確に限定するよう高精度に形成する
ことができる。

【００３３】(2) また、圧電回路素子１全体は、外部
端子となるリード部２２の外部に導出された部分を除い
て第１の樹脂モールド３で被覆固定するのに加えて、少
なくとも封止蓋４の装着面を第２の樹脂モールド５で被
覆することで得られる合成樹脂製封止体２により気密封
止した構成となっている。そのため、部品全体としては
圧電回路素子１を簡単な構造で気密に封止したモールド
型部品として構成することができる。

【００３４】(3) その製造方法としては、圧電回路素
子１をリードフレーム２０に組み付けてピッチ送りする
ことによる従来例と同様な組立手段を適用し、その工程
中にインジェクション成形工程及び封止蓋４の組み付け
工程を加えるだけでよいため、工程を極めて簡略化する
ことができる。また、第１及び第２の樹脂モールド３，
５をインジェクション成形することから、各開口穴部７
の形状を含めて全体形状を正確に形成することができ
る。

【００３５】上記第１の実施の形態では、表面実装型端
子構造の場合を例示したが、外部端子としてリード型端
子構造（ストレート端子構造）を採用することも可能で
あり、この場合を図１０乃至図１３にて本発明の第２の
実施の形態として説明する。但し、同一又は相当部分に
第１の実施の形態と同一符号を付した。ここで、図１０
は完成状態のリード型端子構造を持つ圧電部品を示し、
図１１乃至図１３は圧電部品の製造過程を示している。

【００３６】図１０及び図１１に示すように、リード型
の圧電部品は、外部端子となるリード端子３２の引き出
し方向、形状を変えるだけで（圧電回路素子１の一方の
側縁よりリード端子をストレートに導出している点が異
なるだけで）、他は上述した第１の実施の形態の場合の
表面実装型のものと同様に構成すればよい。但し、製造
工程を示す図１２及び図１３の如く、第１の樹脂モール
ド３を一次のインジェクション成形で形成する際に、圧
電回路素子１の表側及び裏側にそれぞれ一対設けられた
開口穴部３７を、表側及び裏側共に各１個の長円形封止
蓋３４で封止できるように長円形の段部３７ｂを一対の
開口穴部３７のパターン及び基板面を露出させた露出部
３７ａの開口位置を囲むように設けている。そして、第
１の樹脂モールド３の表裏の長円形の段部３７ｂに対し
長円形封止蓋３４を嵌着し、必要に応じてエポキシ系の
接着剤を併用して封止蓋３４を第１の樹脂モールド３に
対して仮止めし、個々の開口穴部３７内側に空洞部を形
成する。二次のインジェクション成形による第２の樹脂
モールド５は前述した第１の実施の形態と全く同様にし
て行われる。

【００３７】この第２の実施の形態の場合、リード型の
圧電部品を、気密に封止したモールド型部品として容易
に構成することができる。また、一対の開口穴部３７に
対して１個の封止蓋３４を装着すればよいから、封止蓋
３４の装着作業の手間が半減する利点がある。

【００３８】なお、このリード型の圧電部品で適用した
第１の樹脂モールド３の開口穴部３７、長円形の段部３
７ｂ及び長円形封止蓋３４を用いた構造、つまり複数の
開口穴部を１個の封止蓋で共通に封止する構造は第１の
実施の形態で示した如き表面実装型の圧電部品にも適用
することができる。

【００３９】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００４０】

【発明の効果】以上の如く、本発明に係る圧電部品に依
れば、合成樹脂製封止体の内部に圧電回路素子の振動部
分を含む特定部分に対面する空洞部を形成するのに、形
状的に成形が容易で正確に形成可能な開口穴部をベース
にし、各開口穴部を封止蓋で覆う構造としたため、空洞
部は圧電回路素子の振動部分を正確に限定するよう高精
度に形成することができる。また、圧電回路素子全体は
外部端子の外部に導出された部分を除いて樹脂モールド
で被覆固定するのに加えて、少なくとも封止蓋の装着面
を樹脂モールドで被覆することで得られる合成樹脂製封
止体で気密封止する構造のため、部品全体としては圧電
回路素子を気密に封止したパッケージ型部品として簡単
な構造として構成することができる。

【００４１】また、本発明に係る圧電部品の製造方法に
依れば、圧電回路素子をリードフレームに組み付けてピ
ッチ送りすることによる従来例と同様な組立手段を適用
し、その工程中にインジェクション成形工程及び封止蓋
の組み付け工程を加えるだけでよいため、工程を極めて
簡略化することができる。また、樹脂モールドをインジ
ェクション成形することから、各開口穴部を含めて全体
形状を正確に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電部品及びその製造方法の第１
の実施の形態であって完成状態の表面実装型圧電部品の
側断面図である。

【図２】同じく外部端子部分を省略して示す正断面図で
ある。

【図３】第１の実施の形態で用いる圧電回路素子の平面
図である。

【図４】第１の実施の形態において圧電回路素子をリー
ドフレームに装着する工程を説明するための斜視図であ
る。

【図５】同じく圧電回路素子をリードフレームに装着し
た後の状態（但しはんだ付け前の状態）を示す斜視図で
ある。

【図６】同じく圧電回路素子をリードフレームにはんだ
付け処理した後に、リードフレームの一部を切り取る工
程を説明する斜視図である。

【図７】同じく一次のインジェクション成形により第１
の樹脂モールドを形成した状態を示す斜視図である。

【図８】同じく第１の樹脂モールドの際に形成された開
口穴部の開口を閉鎖、封止するための封止蓋を装着する
工程を示す斜視図である。

【図９】同じく二次のインジェクション成形により第２
の樹脂モールドを形成した状態であってリードフレーム
から切り離したところの斜視図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態であって完成状態
のリード型圧電部品を示す斜視図である。

【図１１】第２の実施の形態において圧電回路素子に外
部端子となるリード端子を装着した状態を示す斜視図で
ある。

【図１２】同じく一次のインジェクション成形により第
１の樹脂モールドを形成した状態を示す斜視図である。

【図１３】同じく第１の樹脂モールドの際に形成された
開口穴部の開口を閉鎖、封止するための封止蓋を装着す
る工程を示す斜視図である。

【符号の説明】

１圧電回路素子２合成樹脂製封止体３第１の樹脂モールド４，３４封止蓋５第２の樹脂モールド６空洞部７，３７開口穴部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ回路パターン１１セラミック基板２０リードフレーム２２リード部２３ガイド部２４セット穴３２リード端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０３Ｈ 9/17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の回路パターンをセラミック基板の
両面に設けた圧電回路素子を備え、該圧電回路素子に接
続された外部端子を外方に導出すると共に、前記回路パ
ターンの特定部分を空洞部で避けて、他の回路パターン
部分を含む前記圧電回路素子全体を合成樹脂製封止体で
被覆固定し、前記圧電回路素子の振動部分を前記空洞部
で限定する圧電部品であって、前記合成樹脂製封止体は、前記回路パターンの特定部分
を開口穴部で避けて前記他の回路パターン部分を含む前
記圧電回路素子全体を被覆固定する第１の樹脂モールド
と、前記開口穴部の開口を塞いで当該開口穴部内側を前
記空洞部として保形形成した封止蓋の装着面を少なくと
も被覆する第２の樹脂モールドとからなり、前記第１及
び第２の樹脂モールドが一体に形成されていることを特
徴とする圧電部品。
【請求項２】所定の回路パターンをセラミック基板の
両面に設けた圧電回路素子に外部端子を接続して外方に
導出すると共に、前記回路パターンの特定部分を空洞部
で避けて、他の回路パターン部分を含む前記圧電回路素
子全体を合成樹脂製封止体で被覆固定し、前記圧電回路
素子の振動部分を前記空洞部で限定する圧電部品の製造
方法であって、前記回路パターンの特定部分を開口穴部で避けて前記他
の回路パターン部分を含む前記圧電回路素子全体を被覆
固定する第１の樹脂モールドをインジェクション成形で
形成し、前記開口穴部の開口を封止蓋で塞いで当該開口
穴部内側を前記空洞部として保形形成し、少なくとも前
記封止蓋の装着面を被覆する第２の樹脂モールドをイン
ジェクション成形で形成し、一体に形成された前記第１
及び第２の樹脂モールドで前記合成樹脂製封止体を構成
することを特徴とする圧電部品の製造方法。