JPH1051255A - 圧電共振装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低背化し、生産性の高い圧電共振装置の製造
方法を提供する。 【解決手段】所定配線１２、穴部１３が形成された基板
１に、圧電振動素子１を穴部に配置して成る圧電共振装
置の製造方法において、前記圧電振動素子２の振動部に
溶融したワックスを滴下・塗布し、該溶融したワックス
を吸引して、膜厚の薄いワックス層を形成し、続いて多
孔質熱硬化性樹脂３を塗布し、熱硬化処理を行い、圧電
振動素子２の両主面にワックス層３０に相当する薄い振
動空間Ｄを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は所定配線が形成され
た基板等に圧電振動素子を一体化した圧電共振装置の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、圧電共振装置は、圧電振動素
子の収納空間を有する容器体に収容していた。また、リ
ード端子を圧電振動素子に接続し、圧電振動素子の周囲
に振動空間を確保するように樹脂で被覆していた。

【０００３】圧電振動素子の振動空間は、前者において
は、容器内の収納空間で確保されていた。また、後者に
おいては、リード端子に接合した状態の圧電振動素子の
振動部にパラフィンを滴下し、その周囲に多孔質樹脂を
被覆し、熱処理によってパラフィンを多孔質樹脂に含浸
させて振動空間を形成していた。

【０００４】しかし、近時、ＩＣカードの普及などによ
り、非常に薄い回路基板にも対応できる圧電振動素子が
求められている。その解決策として、振動空間となる凹
部及穴部の周囲にまで延出された配線を有する基板を用
いて、圧電振動素子の振動電極を前記配線に接続するよ
うに圧電振動素子を凹部上に接続配置し、振動空間を確
保できる筺体状の蓋体で被覆することが考えられた。こ
こで、基板に圧電振動素子を接合したものを本発明では
圧電共振装置という。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、圧電共振装置
では、基板に筺体状の蓋体が突出することになり、ＩＣ
カードなどの厚みの要求、例えば１．５〜２．５ｍｍ内
におさめることが非常に困難であった。

【０００６】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、非常に薄い状態で圧電共振
装置を構成できる製造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための具体的な手段】本発明によれ
ば、穴部及び該穴部の周囲の上面に所定配線が延出され
ている基板を準備する工程と、圧電振動素子の振動部が
前記穴と対向するようにして載置させるとともに、圧電
振動素子を前記所定配線に接合させることによって前記
基板上に該圧電振動素子を実装する工程と、前記圧電振
動素子の振動部に溶融ワックスを滴下する工程と、前記
滴下した溶融ワックスの一部を吸引して、圧電振動素子
の少なくとも振動部表面に薄いワクッス層を形成する工
程と、前記圧電振動素子を多孔質熱硬化性樹脂前駆体で
被覆する工程と、前記多孔質熱硬化性樹脂を加熱硬化す
るとともに、ワクッス層を前記多孔質熱硬化性樹脂に吸
収させて、圧電振動素子と多孔質熱硬化性樹脂との界面
に振動空間を形成する工程とから成る圧電共振装置の製
造方法である。

【０００８】

【作用】本発明によれば、基板の穴部に直接圧電振動素
子を実装することができ、しかも、圧電振動素子の振動
する振動空間を非常に薄い間隔で形成されることになる
ため、全体として、非常に薄い圧電共振装置となる。

【０００９】この振動空間は、非常に薄いワクッス層を
形成したのちに被覆する熱硬化性樹脂前駆体を熱処理に
よって硬化する最に、多孔質樹脂被覆に吸収させて形成
している。

【００１０】この薄いワックス層は、基板に配置した圧
電振動素子の振動空間を形成すべき位置に溶融したワッ
クスを滴下し、その後、滴下した溶融ワックスを吸引す
る。

【００１１】これによって、溶融ワックスは圧電振動素
子の表面に、薄層状態で残存され、多孔質熱硬化性樹脂
前駆体で被覆した後に、熱硬化処理する工程で、ワック
スが吸収除去されて形成されることになる。

【００１２】従って、この空間は実質的にワックス層の
厚みに相当するが、滴下したワックスを吸引しているの
で、結果として非常に薄い振動空間を形成できることに
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧電共振装置の製
造方法を図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明の圧電振動素子を基板に接
合した共振装置の断面図であり、図２は製造方法を説明
する概略図である。

【００１５】図において、１は回路基板であり、２は圧
電振動素子、３は多孔質熱硬化性樹脂である。

【００１６】回路基板１は、ガラス−エポキシ材料、セ
ラミック材料などの基板１１の表面に所定配線パターン
１２が形成されている。また、基板１１の表面に圧電振
動素子２が載置される穴部１３が形成されている。この
穴部１３は、例えば回路基板１の打ち抜きによって形成
される。

【００１７】圧電振動素子２は、圧電単結晶材料、圧電
セラミック材料などの圧電基板２１の両主面に振動電極
２２、２３を形成したのであり、その形状は短冊状、円
板状などから成っている。

【００１８】圧電振動素子２の振動電極２２、２３が対
向する振動部の周囲には、少なくとも振動空間Ｄが形成
されて、圧電振動素子２の周囲に多孔質熱硬化性樹脂３
が被覆されている。

【００１９】このような圧電振動素子２は、穴部１３の
開口周囲にまで延出した配線パターン１２と圧電振動素
子の振動電極２２、２３が接続され、且つ該穴部１３に
跨がるように配置され、振動電極２２、２３と配線１２
とが導電性接着剤２４、２５を介して電気的に接続さ
れ、且つ機械的に接合される。

【００２０】多孔質熱硬化性樹脂３は、アルミナ粉体を
混入したエポキシ樹脂などが例示できる。尚、多孔質熱
硬化性樹脂３の表面に、さらに耐湿性向上、耐衝撃性向
上のために、別の硬化性樹脂を被覆しても構わない。

【００２１】次に、上述の構造の圧電共振装置の製造方
法を説明する。

【００２２】まず、上述したように、穴部１３及び穴部
１３の周囲にまで延出する配線を有する回路基板１を用
意する。

【００２３】次に、回路基板１の穴部１３に跨がるよう
に、圧電振動素子２を配置するとともに、所定配線パタ
ーン１２と各振動電極２２、２３とを位置合わせして、
導電性接着剤２４、２５によって電気的に接続し、且つ
機械的に接合する。

【００２４】次に、圧電振動素子２の振動部の空間を形
成するために、圧電振動素子２の両主面の振動部（振動
電極２２、２３が対向している部位）を中心に、溶融し
たワックス３１を滴下する。この時、溶融したワックス
３１は、図２（ａ）に示すようなノズル５を用いて、例
えば圧電振動素子２の表面側の主面の振動電極２２を中
心に滴下したり、また供給する。ここで、重要なこと
は、溶融したワックス３１が圧電振動素子２の下面側の
主面にまで回り込むようにすることであり、このため、
穴部の形状と圧電振動素子２の形状を相違させるととも
に、ワックスの粘度、ノズル５の直径を適宜設定してお
く必要がある。例えば、円形状の穴部１３と矩形状の圧
電振動素子２を用いて、穴部１３の直径を圧電振動素子
２の短辺幅よりも大きくする。要は、圧電振動素子２を
配置した場合には、穴部１３の一部を現れるようにする
ことである。

【００２５】この工程により、溶融したワックス３１が
圧電振動素子２の両主面に塗布されることになり、特
に、表面張力によって表面の中央部分が盛り上がるよう
になっている。

【００２６】次に、圧電振動素子２の主面に滴下された
溶融ワックス３１を吸引する。

【００２７】具体的には、図２（ａ）に示すように、吸
引ノズル５でもって、溶融ワックス３１を吸引し、所定
量残存させて、非常に薄いワックス層を形成する。この
時、圧電振動素子２の表面に残存するワックス層３０
は、厚み約５０μｍ程度である。

【００２８】これは、圧電振動素子２の表面張力を考慮
して、表面からノズル５までの間隔、吸引力を適宜設定
することによって形成される。

【００２９】尚、図２（ａ）に示す吸引ノズル５を塗布
・供給ノズルに兼用すれば、塗布・吸引工程が非常に効
率的に行える。即ち、最初に、ノズル５を介して溶融し
たワックス３１を圧電振動素子２に供給し、続いて、同
一ノズル５を圧電振動素子２の表面とノズル５までの間
隔及び吸引力を調整して吸引すればよい。

【００３０】これにより、圧電振動素子２の両主面に
は、図２（ｂ）に示すように、非常に薄いワックス層３
０が形成されることになる。

【００３１】次に、多孔質熱硬化性樹脂３となる多孔質
熱硬化性樹脂前駆体をワックス層３１が形成された圧電
振動素子２を被うように塗布し、自然乾燥を行う。この
多孔質熱硬化性樹脂前駆体の厚みは、例えば０．５ｍｍ
程度になるように樹脂の滴下量を制御すればよい。

【００３２】次に、１８０〜２００℃に加熱処理するこ
とにより、前記前駆動体を多孔質熱硬化性樹脂３に完全
硬化させる。

【００３３】この熱処理によって、圧電振動素子２の表
面の薄いワックス層３０が、このワックスの融点以上と
なり、多孔質熱硬化性樹脂３に吸収・含浸されることに
なる。これにより、圧電振動素子２の表面に形成された
ワックス層３０部分が空間Ｄとなるとともに、多孔質熱
硬化性樹脂３が硬化されることになる。これによって、
図１に示す共振装置が達成できる。

【００３４】その後、図には示していないが、耐湿性向
上、耐衝撃性向上のために、必要に応じて別の硬化性樹
脂を塗布して、硬化処理を施してもよい。この樹脂とし
ては、熱硬化性または紫外線硬化性のいずれかの樹脂な
どが例示できる。尚、この保護樹脂の変わりに、回路基
板１に搭載される各電子部品など被覆するフィルムで一
緒に被覆しても構わない。

【００３５】このような製造方法では、圧電振動素子２
の特に振動部の周囲に、非常に薄い空間Ｄが確保でき、
厚みの薄い圧電共振装置となる。

【００３６】尚、圧電振動素子２は、回路基板１の穴部
１３に跨がるように配置されているが、穴部１３の内壁
に段差部を設け、この段差部に圧電振動素子２を載置し
ても構わない。

【００３７】また、穴部１３は、実施例では、打ち抜き
で形成し基板を貫通する「孔」であるが、有底構造の穴
部であっても構わない。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明では、回路基板に
直接圧電振動素子を接合することができ、しかも、圧電
振動素子の振動部の空間を非常に薄い間隔で形成でき、
簡単な構造で、簡単な製造方法で、低背化の圧電共振装
置が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電共振装置の断面構造図であ
る。

【図２】（ａ）、（ｂ）は夫々本発明の圧電共振装置の
製造方法を説明する概略図である。

【符号の説明】

１・・・・回路基板 １３・・・穴部 １２・・・配線パターン ２・・・・圧電振動素子 ３０・・・ワックス層 ３１・・・溶融したワックス ３・・・・多孔質熱硬化性樹脂層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穴部及び該穴部の周囲の上面に所定配線
   が延出されている基板を準備する工程と、 圧電振動素子の振動部が前記穴と対向するようにして載
   置させるとともに、圧電振動素子を前記所定配線に接合
   させることによって前記基板上に該圧電振動素子を実装
   する工程と、 前記圧電振動素子の振動部に溶融ワックスを滴下する工
   程と、 前記滴下した溶融ワックスの一部を吸引して、圧電振動
   素子の少なくとも振動部表面に薄いワクッス層を形成す
   る工程と、 前記圧電振動素子を多孔質熱硬化性樹脂前駆体で被覆す
   る工程と、 前記多孔質熱硬化性樹脂を加熱硬化するとともに、ワク
   ッス層を前記多孔質熱硬化性樹脂に吸収させて、圧電振
   動素子と多孔質熱硬化性樹脂との界面に振動空間を形成
   する工程と、から成る圧電共振装置の製造方法。