JPS58138115A - チップ状圧電振動部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板状の絶縁物と圧電振動ユニットとを積層した
フェーズボンデングができるチップ状の圧電振動部品に
関する。

従来より、共振子、発振子、フィルタ、ＦＭディスクリ
ミネータなどの圧電振動部品としては、各圧電振動ユニ
ットの使用振動モードの特徴により、比較的周波数が低
い数百Ｋｚの周波数帯のセラミックフィルタでは、樹脂
等を箱体状に成型した外装ケース内に圧電振動ユニット
を収容したケースタイプのものや１周波数が高い数ＭＨ
ｚから数１０　ＭＨ’ｚ　の周波数帯のセラミックフィ
ルタでは、エネルギー閉じ込め形圧電、振動ユニットの
振動区域を除いた区域に外装樹脂を付着させたいわゆる
ディップ塗装形状のもの、あるいは表面波素子ではディ
ップ塗装形状もしくはハーメチックシールドケースを有
するものが一般に知られているが、これら圧電振動部品
はいずれもリード端子を有するリード端子タイプのもの
である。

ところで、近年、電子機器の小形化に伴って電子部品の
実装密度を高めるための種々の工夫がなされているか−
」二記のようなリード端子タイプの圧電振動部品では、
基本的には、圧電振動ユニットを外装部材で被覆し、該
外装部材から複数本のリード端子を突出させた構成を有
しているため。

形状が大きく実装密度が低くなる欠点があった。

本発明は従来の圧電振動部品における」１記事情に鑑み
てなされたものであって、その目的は、圧電振動部品を
量産に好適な構造でチップ化することにより、圧電振動
部品をプリント基板に直接取り伺けるようにし、実装密
度の向上を図るとともに製造工程の簡略化を図ることで
ある。

このため、本発明は、カバーとなるべき少くとも一つの
板状の絶縁物の少くとも２個所に切欠部を設け、これら
切欠部の少くとも上記絶縁物の厚み方向の壁面に夫々チ
ップ部品の外部接続端子電極と々るべき導電膜を形成し
、上記絶縁物と圧電振動ユニットとを積層して該圧電振
動ユニッ１−の引出し電極を」１記導電膜に電気的に接
続し一体化したことを特徴としている。

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図［ａ）および第１図（ｂ）において−１１はアル
ミナもしくは樹脂等からなる四角形の板状の絶縁物−１
２は表面波素子を構成する圧電振動ユニットである。

上記絶縁物１１はその四隅に夫々−例として円弧状の切
欠き部１３ａ、１３ｂ、１３Ｃ，１８ｄを有し、これら
切欠き部１８ａ、１８ｂ、１３Ｃ，１８ｄの上記絶縁Ｔ
ｈ１１の厚み方向の壁面１４ａ、１４ｂ、１４Ｃ，１４
ｄ（３） および絶縁物１１の面の上記切欠き部１３ａ、１３ｂ、
１８Ｃ，ｌａｄ近傍にわたって導電膜１５ａ、１５ｂ。

１５Ｃ，ｉ５ｄを夫々形成している。

一方、圧電振動ユニツ）１２は」二記絶縁動１１とほぼ
同一の寸法を有し、その一方の主面の四隅には一例とし
て扇形の引出し電極１７．１８．１９および２０を夫々
形成している。

上記引出し電極１７および１８は夫々表面波（表面弾性
波）素子２１の入力端子およびアース端子であり、上記
引出し電極１９および２０は夫々上記表面波素子２１の
２つの出力端子である。

上記圧電振動ユニット１２には、その表面波素子２１部
分の振動を保障するためにその一方の主面に四部２２を
設けた上記絶縁■１１を積層し、両者を接着剤で接層す
るとともに、表面波素子２１の上記引出し′開極１７，
１８．１９および２０と、絶縁物１１の導電膜１５ａ、
１５ｂ、１５Ｃ，１５ｄとをデツプ法等により半田付け
２６している。

プ状の弾性表面波部品を得ることができる。

△ （４） 上記弾性表面波部品２３をプリント基板に実装する場合
には一第２図に示すように、プリント基板２４の取付位
置に上記弾性表面波部品２３を接着配置し−デツプ法等
により半田付けすると第３図に代表として引出し′電極
１９と導電膜１５Ｃについて示すように−」１記引出し
電極１７．１’８，１９．２０、導電膜１５ａ、１５ｂ
、１５Ｃ，１５ｄおよびこれらに対応する４つの銅箔２
５の３者がそれぞれ相互に導通した状態で−」１記弾性
表面波部品２３がプリント基板２４に実装されることに
なる。

なお、上記弾性表面波部品２３の弾性表面波素子１２部
分をシールドする場合は、第４図および第５図に示すよ
うに一絶縁物１１の他方の主面にシールド電極Ｓを形成
し、該シールド電極Ｓを導電膜１５ｂを介して引出し電
極１８（アース端子）に接続すればよい。

上記の如き構成を有するチップ状の弾性表面波部品２３
を得るには、第６図ｆａ）に示すように、先ず、アルミ
ナ等の絶縁体材料を板状に成型して焼成した絶縁物母材
３１を用意し、該絶縁物母材３１に前後および左右の間
隔が製造する弾性表面波部品２３の巾および長さに等し
くなる位置に例えば丸孔または縁部には半丸孔３２．・
・、３２を設け、スルーホールメッキの手法により、第
７図に示すように、上記丸孔３２．・・、３２の内壁面
およびその両開口端面周縁部に電極膜３３．・・、３３
を夫々形成したのち、好ましくは、圧電振動ユニット母
材３４に接する側の開孔端面周縁部の電極を研摩除去す
る。

一方、第６図ｉｂ）に示すように一圧電材料を板状に成
型して焼成することにより圧電振動ユニット母材３４を
形成し、印刷等の手法により、その一方の主面に上記絶
縁物母材３１の丸孔または半丸孔３２に対応する位置に
円形捷たは半円形の引出し電極相当部３５．・・、３５
を形成するとともにこれら引出し電極相当部３５．・、
３５に接続されるインターデジタル電極を設けて弾性表
面波素子２１．・・。

２１を形成する。

次に、上記絶縁物母材３１の丸孔または半丸孔３２、−
、８２と上記圧電振動ユニット母材３４の引出し電極相
当部３５．−、８５とを夫々一致させて、これら絶縁物
惜Ａｇ’３１と圧電振動ユニット母材３４とを接着剤（
図示せず）により相互に接着する。

」１記状態で一絶縁物母材３１の丸孔または半丸孔３２
．・・、３２および圧電振動ユニット母材３４の引出し
′電極相当部３５．・、３５の中心を通る線３６゜・・
・、３６．３７．・、３７に沿って上記絶縁物母材３１
および圧電振動ユニット母材３４を切断した後−上記丸
孔または半丸孔３２．・・、３２に形成された電極膜３
３．・・、３３が加工されてできた導電膜１５１〜１５
ｄ　　と−引出し電極相当部３５．・・・、３５が加工
されてできた引出し′電極１７〜２０とを半田付けすれ
ば、第２図に示す弾１４１表面波部品２３を得ることが
できる。このような製造方法は以下の実施例にも適用で
きる。

」１記のようにすり、ば、一枚の絶縁物母材３１と一枚
の圧電振動ユニット母材３４とを相互に接着して切断す
るだけで、大量の骨性表面波部品２３を大量に生産する
ことができる。

上述した弾性表１ｃＩ波部品のように、励振電極が圧電
板の一方表面にのみ形成されるものは一引出し電極を容
易にチップ部品の外部接続端子■電極となるべき導電膜
に接続できるが、以下に述べるような圧電板の対向主表
面に励振電極を設υＪたエネルギーとじこめ形厚み振動
モードを用いるバルク波部品では、一方の励振電極の引
出し゛「ａ１極は一チップ部品の外部接続端子電極とな
るべき第１の導電膜に容易に接続できるが、他方の励振
電極の引出し電極は何んらかの手段を用いて圧電板を回
り込んで前記第１の導電膜と同一平面にある第２の導電
膜に接続してやらないとフェーズボンデングできる構造
にならない。以下にエネルギーとじこめ形バルク波部品
でフェーズボンデングするだめノ対策について述べる。

まず−バルク波エネルギー閉じ込め形の二端子共振子に
本発明を適用した実施例を第８図、第９図および第１０
図に示す。

本実施例に２いては一第８図に示すように一圧電振動ユ
ニット４１は圧電基板４２の一方の主面に形成した円形
の電極４３．４４およびｊＪｃ’、圧電（７） 基板４２の他方の主面に上記電極４３．４４に対向させ
て形成した円形の電極４５．４６を有する互いに独立し
て振ω１する二端子共振子４７．４８を備え、これら二
端子共振子４７．４８の上記電極４３，４４を、方向性
をなくして取り扱いが便利になるよう圧電基板４２の上
記一方の主面の一本の対角線」二の２つの隅部に形成し
た引出し電極４９．５０に夫々引き出すとともに、電極
４５と電極４６とを接続したものである。

上記圧電ユニット４１は、第１０図に示すように、引出
し電極４９と５０との間に、二端子共振子４７と４８と
が直列に接続された回路構成を有するが、等軸的には一
つの二端子共振子が構成される。このような構成だと、
両引出し電極４９゜５０が圧電基板４２の一面側に存在
するので一上記圧電振動ユニット４１には−その上下か
ら第１図ｆａ）と全く同様の構成を有する絶縁物１１．
１１を、第９図に示すように、積層して接着し、上記引
出し電極４９および５０を夫々上記一方の絶縁物１１の
導電膜１５ｂ、１５Ｃに半田２６で半田（８） 付けすれば一チップ状のバルク波エネルギー閉じ込め形
の２端子共振子を揚ることができる。この場合、電極４
５．４６側の絶縁物１１は一凹部２２を有するのみで隅
部に切欠部を有しない普通の絶縁板に置き換えてもよい
。このことは、以下の実施例にも適用される。

次に、三端子共振子ユニットを用いた場合で、アース側
共通電極とその引出し電極間にコンデンサを介在させる
ことにより、アース（ｌＡ１１共通電極の引出し電極を
、入・出力′電極の引出し市；極の引出し電極が設けら
れている圧電基板面側に設けたものについてのべる。

上記第８図から第１０図の実施例に分いて、第１１図に
示すような電極構成を有する圧電振６ｆＪ＋ユニット５
１を使用すれば、第１２図に示すように、引出し電極５
２．５８が三端子共振子５４の分割電極５５．５６に夫
々接線され、−電極５７と上Ｊ１１三端子共振子５４の
共通電、極５８との間にコンデンサＣ１が接続さり、た
チップ状のバルク波エネルギー閉じ込め形の三端子共振
子を得ることができる。このような構造だと、電極５８
の引出し電極５７が引出し電極５２．５３と同一面側に
位置することになる。なか、電極５７と対角位置にある
隅部にも同様なコンデンサＣ１を構成すると、圧電振動
ユニット５１の方向性がなくなって取り扱いが便利であ
る。

このような−上記第８図から第１２図の実施例は発振子
、ＦｆＶＩディスクリミネータユニット、フィルタ等と
して使用することができる。

１だ、第１３図に示すような電極構成を有する吐電振動
ユニツ１−６１を使用すれば、第１４図に示すように、
引出し電、極６２と６３との間に、三端子共振子５４、
コンデンサＣ１および三端子共振子５４’、コンデンサ
Ｃ′ｌからなる第１２図と全く同一構成を有する２組の
回路をカスコードに接続するとともに、上記三端子共振
子５４′の分割電極の一方と共通電極との間にコンデン
サＣ２を接続したチップ状のバルク波エネルギー閉じ込
め形のフィルタを得る。

上記コンデンサＣ１の一方の電極６４卦よびい（ｌｌ） フィルタの外部で相互に接続をれる。また、この変形例
として、第１４図で点線で示したような１２シ続を追加
すると一第１３図示のものも方向性がなくなって取り扱
いが匣利である。

次に一非エネルギー閉じ込め形のフィルタに本発明を適
用した実施例を第１５図、第１６図（ａ）。

（ｂ）に示す。

第１５図において、７１．７１は非エネルギー閉じ込め
形の共振素子であって−これら共振素子７１．７１はそ
の各圧電、基板７２の一方の主面に分割電極７３．７８
を形成するとともに一他方の主面に共通電極７４を形成
し、上記分割電極７３゜７３の間に溝７５を形成して−
長さ振動モードを利用するものであるっ 一方、７６は共振素子７１．７１の取り付は用のアルミ
ナ基板であって一該アルミナ基板７６にはアース（ｉｌ
ｌｌとなる引出し電極７７を形成し、こｈら引出し電極
７７−ヒには弾性を有する異方性又は等方性導電性シー
ト７８．７８を間にして、上記（１２） 共振素子７１．７１を載置固定し−その共通電極７４．
７４を」二部引出し′電極７７に導通させている。

上記共振素子７１．７１とアルミナ基板７６が。

例えは第１図（ｂ）の圧電振動ユニツ）１２に相当する
圧電振動ユニットを構成する。

」二記共振素子７１．７１の上には一弾性を有する異方
導電性シート７９．７９を間にして、基本的に第１図（
ａ）と同様の構成を有する絶縁物１１’を被せて、該絶
縁％７１１　’ｌ’と上記アルミナ基板とを相互に接着
している。

上記絶縁物１１′は共振素子７１．７１を収容するため
の四部２２’、２２’（一つの共通凹部であってもよい
）を有し、これら凹部２２’、２２’の内壁面には、異
方導電性シー）７９．７９を通して、共振素子’１１，
７１の各一方の分割電極７３．７８を相互に導通させる
接続電極８０を形成する一方、共振素子７１．７１の各
他方の分割電極７８．７８を夫々導電膜１５ａ、１５ｄ
に導通させる接続電極８１．８１を形成している。

上ｄｅのようにすれば、共振素子７１．７１の圧電基板
’１２．１２は弾性を有する導電性シート７８と７９と
の１２Ｊｉに支持国電され、その振動が保障される一方
、取り付けの方向性をなくするために、その他方の分割
電極７３．７３は上記異方導電性シート７９を通して導
電膜１５ａ、１５ｄに夫々引き出され、また、共通電極
７４．７４も上記導電性シー）７８．７８を通して、引
出し電極７７から上記導電膜１５ａ、１５ｄとは異なる
位置に形成された導電膜１５ｂ、１５（：に引き出され
る。

上記第１５図の実施例において、絶縁物１１’側の異方
導電性シート７９を使用せずに、例えば第１６図ｆａ）
および第１６図（ｂ）に夫々示すように、ボンデングワ
イヤ９０を使用して、上記他方の分割電極７８．７８を
上記導電膜１５ａ、１５ｄに導通させるようにしてもよ
い。

上記のようにして一非エネルギー閉じ込め形の単一振動
モードを用いた三端子形の共振子を二段に縦続接続した
フィルタもチップ化することができる。縦続接続する段
数は任意である。１だ−一個の非エネルギー閉じ込め形
の単一振動モードを用いた二端子又は三端子形の発振子
やＦＭディスクリミネータにも適用できる。使用モード
や非エネルギー閉じ込め形の振動素子の種類も上記に限
定きれないことはいうまでもない。

なお、最後に、エネルギー閉じ込め形であって、従来リ
ードを付けて使用していた圧電振動ユニットを用いて、
本発明を実施する場合について述べておく。第１７図は
−この場合の基本的な圧電振動ユニットを示す。図にお
いて１旧は圧電基板、１０２　、０１３は−ｚ１の励振
電極、１０４　、１０５は一本の対角線上における圧電
基板１０１の隅部の表側。

裏側にそれぞれ設けた引出し電極である。この圧電振動
ユニットには、その上下から絶縁物１１゜１１を第１８
図に示すように積層して接着し、引出し電極１０４とこ
れに接触する導電膜１５ａを半田付けするとともに一引
出し電極１０５とこれに接触する下側の絶縁物１１の導
電膜１５ｄを半田付けする。同時に−コ字状金属クリッ
プ１（）６を下側の絶縁物１１の導電膜１５１上側の絶
縁物１１の導電膜１５ｄ間にはしわたしして、両者を半
Ｈ１付けする。このような構造によって一両励振甫極１
０２　、１０８が上側の絶縁物１１の導電膜ＩＦ］ａ　
。

１５ｄにそれぞれ導通することになる。コ字状金属クリ
ップにかえてワイヤで接続を行ってもよい。

また、電極を圧電基板の側面に沿わせたり、圧°市基板
の隅部に孔を設けて電極膜を形成したりしてコ字状金属
クリップやワイヤの機能をもたせてもよい。そして、こ
のような構造は一上述のよりな二端子形共振子のみなら
ず、三端子形の共振子やフィルタ等の圧電振動ユニット
を用いたものにも適用できる。

以上、詳細に説明したことからも明らかなように、本発
明は、少くとも２個所に切り欠き部を設けてその部分に
導電膜を形成した絶縁板を圧電振動ユニットに積層して
その引出し電極を」−記導電膜に導通ジせることにより
圧電振動部品をチップ化するようにしたから−■−組の
絶縁物母材と圧電振動ユニット母材を積層して切断する
だげで容易に大喰の圧電振動部品を得ることができる、
■（１５） 製造工程が簡単であることにより、価格が安く、不良品
の発生が少〈−製品としての信頼性も向上する、■！Ｊ
　−１’線のないチップ形状化はれた抵抗やコンデンサ
と同様構造であるためプリント基板等の回路基板等への
実装が容易である、■導電膜をスルーホールメッキの手
法により容易に形成することができる２等その効果は非
常に大である。

なお−第２−第３、第５．第９．第１５、第１６（ｂ）
、第１８の各図は一各稀の接続関係を明確にするための
もので、断面は適宜適当）箇所であるので、いわゆる断
面図とは異なることをことわっておく。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る圧電振動部品の一す：・イ
■例の絶縁物の斜視図、第１［シ１（ｂ）は第１１シ１
（ａ）の圧電振動部品の圧′ボ振動ユニットの斜視図、
第２図は第１図（ａ）および第１図ｆｌ））の絶縁物と
圧電振動ユニットを使用した圧電振動部品の構造説明図
、第３図は第２図の圧電振動部品の回路基板への取付説
明図、第４図は第１図［ａ）の絶縁物にシールド電極（
１６） を設けた絶縁物の斜視図、第５図は第４図の絶縁物を使
用した圧電振動部品の構造説明図−第６図ｔａ＞は絶縁
物母材の斜睨図、第６図（ｂ’ｌ）−、Ｊ：圧電１１１
ｆｉｌｖ１ユニツト母利の斜視図、第７図は第６図ｔａ
）の絶縁物母材の断面図、第８図はバルク波エネルギー
閉じ込め形の二端子共振子の圧電振動ユニーツー、、、
ト、１Ｍ１Ｊμ図、第９図はバルク波エネルギー閉じ込
め形の二端子共振子の構造説明図、第１Ｏ図は第９図の
共振子の等価回路図、第１１図はバルク波エネルギー閉
じ込め形の三端子共振子の圧電振ｌｌｌ１１ユニツ１の
斜視図、第１２図は第１１図の等価回路図、第１３図は
バルク波エネルギー閉じ込め形のフィルタの圧電振動ユ
ニットの斜視図−第１４図は第１３図の等価回路図、第
１５図は非エネルギー閉じ込め形のフィルタの構造説明
図、第１６図ｉａ）および第１６図（ｂｌは夫々第１５
図のフィルタの変形例の圧電振動ユニットの平面図およ
びフィルタの構造説明図、第１７図はエネルギー閉じ込
め形の共振子の圧電振動ユニットの斜視図、第１８図は
、第１７図示のユニットを用いた共振子の構造説明図で
ある。 １１　、１１’・絶縁物、１２・・・圧電撮動ユニ・ソ
トー１ｇ＝切欠き部、１５１．１５１）、１５Ｃ，１５
ｄ−・・導電１１梼−１７，１８，１９，２０・・・引
出し電極、２６・・・半田、３１・・・絶縁物母材、３
４・・・圧電振動ユニット母材、４１．　、５１　、６
１・・・圧電振１」ユニ゛ソトー７１・共振素子、７６
・・・アルミナ基板。 特　許　出　願　人　株式会社村田製作所代　理　人　
弁理士前　山　葆ほか２名（１９） 第４図 第５図 ９ス 第６図（０） 第７図 第１６図（０） 第１６図（ｂ） ９０　７８　　ソり 第１７図 第１８図 手続補正書 １　事件の表示 昭和５７年特許願第　２１４６１　　　　号２発明の名
称 チップ状圧電振動部品 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 代表者　　　　　村　　　１■　　　　　　昭４代理人 ７補正の内容 ■、明明細書中力個所を訂正します。 発明の詳細な説明の欄 第１５頁第１８行および同頁第２絹にｒ１５ｄＪとある
をいずれもｒ１５ｃＪと訂正します。 ＩＴ０図面図面中間３図４図、第５図、第６図（ａ）、
第６図（ｂ）および第１８図を夫々別紙の通り訂正Ｉ７
ます。 以上 （２） 第３図 クス 第４図 第５図 第６図（０） 第１８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状の絶縁物の少くとも２個所に切欠部を設け、
   これら切欠部の上記絶縁物の厚み方向の壁面に夫々導電
   膜を形成し、」１記絶縁物と圧電振動ユニットとを積層
   して該圧電振動ユニットの引出し電極を上記導電膜に電
   気的に接続したことを特徴とするチップ状圧電振動部品
   。