JPS5899017A - 圧電共振部品の製造方法 - 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】 この発明は、圧電フィルタなどの圧電共振部品の製造方
法に関する。

たとえばＡＭ受信機用圧電フィルタの中心周波数は、数
１００ｋ）−１台、−例としては４５０ｋＨｚであり、
量産性等１種々の観点からいって以下の三種類のフィル
タ構造がある。その第一は、ヤーマン形のフィルタであ
る。このフィルタは、ＩＦＴが必須で、■ＥＦＴと圧電
共振子とのマツチングが難しい、■コイルの信頼性が低
い、■大形になる、■高価である、などの欠点がある。

その第二は、角板の拡がり振動モードや円板の径方向振
動モードを用いた三端子形のフィルタである。このフィ
ルタは、■比較的大形である、特に円板の第三次高調波
利用の場合、大きさが問題になる、■角板の場合、輪か
く振動モードによるスプリアス振動が強く励振される、
などの欠点がある。その第三は、長方形板の長さ方向振
動のニー重モード利用のフィルタである。このフィルタ
は、■二つの共振子の調整が難かしい、■構造が複雑、
■高価である、などの欠点がある。

この発明は、種々の特徴をもつもので、前述した構造の
ものとはまったく異なる構造をもつ圧電共振部品の１ｌ
ｉｉ造方法に関するもので以下の目的をもつ。

この発明の舎會目的は安価な圧電共振部品を提供するこ
とである。

この発明の他の目的は、製品毎の特性バラツキが小さい
圧電共振部品を提供することである。

この発明の他の目的は製造効率が優れた圧電共振部品を
提供することである。

すなわち、この発明の要旨は、電極を有する母圧電板か
ら、ダイシングソーを用いて、所定寸法の圧電共振素子
を得るとともに少なくとも一表面側の電極を少な（とも
二つに分離したことを特徴とする、圧電共振部品の製造
方法である。

以下にこの発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は圧電共振部品の構成素子である圧電共振素子１
を示す。図において、２は圧電セラミック基板で、その
一方主表面に長さｐ方向に沿った満３が設けてあり、こ
の溝３によって一方主表面が長さ！方向に三等分されて
いる。また、長さ！方向と交差する方向に満４．５がそ
れぞれ長さり方向の中心から１／３Ｑの位置に設けであ
る。したがって基板２の一方主表面には、入力電極６、
出力電極７、独立電極８〜１１が、溝３〜５で区切られ
て設けられている。また、基板２の他方主表面には、全
面電極１２が設けられている。そして長さρ方向に伸縮
する長さ振動モードを用いることとし、雄板２における
各部寸法は、たとえば中心周波数が４５０ｋＨ２のとき
、長さρが約４．０５１１１、幅が０．６議ｌ、厚みが
０．３ｗｕ＋＋、溝３の深さが０．１５Ｉｌｌ鋼、溝３
の幅が０．１５ｇ＋ｓ　、　＄　４．５の深さと幅は、
電極６．７を電極８もしくは９．１０もしくは１１から
電気的に分離させるだけのものであるから適当でよい。

第２図は第１図に示す圧電共振素子１の電。

気的シンボルを示す。このように第１図に示す圧電共振
素子１は、長さ方向の単一モードの振動を用いたフィル
タ素子として使える。

この圧電共振素子１の製造方法を以下に説明する。−辺
が数Ｃｍオーダーの矩形板状のセラミック焼結体１０１
をラッピングして表面を整える。対向主表面に電極を設
ける。この電極は分極処理用の電極であるとともに、電
極６〜１２になるものである。分極処理によプて圧電性
を付与されたセラミック焼結体１０１は、第３図に示す
ように、製造能率を上げるために、多数集結させて、ダ
イシングソ−１３を用いて所定寸法の圧電共振素子１を
切り出すと同時に、溝３〜５を形成する。すなわち、ダ
イシングソー１３によれば、カット精度が±　２μ霧と
高いため、正確な長さβを有する圧電共振素子１を切り
出すことができ、従来の製造方法に比べ、周波数選別、
周波数調整といった工程が省略できる。たとえば中心周
波数４５５ｋｌ−１ｚのものを得たいとき、中心周波数
のバラツキは最大１．２ｋＨｚ内におさめられた。また
、満３〜５を形成することによって必要な外形寸法を有
する入力電極６、出力電極７が分極電極を流用して得ら
れる。この点、従来の製造方法では、分極債、分極電極
に振動電極のパターンをレジストインキで印刷し、エツ
チングするといった工程があり、あきらかに、本発明の
方が簡単であるといえる。溝４．５は、入力電極６、出
力電極７の長さＰ方向の長さを２／３・ρにするもので
、第３高調波を抑圧する作用効果を有する。したがって
、電極８〜１１は遊んでいることになる。ダイシングソ
ー１３は、刃が高速回転しながら第４図の矢印へ方向に
移動するもので、深くは切れないが、本発明が対象にす
る圧電板の厚み位なら充分役に立つ。

また、第４図の矢印の８方向にダイシングソー１３を動
かして適当な値に設定することによって、切断ができた
り、任意深さの溝が形成される。したがって、切断した
り、溝を形成する一方法としては、第３図に示すように
、複数の圧電エレメント１を集結仮固定してまとめて図
の左右方向に設番）るべき溝形成や、切断を行なったの
ち、図の上下方向に設けるべき溝形成や、切断を行なう
と能率的である。

第５図〜第７図は、ベース１４を示し、ベース１４へは
後述する入・出力端子板１５、導電性ゴムシート１６、
圧電共振素子１、アース端子板１７が相ｎの位置関係が
規制されて′ａＡＩＩされる。アース端子板１７は、後
述するが、ケース１Ｂにこれら内部素子を挿入するとき
ケース１８の内壁面に対するアース端子板１７の形状寸
法を工夫して圧電共振素子１との間に適当な接触圧が得
られるようにしている。ベース１４は、以下の構造を有
している。長方形板状部分１９の両長辺からは壁２０．
２０が部分１９と一体に設けてあり、両炉辺からも低１
２１．２１が一体に設けである。また、これら壁２０，
２０，２１．２１で囲まれた内部には、一対の柱状体２
２，２２　、四つ一組の柱状体２３，２３．２３２３が
部分１９と一体にそれぞれ設けである。そして、入・出
力端子板１５を図中一点鎖線で象徴的に示したように装
着する。

入・出力端子板１５は第８図により明確に示すように、
入力端子部分２４、出力端子部分２５を有する。入力端
子部分２４は、第５０において、下側の壁２０の右端と
右側の低壁２１の下端との問、右側の柱状体２２と右側
の低壁２１との問、上側の１２０と右上の柱状体２３と
の間、そして左上の柱状体２３と右上の柱状体２３との
間の各すき間にはめこまれる。

出力端子部分２５は、第５図において、左側の低壁２１
の下端と下側の１２０の左端との間、左下の柱状体２３
と下側の壁２０との間、そして左下の柱状体２３と右下
の柱状体２３との間の各すぎ間にはめこまれる。図から
あきらかなようにはめごみを容易にするためのテーバを
すい所に設けている。

つぎに、゛第５図において、四つの柱状体２３，２３゜
２３．２３で囲まれた区域に、第９図に示すような導電
性ゴムシート１Ｇを載置する。さらにゴムシート１６の
上に、溝３〜５側を下にして圧電共振素子　１を載置す
る。圧電共振素子１はベース１４の一対の柱状体２２お
よび四つの柱状体２３で位Ｉｔ規制される。すると、入
・出力端子板１５の入力端子部分２４、出力端子部分２
５の各先端２６．２７は、圧電共振素子１の入力電極６
、出力電極７に、導電性ゴムシート１６を介して接触す
るのである。９のゴムシート１６は、異方導電性ゴムシ
ートと呼ばれるもので、たとえば、シリコンゴムシート
の厚み方向にグラファイトの繊維や金属の細い線を埋め
こんだ構成からなり、シートの厚み方向には導電性を示
し、横方向では絶縁性を示す。したがって圧電共振素子
１の入力電極６、出力電極７それぞれが、相互短絡なし
に、異方導電性ゴムシート１Ｇを介して入力端子部分２
４の先端２６、出力端子部分２５の先端２７に接触する
ことになる。

第１０図〜第１２図に、アース端子板１７をより明確に
示す。アース端子板１１はリード部分２８に略Ｈ字の先
端部２９が一体に形成されたもので中心には接触突起２
９１を有している。先端部２９は、第１０図、第１２図
に示すように弓状に形状されて必要な弾性力が付与され
ている。さらに、リード部分２８のケース１８に収容さ
れる部分に略クランク状に折曲げた部分３０を有する。

この折曲げ具合によって、先端部２９とリード部分２８
とが平行ではなく、それぞれの延長線が交差するよう（
−例として交差角０−１０°）にしておく。

第１３図〜第１５図に、ケース１８の形状をより明確に
示づ。図に示すように、方向性をもたすためにテーバ３
１を有する略箱状の成型体の底面、つまり、入・出力端
子板１５やアース端子板１７が導出される面に開口部３
２を有する。内空間３３はベース１４の外形に相似させ
るべく奥に向がって断面凸字状の拡がりをもっている。

開口部３２の縁は内部素子の挿入を容易にするためテー
バ３４を有する。

第１６図は、この発明に関連して示すもので、ベース１
４に、入・出力端子板１５、ゴムシート１６、圧電共振
素子１が積み重ねられ、入・出力端子板１５のリードフ
レーム連結部分にアース端子板１７のリードフレームが
重ねられて、アース端子板１７の接触突起２９１が圧電
共振子１の全面電極１２の中央位置に圧接されたものを
、ケース１８に挿入する前の状態を示すものである。図
からもあきらがなように、ケース１８へ挿入する内部素
子が集結されたものを側面からみると、アース端子板１
７の成形形状によってクサビのようになっている。この
状態でケース１訟内部素子を挿入すると、アース端子板
１７の先端部２９、折り曲げ部分３ｏがケース１８内壁
面に圧接されることによる反作用で挿入開始から完了す
る間も、アース端子板１１とベース１４との間にある圧
電共振素子１、導電性ゴムシート１Ｇ、入・出力端子板
１５に適当な圧力が加わっており、挿入完了後は、アー
ス端子板１７が前述するようにアーチ状になっているこ
とによる弾性力と、ゴムシート１６の弾性力とによって
圧電共振素子１保持に必要な接触圧力が得られるので、
各部品相互の位置ずれもなくケース１８内に収容される
。

なお、第１７図〜第１９図は、完成品の状態を示すもの
である。アース端子板１７のリード部分２８が、ベース
１４の第５図における下側の壁２ｏの真中にある凹部２
０１にはまりこんでいる。

ケース１８の開【」部３２は、一般的なシール用樹脂３
５によって封止される。このとき、ベース１４の第５図
における下側の壁２０が開口部３２のほとんどをふさい
でいるので、封止が確実になされるとともに余分な樹脂
が内部にまわりこむことがなくなる。一般にいって開口
部を封止するのは開口部の大きさが小さい程確実になさ
れることは当然である。ところが、ケースの開口部から
内部部品を挿入するには開口部が小さい程困難になる。

本発明では前述したように、内部部品全体形状をクサビ
形に集結した上で挿入するので、開口部が小さくても挿
入が容易になって、機械による組立てが可能になり、こ
のため自動組立が可能な上に封止も確実になされるとい
った相乗的効果をもつのである。

第２０図は本発明に関する圧電共振素子を一個用いたフ
ィルタの選択特性曲線を示す。第２１図はこれにさらに
ＩＦＴを一個縦続接続したものの選択特性曲線を示す。

第２２図は、本発明に関する圧電続接続したものの選択
特性曲線を示す。第２３図はこれにさらにｒＦＴを一個
縦続接続したものの選択特性曲線を示づ。第２４図は本
発明に関する圧電共振素子を二個とＩＦＴ−、個を縦続
接続したフィルタのスプリアス特性を示す。

以上の説明からもあきらかなように、この発明は、電極
を有する出汁電板から、ダイシングソーを用いて、所定
寸法の圧電共振素子を得るとともに少なくとも一表面側
の電極を少なくとも二つに分離したことを特徴とする圧
電共振部品の製造方法であるから、以下のような効果を
有する。

この発明によると、母圧電基板に複数素子弁の振動電極
パターンをレジストインキで印刷する工程、不要電極部
分をエツチング処理で除去する工程、母圧電基板から素
子を所定寸法で切り出す工程、研磨工程、中心周波数に
よって製品をクラス分けする工程、中心周波数を所定値
に調整する工程が、ダイシングソウ−による電極加工お
よび素子の切り出し工程の一つに短縮できる。

この発明によると、入・出力間のストレー容量が少ない
ため、従来の角板の拡がり振動モードを用いた三端子型
フィルタに比べ中心周波数を境にして高域側、低域側の
選択特性曲線の対称性が良い。

なお、本発明が適用できる、圧電共振素子の形状、使用
振動モード、電極形状等が前述の実施例に限定されない
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧電共振素子の斜視図、第２図は、第１図示
のものの電気シンボル図、第３図は、セラミック焼結体
複数の正面図、第４図は、本発明を説明するための側面
説明図、第５図は、ベースの正面図、第６図は、同、底
面からみた破断図、第７図は、同、側面からみた破断図
、第８図は、入・出力端子板の止面図、第９図は、ゴム
シートの正面図、第１０図は、アース端子板の上面図、
第１１図は、同、正面図、第１２図は、同、側面図、第
１３図は、ケースの側面図、第１４図は、同、正面図、
第１５図は、同、底面図、第１６図は、本発明に関する
圧電共振部品の分解断面図、第１７図は、同、正面図、
第１８図は、同、断面図、第１９図は、底面からみた破
断図、第２０図〜第２３図は、選択特性曲線図、第２４
図は、スプリアス特性曲線図である。 １・・・−・・圧電共振素子、２・・・・・・圧電セラ
ミック基板、３〜５・・・・・・溝、６・・・・・・入
力電極、７・・・・・・出力電極、８〜１１・・・・・
・独立電極、１２・・・・・・全面電極、１３・・・・
・・ダンシングソー、１４・・・・・・ベース、１５・
・・・・・入・出力端子板、１６・・・・・・導電性ゴ
ムシート、１７・・・・・・アース端子板、１８・・・
・・・ケース、１９・・・・・・長方形板状部分、２０
・・・・・・壁、２１・・・・・・低壁、２２・・・・
・・柱状体、２３・・・・・・柱状体、２４・・・・・
・入力端子部分、２５・・・・・・出力端子部分、２６
・・・・・・先端、２７・・・・・・先端、２８・・・
・・・リード部分、２９・・・・・・先端部、３０・・
・・・・折り曲げ部分、３１・・・・・・テーパ、３２
・・・・・・開口部、３３・・・・・・内空間、３４・
・・・・・テーバ、３５・・・・・・シール用樹脂、１
０１・・・・・・セラミック焼結体、２９１・・・・・
・接触突起。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社村田製作所 第３図 ／ 第４ｍ ／θｌ 厖３図 菊９図 第１．３図 １ど 繭！４図　　　　蛸１５図 刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極を有する母圧電板から、ダイシングソーを用いて、
   所定寸法の圧電共振素子を得るとともに少なくとも一表
   面側の電極を少なくとも二つに分離したことを特徴とす
   る、圧電共振部品の製造方法。