JPS593886B2 - 圧電素子部品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚み縦振動あるいは厚みすべり振動を利用した
エネルギー閉込め型セラミックフィルターなどの圧電素
子部品の製造方法に関するものである。

従来、所定のパターンの導電体と、該導電体と電気的に
接続された外部接続用端子を付属してなる絶縁物基板に
、圧電セラミック基板の両生面に電極を装着してなる圧
電素子を取り付ける手段としては、導電性接着剤たとえ
ば銀ペーストが多用され、筆塗りなどの手段によって行
なわれていた。

しかし、このような方法では中蓋能率がきわめて悪く、
信頼性に問題があった。

そのような問題を解決するために、予めはんだをコーテ
ィングした所定のパターンの導電体を有する絶縁物基板
や、はんだチップを用い、はんだのりフローによるはん
だ付は法、あるいは絶縁物基板と圧電素子とを何らかの
手段で固定したのち、はんだ槽にディップするはんだデ
ィップ法が提案されている。

しかし、これらの方法においても、接続部の信頼性に問
題を生じたり、はんだ槽にディップすることによる圧電
素子への急激な熱衝撃と温度上昇、あるいは圧電素子と
絶縁物基板との固定法や寸法関係が複雑になるなどの問
題を有していた。

本発明は上記問題点を解決せんとするもので、以下に実
症例として示した図面を参照して説明する。

第１図は本発明で用いる圧電素子２００の一例の斜視図
で、圧電セラミック基板の両生面に作動電極１０２，１
０３、および１０４を装着すると共に、該圧電セラミッ
ク基板の側面に形成した側面電極１０２Ｂおよび１０４
Ｂを介して、他方の面にも電気的導通状態に端子電極１
０２Ａおよび１０４Ａが周知の蒸着などの手段により形
成されている。

上記作動電極１０２，１０３，１０４は複数の金属層で
形成されており、例えば下地金属層として圧電セラミッ
ク基板と密着性の良いクロームを、そして表面金属層と
して、はんだ付は性の良い銅などが積層して一体的に装
着されている。

なお、第１図においては、便宜上、作動電極は一体的に
一層の形で示している。

圧電セラミック基板の側面に形成する側面′電極１０２
Ｂ、１０４Ｂは周知の任意の手段で形成し得るが、本発
明では圧電セラミック基板の分極時に形成した分極用電
極を流用している。

圧電素子は圧電特性によって、目的とする機能を発揮す
るが、圧電特性は所定の材料で構成した素子基板に分極
処理を症すことによって得られる。

一般に、分極処理は所定厚みに切断した圧電素子基板単
位では実姉されず、圧電素子ブロック体の状態で実姉さ
れる。

第２図に示すごとく、ブロック体３００の表裏両面に分
極電極３０１゜３０２を形成したのち、直流高電圧を所
定時間印加して分極処理される。

この分極に必要な電極３０１．３０２は普通、溶剤によ
って容易に除去可能な常湿Ａｇで形成され、分極終了後
、除去されるのが一般的であるが、本発明の場合には導
電性接着剤たとえばＡｇペーストを印刷あるいは吹付な
どして所定湿度で焼きつける手段、あるいは蒸着、ある
いはメッキなどの手段を用い、分極後も溶剤などによっ
て容易に溶融除去されたり、容易に剥離しないように所
定の剥離強度を有する状態に形成したものである。

分極終了後、圧電素子ブロック体３００を所定の形状あ
るいは所定の厚みに切断し、研磨加工したのち、圧電素
子基板の両生面に前述の作動電極１０２，１０３，１０
４および端子電極１０２Ａ、１０４Ａを蒸着などの手段
で装着することにより、圧電素子基板に装着した作動電
極１０２と側面電極１０２Ｂおよび端子電極１０２Ａと
は電気的導通状態に接続される。

電極１０４，１０４Ａ、１０４Ｂについても同様である
。

したがって、圧電素子２００の一方の主面および他方の
主面のいずれの主面においても、後述の所定のパターン
の導電体よりなる電極２，３．４と接続すべき圧電素子
の接続電極部分が３ケ所とも一つの面に結集した状態に
構成されている。

第３図は本発明に用いる圧電素子の他の例の斜視図を示
し、第４図は第３図の矢印入方向から見た図である。

この圧電素子２００は、第１図に示した圧電素子の作動
電極面１０２，１０３゜１０４に、さらに所定パターン
の皮膜層１０５を装着したもので、実質的には同一の構
造のものである。

皮膜層１０５は半田が作動電極の中央部にまで付着して
共振特性を阻害するのを防止するためのもので、半田と
は濡れなじみにくい金属材料、例えばクロムやアルミニ
ウムなどを蒸着などの手段で装着したり、揮発性インク
や樹脂などの絶縁物部材を印刷、吹付などの周知の適当
な手段により塗布して装着したものである。

次に、上述のごとく構成した圧電素子２００を第５図、
第６図に例示した絶縁物基板１に取付ける手順について
説明する。

なお、第６図は第５図の右側面図である。

絶縁物基板１は、銅箔よりなる所定のパターンの導電体
２，３．４を一方の面に装着したプリント板からなり、
かつ、その一端縁部に位置せる導電体２，３．４の端部
には外部接続用端子５，６．７がそれぞれ半田８によっ
て取付けられている。

よず、前記絶縁物基板１の所定の箇所にシリコンゴムな
どの絶縁物部材からなる接着剤９をドツト状に塗布した
のち、前述の第３図、第４図に例示した圧電素子２００
を第７図、第８図に示すごとく絶縁物基板１上に載置し
て押付けた後、所定の湿度で加熱することにより、ドツ
ト状の接着剤９が硬化して、絶縁物基板１と圧電素子２
００とは相互に固定される。

その後、圧電素子２００に装着した２箇所の端子電極１
０２Ａおよび作動電極１０４の所定箇所において、圧電
素子２００に形成した電極と絶縁物基板１に形成した導
電体２，３．４との所定位、−４にまたがってクリーム
状の半田ペースｈ１０Ａ。

１０Ｂ、１０Ｃをドツト状に塗布する。

その後、上記半田ペースト１０Ａ、１０Ｂ、Ｉ ＯＣを
コンベヤ方式の加熱炉あるいは赤外線加熱ランプなどに
より所定湿度で所定時間加熱、溶融することにより、圧
電素子２００の一方の作動電極１０２と絶縁物基板１の
導電体２、圧電素子２００の他方の作動電極１０２と絶
縁物基板１の導電体３、そして圧電素子２００の作動電
極１０４と絶縁物基板１の導電体４とが、それぞれ電気
的導通をもって結合される。

この場合、第８図に示すごとく、クリーム状半田ペース
ト１０Ａ、１０Ｂ、Ｉ ＯＣは加熱により溶融すると圧
電素子２００の下面へも流れこみ、圧電素子２００を持
ち上げるような作用をすると共に、圧電素子２００の側
面電極１０２Ｂ。

１０４Ｂをとり囲むようにして絶縁物基板１の導電体２
，３．４にも濡れて接触し、これらが温度降下後、固化
して、圧電素子２００と絶縁物基板１とを機械的にも確
実に結合する。

また、溶融半田は前述の皮膜層１０５とは濡れなじまず
、したがって、特性に関与する作動電極１０２，１０３
゜１０４の中央部へ半田が流れて付着してしまうような
ことはない。

なお、絶縁物基板１上に圧電素子２００を取付けたのち
、必要に応じてシリコンゴムなどにより圧電素子２００
を含む絶縁物基板１全体を被覆して所定湿度で硬化し、
さらに、エポキシ樹脂などで圧電素子を気密状態に被覆
、硬化させれば圧電素子部品の完成品が得られる。

上記実症例において、ドツト状に塗布するシリコンゴム
などの接着剤９あるいはクリーム状の半田ペースト１０
Ａ、ＩＯＢ、１０Ｃは注射器方式あるいはエヤー圧方式
などのディスペンサー装置などにより、所定位置に所定
量だけ機械的に供給することが可能で、圧電素子供給の
機掛化も含めて圧電素子部品組立の自動化が容易に実現
できる。

また、本発明では半田接続部の信頼性や圧電素子特性の
劣化においても、半田の塗布量および塗布位置あるいは
半田溶融湿度等のコントロールが十分なされ、さらに、
半田槽へのディップ法と異なりζ圧電素子に対する熱的
影響や熱衝撃もゆるやかであるため有利で、圧電素子特
性面からも好ましい。

なお、本発明で使用する圧電素子の電極構成は、側面電
極を装着した場合に限定されるものではなく、側面電極
の有無あるいは側面電極の構成手段等については任意で
ある。

さらに、作動電極への半田付着防止構造の有無や、圧電
素子と絶縁物基板とを結合する接着剤の種類や使用の有
無についても任意で、シリコンゴムに代えてフラックス
あるいは粘着剤もしくは両面粘着テープ等を用いて接着
してもよいことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる圧電素子の一例の斜視図、第２
図は第１図の圧電素子基板を分極する工程を説明するた
めの図、第３図は本発明に用いる他の圧電素子の例を示
す斜視図、第４図は第３図において矢印入方向から見た
背面図、第５図は本発明に用いる絶縁物基板の一例の正
面図、第６図は第５図の右側面図、第７図は本発明の実
症例における絶縁物基板と圧電素子の結合状態を示す正
面図、第８図は第７図の右側面図である。 ２００・・・・・・圧電素子、１０２，１０３，１０４
・・・・・・作動電極、１０２１１０４Ａ・・・・・・
端子電極、１０２Ｂ、１０４Ｂ・・・・・・側面電極、
１０５・・・・・・皮膜層、１・・・・・・絶縁物基板
、２，３．４・・・・・・導電体、５．６．７・・・・
・・外部接続用端子、９・・・・・・接着剤、１０Ａ、
１０Ｂ、Ｉ ＯＣ・・・・・・クリーム状の半田ペース
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定のパターンの導電体を付属してなる絶縁物基板
   上の所定位置に接着要素を装着したのち、圧電セラミッ
   ク基板の両生面に電極を設けてなる圧電素子を載置して
   相互を結合し、さらに、前記圧電素子に峻けた電極と前
   記絶縁物基板に設けた導電体との双方の所定位置にまた
   がる状態にクリーム状はんだをドツト形状に塗布し、そ
   の後、前記クリーム状はんだを加熱、溶融して前記Ｅｔ
   素子の電極と絶縁物基板の導電体とを電気的導通状態に
   接続するようにしたことを特徴とする田型素子部品の製
   造方法。 ２、特許請求の範囲第１項の記載において、前記絶縁物
   基板上に載置する圧電素子として、圧電セラミック基板
   の両生面に電極が装着され、かつ少なくとも一方の主面
   の電極が前記圧電セラミック基板の側面に形成された側
   面電極を介して電気的導通状態に他方の主面へ延長せら
   れた圧電素子を用いることを特徴とする圧電素子部品の
   製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項の記載において
   、圧電セラミック基板の主面に装着する電極を積層形と
   するとともに、その最上層を半田付着防止部材で構成し
   たことを特徴とする圧電素子部品の製造方法。 ４ 特許請求の範囲第２項または第３項の記載において
   、圧電素子として、その側面に形成する側面電極を、圧
   電セラミック基板の分極時に装着した分極電極を用いて
   形成したものを使用することを特徴とする圧電素子部品
   の製造方法。