(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両主面に振動電極が形成されたエネルギー閉じ込め型の厚み滑りモードを利用した圧電共振子を用意する工程と、
前記圧電共振子の一方主面側からダンピング材を塗布し、該ダンピング材を一方主面及び両側面において振動部を被覆するように付与する工程とを備えることを特徴とする、圧電共振子の製造方法。
【請求項２】
前記ダンピング材の塗布が、ノズルまたは転写ピンを用いて行われる、請求項１に記載の圧電共振子の製造方法。
【請求項３】
前記圧電基板の幅方向寸法をＷとし、前記ノズルまたは転写ピンの先端にダンピング材が垂れ下がっている部分において、ノズルの外径または転写ピンの径をＤとしたときに、Ｄ≧Ｗとなるノズルまたは転写ピンを用いる、請求項２に記載の圧電共振子の製造方法。
【請求項４】
前記ノズルまたは転写ピンの先端においてダンピング材の垂れ下がっている部分の下端と、圧電基板のダンピング材が塗布される側の主面とは反対側の主面との間の距離をＡ、圧電基板の厚みをｔとしたときに、０≦Ａ≦ｔとなるようにダンピング材を付与する、請求項２または３に記載の圧電共振子の製造方法。
【請求項５】
前記圧電共振子を用意する工程において、細長い矩形板状の圧電基板と、該圧電基板の上面において圧電基板の長さ方向中央領域から一方の端部に至るように形成された第１の振動電極と、圧電基板の下面において圧電基板の長さ方向中央領域から第１の振動電極が引き出されている側の端部と反対側の端部に至るように形成された第２の振動電極とを備え、第１，第２の振動電極が圧電基板の全幅に至るように形成されており、かつ圧電基板の長さ方向中央領域で第１，第２の振動電極が表裏対向して振動部が構成されているエネルギー閉じ込め型の厚み滑りモードを利用した圧電共振子が用意されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の圧電共振子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディスクリミネータやトラップ等に用いられる圧電共振子に関し、より詳細には、エネルギー閉じ込め型の厚み滑りモードを利用した圧電共振子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、厚み滑りモードを利用したディスクリミネータやトラップなどの圧電部品では、ケースの収納空間内に圧電共振子が収納されている。厚み滑りモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子は、圧電基板の両主面に部分的に振動電極を互いに対向するように形成した構造を有する。また、圧電共振子における共振特性、群遅延特性あるいは歪み率などの電気的特性を好ましい値とするために、従来、圧電基板の両主面にシリコーンゴムからなるダンピング材を付与する方法が広く用いられている（例えば下記特許文献１など）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２３５８５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の上記圧電共振子では、圧電基板の両主面においてダンピング材を付与しなければならないため、ダンピング材を塗布する工程を２度実施しなければならなかった。そのため、圧電共振子や該圧電共振子を用いた圧電部品の製造工程が増加し、コストが高くつくという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、製造容易であり、かつ電気的特性に優れた低コストの圧電共振子及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧電共振子の製造方法は、両主面に振動電極が形成されたエネルギー閉じ込め型の厚み滑りモードを利用した圧電共振子を用意する工程と、前記圧電共振子の一方主面側からダンピング材を塗布し、該ダンピング材を一方主面及び両側面において振動部を被覆するように付与する工程とを備える。
【０００７】
本発明に係る圧電共振子の製造方法の特定の局面では、上記ダンピング材の塗布は、ノズルまたは転写ピンを用いて行われる。
好ましくは、前記圧電基板の幅方向寸法をＷとし、前記ノズルまたは転写ピンの先端にダンピング材が垂れ下がっている部分において、ノズルの外径または転写ピンの径をＤとしたときに、Ｄ≧Ｗとなるノズルまたは転写ピンが用いられる。
【０００８】
本発明の圧電共振子の製造方法においては、より好ましくは、前記ノズルまたは転写ピンの先端のダンピング材の垂れ下がっている部分の下端と、圧電基板のダンピング材が塗布される側の主面とは反対側の主面との間の距離をＡ、圧電基板の厚みをｔとしたときに、０≦Ａ≦ｔとなるようにダンピング材が付与される。
【０００９】
本発明の製造方法のある特定の局面では、前記圧電共振子を用意する工程において、細長い矩形板状の圧電基板と、該圧電基板の上面において圧電基板の長さ方向中央領域から一方の端部に至るように形成された第１の振動電極と、圧電基板の下面において圧電基板の長さ方向中央領域から第１の振動電極が引き出されている側の端部と反対側の端部に至るように形成された第２の振動電極とを備え、第１，第２の振動電極が圧電基板の全幅に至るように形成されており、かつ圧電基板の長さ方向中央領域で第１，第２の振動電極が表裏対向して振動部が構成されているエネルギー閉じ込め型の厚み滑りモードを利用した圧電共振子が用意される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例により得られる圧電部品を説明するための分解斜視図である。圧電部品１では、第１のケース材としてのケース基板２と、第２のケース材としてのキャップ３とでパッケージが構成されている。
【００１２】
ケース基板２は、アルミナなどの絶縁性セラミックスあるいは合成樹脂などの適宜の導電性材料からなる。ケース基板２の上面には、電極４，５が形成されている。
【００１３】
他方、キャップ３は、金属からなり、下方に開いた開口を有する。キャップ３は、矩形枠状の絶縁性接着剤層６を介してケース基板２に接合される。このようにして、ケース基板２とキャップ３とによりパッケージが構成され、該パッケージの内部に封止された収納空間が構成される。
【００１４】
また、ケース基板２上には、エネルギー閉じ込め型の厚み滑りモードを利用した圧電共振子７が導電性接着剤８，９により固定される。
圧電共振子７は、細長い矩形板状の圧電基板７ａを有する。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、圧電基板７ａの上面７ａ1 には、第１の振動電極７ｂが形成されており、下面には第２の振動電極７ｃが形成されている。振動電極７ｂ，７ｃは、圧電基板７ａの長さ方向中央領域で表裏対向するように形成されている。また、振動電極７ｂ，７ｃは、圧電基板７ａの全幅に至るように形成されている。
【００１６】
他方、振動電極７ｂは、圧電基板７ａの中央領域から一方の端部に至るように形成されており、さらに、圧電基板７ａの端面を経て下面に至る電極延長部７ｂ1 を有する。
【００１７】
同様に、振動電極７ｃは、圧電基板７ａの長さ方向中央領域から圧電基板７ａの振動電極７ｂが引き出されている側の端部とは反対側の端部に引き出されている。また、振動電極７ｃは、端面を経て上面に至る電極延長部７ｃ1 を有する。
【００１８】
圧電部品１の製造に際しては、図１に示すように、導電性接着剤８，９により圧電共振子７がケース基板２に固定される。この場合、導電性接着剤８により、振動電極７ｃが電極４に電気的に接続され、導電性接着剤９により振動電極７ｂが電極５に電気的に接続される。
【００１９】
さらに、本実施例では、圧電共振子７には、ダンピング材１０が付与される。ダンピング材１０は、図１では、分解して示されているが、圧電共振子７の上面７ａ1 に付与される上面部１０ａと、圧電共振子７の一対の側面７ａ2 ，７ａ3 に付与される側面部１０ｂ，１０ｃとを有する。
【００２０】
なお、図１では分解して示されているが、実際には、ダンピング材１０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、圧電共振子７の上面７ａ1 から一対の側面７ａ2 ，７ａ3 に至るように連なって付与されている。
【００２１】
上記ダンピング材１０としては、シリコーンゴムなどの質量付加によりダンピング作用を発現する適宜の絶縁性樹脂や絶縁性ゴムを用いて構成することができる。もっとも、好ましくは、取扱いが容易であり、優れたダンピング性能を発現するためシリコーンゴムが用いられ、より好ましくは、２５℃における粘度が２０Ｐａｓ以下であり、かつ２５℃において流動性を有し、加熱により硬化されてゴム状とされているシリコーンゴムが用いられる。
【００２２】
本実施例で得られた圧電部品では、上記圧電共振子７において、ダンピング材１０が圧電共振子の一方主面としての上面及び一対の側面に付与されている。従って、ダンピング材１０の付与にあたっては、圧電共振子７の上面側から流動性を有するダンピング材を付与するだけで、一対の側面にもダンピング材を行き渡らせることができる。すなわち、１回の塗布作業でダンピング材１０を付与することができ、ダンピング材の付与に際しての工程の簡略化、ひいては圧電共振子７の製造コストの低減を果たし得る。
【００２３】
また、上記ダンピング材１０の上面部１０ａ、及び側面部１０ｂ，１０ｃは、いずれも、圧電振動部を被覆するように塗布されることが必要である。すなわち、振動電極７ｂ，７ｃが対向されている圧電振動部を被覆するように、上面部１０ａ及び側面部１０ｂ，１０ｃが構成される。なお、上記圧電振動部を上面及び側面で被覆し得る限り、ダンピング材１０は、圧電共振子７の長さ方向全域に渡って形成される必要はない。
【００２４】
本実施例により得られた圧電共振子７では、上記ダンピング材１０が、圧電共振子７の上面７ａ1 だけでなく一対の側面７ａ2 ，７ａ3 にも至るように付与されているので、細長い矩形板状の圧電基板７ａを用いた圧電共振子７における幅モードの不要振動を効果的に抑圧することができる。従って、圧電共振子７において、振動電極の構造を変形してバンドパスフィルタを構成した場合には、通過帯域内のリップルを低減できる。また、圧電トラップを構成した場合には、通過帯域内における群遅延特性の乱れを抑制することができ、ディスクリミネータを構成した場合には低歪率の特性を得ることができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
【００２５】
上記圧電共振子７を得るにあたり、ＰＺＴ系セラミックスからなる長さ３ｍｍ×幅０．４ｍｍ×厚み０．１ｍｍの圧電基板７ａに振動電極７ｂ，７ｃを形成し、ディスクリミネータを構成した。このディスクリミネータとしての圧電共振子７に、硬化前の２５℃における粘度が８Ｐａｓの熱硬化性シリコーンゴムを、ディスペンサーを用いて付与し、１５０℃の温度で硬化させて、ダンピング材１０を形成した。なお、硬化後のシリコーンゴムからなるダンピング材１０の硬度はＪＩＳのＡ硬度で６０であった。
【００２６】
上記のようにして得られたディスクリミネータのインピーダンス特性及び位相特性を図７に示す。
比較のために、図８に示す圧電部品２１を用意した。圧電部品２１は、ダンピング材２２が、圧電共振子７の上面にのみ付与されていることを除いては、上記実施例と同様にして構成した。
【００２７】
比較のために用意した圧電部品２１におけるインピーダンス特性及び位相特性を図９に示す。なお、図８に示した圧電部品２１は、本願発明者が先に提案した、未だ公知ではない特願平１１−１３４０１８号に開示されている構造を有するものである。この比較のために用意した圧電部品２１においても、ダンピング材２２を圧電共振子７の一方主面側からのみ付与して塗布することができる。しかしながら、図９に示すように、比較例の圧電部品では、矢印Ａで示すリップルが比較的大きく現れている。これは、幅モードによるリップルである。
【００２８】
これに対して、図７に示すように、本実施例により得られた圧電共振子７を用いた圧電部品１では、幅モードのリップルが効果的に抑圧されていることがわかる。
【００２９】
すなわち、本実施例の圧電部品１では、圧電共振子７の側面にもダンピング材１０が付与されているので、幅モードのリップルを効果的に抑圧することができる。
【００３０】
特願平１１−１３４０１８号に開示されている圧電部品では、上記幅モードのリップルによる不良品が約５％程度発生していたのに対し、本実施例により得られた圧電部品１では、このような幅モードリップルが大きい不良品を殆ど無くすことができる。従って、圧電部品の生産性を高めることができる。
【００３１】
なお、特願平１１−１３４０１８号では、ディスクリミネータを構成した場合に歪率特性を低減するには、ＪＩＳのＡ硬度が８０〜１００のダンピング材を用いることが必要であるとされていたが、本実施例によれば、上記のようにＪＩＳのＡ硬度が６０のシリコーンゴムを用いた場合においても、歪率を低減することができる。従って、ダンピング材として使用し得る材料の選択の幅を広げることができ、より安価な圧電共振子を提供することができる。
【００３２】
次に、図３〜図６を参照して、上記ダンピング材１０を圧電共振子７に付与する方法の具体的な例を説明する。
上記のように、ディスペンサーを用いてダンピング材１０を付与する場合、図３に断面図で示すように、圧電共振子７の上方からディスペンサーのノズル１３を降下し、ノズル１３内に充填されているダンピング材１０を圧電共振子７の上面側から付与すればよい。この場合、好ましくは、ノズル１３の先端の外径Ｄを、圧電共振子７を構成している圧電基板７ａの幅Ｗ以上とすることが望ましい。すなわち、ノズル１３の外径Ｄを、上記幅Ｗ以上とした場合、図４に示すように、ノズル先端に垂れ下がっているダンピング材、すなわちダンピング材１０の垂下部１０Ｘが略球状に膨らむ。この略球状に膨らんだ垂下部１０Ｘの径が、確実に圧電基板７ａの幅Ｗよりも大きくなるため、ダンピング材１０を圧電基板７ａの一対の側面にも至るように塗布することができる（図５（ａ）参照）。
【００３３】
また、好ましくは、垂下部１０Ｘの下端と、圧電基板７ａの下面との間の距離Ａが、０≦Ａ≦ｔの範囲となるように付与することが望ましい。なお、ｔは圧電基板７ａの厚みである。
【００３４】
上記のように、ダンピング材１０を塗布するにあたり、垂下部が圧電共振子７の上面に接触し、側面にもその流動性により至った場合に、垂下部１０Ｘの下端が側面に至っている部分において、０≦Ａ≦ｔを満たすように付与し、しかる後硬化させることにより、確実にダンピング材を圧電共振子７の一対の側面にも付与することができる。
【００３５】
なお、上記実施例では、ディスペンサーのノズル１３からダンピング材１０を送り出し、圧電共振子７に付与したが、ディスペンサーに代えて転写ピンを用いてもよい。その場合には、図６に略図的平面図で示すように、転写ピン１４の径Ｄを、圧電共振子７の幅Ｗ以上とすればよく、ディスペンサーを用いた場合と同様に、ダンピング材１０を圧電共振子７の上面だけでなく一対の側面に確実に付与することができる。
【００３６】
上記実施例では、第１，第２のケース材２，３として、ケース基板２とキャップ３とを用いたが、圧電共振子７を収納し得る収納空間を構成し得る限り、第１，第２のケース材の形状はこれに限定されるものではない。
【００３７】
また、上記実施例では、一枚の圧電基板に一対の振動電極が形成された圧電共振子について説明したが、一枚の圧電基板に二対以上の振動電極が形成された圧電共振子に適用することも可能である。さらに、本発明は、１つの収納空間に２つ以上の圧電共振子（圧電基板）を収納した圧電部品の製造に適用することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る圧電共振子の製造方法では、厚み滑りモードの圧電共振子の一方主面側からダンピング材を塗布し、該ダンピング材を一方主面及び両側面において圧電振動部を被覆するように塗布すればよいため、ダンピング材塗布工程の簡略化を果たすことができ、かつ圧電共振子の周波数特性を改善することができる。
【００３９】
上記ダンピング材の塗布は、ノズルまたは転写ピンを用いて行うことができ、従って新たに特殊な塗布設備を必要とせず、ノズルまたは転写ピンを用いて容易に塗布することができる。
【００４０】
圧電基板の幅方向寸法をＷとしたときに、該幅方向寸法Ｗ以上の外径または径を有するノズルまたは転写ピンを用いた場合には、圧電基板の一方主面側にノズルまたは転写ピンを接近させてダンピング材を付与するだけで、確実にダンピング材を圧電基板の一方主面だけでなく一対の側面に至るように塗布することができる。
【００４１】
さらに、ノズルまたは転写ピンの先端においてダンピング材が垂れ下がっている部分の下端と、圧電基板のダンピング材が塗布される側の主面とは反対側の主面との間の距離をＡ、圧電基板の厚みをｔとしたときに、０≦Ａ≦ｔとなるようにダンピング材を付与した場合、確実に圧電基板の一方主面だけでなく一対の側面にダンピング材を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例により得られる圧電部品を説明するための分解斜視図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例により得られる圧電共振子を説明するための縦断面図及び（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図３】本発明の一実施例においてディスペンサーを用いてダンピング材を付与する工程を説明するための断面図。
【図４】ディスペンサーのノズルの先端からダンピング材が垂れ下がっている状態を示す部分切欠正面図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、圧電基板とダンピング材の垂下部分との関係を示す模式的平面図、（ｂ）は、圧電基板を塗布する場合のダンピング材の垂下部と圧電基板の厚みとの関係を示す図。
【図６】転写ピンを用いた場合の転写ピンの先端と圧電基板の幅方向寸法との関係を説明するための模式的平面図。
【図７】本発明の一実施例において構成されたディスクリミネータのインピーダンス特性及び位相特性を示す図。
【図８】比較のために用意した圧電部品を説明するための分解斜視図。
【図９】比較のために用意したディスクリミネータのインピーダンス特性及び位相特性を示す図。
【符号の説明】
１…圧電部品
２…第１のケース材としてのケース基板
３…第２のケース材としてのキャップ
７…圧電共振子
７ａ…圧電基板
７ａ1 …上面
７ａ2 ，７ａ3…側面
７ｂ…振動電極
７ｃ…振動電極
１０…ダンピング材
１０ａ…上面部
１０ｂ，１０ｃ…側面部
１０Ｘ…垂下部
１３…ノズル
１４…転写ピン
【図１】
0003680841.tif 000002
【図２】
0003680841.tif 000003
【図３】
0003680841.tif 000004
【図４】
0003680841.tif 000005
【図５】
0003680841.tif 000006
【図６】
0003680841.tif 000007
【図７】
0003680841.tif 000008
【図８】
0003680841.tif 000009
【図９】
0003680841.tif 000010