(57)【要約】【課題】誘電体基板の主面電極と側面電極の接続を安定にすることで信頼性に優れた圧電共振部品を得ることを目的とする。【解決手段】誘電体基板１１はその内部において誘電体層を介して重なり合うように配置された複数の内部電極１６、１７と、この内部電極１６、１７のいずれかに電気的に接続される、誘電体基板１１の側面に形成された側面電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、前記誘電体基板１１の主面の少なくとも一方に形成された主面電極１９ａ、１９ｂ、１９ｃとを有し、この主面電極１９ａ、１９ｂ、１９ｃは下地電極２３とめっきにより構成され、前記下地電極２３のうち少なくとも圧電共振素子１３に対向する側の主面の下地電極２３の少なくとも一部分が誘電体基板１１に埋め込まれて設けられていることを特徴とする圧電共振部品である。【選択図】図１
2008177814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対向する主面と前記主面に垂直な一対の側面と前記主面と前記側面に垂直な一対の端面を有する略直方体形状の誘電体基板と、前記誘電体基板上に導電性樹脂を介して搭載された圧電共振素子と、前記圧電共振素子を密閉するように前記誘電体基板上に封止樹脂を介して固定されたキャップを備え、前記誘電体基板はその内部において誘電体層を介して重なり合うように配置された複数の内部電極と、前記複数の内部電極のいずれかに電気的に接続される、前記側面に形成された側面電極と、前記誘電体基板の対向する前記主面の少なくとも前記圧電共振素子に対向する側の主面に形成された主面電極とを有し、前記主面電極は下地電極とめっきにより構成され、前記下地電極のうち少なくとも前記圧電共振素子に対向する側の主面の下地電極の少なくとも一部分が前記誘電体基板に埋め込まれ、埋め込まれた前記下地電極の端部は前記誘電体基板の側面に露出しており、この露出した下地電極端部と前記側面に形成された側面電極とが電気的に結合されていることを特徴とする圧電共振部品。
【請求項２】
少なくとも誘電体組成物と可塑剤と有機結合材を含む誘電体シートを作製するシート作製工程と、前記誘電体シートと内部電極とを交互に重ねて略直方体状の積層体を作製する積層工程と、前記積層体の主面上の所定の位置に下地電極を形成した後前記積層体に圧力を加えて前記下地電極を前記積層体に埋め込んで成形体を得る加圧工程と、前記成形体を加熱処理して前記成形体中の可塑剤と有機結合材を除去する脱脂工程と、前記可塑剤と有機結合材が除去された成形体を焼成して焼結体を得る焼成工程と、前記焼結体を面取加工する面取工程と、前記面取加工後の焼結体の側面に下地電極を形成する電極形成工程と、前記側面と前記主面の下地電極にめっきを形成するめっき工程とを備え、前記主面に形成された下地電極と前記内部電極は主成分が同じ電極材料により形成されたものであり、かつ前記焼成工程において前記主面に形成された下地電極と前記内部電極とを同時に焼成することを特徴とする圧電共振部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体基板上に圧電共振素子を搭載し、例えばマイクロコンピュータのクロック発振回路の共振回路を構成するのに使用される圧電共振部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電共振部品は、圧電発振子、セラミックフィルタ等の圧電デバイスに広く応用されているが、近年電子機器の小型化、高精度化に伴い、リード付き部品に替わって表面実装型の電子部品が用いられている。
【０００３】
この種の表面実装型電子部品の一例として、従来の圧電発振子について以下に説明する。従来の圧電発振子は、図４の断面図に示すように、外部電極４４９を主面上に形成した誘電体基板４４１の前記外部電極４４９上に導電性樹脂４４２を介して圧電素子４４３を搭載した後、その上方向からキャップ４４５を被せ、接着剤で封止している。誘電体基板４４１の側面の両端近くと中央部に、内部電極４４６の特定のものと接続される３本の外部電極（図示せず）が形成されており、両端近くに設けられた外部電極は誘電体基板４４１を鉢巻状に周回している。
【０００４】
近年の圧電発振子の小型化、発振周波数の高精度化の要求にともなって、この誘電体基板もますます小型化が進展しているが、このような小型の誘電体基板に形成される側面の外部電極と、誘電体基板の主面上に形成した外部電極との接続を確保することが難しくなってきている。
【０００５】
このような小型の誘電体基板の主面と側面に外部電極を形成する方法としては、例えば下記特許文献１に記載されたタンポ印刷（パッド印刷）により誘電体基板の主面と側面に同時に外部電極を形成する方法がある。
【特許文献１】特開２００３−７５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された外部電極の形成方法においては、タンポ（パッド）の弾力性を利用して誘電体基板の主面と側面に外部電極を形成しているが、誘電体基板の稜線部では電極が薄くなり、電極が途切れたりして主面の外部電極と側面の外部電極との接続が不十分となり、信頼性が不十分であるという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、誘電体基板の主面の外部電極と側面の外部電極との接続を向上させることにより信頼性の高い圧電共振部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の圧電共振部品は、略直方体形状の誘電体基板と、前記誘電体基板上に導電性樹脂を介して搭載された圧電共振素子と、前記圧電共振素子を密閉するように前記誘電体基板上に封止樹脂を介して固定されたキャップを備え、前記誘電体基板はその内部において誘電体層を介して重なり合うように配置された複数の内部電極と、前記複数の内部電極のいずれかに電気的に接続される、前記側面に形成された側面電極と、前記誘電体基板の対向する前記主面の少なくとも前記圧電共振素子に対向する側の主面に形成された主面電極とを有し、前記主面電極は、下地電極とめっきにより構成され、前記下地電極のうち少なくとも前記圧電共振素子に対向する側の主面の下地電極の少なくとも一部分が前記誘電体基板に埋め込まれ、前記誘電体基板の主面に埋め込まれた前記下地電極の端部は前記誘電体基板の側面に露出しており、この露出した下地電極端部と前記側面に形成された側面電極とが電気的に結合した構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の圧電共振部品は、誘電体基板の主面に埋め込まれた下地電極の端部が前記誘電体基板の側面に露出し、この端部において側面に形成された側面電極と接続されることにより、主面の下地電極と側面の側面電極との接続が安定したものとなり、その結果、信頼性に優れた圧電共振部品が得られるという効果を有する。
【００１０】
また本発明の圧電共振部品の製造方法は、積層体の主面に形成された下地電極と内部電極は主成分が同じ電極材料により形成されたものであり、かつ焼成工程において主面に形成された下地電極と内部電極とを同時に焼成することにより製造工程が簡略化できるという効果を有する。
【００１１】
さらに、下地電極と内部電極の位置ずれを防いで内部電極と主面電極との間に発生する浮遊容量の変動を大幅に抑制することができるので、容量精度の高い誘電体基板を得ることができ、圧電共振部品の精度を向上することができるという効果も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の圧電共振部品について、圧電共振部品の一つである圧電発振子を例に一実施の形態および図面を用いて説明する。
【００１３】
図１（ａ）は本発明の一実施の形態による圧電発振子の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のａ−ａ線で切断したときの断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の要部透過拡大斜視図である。
【００１４】
図１（ａ）、（ｂ）において、圧電発振子１０は誘電体基板１１上に導電性樹脂１２を介して搭載された圧電共振素子１３と、この圧電共振素子１３を密閉するように誘電体基板１１上に封止樹脂１４により固定されたキャップ１５とを備えている。
【００１５】
圧電共振素子１３には振動閉じ込め電極２２が形成されている。
【００１６】
そして、誘電体基板１１の対向する一対の主面の上面側には下地電極にめっきを施した主面電極１９ａが形成されており、この主面電極１９ａは導電性樹脂１２を介して圧電共振素子１３に設けられた振動閉じ込め電極２２と電気的に接続されている。
【００１７】
さらにこの主面電極１９ａは誘電体基板１１の側面に形成された側面電極２０ａにより、誘電体基板１１の下面側の主面、すなわち圧電共振素子１３が搭載される面と反対側の主面に形成された主面電極１９ｂと接続されている。
【００１８】
図１（ｂ）において、内部電極１７は誘電体基板１１の側面に露出した端部で図１（ａ）に示した側面電極２０ａと接続され、この側面電極２０ａを介して主面電極１９ａ、１９ｂと接続され、また内部電極１６は誘電体基板１１の側面に形成された図１（ａ）に示した側面電極２０ｂにより下面側の主面に形成されたアース用の主面電極１９ｃに接続されている。
【００１９】
図１（ｂ）では封止樹脂１４は主面電極１９ａ上に設けているが、主面電極１９ａ以外の誘電体基板１１上に設けてキャップ１５を固定してもよい。
【００２０】
ここで、３種の主面電極１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、図１（ｃ）に示すように、その下地電極２３の厚み方向の全部または一部が誘電体基板１１に埋め込まれて設けられており、主面電極１９ａ、１９ｂ、１９ｃの下地電極２３上には図示していないがめっきが形成されている。
【００２１】
図１（ｃ）で下地電極２３は、誘電体基板１１の表面より突出した部分２４と、誘電体基板１１に埋め込まれた部分２５とを有する。
【００２２】
そして主面電極１９ａの下地電極２３の埋め込まれた部分２５の端部が誘電体基板１１の側面２６に露出しており、この露出した端部と側面電極２０ａとが安定に電気的に接続される。
【００２３】
下地電極２３が誘電体基板１１の表面より突出した部分２４の端部と、側面電極２０ａの端部は、一般的に電極ペーストの塗布時や焼付時に端部の一部分が後退した円弧状となりやすく、このままでは誘電体基板１１の稜線部２７での下地電極２３と側面電極２０ａの接続が困難となる。
【００２４】
そして、この下地電極２３が埋め込まれた部分２５が主面電極１９ａの側面２６に露出した端部がなければ、側面電極２０ａとの接続が十分なものとならず、場合によっては接続不良となることもある。
【００２５】
したがって、図１（ｃ）に模式的に示したように、主面電極１９ａの下地電極２３が埋め込まれた部分２５の端部が側面２６に露出していることが重要である。
【００２６】
ここで、主面電極１９ａの下地電極２３が誘電体基板１１に埋め込まれた部分２５は、厚み方向の全てまたは厚みの１／３以上が誘電体基板１１に埋め込まれて設けられていることが好ましい。
【００２７】
また上記の説明では主面電極１９ａと側面の側面電極２０ａとの接続について述べたが、主面電極１９ｂ、１９ｃについても主面電極１９ａと同様の構成とすることで、同様の作用効果を奏するものである。
【００２８】
また、側面電極２０ａ、２０ｂはスクリーン印刷やローラ転写により形成することができる。
【００２９】
主面電極１９ａについては、上記のように誘電体基板１１に下地電極２３の厚み全部か、厚みの１／３以上が埋め込まれていることが望ましいため、焼成前の積層された積層体の段階で下地電極２３を形成し、その後この積層体を加圧して下地電極２３を誘電体基板１１内に埋め込むことが重要である。
【００３０】
以下、本一実施の形態の圧電発振子の製造方法について、図２、図３を用いて説明する。
【００３１】
図２は本発明の一実施の形態における積層体の製造方法を説明するための断面図、図３は図２の積層体を加圧して下地電極２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃをグリーンシート２０１ａに埋め込んだ成形体の斜視図であり、図２、図３において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付して説明は省略する。
【００３２】
まず、焼成により誘電体基板１１となるグリーンシート２０１の作成について説明する。
【００３３】
粒子径０．１〜３μｍのＣａＴｉＯ3を主成分とする誘電体組成物の粉体を準備し、この粉体と有機結合材、可塑剤、有機溶剤や必要に応じて分散剤などと共に混合し、セラミックスラリーを作成する。
【００３４】
このセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によりシート成形を行う。
【００３５】
ここで、グリーンシートとしては、誘電体基板の最外層用の比較的厚みの厚いグリーンシート２０１ａと、一対の内部電極に挟まれ、容量を発現する比較的厚みの薄いグリーンシート２０１ｂの、厚みの異なる２種類のグリーンシートを作成する。
【００３６】
また、別途Ｐｄ金属を主成分とし、主面電極１９の下地電極２０２ａと内部電極１６、１７の形成に用いる電極ペーストを準備する。
【００３７】
次に、図２に示すように、下地電極２０２ｂ、２０２ｃを形成したグリーンシート２０１ａの下地電極を形成した反対側の面に、内部電極１７を形成したグリーンシート２０１ｂを重ねる。
【００３８】
次に内部電極１６を形成したグリーンシート２０１ａを重ねる。
【００３９】
さらにその上に、ポリエチレンテレフタレート（以降ＰＥＴと略称する）などのフィルム２０３に形成した主面電極１９ａの下地電極２０２ａを転写する。
【００４０】
このようにして重ねて積層した積層体の主面にはＰｄ金属を主成分とした電極ペーストを用いて形成された下地電極２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃが形成されている。
【００４１】
ここで、積層体としては説明の簡略化のために、個片の積層体を形成するかのように説明したが、実際には個片の積層体が数１００個程度、平面方向に縦、横に連続した母体となる積層体の集合体を積層し、所定の位置で切断して個片に分割するという方法が一般的である。
【００４２】
次に、１００ＭＰａ程度の圧力で積層体を加圧し、主面上に形成され、主面の面上に盛り上がって形成されている主面電極の下地電極をグリーンシート２０１ａに埋め込んで図３の斜視図に示す成形体３０１を得る。
【００４３】
ここで、下地電極の厚みを例えば４μｍとすると、上記の１００ＭＰａの加圧により３〜４μｍがグリーンシート２０１ａ中に埋め込まれ、また加圧力を５０ＭＰａとすると２μｍ程度が埋め込まれる。
【００４４】
図３において、グリーンシート２０１ａに埋め込まれた下地電極２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの端部が成形体３０１の側面に露出している。
【００４５】
図３で３０２は内部電極１７が成形体３０１の側面に露出した端部であり、また３０３は同様に内部電極１６が側面に露出した端部である。
【００４６】
次に、この成形体を８０℃〜２００℃の温度で２０時間加熱処理して可塑剤を除去し、さらに３００℃〜５００℃で２０時間加熱して有機結合材を除去する。
【００４７】
この可塑剤、有機結合材を除去する脱脂工程の後、誘電体組成物の焼結に最適な１２００〜１４００℃の範囲の所定の温度で焼成して焼結体を得る。
【００４８】
この焼成によりグリーンシートは図１に示す誘電体基板１１（焼結体）となる。
【００４９】
次に得られた焼結体にバレル研磨機などにより下地電極が除去されない程度の面取加工を施す。
【００５０】
次に面取後の焼結体の内部電極が露出している側面の所定の位置にガラスフリットを含有したＡｇペーストを塗布して乾燥し、その後７００〜９００℃の温度で焼付を行い、図１に示す側面電極２０ａ、２０ｂを形成する。
【００５１】
この側面電極２０ａは下地電極２０２ａ、２０２ｂ及び内部電極１７と電気的に接続されている。
【００５２】
また、側面電極２０ｂは下地電極２０２ｃ及び内部電極１６と接続されている。
【００５３】
次に、焼結体（誘電体基板１１）の主面電極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ並びに側面電極２０ａ、２０ｂにＮｉ−Ａｕめっきを施す。
【００５４】
このようにして得られた誘電体基板１１の寸法は長さが３．２ｍｍ、幅が１．３ｍｍ、厚みが０．３ｍｍである。
【００５５】
以上のようにして作製された圧電発振子の誘電体基板１１は、主面電極１９ａ、１９ｂ、１９ｃと側面電極２０ａ、２０ｂが安定して接続されており、その後高温寿命試験や耐湿寿命試験においても電極間の接続が途切れることはなく、信頼性に優れた圧電発振子が得られた。
【００５６】
また、従来の誘電体基板の作製方法では、積層体を焼成した焼結体の所定の位置にスクリーン印刷やタンポ印刷（パッド印刷）などにより主面電極を形成しているため、内部電極と主面電極との位置合わせが難しく、内部電極と主面電極間の浮遊容量の変動により誘電体基板の静電容量精度が低くなるという課題があった。
【００５７】
しかし、本発明の製造方法においては、内部電極を有する積層体上に積層過程で下地電極を形成する方法を取るため、内部電極と下地電極の位置ずれを防ぐことができ、内部電極と下地電極との間に発生する浮遊容量の変動を大幅に抑制することができる。これにより、容量精度の高い誘電体基板を得ることができ、圧電発振子自体の精度向上を可能にできるという効果もある。
【００５８】
なお、本一実施の形態では誘電体組成物としてＣａＴｉＯ3を主成分とする粉体を用いたが、これに限定されるものではなく、ＭｇＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3などのその他の材料を主成分とする粉体や、これらを組み合わせた粉体を用いてもよい。
【００５９】
また、本一実施の形態ではＣａＴｉＯ3を主成分とした誘電体組成物の焼成温度に適したＰｄ金属を主成分とする電極ペーストを用いたが、これに限定されるものではなく、誘電体組成物によってＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属を主成分とする電極ペーストを用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、特に、信頼性が要求される圧電共振部品に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態における圧電発振子の斜視図、（ｂ）同断面図、（ｃ）同要部透過拡大斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における成形体の製造方法を説明するための断面図
【図３】本発明の一実施の形態における成形体の斜視図
【図４】従来の圧電発振子の断面図
【符号の説明】
【００６２】
１０  圧電発振子
１１  誘電体基板
１２  導電性樹脂
１３  圧電共振素子
１４  封止樹脂
１５  キャップ
１６、１７  内部電極
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ  主面電極
２０ａ、２０ｂ  側面電極
２２  振動閉じ込め電極
２３  下地電極
２４  下地電極が誘電体基板上に突出した部分
２５  下地電極が誘電体基板に埋め込まれた部分
２６  側面
２７  稜線部
２０１ａ、２０１ｂ  グリーンシート
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ  下地電極
２０３  フィルム
【図１】
2008177814.tif 000003
【図２】
2008177814.tif 000004
【図３】
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【図４】
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