JPH0327609A - 圧電共振子の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般に、圧電フィルターや発振子等として用
いられる厚み滑り振動モードの圧電共振子の製造方法に
関する． ［背景技術］ 第１０図に示す圧電共振子にあっては、圧電基板１１の
全体が均一に分極されており（分極軸方向を矢印Ｐで示
す）、圧電基板１１の中央部において両主面に振動電極
１２が設けられ、圧電基板１１の端部に設けられた外部
引き出し電極１４には圧電基板１１を隔てて容量電極１
５が対向させられている． しかし、このように圧電基板ｌ１の全体が均一に分極し
ていると、容量電［１１５に電荷が充放電される時に容
量電極１５と外部引き出し電極１４の間にも充放電に伴
って振動が発生し、この不要スプリアス振動のために圧
電共振子の共振特性が劣化する恐れがある． そこで、容量部分等におけるスプリアス振動を抑圧する
ため、従来にあっては、■容量電極等に質量負荷として
樹脂や半田を付着させ、容量部分等における振動を抑圧
させる方法、■圧電基板の全体に分極処理を施した後、
振動部分を除いて逆分極処理を施し、容量部分等の分極
を破壊する方法、■圧電基板の全体に分極処理を施した
後、容量部分等に部分的に熱処理を施して分極を破壊す
る方法などが知られている． ［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、上記■の質量負荷を与える方法は、厚み
縦振動では有効であるが、厚み滑り振動の場合には有効
でなかった．すなわち、厚み縦振動では、振動による変
位方向が板厚方向であるので、容量電極等の上に質量負
荷を与えることにより振動を抑制する効果があるが、厚
み滑り振動では、振動の変位方向が圧電基板の主面と平
行であるので、容量電極等の上に質量負荷を与えても十
分な効果を得ることができなかった． また、■の逆分極処理を施す方法も、分極軸方向が圧電
基板の板厚方向を向いた厚み縦振動の場合には容易に実
施することができるが、分極軸方向が主面と平行な厚み
滑り振動の圧電共振子の場合には、部分的に逆分極処理
を行うことは困難であった． さらに、■の熱処理によって分極を部分的に破壊する方
法は、圧電共振子が小型であるため、分極を破壊する領
域のコントロールが困難で、あまり有用でなかった。

したがって、厚み滑り振動モードの圧電共振子にあって
は、これまで分極を部分的に破壊したり、ダンピングし
たりするのが困難であり、容旦部分等で発生するスブリ
アスを十分に抑制できなかった． しかして、本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは厚み滑り振動モ
ードの圧電共振子において、容量部分等で発生するスプ
リアスを抑圧するための方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明の圧電共振子の製造方法は、圧電基板
の主面と平行な方向に分極軸方向を持つ厚み滑り振動モ
ードの圧電共振子の製造方法であって、圧電親基板の主
面に複数の分極用電極を形成し、分極用電極間に電圧を
印加して圧電親基板の分極用電極間の部分を主面と平行
に分極させ、分極用ｔ極の両側で分極軸方向が逆向きと
なるように電圧を印加することにより分極用電極の形威
された部分を非分極化し、上記分極用電極の不要部分を
除去し、あるいは必要電極を圧電親基板もしくは圧電親
基板を分割して得た圧電基板に付加することにより、圧
電親基板もしくは圧電基板の分極部分に振動電極を形成
し、非分極部分に容量電極のような機能用電極を形成す
ることを特徴としている． ［作用コ 上記のように、圧電親基板の表面に複数の分極用電極を
形成し、分極用電極間に電圧を印加すると、圧電親基板
内には主面と平行な電界が生じるので、圧電親基板は分
極用電極間で主面と平行に分極させられる．また、分極
用電極の両側で分極軸方向を互いに逆向かせると、対称
性により分極用電極の部分では圧電親基板が分極されず
、非分極状態が得られる。

この後、上記分極用電極の不要部分を除去し、あるいは
必要電極を付加することにより、圧電親基板等の分極部
分に振動電極を形成し、また非分極部分に容量電極等の
機能用電極を形成することができる． したがって、本発明の方法によれば、分極軸方向が圧電
基板の主面と平行な方向を向いた厚み滑り振動モードの
圧電共振子において、振動電極及びその周辺部分だけを
分極させ、残りの容量電極等の部分を非分極化させるこ
とができる。

こうして得られた厚み滑り振動モードの圧電共振子は、
振動電極とその周辺部分が分極処理されているので、振
動電極に電圧信号を印加すると振動部では圧電振動が励
起される．一方、振動部以外では圧電基板が非分極とな
っているので、不要振動が抑圧され、例えば振動部以外
の箇所に容量電極等の機能用電極を設けてあっても、容
量電極の充放電等に伴う不要スプリアス振動の発生もな
く、共振子の共振特性が良好となる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する． 第２図は、本発明の方法によって製造された厚み滑り振
動モードの振動エレメントＡの一例である．圧電セラミ
ックスの圧電基板１の両主面には、スパッタリングや真
空蒸着等によって電極膜が形成されており、圧電基板ｌ
の中央部では両主面で振動電極２ａ，２ａを対向させて
振動部３を形成してあり、各々の端部では振動電極２ａ
と導通した外部引き出し電極４と振動電極２ａから分離
した容ｆｉ電ｆ！５とが対向している．圧電基板１の振
動部３及びその周辺（振動電ｉ２ａ，２ａの対向してい
る部分より若干広い部分〉は分極処理を施されており、
分極軸は矢印Ｐで示すように主面と平行な方向を向いて
おり、それ以外の部分では圧電基板１は非分極状態とな
っている．したがって、外部引き出し電極４，４を通し
て振動電極２ａ，２ａに電圧信号を印加すると振動部３
で厚み滑り振動モードの圧電振動が発生する．方、容量
電極５と外部引き出し電極４の間には電荷が蓄積される
が、この部分では圧電基板１が非分極であるので、電荷
の充放電に伴って電圧が変化しても圧電振動が発生しな
い．したがって、スブリアス振動による共振特性の変化
が生じにくく、設計が容易になる．また、振動部３の周
囲が非分極状態となっているので、振動部３に効率的に
エネルギーを閉じ込めることができる．この振動エレメ
ントＡは、第３図（ａ）に示すように、その両面に絶縁
保護基板８ａを積層し、振動部３における振動を抑圧し
ないようにして接着剤ＩＯにより保護基板８ａを接着さ
せて一体化し、積層体の両端部に外部引き出しｇ１極４
と導通した外部電極９を設け、さらに第３図（ｂ）に示
すように、内面の振動部３と対向する部分に凹部αを設
けられた側面保護基板８ｂを積層体の両面に接着して振
動部３を密封させ、チップ型圧電共振子を構成される．
なお、絶縁保護基板８ａの内面にも、振動電極と対向さ
せて凹部を形成してあってもよい． 第１図（ａ）〜（ｄ）には、上記の振動エレメントＡの
製造方法の一実施例を示してある．まず、分極処理を施
されていない圧電親基板６の表裏両面に第１図（ａ）に
示すようなストライプ状パターンの分極用電極７が形成
される．次に、各分極用電極７に第１図（ｂ）に＋もし
くは一記号で示すような極性で電圧を加えると、隣合う
分極用電極７間では圧ｉｓ基板６内に第１図（Ｃ）に示
すように圧電親基板６の主面と平行な方向に電界が発生
し、分極用電極７間において圧電親基板６が主面と平行
に分極させられる．一方、各々の分極用電極７の両側で
は電界の向きが逆向きとなっているので、分極用電極７
の部分では、印加電圧の対称性によって無電界となって
おり、分極用電極７の設けられている部分では圧電親基
板６は非分極状態となっている．よって、圧電親基板６
には、第１図（ｂ）に示すように分極部分と非分極部分
とが交互に並んでおり、しかも分極部分の分極軸の向き
は交互に逆向きとなっている．次いで、第１図（ｃ）に
想像線で示すように、分極用電極７の上に重ねて電極Ｊ
ｌｌ７ａを形成することにより、あるいは分極用電極７
の部分をマスキングして分極用電極７につぎ足すように
電極膜７ａを形成することにより、圧電親基板６の両面
に第１図（ｄ）のように振動電極２ａと外部引き出し電
極４と容量電極５を形成する．この後、圧電親基板６を
エレメント形状に合わせて、例えば第１図（ｄ）の各Ｇ
−Ｇ線で切断すると（もちろん、第１図（ｄ）の紙面奥
行方向にも切断する，）、第２図のような振動部３とそ
の周辺のみで分極した厚み滑り振動モードの多数の振動
エレメントＡが一度に得られる．なお、圧電親基板６を
切断する場合には、圧電親基板６の両面に絶縁保護基板
８の親基板を積層してから一度に切断してもよい． 第４図に示すものは本発明の他例であり、第一の実施例
の振動エレメントＡから容量電極５を除いたものである
．このような振動エレメントＢを製造する場合には、上
記のような方法で圧電．親基板６に分極処理を施した後
、不要な分極用電極７をエッチング等によって除去して
もよい．また、図示しないが、分極用電極７はパターン
形成して別の回路網として利用してもよい．第５図に示
すものは本発明のさらに他例であり、３端子型の厚み滑
り振動モードの振動エレメントＣである．即ち、圧電基
板１の表面に一対の振動電極２ｂを近接させて設け、裏
面に振動電極２ｂと対向させてアース側振動［ｆ！（図
示せず）を設け、表裏の振動電極間に振動部３を形成し
たものである．そして、この振動部３及びその周辺部の
みを分極させてある．製造方法は、図示しないが、圧電
親基板の状態で振動部３以外の部分に分極用電極を形成
し、第１図（０〜（ｄ）の場合と同様にして分極用電極
間の部分を分極させ、分極用電極の部分を非分極とし、
分極用電極の不要部分を除去して外部引き出し電極４を
形成し、電極膜を付加して振動電極２ｂとアース側振動
電極を形成し、圧電親基板を切断して第５図のような振
動エレメントＣを得ている．また、Ｕ字状をした圧電基
板１に３端子型の振動部３を２素子設けた第６図のよう
な厚み滑り振動モードの振動エレメントＤも同様にＩＲ
造することがて゛きる．第７図、第８図及び第９図には
、分極用電４１７のいろいろなパターンを示してある．
分極用［＆７は、圧電親基板６の表裏両主面に同じパタ
ーンのものを設けるのが好ましいが、分極軸位置に合わ
せて圧電親基板６の表裏で異なるパターンを用いてもよ
く、あるいは圧電親基板６の一方の主面のみに分極用電
極７を設けてもよい．また、分極用電極７の異なるパタ
ーンを圧電親基板６の同一面内に組み合わせても差し支
えない．すなわち、分極用電極７のパターンは、振動エ
レメントの形状や各電極形状、あるいは複合部品として
の形状等に合わせて自由に変えることができる。したが
って、分極軸の方向を若干変える為に、分極用ｔｉ７の
ピッチや上下の対向位置を変化させれば、より高度な分
極処理を行える． ［発明の効果コ 本発明によれば、厚み滑り振動モードの圧電共振子にお
いて、振動電極の部分及びその周辺のみを分極させるこ
とが可能になる．しかして、本発明の方法によって製造
された厚み滑り振動モードの圧電共振子にあっては、振
動部の周辺以外では圧電基板が非分極となっており、振
動部以外では圧電振動を抑圧してスプリアス振動等の発
生を防止でき、良好な振動特性を得ることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（ｃＨｄ）は本発明方法の一実施例
を示す説明図、第２図は同上の方法により製造された振
動エレメントの斜視図、第３図（ａＨｂ）は圧電共振子
をチップ部品化する工程を示す斜視図及び断面図、第４
図は本発明方法により製造される他の振動エレメントを
示す正面図、第５図は本発明方法により製造されるさら
に他の振動エレメントを示す平面図、第６図は本発明方
法によって製造されるさらに他の振動エレメントを示す
平面図、第７図、第８図及び第９図はそれぞれ分極用電
極の他のパターンを示す平面図、第１０図は従来例の正
面図である． １・・・圧電基板 ２ａ，２ｂ・・・振動電極 ３・・・振動部 ４・・・外部引き出し電極 ５・・・容量電極 ６・・・圧電親基板 ７・・・分極用電極 Ｐ・・・分極軸 第７図 第９ 図 ア 第８図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電基板の主面と平行な方向に分極軸方向を持つ
   厚み滑り振動モードの圧電共振子の製造方法であって、 圧電親基板の主面に複数の分極用電極を形成し、分極用
   電極間に電圧を印加して圧電親基板の分極用電極間の部
   分を主面と平行に分極させ、分極用電極の両側で分極軸
   方向が逆向きとなるように電圧を印加することにより分
   極用電極の形成された部分を非分極化し、 上記分極用電極の不要部分を除去し、あるいは必要電極
   を圧電親基板もしくは圧電親基板を分割して得た圧電基
   板に付加することにより、圧電親基板もしくは圧電基板
   の分極部分に振動電極を形成し、非分極部分に容量電極
   のような機能用電極を形成することを特徴とする圧電共
   振子の製造方法。