JPH04369913A - チップ形セラミック共振子とその製造方法 - Google Patents
チップ形セラミック共振子とその製造方法Info
- Publication number
- JPH04369913A JPH04369913A JP3147169A JP14716991A JPH04369913A JP H04369913 A JPH04369913 A JP H04369913A JP 3147169 A JP3147169 A JP 3147169A JP 14716991 A JP14716991 A JP 14716991A JP H04369913 A JPH04369913 A JP H04369913A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric ceramic
- layer
- ceramic
- space
- internal electrodes
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- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダ，
テレビ，ＯＡ機器などの電気製品に広く用いられるセラ
ミックフィルタ，セラミック発振子等のチップ形セラミ
ック共振子とその製造方法に関するものである。
テレビ，ＯＡ機器などの電気製品に広く用いられるセラ
ミックフィルタ，セラミック発振子等のチップ形セラミ
ック共振子とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化のニーズか
ら回路基板の高密度化に伴い、積層セラミックコンデン
サやチップ形抵抗器などの表面実装用電子部品の要求が
増えてきている。このような観点から、従来チップ化が
難しかったセラミックフィルタ、セラミック発振子など
のセラミック共振子においてもチップ化が強く望まれ、
開発されてきた。
ら回路基板の高密度化に伴い、積層セラミックコンデン
サやチップ形抵抗器などの表面実装用電子部品の要求が
増えてきている。このような観点から、従来チップ化が
難しかったセラミックフィルタ、セラミック発振子など
のセラミック共振子においてもチップ化が強く望まれ、
開発されてきた。
【０００３】従来のチップ型セラミック共振子は、例え
ばチップ形セラミック発振子を例にとると、Ｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ Ｖｏ１．
３５，Ｎｏ．３，ｐ２８７（１９８９）に述べられてい
るように耐熱性の部材に圧電セラミック共振子を封入し
た構造をとるものであった。
ばチップ形セラミック発振子を例にとると、Ｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ Ｖｏ１．
３５，Ｎｏ．３，ｐ２８７（１９８９）に述べられてい
るように耐熱性の部材に圧電セラミック共振子を封入し
た構造をとるものであった。
【０００４】図３にその内部構造を示す。図３において
、１は圧電体セラミックスで、その表裏両面には電極２
が設けられている。３はセラミック基板４の両端部に設
けられた外部電極でセラミック基板４上に載置された前
記圧電体セラミックス１の電極２と導電性接着剤５によ
り電気的，機械的に接続されている。６は前記圧電体セ
ラミックス１をその周辺に空間をもって保護しているセ
ラミックキャップである。
、１は圧電体セラミックスで、その表裏両面には電極２
が設けられている。３はセラミック基板４の両端部に設
けられた外部電極でセラミック基板４上に載置された前
記圧電体セラミックス１の電極２と導電性接着剤５によ
り電気的，機械的に接続されている。６は前記圧電体セ
ラミックス１をその周辺に空間をもって保護しているセ
ラミックキャップである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さて、圧電セラミック
共振子はその動作時には外部高周波信号により微少変位
の振動をするため、セラミック共振子の振動を妨げない
ようにそのセラミック共振子の周辺に空間を有した構造
をとっていた。そのため図３に示すような構造をとらざ
るを得ず、セラミック基板４とセラミックキャップ６と
を有機系の接着剤で接着するため、耐熱性や耐湿性など
の信頼性に問題があった。また、組立て上の精度の問題
より、空間を必要以上に十分にとる必要があり、形状も
大形にならざるを得なかった。例えば、内部のセラミッ
ク共振子の寸法が５×１×０．３ｍｍ（長さ×幅×厚み
）程度であっても、完成品の外形は８×４×３ｍｍ（長
さ×幅×厚み）程度に大きくなっていた。
共振子はその動作時には外部高周波信号により微少変位
の振動をするため、セラミック共振子の振動を妨げない
ようにそのセラミック共振子の周辺に空間を有した構造
をとっていた。そのため図３に示すような構造をとらざ
るを得ず、セラミック基板４とセラミックキャップ６と
を有機系の接着剤で接着するため、耐熱性や耐湿性など
の信頼性に問題があった。また、組立て上の精度の問題
より、空間を必要以上に十分にとる必要があり、形状も
大形にならざるを得なかった。例えば、内部のセラミッ
ク共振子の寸法が５×１×０．３ｍｍ（長さ×幅×厚み
）程度であっても、完成品の外形は８×４×３ｍｍ（長
さ×幅×厚み）程度に大きくなっていた。
【０００６】本発明は、モノリシックな構造で上記従来
の問題点を解決するもので、小形で信頼性に優れ、かつ
量産性よく製造することのできるチップ形セラミック共
振子とその製造方法を提供することを目的とする。
の問題点を解決するもので、小形で信頼性に優れ、かつ
量産性よく製造することのできるチップ形セラミック共
振子とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の第一の発明のチップ形セラミック共振子は、
圧電体セラミックスと、この圧電体セラミックス内にお
いて圧電体セラミックス層を介して相対して配置された
二層の内部電極と、前記内部電極に電気的に接続された
外部電極とを具備し、前記内部電極の重なり合った部分
の外側に空間が形成されてなるものである。
に本発明の第一の発明のチップ形セラミック共振子は、
圧電体セラミックスと、この圧電体セラミックス内にお
いて圧電体セラミックス層を介して相対して配置された
二層の内部電極と、前記内部電極に電気的に接続された
外部電極とを具備し、前記内部電極の重なり合った部分
の外側に空間が形成されてなるものである。
【０００８】また、本発明の第二の発明のチップ形セラ
ミック共振子の製造方法は、基本的にはチップ形積層セ
ラミックコンデンサの製造技術によるものである。まず
、無効層となる圧電体セラミックグリーンシートに有機
バインダのみよりなる空間形成層を形成し、その空間形
成層上に内部電極を印刷乾燥後、その上に再び圧電体セ
ラミックグリーンシートを積層し、次いでその上に相対
向する内部電極を形成し、その上に再び有機バインダの
みよりなる空間形成層を形成し、次いでその上に反対側
の無効層となる圧電体セラミックグリーンシートを積層
し、その後個片に切断後、焼成することにより圧電体セ
ラミックス内部に空間を形成することを特徴とするもの
である。
ミック共振子の製造方法は、基本的にはチップ形積層セ
ラミックコンデンサの製造技術によるものである。まず
、無効層となる圧電体セラミックグリーンシートに有機
バインダのみよりなる空間形成層を形成し、その空間形
成層上に内部電極を印刷乾燥後、その上に再び圧電体セ
ラミックグリーンシートを積層し、次いでその上に相対
向する内部電極を形成し、その上に再び有機バインダの
みよりなる空間形成層を形成し、次いでその上に反対側
の無効層となる圧電体セラミックグリーンシートを積層
し、その後個片に切断後、焼成することにより圧電体セ
ラミックス内部に空間を形成することを特徴とするもの
である。
【０００９】
【作用】本発明の第一の発明において、従来例に比べて
セラミック共振子周辺の空間スペースがきわめて少なく
て済み、例えばセラミック共振子の寸法が５×１×０．
３ｍｍ（長さ×幅×厚み）程度であれば完成品形状は６
×２×１ｍｍ（長さ×幅×厚み）程度となり、従来技術
だと８×４×３ｍｍ（長さ×幅×厚み）程度の寸法にな
るものが体積比で１／８となり、大幅な小形化が達成で
きる。 また、有機接着剤などを使わない焼結した一体構造であ
るため、振動部分が外界と完全に隔絶されている形とな
ることから、耐湿性などの信頼性が大幅に向上すること
にもなる。
セラミック共振子周辺の空間スペースがきわめて少なく
て済み、例えばセラミック共振子の寸法が５×１×０．
３ｍｍ（長さ×幅×厚み）程度であれば完成品形状は６
×２×１ｍｍ（長さ×幅×厚み）程度となり、従来技術
だと８×４×３ｍｍ（長さ×幅×厚み）程度の寸法にな
るものが体積比で１／８となり、大幅な小形化が達成で
きる。 また、有機接着剤などを使わない焼結した一体構造であ
るため、振動部分が外界と完全に隔絶されている形とな
ることから、耐湿性などの信頼性が大幅に向上すること
にもなる。
【００１０】本発明の第二の発明において、前記チップ
形セラミック共振子を製造する手段として、空間層形成
層として形成した有機バインダのみよりなる層は焼成過
程で分解飛散し、内部電極の外側でかつ外部電極の内部
に、空洞を形成する。従って、セラミック共振子として
振動する部分は空間に浮かんだ形であり、振動が妨げら
れることがない。
形セラミック共振子を製造する手段として、空間層形成
層として形成した有機バインダのみよりなる層は焼成過
程で分解飛散し、内部電極の外側でかつ外部電極の内部
に、空洞を形成する。従って、セラミック共振子として
振動する部分は空間に浮かんだ形であり、振動が妨げら
れることがない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を厚み縦振動を利用
したセラミック発振子について図面を参照して説明する
。図１に本発明の一実施例のセラミック発振子の断面図
を示す。図１において、１１は圧電体セラミックス，１
２および１３はこの圧電体セラミックス１１内において
圧電体セラミックス層を介して相対して配置された二層
の内部電極で、この二層の内部電極１２，１３はそれぞ
れその一端が相異なる端部に達するように設けられてい
る。１４および１５は前記圧電体セラミックス１１の両
端部に設けられた外部電極で、前記内部電極１２，１３
と電気的に接続されている。また、１６は前記内部電極
１２，１３の重なり合った部分のそれぞれ外側に形成さ
れた空洞である。
したセラミック発振子について図面を参照して説明する
。図１に本発明の一実施例のセラミック発振子の断面図
を示す。図１において、１１は圧電体セラミックス，１
２および１３はこの圧電体セラミックス１１内において
圧電体セラミックス層を介して相対して配置された二層
の内部電極で、この二層の内部電極１２，１３はそれぞ
れその一端が相異なる端部に達するように設けられてい
る。１４および１５は前記圧電体セラミックス１１の両
端部に設けられた外部電極で、前記内部電極１２，１３
と電気的に接続されている。また、１６は前記内部電極
１２，１３の重なり合った部分のそれぞれ外側に形成さ
れた空洞である。
【００１２】ここで、圧電体セラミックス１１は、内部
電極１２，１３の両外側部分，すなわち上下部分が無効
層となり、内部電極１２，１３で挟まれる部分が有効層
（振動部分）となる。
電極１２，１３の両外側部分，すなわち上下部分が無効
層となり、内部電極１２，１３で挟まれる部分が有効層
（振動部分）となる。
【００１３】次に、本発明の具体的な実施例について説
明する。まず、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）ｘＴｉｙ
ＺｒｚＯ３＋ＭｎＯ２系の圧電セラミック材料粉末と有
機バインダ溶液を混練した後、リバースロール式シート
成形機で１００μｍのグリーンシートを成形する。これ
を１００×１００ｍｍの形式にトリミングし、ステンレ
ス鋼製の基板に下側の無効層となるシートを１０枚加圧
圧着する。次いで、その上に空間層を形成するために１
．３×６．２ｍｍの開口が多数形成された印刷パターン
を用いて、スクリーン印刷機でバインダ溶液（ポリビニ
ルブチラール樹脂と有機溶剤よりなる溶液）を印刷乾燥
した。次に、１．２×６ｍｍの形状で先に形成された空
間層パターンに重なるように白金電極ペーストをスクリ
ーン印刷した。 そして、その上に圧電振動部（有効層）となる圧電セラ
ミックスグリーンシートを３層重ね、再び白金電極ペー
ストをスクリーン印刷した。その際、下層の電極とこの
層の電極引出部が反対側になるように図１のように印刷
位置をずらした。次いで、その上に再び空間層パターン
を印刷し、最後に上側の無効層となる圧電セラミックス
グリーンシートを１０層積み重ね、３０ＭＰａの圧力で
加圧圧着した。
明する。まず、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）ｘＴｉｙ
ＺｒｚＯ３＋ＭｎＯ２系の圧電セラミック材料粉末と有
機バインダ溶液を混練した後、リバースロール式シート
成形機で１００μｍのグリーンシートを成形する。これ
を１００×１００ｍｍの形式にトリミングし、ステンレ
ス鋼製の基板に下側の無効層となるシートを１０枚加圧
圧着する。次いで、その上に空間層を形成するために１
．３×６．２ｍｍの開口が多数形成された印刷パターン
を用いて、スクリーン印刷機でバインダ溶液（ポリビニ
ルブチラール樹脂と有機溶剤よりなる溶液）を印刷乾燥
した。次に、１．２×６ｍｍの形状で先に形成された空
間層パターンに重なるように白金電極ペーストをスクリ
ーン印刷した。 そして、その上に圧電振動部（有効層）となる圧電セラ
ミックスグリーンシートを３層重ね、再び白金電極ペー
ストをスクリーン印刷した。その際、下層の電極とこの
層の電極引出部が反対側になるように図１のように印刷
位置をずらした。次いで、その上に再び空間層パターン
を印刷し、最後に上側の無効層となる圧電セラミックス
グリーンシートを１０層積み重ね、３０ＭＰａの圧力で
加圧圧着した。
【００１４】これを切断機で７．５×２．５ｍｍに切断
し、電気炉で１２５０℃で１時間焼成した。次に、バレ
ル研磨機で角を面取りし、銀電極を内部電極が露出して
いる側の両端面に塗布し、メッシュベルト式電気炉で最
高温度７００℃で５分間焼き付けた。次いで、シリコー
ン油中で１００℃で７２０Ｖの電圧を３０分間印加して
分極した。ここで、内部電極の重なりの部分の厚みは焼
結後約２４０μｍとなり、この分極電圧は３ｋｖ／ｍｍ
に相当する。この完成品の発振周波数を測定したところ
、８．６ＭＨｚとなった。また、この完成品の寸法は６
×２×１．８１（長さ×幅×厚み）ｍｍであった。
し、電気炉で１２５０℃で１時間焼成した。次に、バレ
ル研磨機で角を面取りし、銀電極を内部電極が露出して
いる側の両端面に塗布し、メッシュベルト式電気炉で最
高温度７００℃で５分間焼き付けた。次いで、シリコー
ン油中で１００℃で７２０Ｖの電圧を３０分間印加して
分極した。ここで、内部電極の重なりの部分の厚みは焼
結後約２４０μｍとなり、この分極電圧は３ｋｖ／ｍｍ
に相当する。この完成品の発振周波数を測定したところ
、８．６ＭＨｚとなった。また、この完成品の寸法は６
×２×１．８１（長さ×幅×厚み）ｍｍであった。
【００１５】図２は本発明の一実施例におけるセラミッ
ク発振子の製造工程を示す図である。
ク発振子の製造工程を示す図である。
【００１６】なお、前記実施例においては厚み縦振動を
利用するセラミック発振子について説明したが、この他
、厚みすべり振動を利用したセラミックフィルタ，セラ
ミック発振子についても適用できることはいうまでもな
い。また、圧電振動部となる有効層は単層でもよいもの
である。
利用するセラミック発振子について説明したが、この他
、厚みすべり振動を利用したセラミックフィルタ，セラ
ミック発振子についても適用できることはいうまでもな
い。また、圧電振動部となる有効層は単層でもよいもの
である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明によると有機バイ
ンダは焼成過程で分解飛散し、内部電極と無効層間にご
く薄い隙間を形成する。従って、焼成後はモノリシック
な一体構造のセラミックス部品となるため、余分な空間
がない。例えば、本実施例による圧電セラミック発振子
の体積は２１．７ｍｍ３であり、従来の同一機能のもの
の体積が９６ｍｍ３であるのに比べ、１／４以下の小形
化が達成できる。
ンダは焼成過程で分解飛散し、内部電極と無効層間にご
く薄い隙間を形成する。従って、焼成後はモノリシック
な一体構造のセラミックス部品となるため、余分な空間
がない。例えば、本実施例による圧電セラミック発振子
の体積は２１．７ｍｍ３であり、従来の同一機能のもの
の体積が９６ｍｍ３であるのに比べ、１／４以下の小形
化が達成できる。
【００１８】また信頼性においても、従来有機接着剤に
よるセラミック容器封止構造のチップ形セラミック共振
子は半田付けなどの耐熱試験や、プレッシャークッカ試
験などの耐湿試験に耐えなかったものが、本発明におい
てはそういった構造をもたないため何等問題なく合格す
るようになった。
よるセラミック容器封止構造のチップ形セラミック共振
子は半田付けなどの耐熱試験や、プレッシャークッカ試
験などの耐湿試験に耐えなかったものが、本発明におい
てはそういった構造をもたないため何等問題なく合格す
るようになった。
【図１】本発明の一実施例を示す厚み縦振動を利用した
セラミック発振子の内部構造を示す断面図
セラミック発振子の内部構造を示す断面図
【図２】本発
明の一実施例であるセラミック発振子の製造工程を示す
図
明の一実施例であるセラミック発振子の製造工程を示す
図
【図３】従来例のセラミック発振子の内部構造を示す断
面図
面図
１１ 圧電体セラミックス
１２，１３ 内部電極
１４，１５ 外部電極
１６ 形成された空洞
Claims (2)
- 【請求項１】圧電体セラミックスと、この圧電体セラミ
ックス内において圧電体セラミックス層を介して相対し
て配置された二層の内部電極と、前記内部電極に電気的
に接続された外部電極とを具備し、前記内部電極の重な
り合った部分の外側に空間が形成されてなるチップ形セ
ラミック共振子。 - 【請求項２】無効層となる圧電体セラミックグリーンシ
ートに有機バインダのみよりなる空間形成層を形成し、
その空間形成層上に内部電極を印刷乾燥後、その上に再
び圧電体セラミックグリーンシートを積層し、次いでそ
の上に相対向する内部電極を形成し、その上に再び有機
バインダのみよりなる空間形成層を形成し、次いでその
上に反対側の無効層となる圧電体セラミックグリーンシ
ートを積層し、その後個片に切断後、焼成することによ
り圧電体セラミックス内部に空間を形成することを特徴
とするチップ形セラミック共振子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147169A JPH04369913A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | チップ形セラミック共振子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147169A JPH04369913A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | チップ形セラミック共振子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369913A true JPH04369913A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15424147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3147169A Pending JPH04369913A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | チップ形セラミック共振子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369913A (ja) |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP3147169A patent/JPH04369913A/ja active Pending
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