JPH07101830B2 - セラミックフィルタの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、通信機器等に用いられる小型のセラミックフ
ィルタの製造方法に関する。

（発明の概要） 本発明は、圧電セラミック基板を用いたセラミックフィ
ルタの製造方法であって、棒状部が一体に形成された穴
あき圧電セラミック基板の前記棒状部の複数箇所に所定
のフィルタ電極膜パターンを形成し、前記穴あき圧電セ
ラミック基板と同様形状の穴あき保護基板を前記穴あき
圧電セラミック基板に接着一体化して積層基板を構成
し、該積層基板における積層棒状部の両端部に薄膜技術
により端部電極膜を形成した後に個々のセラミックフィ
ルタに切断分離することにより、工程の短縮、ひいては
生産性の改善を図り得る。また、得られたセラミックフ
ィルタは、フィルタ電極膜パターンを形成した圧電セラ
ミック基板と保護板とを接着一体化してなる積層構造体
の両端部に前記フィルタ電極膜パターンに接続する端部
電極膜を形成した構造となり、小型化を図り、また製品
寸法精度と製品強度とを向上させることができる。

（従来の技術） 従来のセラミックフィルタの構造の一例を第10図及び第
11図に示す。これらの図において、50は所定のフィルタ
電極膜パターンを形成した圧電セラミック基板、51A,51
Bはカバーであり、該カバーは少なくとも前記圧電セラ
ミック基板50の動作時に振動する部分である振動領域の
両面に対応した対向面に空洞部53A,53Bを設けるように
絶縁樹脂で形成される。52A,52Bは前記カバー51を設け
た圧電セラミック基板50の両面を覆う樹脂製封止コート
を示す。前記カバー51A,51Bは、圧電セラミック基板50
両面の振動領域及び特定の電極位置を除いた部分面のそ
れぞれに絶縁樹脂を印刷塗布し硬化させた第１層と、該
第１層の上面に振動領域に対向する空洞部53A,53Bを形
成するように絶縁樹脂を印刷塗布し硬化させた第２層と
の２層構造となっている。前記樹脂封止コート52A,52B
も絶縁樹脂を印刷塗布し硬化させることによって設けら
れる。

次に、圧電セラミック板50、カバー51A,51B、封止コー
ト52A,52Bからなる本体部の強度補強のため、アース電
極54を有するガラスエポキシ板56を前記本体部の下面に
接着剤57で固着し積層構造体58とする。そして、第11図
に示すように端部電極材としての金属キャップ59A,59B
を積層構造体58の両側端に装着する。この金属キャップ
59A,59Bは、弾性により積層構造体58の両側端をはさむ
ように装着され、圧電セラミック板50に形成されたフィ
ルタ電極膜パターン上面の電極55A,55Bにそれぞれはん
だ付けにより固着され、電気的に接続されて端部電極を
形成している。同時にガラスエポキシ基板56のアース電
極54とフィルタ電極膜パターン下面の電極55Cもはんだ
付けにより接続される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前述の従来のセラミックフィルタは、空洞部
を設けるためのカバー51A,51Bと封止コート52A,52Bを施
す上で、絶縁樹脂を印刷塗布し硬化させて積層する層数
が多いため、製造工程が多くなる。また、端部電極材に
金属キャップ59A,59Bを用いているため、金属キャップ
の形成と装着の手間がかかりコスト高になり、製造の合
理化に適さないものであった。また、セラミックフィル
タが小型になるのに伴い、金属キャップの製造及び装着
工程などにおいてさらに取り扱いが面倒になり、生産性
や製品寸法精度の点で改善しなければならなかった。

本発明は、上記の点に鑑み、小型化及び製品寸法精度及
び製品強度の向上が可能で、製法上は製造工程の簡略化
及び合理化や量産性の改善が可能なセラミックフィルタ
の製造方法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） 上記目的を達成するために、本発明のセラミックフィル
タの製造方法は、棒状部が一体に形成された穴あき圧電
セラミック基板の前記棒状部の複数箇所に所定のフィル
タ電極膜パターンを形成する工程と、棒状部が一体に形
成されかつ少なくとも前記圧電セラミック基板の振動領
域に対応した対向面に空洞部を形成した穴あき保護基板
を前記穴あき圧電セラミック基板に接着一体化して積層
基板を構成する工程と、前記圧電セラミック基板の棒状
部と前記保護基板の棒状部とが積層された積層棒状部の
両端部に薄膜技術により端部電極膜を形成する工程と、
前記積層基板を１つのフィルタ電極膜パターンを有する
如く複数個に切断分離する工程とを備えている。

（作用） 本発明のセラミックフィルタの製造方法においては、棒
状部を一体に形成した穴あき圧電セラミック基板を使用
し、製造時においては１枚の板として処理することによ
り（基板処理工法）、積層工程や端部電極形成工程等の
各工程において、多数個のセラミックフィルタの同時処
理がバレット等を使用することなく可能になり、工程の
ライン化（工程間搬送の統一化）や量産が容易になり、
製造原価の低減及び製造所要時間の短縮を図ることがで
きる。

端部電極材に金属キャップを使用せず、穴あき圧電セラ
ミック基板と同様形状の穴あき保護基板とを重ねた積層
基板の積層棒状部に、スパッタ、イオンプレーティン
グ、Ｐ−CVD等の薄膜技術による金属薄膜の端部電極膜
を被着形成するので、端部電極膜の厚みの管理を高精度
で行うことが容易で、端部電極形成工程の簡略化と同時
成膜による量産化が可能になり、材料費と製造工程の削
減とともに、製品寸法精度と搭載率の向上を図ることが
でき、さらに小型化や薄形化にも十分対応できる。

また、圧電セラミック基板の両面を空洞部を有するアル
ミナ等の保護基板で挟み込み固着する積層構造とした場
合には、セラミックフィルタの抗折強度の向上を図り得
るとともに空洞部を確実に確保できる。

（実施例） 以下、本発明に係るセラミックフィルタの製造方法の実
施例を図面に従って説明する。

第１図はセラミックフィルタの製造工程を説明する工程
図である。まず、未焼成の圧電セラミックス・シート基
板に第２図に示す如く複数のスリット穴11を所定間隔で
平行にパンチングもしくはレーザー加工で空け、平行な
スリット穴間に多数の棒状部12を形成する。それから、
前記圧電セラミック・シート基板を焼結した後、所要の
分極処理を施して分極済みの穴あき圧電セラミック基板
（PZT）１を作成する。

前記分極済みの穴あき圧電セラミック基板１には、電極
形成工程２において、各棒状部12両面の複数箇所に所定
のフィルタ電極膜パターンをそれぞれ設ける。フィルタ
電極膜パターンは、表裏の両面構成であり、第３図に示
すように各棒状部12の表側には所定の表側フィルタ電極
膜パターン14を、裏側には表側に対応した所定の裏側フ
ィルタ電極膜パターン15をスパッタ等の薄膜技術でそれ
ぞれ被着形成する。表側フィルタ電極パターン14におけ
る電極膜14A及び14Bは棒状部12の側面にもそれぞれ連続
して形成する。なお、棒状部12の１箇所のフィルタ電極
膜パターンに対応した振動領域（フィルタ作用を行う
所）は点線Ｐで囲まれた領域である。

一方、第４図のように、少なくとも穴あき圧電セラミッ
ク基板１の各フィルタ電極膜パターン毎に設けられた振
動領域（第３図点線Ｐ）に対応した対向面に空洞部23,3
3を有する穴あきアルミナ保護基板20,30を用意する。こ
れらの穴あきアルミナ保護基板20,30は穴あき圧電セラ
ミック基板１と同様の平面形状である。

表側の保護基板20は、未焼成のアルミナ・シート基板
に、第４図に示す如く、複数の空洞部23を所定間隔で並
列に加圧成型等でそれぞれ形成し、空洞部23の両側にス
リット穴21を所定間隔で平行にパンチングもしくはレー
ザー加工であけ、前記空洞部23を多数個有する棒状部22
を有するように焼結したものである。

同様に、裏側の保護基板30は、未焼成のアルミナ・シー
ト基板に、第４図に示す如く、複数の空洞部33及び電極
穴35を所定間隔で並列に加圧成型等でそれぞれ形成し、
前記空洞部33及び電極穴35の両側にスリット穴31を所定
間隔で平行にパンチングもしくはレーザー加工で空け、
空洞部33及び電極穴35を多数個有する棒状部32を有する
ように焼結したものである。

なお、空洞部23,33は、セラミックフィルタ動作時に、
前記穴あき圧電セラミック基板１の振動領域の振動を円
滑に作動させ、保護するために設けられる。

積層工程３においては、前記穴あき圧電セラミック基板
１の両面に、空洞部23,33を有する穴あきアルミナ保護
基板20,30を接着一体化し、穴あき積層基板40を作成す
る。すなわち、第４図に示すように、フィルタ電極膜パ
ターン形成済みの穴あき圧電セラミック基板１の表側に
接着剤43を所定の接着部分に印刷し、その上に圧電セラ
ミック基板１の振動領域に対応した空洞部23を有する表
側保護基板20を圧着する。そして、裏側も同様に接着剤
43を印刷し、振動領域に対応する空洞部33と裏側電極膜
パターン15に対応する電極穴35を有する裏側保護基板30
を圧着し、第５図の如くスリット穴41と積層棒状部42を
有する積層基板40を作成する。

それから、端部電極形成工程４において、第６図の如
く、端部電極膜の下層部分を構成する金属薄膜16A,16B
の成膜をスパッタにより前記積層基板40の状態で行な
い、すなわち各積層棒状部42の両端部を略コ字状に囲む
如く金属薄膜16A,16Bを形成し、また前記電極穴35を貫
通して裏側電極膜パターン15に接続する如く金属薄膜16
Cを形成する。

金属薄膜16A,16Bはそれぞれ第３図に図示した前記表側
フィルタ電極膜パターン14における電極膜14A,14Bの端
部に電気的に接続するもので、金属薄膜16Cは前記裏側
フィルタ電極膜パターンの電極穴35部分と電気的に接続
するものであり、それぞれ２層構造であり、例えば下層
がセラミックに付着性の良いNiCr,TiまたはCrのスパッ
タ膜、上層が抵抗抗のCuスパッタ膜である。なお、薄膜
形成時、積層基板40両面及び積層棒状部42側面の不要部
分を予めマスキング処理しておく。

さらに、端部電極めっき工程５において、積層基板40の
ままで各積層棒状部42の基板薄膜16A,16B,16C上にめっ
きを施し、第７図に示すように、基板めっき膜17A,17B,
17Cを基板薄膜16A,16B,16C上に被着形成して第７図の如
く端部電極膜18A,18B及び端子電極膜18Cを構成する。こ
こで、金属めっき膜17A,17B,17Cは２層構造であり、金
属薄膜16A,16B,16C上に直接被着形成される下層が耐は
んだ性（はんだの拡散防止及びはんだ耐熱性）のNiめっ
き膜、上層がはんだ付着性の良いPb−SnまたはSnめっき
膜である。なお、めっきは電解（湿式）めっきであって
も無電解めっきであっても良い。

その後、切断工程６において、１個のフィルタ電極膜パ
ターンを有するように第７図に一点鎖線Ｘで示した切断
代（第３図及び第６図にも同様に図示した）に沿って前
記積層棒状部42をダイシングソー等により切断又はスリ
ット溝による分割にて、第８図及び第９図の如く内部に
１個のフィルタ電極膜パターンを持ち、かつこれに接続
する端部電極膜18A,18Bと端子電極膜18Cを有する１個の
セラミックフィルタが得られる。

個々のセラミックフィルタは、第８図の分解斜視図から
わかるように、表側フィルタ電極膜パターン14及び裏側
電極膜パターン15を形成した圧電セラミック基板45と、
少なくとも前記圧電セラミック基板の振動領域に対応す
る対向面に空洞部23を形成したアルミナ製上側保護板46
と、同様に空洞部33を形成したアルミナ製下側保護板47
とを接着剤43にて接着一体化してなる積層構造体48の両
端部に前記フィルタ電極膜パターンに接続する端部電極
膜18A,18Bを有し、さらに裏側フィルタ電極膜パターン1
5に接続する端子電極膜18Cを有している。

個々のセラミックフィルタに切断した後、必要に応じて
洗浄及び乾燥を行なって製品とする。

なお、上記実施例では電極形成工程２において、表側及
び裏側フィルタ電極膜パターン14,15をスパッタ等の薄
膜技術で形成したが、導体ペーストの印刷焼き付け等に
よる厚膜技術で形成しても良い。

また、端部電極成膜工程４において、金属薄膜16A,16B,
16Cを２層のスパッタ膜で形成したが、最下層をNiCrの
スパッタ膜、中間層をCuNiのスパッタ膜、上層をCuのス
パッタ膜とした３層構造としてもよい。また、Cuのスパ
ッタ膜１層のみの構造としてもよい。

また、スパッタの代わりにイオンプレーティング、Ｐ−
CVD等で金属薄膜を形成しても良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のセラミックフィルタの製
造方法は、棒状部を一体に形成した穴あき圧電セラミッ
ク基板及び同様形状の穴あき保護基板を使用することに
より（基板処理工法）、製造時においては１枚の板とし
て処理が可能であり、多数個のセラミックフィルタの同
時処理がパレット等を使用することなく可能である。従
って、工程のライン化（工程間搬送の統一化）や量産が
容易になり、製造原価の低域及び製造所要時間の短縮を
図ることができる。

また、端部電極材に金属キャップを使用せず、面倒な金
属キャップの装着作業を省略でき、作業性も改善でき
る。さらに、圧電セラミック基板に保護基板を重ねた積
層基板の積層棒状部に、薄膜技術による端部電極膜を施
し、その積層基板を切断しチップ化しているので、材料
費と製造工程の削減とともに、製品寸法のばらつきを小
さくでき、さらに小型化や薄形化にも十分対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の製造工程を示す工程図、第２
図は分極済み圧電セラミック基板を示す斜視図、第３図
は電極形成工程を示す部分斜視図、第４図は積層工程を
示す部分分解斜視図、第５図は同工程における積層基板
を示す斜視図、第６図は端部電極形成工程を示す部分斜
視図、第７図は端部電極めっき工程を示す部分斜視図、
第８図は切断後のセラミックフィルタの構成を示す分解
斜視図、第９図は切断工程後のセラミックフィルタの完
成品を示す斜視図、第10図は従来のセラミックフィルタ
の一例の構成を示す分解斜視図、第11図は同正面図であ
る。 １…分極済み圧電セラミック基板、２…電極形成工程、
３…積層工程、４…端部電極形成工程、５…端部電極め
っき工程、６…切断工程、11,21,31,41…スリット穴、1
2,22,32…棒状部、14…表側フィルタ電極膜パターン、1
5…裏側フィルタ電極膜パターン、16A,16B,16C…金属薄
膜、17A,17B,17C…金属めっき膜、18A,18B…端部電極
膜、18C…端子電極膜、20…表側保護基板、30…裏側保
護基板、23,33…空洞部、35…電極穴、40…積層基板、4
2…積層棒状部、43…接着剤、45…圧電セラミック基
板、46,47…保護板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平２−5929（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−74623（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−76223（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】棒状部が一体に形成された穴あき圧電セラ
   ミック基板の前記棒状部の複数箇所に所定のフィルタ電
   極膜パターンを形成し、棒状部が一体に形成されかつ少
   なくとも前記圧電セラミック基板の振動領域に対応する
   対向面に空洞部を形成した穴あき保護基板を前記穴あき
   圧電セラミック基板に接着一体化して積層基板を構成
   し、前記圧電セラミック基板の棒状部と前記保護基板の
   棒状部とが積層された積層棒状部の両端部に薄膜技術に
   より端部電極膜を形成した後、前記積層基板を１つのフ
   ィルタ電極膜パターンを有する如く複数個に切断分離す
   ることを特徴とするセラミックフィルタの製造方法。