JPH07106910A - チップ型圧電共振子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数のチップ型圧電共振子１を得るため、マ
ザー圧電基板の両主面がマザー外装樹脂層で覆われたサ
ンドイッチ構造物の状態で、銅ペーストの固化により第
１層４３となるマザー主面電極部を予め形成しておき、
サンドイッチ構造物を分割した後、バレル研磨し、第１
層４３上に銅を乾式めっきすることにより第２層４４を
形成し、その上に銀を乾式めっきすることにより第３層
４５を形成する。 【効果】 バレル研磨により半田付け性が低下した第１
層上に、銅からなる第２層および銀からなる第３層を形
成することにより、半田食われが抑制され、半田付け性
が向上された外部電極が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、チップ型圧電共振子
およびその製造方法に関するもので、特に、外部電極の
構造および形成方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電共振子は、たとえば、フィルタ、発
振子またはディスクリミネータ等として用いられ、一般
的には、リード付きのものであった。ところが、近年、
電子機器の小型化を図るために表面実装技術が採用され
ており、これに伴って、この種の圧電共振子にも、リー
ド線のないチップ型のものが要望されている。

【０００３】

【関連の出願】上述した要望を満たすため、本件出願人
は、たとえば平成４年１０月１９日付で「チップ型圧電
共振子およびその製造方法」に向けられた特許出願を特
願平４−２８０００８号として出願した。この先の出願
では、以下に説明するようなチップ型圧電共振子および
その製造方法が提案されている。

【０００４】図２は、この先の出願において提案された
チップ型圧電共振子１の外観を示す斜視図である。チッ
プ型圧電共振子１は、互いに平行な２つの主面２および
３ならびにこれら主面２および３間を連結する４つの端
面４〜７を有する、直方体状のチップ８を備える。チッ
プ８の外表面上には、複数の外部電極９〜１１が形成さ
れる。これら外部電極９〜１１の各々は、チップ８を取
巻くように形成されており、主面２および３上に位置す
る主面電極部１２および端面４および６上に位置する端
面電極部１３をそれぞれ有する。

【０００５】また、チップ８は、主面２および３と平行
に延びる圧電基板１４、ならびに圧電基板１４の両主面
をそれぞれ覆う外装樹脂層１５および１６を備える。圧
電基板１４の主面上には、図示しないが、当該圧電基板
１４を挟んで互いに対向する複数の振動電極、および振
動電極にそれぞれつながりかつ端面電極部１３にそれぞ
れ電気的に接続される複数の端子電極が形成されてい
る。

【０００６】このようなチップ型圧電共振子１は、図３
ないし図７にそれぞれ示すような工程を経て得られるも
のである。

【０００７】まず、図３に示すように、マザー圧電基板
１７が用意される。マザー圧電基板１７は、圧電性を有
し、たとえばＰＺＴのような圧電セラミックから構成さ
れる。マザー圧電基板１７の一部が拡大されて図４に示
されている。

【０００８】図４を参照して、マザー圧電基板１７の一
方主面上には、分割された振動電極１８および１９が形
成され、他方主面上には、これら振動電極１８および１
９に対向する振動電極２０が形成される。また、振動電
極１８、１９および２０にそれぞれつながるように、端
子電極２１、２２および２３が形成される。これら１組
の振動電極１８〜２０および端子電極２１〜２３によっ
て、１個の圧電共振子１のための要素が与えられ、マザ
ー圧電基板１７には、これら複数組の振動電極１８〜２
０および端子電極２１〜２３が形成されている。

【０００９】このように、圧電共振子１は、分割された
振動電極１８および１９ならびにこれらに対向する振動
電極２０を有する、厚み縦振動モードを利用するエネル
ギ閉じ込め型の二重モード圧電共振子であり、その振動
空間を確保するため、次のような処置が施される。

【００１０】まず、圧電共振子１の各々の振動領域に対
応するマザー圧電基板１７の各領域を取囲むように、堤
状の接着剤層２４および２５が、マザー圧電基板１７の
各主面上に、たとえば印刷により形成される。

【００１１】他方、上述した接着剤層２４および２５で
取囲まれた空間をそれぞれ覆う複数のカバーシート２６
および２７をそれぞれ形成したマザーシート２８および
２９が用意される。これらマザーシート２８および２９
は、好ましくは、絶縁性を有しており、たとえば、高耐
熱ポリイミドシートにより構成される。マザーシート２
８および２９の各々において、好ましくは、複数のカバ
ーシート２６および２７は、これらカバーシート２６お
よび２７より幅の狭い連結部３０および３１によって保
持されている。また、マザーシート２８および２９は、
マザー圧電基板１７と同じ外形寸法を有していることが
好ましい。

【００１２】上述したようなマザーシート２８および２
９は、カバーシート２６および２７が接着剤層２４およ
び２５に接着されるように、マザー圧電基板１７の各主
面を覆うように配置される。このとき、前述したよう
に、マザーシート２８および２９の外形寸法がマザー圧
電基板１７の外形寸法と等しくされていれば、マザーシ
ート２８および２９とマザー圧電基板１７との間で位置
合わせを行なうことが容易である。

【００１３】次に、図５に示すように、上述したマザー
圧電基板１７が、マザーシート２８および２９ととも
に、枠３２内に嵌込まれ、その状態で、マザー圧電基板
１７の両主面をそれぞれ覆うように、未硬化の外装樹脂
３３が流し込まれる。この外装樹脂３３は、次いで、加
熱され、それによって硬化される。前述したように、カ
バーシート２６および２７は比較的細い連結部３０およ
び３１によって保持されているので、外装樹脂３３の流
し込みにおいて、これら連結部３０および３１は、外装
樹脂３３の流れをほとんど阻害せず、連結部３０および
３１の各々とマザー圧電基板１７との間の隙間にも外装
樹脂３３を十分に回り込ませることができる。

【００１４】次に、マザー圧電基板１７が、枠３２から
取出される。マザー圧電基板１７の両主面上には、図６
に示すように、上述した外装樹脂３３によって与えられ
たマザー外装樹脂層３４および３５がそれぞれ形成され
ている。

【００１５】次に、上述のようにマザー圧電基板１７の
両主面がマザー外装樹脂層３４および３５で覆われたサ
ンドイッチ構造物３６は、平面研磨工程に付される。す
なわち、図２に示した得ようとするチップ型圧電共振子
１のチップ８の厚み方向の寸法精度および主面２および
３の平面度を高めるため、マザー外装樹脂層３４および
３５の各々の外面が、たとえばラップ研磨される。

【００１６】次に、図６に示すように、サンドイッチ構
造物３６の両主面上に、図２に示した外部電極９〜１１
の各々の主面電極部１２となるマザー主面電極部３７が
縞状に形成される。

【００１７】次に、サンドイッチ構造物３６が、切断線
３８および３９に沿って切断される。この切断によっ
て、図７に示すように、個々の圧電共振子１のためのチ
ップ８が得られる。チップ８の端面４には、前述した端
子電極２１〜２３が露出している。また、チップ８の上
方の主面２上には、マザー主面電極部３７によって与え
られた主面電極部１２が形成されていて、チップ８の下
方の主面３にも、図示しないが、同様の主面電極部１２
が形成されている。

【００１８】次に、図２に示すように、主面電極部１２
の各々に連なる端面電極部１３が形成される。これら端
面電極部１３は、それぞれ、図７に示した端子電極２１
〜２３の各々と電気的に接続される。このようにして、
所望のチップ型圧電共振子１が得られる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述したマザー主面電
極部３７は、図８に示すように、銀皮膜４０で被覆され
た銅粉末４１および熱硬化性樹脂４２を含む銅ペースト
を所定のパターンで付与し、これを加熱して固化するこ
とにより形成される。このような組成の銅ペーストを用
いるのは次の理由による。

【００２０】まず、このような銅ペーストによれば、熱
硬化性樹脂４２を硬化させることにより、銅ペーストを
固化することができるので、固化のためにたとえば１８
０℃以下といった比較的低い温度での加熱で十分であ
る。銅ペーストの固化のために、たとえば３００℃以上
の高温が必要となると、マザー圧電基板１７を構成する
圧電セラミックのキュリー点を超え、マザー圧電基板１
７の特性が劣化し、また、マザー外装樹脂層３４および
３５の劣化も生じる。

【００２１】また、銅ペーストに含まれる熱硬化性樹脂
４２の存在により、マザー外装樹脂層３４および３５の
各々との間での接着力を強いものとすることができる。
そのため、サンドイッチ構造物３６に撓みが生じても、
マザー主面電極部３７がマザー外装樹脂層３４および３
５の各々から剥れることがない。

【００２２】さらに、銀皮膜４０が形成された銅粉末４
１を含んでいるので、銅粉末４１の表面での酸化が防止
され、良好な半田付け性を得ることができる。

【００２３】しかしながら、図７に示したチップ８を得
てから、図２に示した端面電極部１３を形成する前に、
主面電極部１２と端面電極部１３との間での断線を防止
するため、図７に示したチップ８の段階で、バレル研磨
が実施される。このバレル研磨は、チップ８のエッヂ部
に作用するだけでなく、主面電極部１２の表面を削るよ
うにも作用する。その結果、図８において一点鎖線で示
した位置まで主面電極部１２が削られるとすると、銅粉
末４１が表面に露出するようになり、これが酸化される
ため、主面電極部１２での半田付け性が低下する。

【００２４】それゆえに、この発明の目的は、上述した
ような外部電極における主面電極部の半田付け性の低下
を招かないチップ型圧電共振子およびその製造方法を提
供しようとすることである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明は、まず、互い
に平行な２つの主面およびこれら主面間を連結する４つ
の端面を有する、直方体状のチップ、ならびに、チップ
の外表面上に形成され、前記主面上に位置する主面電極
部および前記端面上に位置する端面電極部をそれぞれ有
する、複数の外部電極を備え、チップは、前記主面と平
行に延びる圧電基板、および圧電基板の両主面をそれぞ
れ覆う外装樹脂層を備え、圧電基板の主面上には、当該
圧電基板を挟んで互いに対向する複数の振動電極、およ
び振動電極にそれぞれつながりかつ端面電極部にそれぞ
れ電気的に接続される複数の端子電極が形成されてい
る、チップ型圧電共振子に向けられ、上述した技術的課
題を解決するため、前記主面電極部は、前記端面上に付
与された銅ペーストを固化することにより形成された第
１層、その上に銅を乾式めっきすることにより形成され
た第２層、およびその上に銀を乾式めっきすることによ
り形成された第３層を備えることを特徴としている。

【００２６】また、この発明に係るチップ型圧電共振子
の製造方法は、圧電性を有するマザー圧電基板を用意す
る工程と、マザー圧電基板の主面上に、当該マザー圧電
基板を挟んで互いに対向する複数の振動電極、および振
動電極にそれぞれつながる複数の端子電極をそれぞれ含
む、複数の圧電共振子のための複数組の振動電極および
端子電極を形成する工程と、マザー基板の両主面を覆う
ように外装樹脂層を形成する工程と、外装樹脂層上に銅
ペーストを所定のパターンで付与し固化することにより
外部電極の主面電極部の第１層を形成する工程と、各前
記端子電極が分割面に露出するように、マザー圧電基板
を外装樹脂層および第１層とともに分割し、複数の圧電
共振子のためのチップを得る工程と、チップをバレル研
磨する工程と、次いで、各チップの分割面に各端子電極
と電気的に接続されかつ各主面電極部に連なる端面電極
部を形成するとともに、第１層上に銅の乾式めっきによ
る第２層およびその上に銀の乾式めっきによる第３層を
それぞれ形成する工程とを備える。

【００２７】

【作用】この発明では、外部電極の主面電極部が、銅ペ
ーストの固化により形成された第１層と、銅を乾式めっ
きすることにより形成された第２層と、銀を乾式めっき
することにより形成された第３層とを備える。ここで、
第１層は、外装樹脂層との間での高い接着力を可能に
し、第２層は、この主面電極部の半田食われを防止し、
第３層は、銅の酸化を防止する。

【００２８】

【発明の効果】したがって、この発明によれば、優れた
半田付け性を与え得る外部電極の主面電極部を備えるチ
ップ型圧電共振子を得ることができる。

【００２９】特にこの発明に係るチップ型圧電共振子の
製造方法によれば、マザー圧電基板を最終的に分割して
複数のチップ型圧電共振子を得るので、多数のチップ型
圧電共振子を能率的に得ることができる。また、外部電
極の主面電極部における第１層は、上述の分割前に形成
されるので、このような第１層の形成を能率的に行なう
ことができる。

【００３０】

【実施例】前述した図２ないし図７に示した各工程と実
質的に同様の工程が、この発明の一実施例においても適
用される。したがって、図２ないし図７を再び参照しな
がら、対応する要素には同様の参照符号を用い、この発
明の実施例について説明する。なお、重複する説明は省
略することもある。

【００３１】図２に示したチップ型圧電共振子１を得る
ため、図３および図４に示したマザー圧電基板１７が用
意される。このマザー圧電基板１７は、前述したよう
に、圧電性を有し、たとえばＰＺＴのような圧電セラミ
ックから構成される。マザー圧電基板１７の一方主面上
には、振動電極１８および１９が形成され、他方主面上
には、これら振動電極１８および１９に対向する振動電
極２０が形成されている。また、振動電極１８、１９お
よび２０にそれぞれつながるように、端子電極２１、２
２および２３が形成される。１個の圧電共振子１は、こ
れら１組の振動電極１８〜２０および端子電極２１〜２
３によって与えられ、マザー圧電基板１７には、複数の
圧電共振子１のための複数組の振動電極１８〜２０およ
び端子電極２１〜２３が形成されている。

【００３２】また、圧電共振子１の各々の振動領域に相
当する領域を取囲むように、堤状の接着剤層２４および
２５が、マザー圧電基板１７の各主面上に、たとえば印
刷により形成される。

【００３３】他方、上述した接着剤層２４および２５で
取囲まれた空間をそれぞれ覆う複数のカバーシート２６
および２７を形成したマザーシート２８および２９が用
意される。マザーシート２８および２９の各々におい
て、複数のカバーシート２６および２７は、相対的に幅
の狭い連結部３０および３１によって保持されている。

【００３４】上述したようなマザーシート２８および２
９は、カバーシート２６および２７が接着剤層２４およ
び２５に接着されるように、マザー圧電基板１７の各主
面を覆うように配置される。

【００３５】次に、図５に示すように、枠３２内に、マ
ザー圧電基板１７が、マザーシート２８および２９とと
もに嵌込まれ、マザー圧電基板１７の各主面上に、未硬
化の外装樹脂３３がそれぞれ流し込まれる。この外装樹
脂３３は、次いで、加熱され、それによって硬化され
る。

【００３６】次に、図６に示すように、上述した外装樹
脂３３によって与えられたマザー外装樹脂層３４および
３５ならびにマザー圧電基板１７を備えるサンドイッチ
構造物３６が枠３２から取出される。次いで、マザー外
装樹脂層３４および３５の各々の外面が平面研磨され、
それによって、厚み方向の寸法精度および平面度が高め
られる。

【００３７】次に、マザー外装樹脂層３４および３５の
外面上に、図２に示した外部電極９〜１１のそれぞれの
主面電極部１２の第１層４３（図１）となるマザー主面
電極部３７が形成される。この実施例では、マザー主面
電極部３７は、銅ペーストを所定のパターンで付与し固
化することにより形成されたものである。ここで、銅ペ
ーストは、図８に示したような銀皮膜４０が形成された
銅粉末４１を含むものであっても、銀皮膜が形成されな
い銅粉末を含むものであってもよい。

【００３８】次に、サンドイッチ構造物３６が、切断線
３８および３９に沿って切断される。この切断によっ
て、図７に示すような１個のチップ型圧電共振子１のた
めのチップ８が複数個得られる。チップ８の端面４に
は、端子電極２１〜２３がそれぞれ露出している。な
お、図７において、チップ８の主面２および３上にそれ
ぞれ形成されるのは、主面電極部１２の一部として第１
層４３のみである。したがって、図７では、第１層の参
照符号である「４３」を括弧書きで示している。チップ
８は、主面２および３と平行に延びる圧電基板１４、な
らびに圧電基板１４の両主面をそれぞれ覆う外装樹脂層
１５および１６を備える。ここで、圧電基板１４は、マ
ザー圧電基板１７を分割して得られたものであり、外装
樹脂層１５および１６は、それぞれ、マザー外装樹脂層
３４および３５を分割して得られたものである。

【００３９】なお、上述した研磨、マザー主面電極部３
７の形成および切断の各工程は、サンドイッチ構造物３
６が枠３２内に保持されたままの状態で実施されてもよ
い。

【００４０】次に、チップ８が、バレル研磨される。こ
れによって、チップ８のエッヂ部が丸くされるととも
に、第１層４３の表面がある程度削り取られる。

【００４１】図１は、この実施例により得ようとするチ
ップ型圧電共振子１の一部を拡大して示す断面図であ
る。図１に示すように、第１層４３上には、適当なマス
ク（図示せず。）を用いながらスパッタリングまたは真
空蒸着のような乾式めっきにより、銅からなる第２層４
４が形成され、さらにその上には、同様の乾式めっきに
より、銀からなる第３層４５が形成される。このように
して、主面電極部１２は、第１層４３、第２層４４およ
び第３層４５によって与えられる。ここで、第１層４３
は、外装樹脂層１５および１６の各々に対して強い接着
力をもって接合され、第２層４４は、この主面電極部１
２の半田食われを防止し、第３層４５は、この主面電極
部１２の半田付け性を向上させる。これら第２層４４お
よび第３層４５の各々の機能は、それぞれの厚みが厚い
ほど増大されるが、実用的には、それぞれ、２〜４μｍ
程度の厚みで十分である。

【００４２】他方、主面電極部１２に連なる端面電極部
１３は、好ましくは、次のように形成される。図１を参
照して、適当なマスク（図示せず。）を用いながらスパ
ッタリングのような乾式めっきにより、厚み約１μｍの
ニッケル・銅合金からなる第１層４６を形成し、その上
に、上述した第２層４４および第３層４５と同様の厚み
をもって同様の方法により、銅からなる第２層４７およ
び銀からなる第３層４８を形成する。この端面電極部１
３において、第１層４６は、半田食われの一層の防止に
寄与している。このようにして、図２に示すような外観
を有するチップ型圧電共振子１が得られる。

【００４３】以上、この発明を図示した実施例に関連し
て説明したが、この発明の範囲内において、いくつかの
変形例が可能である。

【００４４】たとえば、チップ型圧電共振子１における
振動空間を確保するため、接着剤層２４および２５なら
びにカバーシート２６および２７を用いたが、他の構造
のものに置換えられてもよい。

【００４５】また、図示したチップ型圧電共振子１は、
厚み縦振動モードを利用するエネルギ閉じ込め型の二重
モード圧電共振子であったが、他の形式の圧電共振子に
もこの発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるチップ型圧電共振子
１の一部を拡大して示す断面図である。

【図２】図１に示したチップ型圧電共振子１の外観を示
す斜視図である。

【図３】図１に示したチップ型圧電共振子１を得るため
に用意されるマザー圧電基板１７ならびにマザーシート
２８および２９を互いに分離して示す斜視図である。

【図４】図３に示したマザー圧電基板１７の一部を拡大
して示す斜視図である。

【図５】図３に示したマザー圧電基板１７の各主面を覆
うように外装樹脂３３を流し込む工程を示す斜視図であ
る。

【図６】図５に示した外装樹脂３３を硬化させた後、マ
ザー主面電極部３７が形成されたサンドイッチ構造物３
６を示す斜視図である。

【図７】図６に示したサンドイッチ構造物３６を切断し
て得られたチップ８の外観を示す斜視図である。

【図８】図７に示した主面電極部１２の組成を拡大して
示す断面図である。

【符号の説明】

１ チップ型圧電共振子 ２，３ 主面 ４〜７ 端面 ８ チップ ９〜１１ 外部電極 １２ 主面電極部 １３ 端面電極部 １４ 圧電基板 １５，１６ 外装樹脂層 １７ マザー圧電基板 １８〜２０ 振動電極 ２１〜２３ 端子電極 ３３ 外装樹脂 ３４，３５ マザー外装樹脂層 ３７ マザー主面電極部 ３８，３９ 切断線 ４０ 銀皮膜 ４１ 銅皮膜 ４２ 熱硬化性樹脂 ４３ 第１層 ４４ 第２層 ４５ 第３層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行な２つの主面および前記主面
   間を連結する４つの端面を有する、直方体状のチップ、
   ならびに前記チップの外表面上に形成され、前記主面上
   に位置する主面電極部および前記端面上に位置する端面
   電極部をそれぞれ有する、複数の外部電極を備え、 前記チップは、前記主面と平行に延びる圧電基板、およ
   び前記圧電基板の両主面をそれぞれ覆う外装樹脂層を備
   え、 前記圧電基板の主面上には、当該圧電基板を挟んで互い
   に対向する複数の振動電極、および前記振動電極にそれ
   ぞれつながりかつ前記端面電極部にそれぞれ電気的に接
   続される複数の端子電極が形成されている、 チップ型圧電共振子において、 前記主面電極部は、前記端面上に付与された銅ペースト
   を固化することにより形成された第１層、その上に銅を
   乾式めっきすることにより形成された第２層、およびそ
   の上に銀を乾式めっきすることにより形成された第３層
   を備えることを特徴とする、チップ型圧電共振子。
2. 【請求項２】 圧電性を有するマザー圧電基板を用意
   し、 前記マザー圧電基板の主面上に、当該マザー圧電基板を
   挟んで互いに対向する複数の振動電極、および前記振動
   電極にそれぞれつながる複数の端子電極をそれぞれ含
   む、複数の圧電共振子のための複数組の振動電極および
   端子電極を形成し、 前記マザー基板の両主面を覆うように外装樹脂層を形成
   し、 前記外装樹脂層上に銅ペーストを所定のパターンで付与
   し固化することにより外部電極の主面電極部の第１層を
   形成し、 各前記端子電極が分割面に露出するように、前記マザー
   圧電基板を前記外装樹脂層および前記第１層とともに分
   割し、複数の圧電共振子のためのチップを得、 前記チップをバレル研磨し、 次いで、各前記チップの前記分割面に各前記端子電極と
   電気的に接続されかつ各前記主面電極部に連なる端面電
   極部を形成するとともに、前記第１層上に銅の乾式めっ
   きによる第２層およびその上に銀の乾式めっきによる第
   ３層をそれぞれ形成する、 各工程を備える、チップ型圧電共振子の製造方法。