JPH11261124A - 圧電装置、及び該圧電装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型化を図ることができると共に、保持電極
としてのメタライズ層の厚みや、メタライズ印刷処理の
際の滲み等の条件管理が不要となる圧電装置を提供する
ことる。 【解決手段】 圧電基板２３の両面に振動電極２４ａ、
２４ｂ、及びこれら振動電極２４ａ、２４ｂの一端部に
それぞれ接続された端子電極２５ａ、２５ｂを有する圧
電素子２２と、圧電素子２２を封止するためのケース２
１と、ケース２１の底面に設けられ、圧電素子２２を端
子電極２５ａ、２５ｂ部分で保持する少なくとも一対の
保持電極２９ａ、２９ｂとを備えて、ケース基体２１ａ
の底面に傾斜面２６ａを有する凹部を形成し、傾斜面２
６ａに保持電極２９ａ、２９ｂを設け、圧電素子２２を
ケース基体２６の底面に対して斜めに傾いた状態で保持
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電装置、及び該圧
電装置の製造方法に関し、より詳細には、圧電素子の保
持構造に特徴を有する圧電装置、及び該圧電装置の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧電装置には、圧電素子の振動を
阻害しないために、該圧電素子を封止するケースに棚部
を形成し、該棚部に前記圧電素子の一端部を固着させた
ものや、前記ケースの底面にメタライズ層を厚めに印刷
し、該メタライズ層に前記圧電素子の一端部を固着させ
たもの等がある。

【０００３】図４（ａ）は、従来の圧電装置の一例を模
式的に示した断面図であり、（ｂ）は蓋体を除いた平面
図であり、（ｃ）は蓋体及び圧電素子を除いた平面図で
ある。また図５（ａ）は、圧電素子の斜視図を示してお
り、（ｂ）と（ｃ）とはそれぞれ平面図と下面図とを示
している。

【０００４】図中３は、圧電基板を示している。圧電基
板３の両面には、振動電極４ａ、４ｂがそれぞれ形成さ
れており、振動電極４ａ、４ｂの一端部からは端子電極
５ａ、５ｂが接続形成されている。これら圧電基板３、
振動電極４ａ、４ｂ、及び端子電極５ａ、５ｂを含んで
圧電素子２が構成されている。

【０００５】また、圧電素子２は底板６及び枠体７、８
からなるケース基体１ａと蓋体９とを含んで構成される
ケース１に収容されており、端子電極５ａ、５ｂはケー
ス基体１ａの棚部７ａ上面に形成された保持電極１０
ａ、１０ｂと導電性接着剤（図示せず）を介して電気的
に接続され、圧電素子２は保持電極１０ａ、１０ｂ部分
でケース基体１ａに保持されている。底板６の下面には
例えば、端部に設けたスルーホール（図示せず）を介し
て保持電極１０ａ、１０ｂに接続された接続電極１１
ａ、１１ｂが形成されている。さらに、圧電素子２を封
止するための蓋体９が枠体８上に接着されている。

【０００６】図６（ａ）は、従来の別の圧電装置を模式
的に示した断面図であり、（ｂ）は蓋体を除いた平面図
であり、（ｃ）は蓋体及び圧電素子を除いた平面図であ
る。図４で示した圧電装置と同一の機能を有する構成部
材については同一の符号を使用し、その説明を省略す
る。

【０００７】圧電素子２は底板１３及び枠体１４からな
るケース基体１２ａと蓋体１５とを含んで構成されるケ
ース１２に収容されており、端子電極５ａ、５ｂは底板
１３の上面に形成された保持電極１６ａ、１６ｂと導電
性接着剤（図示せず）を介して電気的に接続され、圧電
素子２は保持電極１６ａ、１６ｂ部分でケース基体１２
ａに保持されている。底板１３の下面には例えば、端部
に設けたスルーホール（図示せず）を介して保持電極１
６ａ、１６ｂに接続された接続電極１７ａ、１７ｂが形
成されている。さらに、圧電素子２を封止するための蓋
体１５がケース基体１２ａ上に接着されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した圧電装置
では、圧電素子２の振動を阻害しないために棚部７ａが
形成され、棚部７ａで圧電素子２の一端部が保持されて
いるので、棚部７ａ形成のための金型費が高くつきコス
ト高、及び製造工程上において工数増となってしまう。
また、最近では、圧電装置の薄型化が進んできている
が、棚部７ａを有した３層構造となっている、図３に示
した圧電装置では薄型化に適しなくなってきている。

【０００９】一方、図６に示した圧電装置は、ケースの
底面（底板１３上面）にメタライズ印刷処理等により形
成された保持電極１６ａ、１６ｂと接着剤との厚みによ
って圧電素子２を浮かせているだけなので、図４に示し
た圧電装置よりは薄型化に適していると言える。

【００１０】しかしながら、ケース基体１２ａに反りが
ある場合は圧電素子２がケース基体１２ａに接触してし
まうといった問題や、圧電素子２を浮かせるために、メ
タライズ層を適切な厚みに調整して印刷処理を施さなけ
ればならず、厚みの条件や、印刷の際の滲みの条件等を
厳密に加味する必要があり、条件管理が非常に困難にな
るといった問題がある。

【００１１】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、薄型化を図ることができると共に、保持電極とし
てのメタライズ層の厚みや、メタライズ印刷処理の際の
滲み等の条件管理が不要となる圧電装置を提供すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために本発明に係る圧電装置（１）は、圧電基
板の両面に振動電極、及びこれら振動電極の一端部にそ
れぞれ接続された端子電極を有する圧電素子と、該圧電
素子を封止するためのケースと、該ケースの底面に設け
られ、前記圧電素子を前記端子電極部分で保持する少な
くとも一対の保持電極とを備えた圧電装置において、前
記底面に傾斜面を有する凹部が形成され、前記傾斜面に
前記保持電極が設けられ、前記圧電素子が前記底面に対
して斜めに傾いた状態で保持されていることを特徴とし
ている。

【００１３】上記圧電装置（１）によれば、前記ケース
の底面に設けられた前記傾斜面に、前記圧電素子の一端
部が固着されているので、他端部は浮いた状態となり、
機械振動、及び圧電効果を得ることができる。従って、
従来のように前記底面に棚部を設けたり、前記保持電極
（メタライズ層）の厚み条件等を加味する必要がないの
で、製造コストを大幅に削減することができる。

【００１４】また、本発明に係る圧電装置（２）は、上
記圧電装置（１）において、前記ケースの天板内面と前
記圧電素子の自由端上面との距離が、前記自由端におけ
る変位量を所定値以下に抑制する値に設定されているこ
とを特徴としている。

【００１５】上記圧電装置（２）によれば、衝撃や振動
等の応力が作用したとしても、前記自由端における変位
量が所定値以下に抑制されるので、前記圧電素子の一端
部、すなわち固定端側の接着部の損傷を防止することが
でき、耐振や耐衝撃性を向上させることができる。

【００１６】また、本発明に係る圧電装置の製造方法
（１）は、上記圧電装置（１）又は（２）の製造方法で
あって、前記底面にプレス加工を施し、傾斜面を有する
前記凹部を形成する工程と、形成された前記傾斜面に前
記保持電極用のメタライズ印刷処理を施す工程とを含ん
でいることを特徴としている。

【００１７】また、本発明に係る圧電装置の製造方法
（２）は、上記圧電装置（１）又は（２）の製造方法で
あって、前記底面に前記保持電極用のメタライズ印刷処
理を施す工程と、メタライズ印刷された底面部にプレス
加工を施し、前記傾斜面を有する凹部を形成する工程と
を含んでいることを特徴としている。

【００１８】上記圧電装置の製造方法（１）又は（２）
によれば、前記ケースの底面に形成され、前記傾斜面を
有する凹部に、前記圧電素子の一端部を固着させること
によって、前記底面に対して斜めに傾いた状態で圧電素
子が保持された圧電装置を製造することができる。従っ
て、メタライズ印刷処理時における、厚みの条件や、滲
みの条件等の条件管理が不要な圧電装置を製造すること
ができるようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電装置の実
施の形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、実
施の形態に係る圧電装置を模式的に示した断面図であ
り、（ｂ）は蓋体を除いた平面図であり、（ｃ）は蓋体
及び圧電素子を除いた平面図である。また、ここでの圧
電素子の構造は、図５に示した圧電素子２の構造と同一
である。

【００２０】図中２３は、圧電基板を示している。圧電
基板２３の両面には、振動電極２４ａ、２４ｂがそれぞ
れ形成されており、振動電極２４ａ、２４ｂの一端部か
らは端子電極２５ａ、２５ｂが接続形成されている。こ
れら圧電基板２３、振動電極２４ａ、２４ｂ、及び端子
電極２５ａ、２５ｂを含んで圧電素子２２が構成されて
いる。

【００２１】また、圧電素子２２は底板２６及び枠体２
７からなるケース基体２１ａと蓋体２８とを含んで構成
されるケース２１に収容されており、底板２６の上面に
は傾斜面２６ａを有する凹部が形成されている。端子電
極２５ａ、２５ｂは傾斜面２６ａに形成された保持電極
２９ａ、２９ｂと導電性接着剤（図示せず）を介して電
気的に接続され、圧電素子２２は保持電極２９ａ、２９
ｂ部分でケース基体２１ａに保持されている。底板２６
の下面には例えば、端部に設けたスルーホール（図示せ
ず）を介して保持電極２９ａ、２９ｂに接続された接続
電極３０ａ、３０ｂが形成されている。さらに、圧電素
子２２を封止するための蓋体２８がケース基体２１ａ上
に接着されている。

【００２２】上記実施の形態に係る圧電装置によれば、
底板２６の上面に設けられた傾斜面２６ａに、圧電素子
２２の一端部が固着されているので、他端部（自由端２
２ａ）は浮いた状態となり、機械振動、及び圧電効果を
得ることができる。従って、従来のようにケースの底面
に棚部を設けたり、保持電極（メタライズ層）の厚み条
件等を加味する必要がないので、製造コストを大幅に削
減することができる。

【００２３】さらに、蓋体２８の天板内面と圧電素子２
２の自由端２２ａ上面との距離ｈを、自由端２２ａにお
ける変位量を所定値以下に抑制する値に設定することに
よって、衝撃や振動等の応力が作用しても、圧電素子２
２の固定端側の接着部の損傷を防止することができ、耐
振や耐衝撃性を向上させることができる。

【００２４】また、自由端２２ａとケース基体２１ａの
底面（底板２６）とが十分に離れているので、ケース基
体２１ａの反りによる、圧電素子２２とケース基体２１
ａとの接触をなくすことができる。

【００２５】次に、上記実施の形態に係る圧電装置の製
造方法（１）を図３に示したフローチャートに基づいて
説明する。 ●第１工程 略矩形の板状に成形したグリーンシートの片面に、プレ
ス加工を施すことによって、傾斜面２６ａを有した凹部
を形成する。 ●第２工程 メタライズ印刷処理を施して、傾斜面２６ａに一対の保
持電極２９ａ、２９ｂ形成用のペースト層を形成する。
前記グリーンシートの形成材料としては、セラミック
や、ガラスセラミック等の絶縁材に樹脂及び溶剤を添加
したものが挙げられる。 ●第３工程 前記グリーンシートを焼成し、めっき処理を施し、その
後、個々のチップに切断する。

【００２６】●第４工程 保持電極２９ａ、２９ｂが形成された傾斜面２６ａに、
圧電素子２２に形成された端子電極２５ａ、２５ｂを導
電性接着剤等により固着する。 ●第５工程 断面形状が凹形であるケース基体２１ａに、セラミック
等からなる蓋体２８を被せて、ガラス、樹脂、ロウ付け
等で気密に封止する。

【００２７】続いて、上記実施の形態に係る圧電装置の
製造方法（２）を図４に示したフローチャートに基づい
て説明する。 ●第１工程 略矩形の板状に成形したグリーンシートの片面に、メタ
ライズ印刷処理を施し、一対の保持電極２９ａ、２９ｂ
形成用のペースト層を形成する。前記グリーンシートの
形成材料としては、セラミックや、ガラスセラミック等
の絶縁材に樹脂及び溶剤を添加したものが挙げられる。 ●第２工程 メタライズ印刷部をプレスすることによって、傾斜面２
６ａを有した凹部を形成する。 ●第３工程 前記グリーンシートを焼成し、めっき処理を施し、その
後、個々のチップに切断する。

【００２８】●第４工程 保持電極２９ａ、２９ｂが形成された傾斜面２６ａに、
圧電素子２２に形成された端子電極２５ａ、２５ｂを導
電性接着剤等により固着する。 ●第５工程 断面形状が凹形であるケース基体２１ａに、セラミック
等からなる蓋体２８を被せて、ガラス、樹脂、ロウ付け
等で気密に封止する。

【００２９】上記圧電装置の製造方法（１）又は（２）
によれば、底板２６に形成され、傾斜面２６ａを有する
凹部に、圧電素子２２の一端部を固着させることによっ
て、ケース基体２１ａの底面に対して斜めに傾いた状態
で圧電素子２２が保持された圧電装置を製造することが
できる。従って、メタライズ印刷処理時における、厚み
の条件や、滲みの条件等の条件管理が不要な圧電装置を
製造することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る圧電装置
を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は蓋体を除いた
平面図であり、（ｃ）は蓋体及び圧電素子を除いた平面
図である。

【図２】実施の形態に係る圧電装置の製造方法（１）を
示したフローチャートである。

【図３】実施の形態に係る圧電装置の製造方法（２）を
示したフローチャートである。

【図４】（ａ）は、従来の圧電装置の一例を模式的に示
した断面図であり、（ｂ）は蓋体を除いた平面図であ
り、（ｃ）は蓋体及び圧電素子を除いた平面図である。

【図５】（ａ）は、圧電素子を模式的に示した斜視図で
あり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は下面図である。

【図６】（ａ）は、従来の別の圧電装置を模式的に示し
た断面図であり、（ｂ）は蓋体を除いた平面図であり、
（ｃ）は蓋体及び圧電素子を除いた平面図である。

【符号の説明】

１、１２、２１ ケース １ａ、１２ａ、２１ａ ケース基体 ２、２２ 圧電素子 ３、２３ 圧電基板 ４ａ、４ｂ、２４ａ、２４ｂ 振動電極 ５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂ 端子電極 ６、１３、２６ 底板 ７、８、１４、２７ 枠体 ７ａ 棚状部 ９、１５、２８ 蓋体 １０ａ、１０ｂ、１６ａ、１６ｂ、２９ａ、２９ｂ 保
持電極 １１ａ、１１ｂ、１７ａ、１７ｂ、３０ａ、３０ｂ 接
続電極 ２２ａ 自由端 ２６ａ 傾斜面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板の両面に振動電極、及びこれら
   振動電極の一端部にそれぞれ接続された端子電極を有す
   る圧電素子と、 該圧電素子を封止するためのケースと、 該ケースの底面に設けられ、前記圧電素子を前記端子電
   極部分で保持する少なくとも一対の保持電極とを備えた
   圧電装置において、 前記底面に傾斜面を有する凹部が形成され、前記傾斜面
   に前記保持電極が設けられ、前記圧電素子が前記底面に
   対して斜めに傾いた状態で保持されていることを特徴と
   する圧電装置。
2. 【請求項２】 前記ケースの天板内面と前記圧電素子の
   自由端上面との距離が、前記自由端における変位量を所
   定値以下に抑制する値に設定されていることを特徴とす
   る請求項１記載の圧電装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の圧電装置の
   製造方法であって、前記底面にプレス加工を施し、傾斜
   面を有する前記凹部を形成する工程と、形成された前記
   傾斜面に前記保持電極用のメタライズ印刷処理を施す工
   程とを含んでいることを特徴とする圧電装置の製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の圧電装置の
   製造方法であって、前記底面に前記保持電極用のメタラ
   イズ印刷処理を施す工程と、メタライズ印刷された底面
   部にプレス加工を施し、前記傾斜面を有する凹部を形成
   する工程とを含んでいることを特徴とする圧電装置の製
   造方法。