JP2005210404A - Method for manufacturing load capacitance built-in type piezoelectric oscillator - Google Patents

Method for manufacturing load capacitance built-in type piezoelectric oscillator Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a load capacitance built-in type oscillator having structure, in which a capacitor element and a piezoelectric resonator element are stacked, the method by which an oscillation frequency can be set with high accuracy and the piezoelectric oscillator can be manufactured inexpensively. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the load capacitance built-in type piezoelectric oscillator comprises preparing a plate-shaped capacitor element 1, constituted by using a rectangular plate-shaped dielectric substrate 3, a thin and long rectangular plate-shaped piezoelectric substrate 7, and a plate-shaped energy-confining type piezoelectric element 2, having 1st and 2nd vibration electrodes 8 and 9; setting the width of the capacitor element 1 to be equal to or smaller than the width of the piezoelectric element; jointing the piezoelectric element 2 on the capacitor element 1 by using conductive adhesives 10 and 11; and thereafter, making the top surface side of the piezoelectric element 2 irradiated with an ion beam and the frequency adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、コンデンサ素子と圧電素子とが積層された構造を有する負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法に関し、より詳細には、コンデンサ素子上に、板状の圧電素子が積層されており、所望とする発振周波数を有するように周波数調整が行われる工程を備えた負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a load capacity built-in type piezoelectric oscillator having a structure in which a capacitor element and a piezoelectric element are laminated, and more specifically, a plate-like piezoelectric element is laminated on a capacitor element, The present invention relates to a method for manufacturing a load-capacitance-type piezoelectric resonator including a step of adjusting a frequency so as to have a desired oscillation frequency.

従来、圧電体を介して対向するように電極が形成されている圧電素子が種々提案されている。この種の圧電素子は、発振子などに用いられるため、周波数が高精度に設定される必要がある。   Conventionally, various piezoelectric elements in which electrodes are formed so as to face each other through a piezoelectric body have been proposed. Since this type of piezoelectric element is used for an oscillator or the like, the frequency needs to be set with high accuracy.

下記の特許文献１には、図６に示す圧電素子の周波数調整方法が開示されている。ここでは、圧電体１０１の上面に、電極１０２，１０３が形成されており、圧電体１０１の下面に電極１０４が形成されている。そして、圧電体１０１の上面からイオンビームを図示の矢印方向に照射することにより、圧電体１０１の上面の一部を削り取ることにより、周波数調整が行われている。   The following Patent Document 1 discloses a method of adjusting the frequency of the piezoelectric element shown in FIG. Here, electrodes 102 and 103 are formed on the upper surface of the piezoelectric body 101, and an electrode 104 is formed on the lower surface of the piezoelectric body 101. The frequency adjustment is performed by removing a part of the upper surface of the piezoelectric body 101 by irradiating an ion beam from the upper surface of the piezoelectric body 101 in the direction of the arrow shown in the figure.

また、下記の特許文献２には、図７に示す圧電素子の周波数調整が開示されている。ここでは、圧電素子１１１の電極形成面側にマスク１１２が配置されている。マスク１１２は、開口部１１２ａを有する。マスク１１２が配置されている側から、放電電極１１３により発生したプラズマ１１４を照射し、それによって電極を削り取ることにより周波数調整が図られている。
特開平１１−１３６０６３号公報 特許第３２５２５４２号 Patent Document 2 below discloses frequency adjustment of the piezoelectric element shown in FIG. Here, a mask 112 is disposed on the electrode formation surface side of the piezoelectric element 111. The mask 112 has an opening 112a. The frequency is adjusted by irradiating the plasma 114 generated by the discharge electrode 113 from the side where the mask 112 is disposed and scraping off the electrode.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-136063 Japanese Patent No. 3252542

上記のように、特許文献１では、圧電体１０１の上面の全体にイオンビームを照射することにより周波数調整が図られている。しかしながら、このような方法では、圧電体１０１上面の全面にイオンビームが照射されるものであり、かつ圧電体表面が削り取られることにより周波数調整が行われるため、より小型の圧電共振部品等に適用することは困難であった。   As described above, in Patent Document 1, the frequency is adjusted by irradiating the entire upper surface of the piezoelectric body 101 with the ion beam. However, in such a method, the entire surface of the piezoelectric body 101 is irradiated with an ion beam, and the frequency is adjusted by scraping the surface of the piezoelectric body. It was difficult to do.

また、特許文献２に記載の周波数調整方法では、マスク１１２を用いることにより、電極をエッチングする領域が限定されており、それにより周波数調整の高精度化が図られている。しかしながら、マスク１１２の加工精度や設置精度、並びに圧電素子１０１の熱履歴等により周波数がばらつきがちであった。すなわち、高精度に周波数調整を行うことが困難であった。   Further, in the frequency adjustment method described in Patent Document 2, by using the mask 112, the region where the electrode is etched is limited, thereby achieving high accuracy of frequency adjustment. However, the frequency tends to vary due to the processing accuracy and installation accuracy of the mask 112 and the thermal history of the piezoelectric element 101. That is, it is difficult to adjust the frequency with high accuracy.

他方、圧電素子は、ケース基板などに実装されて、圧電共振部品としての製品とされる。この場合、圧電素子段階で高精度に周波数調整を行ったとしても、実際に該圧電素子をケース基板などに取り付け、製品化した場合、得られた圧電共振部品では周波数特性がずれることがあった。   On the other hand, the piezoelectric element is mounted on a case substrate or the like to be a product as a piezoelectric resonant component. In this case, even if the frequency is adjusted with high accuracy at the piezoelectric element stage, when the piezoelectric element is actually mounted on a case substrate and commercialized, the frequency characteristics of the obtained piezoelectric resonant component may be shifted. .

従って、より一層高精度に周波数が調整された圧電共振部品が強く望まれていた。特に、コンデンサ素子と圧電素子とが接続された構造を有する負荷容量内蔵型圧電発振子においては、発振周波数を高精度に制御することが求められていたが、従来の負荷容量内蔵型圧電発振子では、このような要求を満たすことが困難であった。   Accordingly, there has been a strong demand for a piezoelectric resonant component whose frequency is adjusted with higher accuracy. In particular, in a load capacity built-in type piezoelectric oscillator having a structure in which a capacitor element and a piezoelectric element are connected, it has been required to control the oscillation frequency with high accuracy. Then, it was difficult to satisfy such a request.

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、コンデンサ素子と圧電素子とが積層された構造を有する負荷容量内蔵型圧電発振部品であって、その発振周波数が高精度に設定されている負荷容量内蔵型圧電発振子を提供することにある。   An object of the present invention is a load oscillation type piezoelectric oscillation component having a structure in which a capacitor element and a piezoelectric element are laminated in view of the current state of the prior art described above, and its oscillation frequency is set with high accuracy. An object is to provide a piezoelectric oscillator with a built-in load capacity.

本願の第１の発明は、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の誘電体基板と、誘電体基板の上面に形成された第１の容量電極と、誘電体基板の下面に形成された第２の容量電極とを有し、第１，第２の容量電極が誘電体基板を介して対向されている板状のコンデンサ素子と、前記誘電体基板と幅方向寸法が同等または誘電体基板よりも幅方向寸法が大きい圧電基板と、圧電基板の上面に形成された第１の振動電極と、圧電基板の下面に形成されており、第１の振動電極と対向するように配置された第２の振動電極とを有する矩形板状の圧電素子とを用意する工程と、前記コンデンサ素子上に、導電性接着剤を用いて前記圧電素子を接合し、負荷容量内蔵型圧電発振子を得る工程と、前記負荷容量内蔵型圧電発振子の上面からエネルギー線を照射し、前記第１の振動電極の厚みを薄くするようにして周波数調整を行う工程とを備えることを特徴とする、負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法である。   A first invention of the present application is formed on a rectangular plate-shaped dielectric substrate having a length direction and a width direction, a first capacitor electrode formed on an upper surface of the dielectric substrate, and a lower surface of the dielectric substrate. A plate-like capacitor element having a second capacitor electrode, the first and second capacitor electrodes being opposed to each other via a dielectric substrate, and a width direction dimension equivalent to that of the dielectric substrate or a dielectric A piezoelectric substrate having a larger dimension in the width direction than the substrate, a first vibration electrode formed on the upper surface of the piezoelectric substrate, and formed on the lower surface of the piezoelectric substrate, and disposed so as to face the first vibration electrode. A step of preparing a rectangular plate-shaped piezoelectric element having a second vibrating electrode, and bonding the piezoelectric element on the capacitor element using a conductive adhesive, to obtain a load oscillator with a built-in load capacitance Process and an energy ray from the upper surface of the piezoelectric resonator with a built-in load capacity. And characterized by comprising the step of adjusting the frequency so as to reduce the thickness of the first vibrating electrode, a method of manufacturing a load capacity built-in piezoelectric oscillator.

第２の発明は、マザーの誘電体基板と、マザーの誘電体基板の上面に形成された複数の第１の容量電極と、マザーの誘電体基板の下面に形成された複数の第２の容量電極とを有するマザーの板状のコンデンサ素子と、マザーの圧電基板と、該マザーの圧電基板の上面に形成された複数の第１の振動電極と、マザーの圧電基板の下面に形成された複数の第２の振動電極とを有するマザーの板状の圧電素子とを用意する工程と、前記マザーの板状コンデンサ素子上に、前記マザーの板状の圧電素子を導電性接着剤を用いて接着し、マザーの積層体を得る工程と、前記マザーの積層体を厚み方向に切断し、コンデンサ素子上に板状の圧電素子が積層されている構造を有する個々の負荷容量内蔵型型圧電発振子を得る工程と、前記負荷容量内蔵型圧電発振子の上方からエネルギー線を照射し、圧電素子の上面の第１の振動電極の厚みを薄くするようにして周波数調整を行う工程とを備える、負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a mother dielectric substrate, a plurality of first capacitor electrodes formed on the upper surface of the mother dielectric substrate, and a plurality of second capacitors formed on the lower surface of the mother dielectric substrate. A mother plate-like capacitor element having electrodes, a mother piezoelectric substrate, a plurality of first vibration electrodes formed on an upper surface of the mother piezoelectric substrate, and a plurality formed on a lower surface of the mother piezoelectric substrate A mother plate-like piezoelectric element having a second vibration electrode, and bonding the mother plate-like piezoelectric element onto the mother plate-like capacitor element using a conductive adhesive And a step of obtaining a mother laminate, and each load capacitor built-in type piezoelectric oscillator having a structure in which a plate-like piezoelectric element is laminated on a capacitor element by cutting the mother laminate in the thickness direction. And a load capacity built-in type piezoelectric Irradiating an energy beam from above the pendulum, and a step of performing a frequency adjustment so as to reduce the thickness of the first vibrating electrode on the upper surface of the piezoelectric element, a method for manufacturing a load capacity built-in piezoelectric oscillator.

第１，第２の発明（本発明）のある特定の局面では、前記負荷容量内蔵型圧電発振子を平面視した場合に、前記導電性接着剤による接合部分が、前記第１，第２の振動電極が圧電基板を介し対向している振動部外の領域に配置されている。   In a specific aspect of the first and second inventions (the present invention), when the load-capacitance built-in piezoelectric resonator is viewed in plan, the joint portion formed by the conductive adhesive is the first and second The vibrating electrode is disposed in a region outside the vibrating portion that faces the piezoelectric substrate.

本発明の他の特定の局面では、前記板状の圧電素子が、細長い矩形板状の圧電基板を用いて構成されており、該圧電基板の長さ方向中央において、第１の振動電極と第２の振動電極とが圧電基板を介して対向されている。   In another specific aspect of the present invention, the plate-like piezoelectric element is configured by using an elongated rectangular plate-like piezoelectric substrate, and the first vibrating electrode and the first vibration electrode are arranged at the longitudinal center of the piezoelectric substrate. The two vibrating electrodes are opposed to each other through the piezoelectric substrate.

本発明に係る製造方法のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板が長さ方向に分極されており、前記圧電素子が、厚み滑りモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振素子である。   In still another specific aspect of the manufacturing method according to the present invention, the piezoelectric substrate is polarized in the length direction, and the piezoelectric element is an energy confinement type piezoelectric resonance element using a thickness shear mode.

本発明に係る製造方法のさらに他の特定の局面では、前記コンデンサ素子において誘電体基板の上面に設けられた容量電極が、一対の第１の容量電極であり、前記誘電体基板の下面に形成された第２の容量電極が、一対の第１の容量電極と誘電体基板を介して部分的に対向されており、それによって３端子型のコンデンサ素子が構成されており、前記導電性接着剤により、前記一対の第１の容量電極が、前記第１，第２の振動電極にそれぞれ電気的に接続されるとともに、前記コンデンサ素子上に前記圧電素子が物理的に固定されている。   In still another specific aspect of the manufacturing method according to the present invention, the capacitor electrode provided on the upper surface of the dielectric substrate in the capacitor element is a pair of first capacitor electrodes, and is formed on the lower surface of the dielectric substrate. The second capacitor electrode is partially opposed to the pair of first capacitor electrodes via a dielectric substrate, thereby forming a three-terminal capacitor element, and the conductive adhesive Thus, the pair of first capacitive electrodes are electrically connected to the first and second vibrating electrodes, respectively, and the piezoelectric element is physically fixed on the capacitor element.

本発明に係る負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法では、上記エネルギー線としては、例えばイオンビームまたはレーザー光が好適に用いられる。   In the manufacturing method of the load capacitor built-in type piezoelectric resonator according to the present invention, for example, an ion beam or a laser beam is preferably used as the energy beam.

第１の発明に係る製造方法では、個々の負荷容量内蔵型圧電発振子に用いられるコンデンサ素子と、板状圧電素子とが用意された後、コンデンサ素子上に導電性接着剤を用いて圧電素子が接着され、しかる後、得られた負荷容量内蔵型圧電発振子の圧電素子の上面側からエネルギー線を照射することにより、第１の振動電極の電極厚みを薄くするようにして周波数が調整される。負荷容量内蔵型圧電発振子としての上記積層体が得られた後に周波数調整が行われるため、完成品に近い状態で周波数調整が行われる。従って、所望通りの発振周波数を有する負荷容量内蔵型圧電発振子を提供することが可能となる。   In the manufacturing method according to the first aspect of the present invention, after a capacitor element used for each load-capacitance built-in type piezoelectric oscillator and a plate-like piezoelectric element are prepared, a piezoelectric adhesive is used on the capacitor element by using a conductive adhesive. After that, by irradiating energy rays from the upper surface side of the piezoelectric element of the obtained load capacitance built-in type piezoelectric oscillator, the frequency is adjusted so that the electrode thickness of the first vibrating electrode is reduced. The Since the frequency adjustment is performed after the laminate as the load capacitor built-in type piezoelectric oscillator is obtained, the frequency adjustment is performed in a state close to a finished product. Accordingly, it is possible to provide a load capacitor built-in type piezoelectric resonator having a desired oscillation frequency.

加えて、第１の発明に係る製造方法では、コンデンサ素子の幅方向寸法に比べて圧電素子の幅方向寸法が同等以上とされているため、圧電素子の上面からエネルギー線を照射した場合、エネルギー線は下方に位置しているコンデンサ素子には至らない。従って、圧電素子の第１の振動電極の電極厚みを薄くするように、高精度に周波数調整を行なうことができる。   In addition, in the manufacturing method according to the first invention, the width direction dimension of the piezoelectric element is equal to or greater than the width direction dimension of the capacitor element. The line does not reach the capacitor element located below. Therefore, the frequency can be adjusted with high accuracy so as to reduce the electrode thickness of the first vibrating electrode of the piezoelectric element.

第２の発明に係る製造方法によれば、上記マザーの板状のコンデンサ素子上に、マザーの板状の圧電素子を導電性接着剤を用いて接合し、しかる後、得られた積層体を厚み方向に切断することにより、個々の負荷容量内蔵型圧電発振子が得られる。そして、負荷容量内蔵型圧電発振子の上方からエネルギー線を照射し、圧電素子の上面の第１の振動電極を削るようにして周波数調整が行われる。従って、コンデンサ素子上に、圧電素子が積層されている構造が完成された後に、エネルギー線の照射により周波数調整が行われるため、言い換えれば、完成品に近い状態で周波数調整が行われるため、最終的に得られる負荷容量内蔵型圧電発振子の発振周波数を高精度に設定することができる。   According to the manufacturing method of the second invention, the mother plate-like piezoelectric element is bonded onto the mother plate-like capacitor element using a conductive adhesive, and then the obtained laminate is obtained. By cutting in the thickness direction, individual load capacitance built-in type piezoelectric oscillators can be obtained. Then, the frequency adjustment is performed by irradiating the energy beam from above the piezoelectric capacitor with a built-in load capacitor and scraping the first vibrating electrode on the upper surface of the piezoelectric element. Therefore, after the structure in which the piezoelectric element is laminated on the capacitor element is completed, the frequency adjustment is performed by irradiation of energy rays.In other words, the frequency adjustment is performed in a state close to the finished product. Therefore, the oscillation frequency of the built-in load capacitance type piezoelectric resonator can be set with high accuracy.

また、第２の発明では、マザーの積層体が厚み方向に切断されて、個々の圧電素子及びコンデンサ素子が切り出されている。従って、コンデンサ素子の幅方向寸法は圧電素子の幅方向寸法とほぼ等しくされているため、エネルギー線が下方に位置するコンデンサ素子に至らない。よって、コンデンサ素子へのエネルギー線の照射を抑制しつつ、圧電素子の第１の振動電極を削るようにして高精度に周波数調整が行なわれ得る。   In the second aspect of the invention, the mother laminate is cut in the thickness direction, and individual piezoelectric elements and capacitor elements are cut out. Therefore, since the dimension in the width direction of the capacitor element is substantially equal to the dimension in the width direction of the piezoelectric element, the energy element does not reach the capacitor element located below. Therefore, the frequency can be adjusted with high accuracy by cutting the first vibrating electrode of the piezoelectric element while suppressing the irradiation of the energy ray to the capacitor element.

本発明において、負荷容量内蔵型圧電発振子を平面視した場合に、導電性接着剤により圧電素子のコンデンサ素子への接合部分が、第１，第２の振動電極が圧電基板を対向しているエネルギー閉じ込め型の振動部外の領域に配置されている場合には、エネルギー線の照射により削られた金属粒子の飛散による絶縁抵抗不良が生じる可能性を低減することが可能となる。   In the present invention, when the load-capacitance-equipped piezoelectric oscillator is viewed in plan, the first and second vibrating electrodes are opposed to the piezoelectric substrate by the conductive adhesive at the bonding portion of the piezoelectric element to the capacitor element. In the case where it is arranged in a region outside the energy confining type vibration part, it is possible to reduce the possibility that an insulation resistance failure will occur due to scattering of metal particles scraped by irradiation with energy rays.

板状の圧電素子が、細長い矩形板状の圧電基板を用いて構成されており、第１，第２の振動電極が該圧電基板の長さ方向中央において圧電基板を介して対向されている場合には、本発明に従って、矩形板状の圧電素子を用いた負荷容量内蔵型圧電発振子を提供することができる。特に、該圧電基板が長さ方向に分極されており、圧電素子が厚み滑りモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振素子である場合には、本発明に従って、厚み滑りモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振素子を有する負荷容量内蔵型発振子を提供することができる。   When the plate-like piezoelectric element is configured using an elongated rectangular plate-like piezoelectric substrate, and the first and second vibrating electrodes are opposed to each other via the piezoelectric substrate at the longitudinal center of the piezoelectric substrate. In accordance with the present invention, a load capacitor built-in type piezoelectric oscillator using a rectangular plate-shaped piezoelectric element can be provided. In particular, when the piezoelectric substrate is polarized in the length direction and the piezoelectric element is an energy confinement type piezoelectric resonance element utilizing a thickness shear mode, the energy confinement type utilizing the thickness shear mode according to the present invention. It is possible to provide a load capacitor built-in type resonator having the piezoelectric resonance element.

本発明において、コンデンサ素子において、誘電体基板の上面に設けられた容量電極が、一対の第１の容量電極であり、誘電体基板の下面に形成された第２の容量電極が一対の第１の容量電極と誘電体基板を介して部分的に対向されており、それによって３端子型のコンデンサ素子が構成されている場合には、本発明に従って、充分な大きさの負荷容量を有する負荷容量内蔵型圧電発振子を提供することができる。しかも、本発明に従って発振周波数が高精度に調整された容量内蔵型圧電発振子を提供することができる。   In the present invention, in the capacitor element, the capacitor electrode provided on the upper surface of the dielectric substrate is a pair of first capacitor electrodes, and the second capacitor electrode formed on the lower surface of the dielectric substrate is a pair of first capacitors. In the case where a three-terminal capacitor element is constituted by a part of the capacitor electrode and the dielectric substrate through the dielectric substrate, a load capacitor having a sufficient load capacity is provided according to the present invention. A built-in piezoelectric oscillator can be provided. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a built-in capacitor type piezoelectric oscillator whose oscillation frequency is adjusted with high accuracy.

本発明においては、上記エネルギー線としては、イオンビームまたはレーザー光が好適に用いられ、イオンビームまたはレーザー光を圧電素子の第１の振動電極に向かって照射することにより、容易に周波数調整を行うことができる。   In the present invention, an ion beam or a laser beam is preferably used as the energy beam, and the frequency is easily adjusted by irradiating the ion beam or the laser beam toward the first vibrating electrode of the piezoelectric element. be able to.

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。   Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の製造方法を説明するための平面図及び正面断面図である。   1A and 1B are a plan view and a front sectional view for explaining a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

本実施形態では、板状のコンデンサ素子１と、板状の圧電素子２とが用意される。板状のコンデンサ素子１は、チタン酸バリウムなどの誘電体セラミックスからなる誘電体基板３を有する。誘電体基板３は細長い矩形板状の形状を有する。誘電体基板３の上面には、中央部分において、ギャップを隔てて配置された一対の第１の容量電極４，５が配置されている。第１の容量電極４，５の外側端は、誘電体基板３の上面において上面と端面とのなす端縁まで延ばされている。   In the present embodiment, a plate-like capacitor element 1 and a plate-like piezoelectric element 2 are prepared. The plate-like capacitor element 1 has a dielectric substrate 3 made of a dielectric ceramic such as barium titanate. The dielectric substrate 3 has an elongated rectangular plate shape. On the upper surface of the dielectric substrate 3, a pair of first capacitor electrodes 4, 5 are arranged at a central portion with a gap therebetween. The outer ends of the first capacitive electrodes 4 and 5 are extended to the edge formed by the upper surface and the end surface on the upper surface of the dielectric substrate 3.

誘電体基板３の下面には、第２の容量電極６が形成されている。第２の容量電極６は、誘電体基板３の下面中央に形成されており、かつ第１の容量電極４，５と誘電体基板３を介して対向するように形成されている。従って、第１の容量電極３と第２の容量電極６とが重なり合っている部分、及び第１の容量電極５と第２の容量電極６とが重なり合っている部分において、それぞれコンデンサが構成される。   A second capacitive electrode 6 is formed on the lower surface of the dielectric substrate 3. The second capacitor electrode 6 is formed at the center of the lower surface of the dielectric substrate 3 and is formed so as to face the first capacitor electrodes 4 and 5 with the dielectric substrate 3 interposed therebetween. Accordingly, a capacitor is formed in the portion where the first capacitor electrode 3 and the second capacitor electrode 6 overlap each other and in the portion where the first capacitor electrode 5 and the second capacitor electrode 6 overlap each other. .

上記容量電極４〜６は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇもしくはこれらの合金などの適宜の導電性材料により構成される。   The capacitive electrodes 4 to 6 are made of an appropriate conductive material such as Al, Cu, Ag, or an alloy thereof.

上記３端子型コンデンサであるコンデンサ素子１の上面に、板状の圧電素子２が接合される。図２に斜視図で示すように、板状の圧電素子２は、細長い矩形板状の圧電基板７を有する。圧電基板７は、チタン酸鉛系セラミックスあるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスなどの圧電セラミックスにより構成されており、本実施形態では、長さ方向に分極処理されている。   A plate-like piezoelectric element 2 is bonded to the upper surface of the capacitor element 1 which is the three-terminal capacitor. As shown in a perspective view in FIG. 2, the plate-like piezoelectric element 2 has an elongated rectangular plate-like piezoelectric substrate 7. The piezoelectric substrate 7 is made of a piezoelectric ceramic such as a lead titanate-based ceramic or a lead zirconate titanate-based ceramic. In this embodiment, the piezoelectric substrate 7 is polarized in the length direction.

なお、本実施形態では、圧電基板７の幅方向寸法は、前述したコンデンサ素子１の誘電体基板３の幅方向寸法と等しくされている。もっとも、圧電基板７の幅方向寸法は、誘電体基板３の幅方向寸法よりも大きくてもよい。   In the present embodiment, the width direction dimension of the piezoelectric substrate 7 is made equal to the width direction dimension of the dielectric substrate 3 of the capacitor element 1 described above. However, the width direction dimension of the piezoelectric substrate 7 may be larger than the width direction dimension of the dielectric substrate 3.

圧電基板７の上面には、第１の振動電極８が形成されている。第１の振動電極８は、圧電基板７の上面において、長さ方向中央から一方端面に至るように形成されており、かつ一方端面を経て下面に至る電極延長部８ａを有する。   A first vibrating electrode 8 is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 7. The first vibrating electrode 8 is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 7 so as to extend from the center in the length direction to one end surface, and has an electrode extension 8a that extends from the one end surface to the lower surface.

圧電基板７の下面には、第２の振動電極９が形成されている。第２の振動電極９は、圧電基板７の長さ方向中央において、第１の振動電極８と圧電基板７を介して対向されている。第１，第２の振動電極８，９が対向している部分が、エネルギー閉じ込め型の厚み滑りモードを利用した振動部を構成している。第２の振動電極９は、圧電基板７の下面から端面を経て上面に至るように形成されている。すなわち、第２の振動電極９は、上面側に至っている電極延長部９ａを有する。   A second vibration electrode 9 is formed on the lower surface of the piezoelectric substrate 7. The second vibration electrode 9 is opposed to the first vibration electrode 8 via the piezoelectric substrate 7 in the center in the length direction of the piezoelectric substrate 7. A portion where the first and second vibrating electrodes 8 and 9 are opposed to each other constitutes a vibrating portion using an energy trapping thickness-slip mode. The second vibrating electrode 9 is formed so as to reach the upper surface from the lower surface of the piezoelectric substrate 7 through the end surface. That is, the second vibrating electrode 9 has an electrode extension 9a that reaches the upper surface side.

上記振動電極８，９は、Ａｌ、ＡｇまたはＣｕもしくはこれらの合金などの適宜の導電性材料により形成されている。   The vibrating electrodes 8 and 9 are made of an appropriate conductive material such as Al, Ag, Cu, or an alloy thereof.

本実施形態では、上記コンデンサ素子１と圧電素子２とを用意した後、これらが導電性接着剤１０，１１により接合されている。すなわち、板状のコンデンサ素子１の上面に、導電性接着剤１０，１１を用いて、板状の圧電素子２が接合されている。このようにして、板状のコンデンサ素子１と、板状の圧電素子２とからなる積層体により構成されている負荷容量内蔵型圧電発振子１２が構成されている。   In the present embodiment, after the capacitor element 1 and the piezoelectric element 2 are prepared, they are joined by the conductive adhesives 10 and 11. That is, the plate-like piezoelectric element 2 is joined to the upper surface of the plate-like capacitor element 1 using the conductive adhesives 10 and 11. In this manner, the load capacitor built-in type piezoelectric oscillator 12 constituted by a laminated body including the plate-like capacitor element 1 and the plate-like piezoelectric element 2 is configured.

そして、本実施形態では、上記負荷容量内蔵型圧電発振子１２を得た後に、負荷容量内蔵型圧電発振子の上面から、すなわち板状の圧電素子２の上面側から図１（ｂ）の矢印で示すようにイオンビームが照射される。このイオンビームの照射により、第１の振動電極８の厚みを薄くするように加工し、それによって周波数が調整される。   In the present embodiment, after obtaining the load capacitor built-in type piezoelectric resonator 12, the arrow in FIG. 1B is viewed from the upper surface of the load capacitor built in piezoelectric resonator, that is, from the upper surface side of the plate-like piezoelectric element 2. An ion beam is irradiated as shown in FIG. By this ion beam irradiation, the first vibrating electrode 8 is processed to be thin, and the frequency is adjusted accordingly.

従って、本実施形態では、個々の圧電素子２を得た後に周波数調整を行い、しかる後、周波数調整された圧電素子２をコンデンサ素子１に積層する製造方法に比べ、最終的な完成品により近い状態で周波数調整が行われるため、最終的に得られる負荷容量内蔵型圧電発振子１２の共振周波数を高精度に制御することができる。   Therefore, in this embodiment, the frequency adjustment is performed after obtaining the individual piezoelectric elements 2, and then closer to the final finished product than the manufacturing method in which the frequency-adjusted piezoelectric elements 2 are stacked on the capacitor element 1. Since the frequency adjustment is performed in the state, it is possible to control the resonance frequency of the finally obtained load capacitor built-in type piezoelectric oscillator 12 with high accuracy.

より好ましくは、図３及び図４に示すケース基板１３上に、先ず導電性接着剤１４〜１６を用いて、上記板状のコンデンサ素子１が接合される。そして、該板状のコンデンサ素子３上に上記のようにして、板状の圧電素子２が接合される。そして、この状態で、上記イオンビームの照射により発振周波数の調整が行われる。この場合には、最終的に図４に示されているキャップ１７を接合する前に確実に発振周波数を調整することができる。言い換えれば、より一層完成品に近い状態で発振周波数の調整が行われる。よって、高精度に発振周波数を設定することができる。   More preferably, the plate-shaped capacitor element 1 is first bonded onto the case substrate 13 shown in FIGS. 3 and 4 using the conductive adhesives 14 to 16. Then, the plate-like piezoelectric element 2 is bonded onto the plate-like capacitor element 3 as described above. In this state, the oscillation frequency is adjusted by irradiation with the ion beam. In this case, the oscillation frequency can be reliably adjusted before the cap 17 shown in FIG. 4 is finally joined. In other words, the oscillation frequency is adjusted in a state closer to the finished product. Therefore, the oscillation frequency can be set with high accuracy.

加えて、本実施形態では、上記イオンビームの照射は、図１（ａ）の一点鎖線Ａで囲まれている領域、すなわち、エネルギー閉じ込め型の圧電振動部及びその近傍の領域のみにおいて上方から照射される。従って、所望でない部分、特に導電性接着剤による接合部分へのイオンビームの照射を避けることができる。よって、接合部分へのイオンビームの照射により削られた金属粒子の飛散による絶縁抵抗不良を防止することができる。   In addition, in the present embodiment, the ion beam is irradiated from above only in the region surrounded by the one-dot chain line A in FIG. 1A, that is, the energy confining type piezoelectric vibrating portion and the region in the vicinity thereof. Is done. Therefore, it is possible to avoid irradiation of an ion beam to an undesired portion, particularly a bonded portion by a conductive adhesive. Therefore, it is possible to prevent an insulation resistance failure due to scattering of metal particles scraped by irradiation of the ion beam to the joint portion.

また、本実施形態では、上記圧電素子２の幅方向寸法と、コンデンサ素子１の幅方向寸法とがほぼ等しくされており、あるいはコンデンサ素子１の幅方向寸法が相対的に小さくされているため、イオンビームが容量電極４，５に照射されない。従って、容量電極４，５へのイオンビームの照射による特性の変動も生じ難い。   In the present embodiment, the width direction dimension of the piezoelectric element 2 and the width direction dimension of the capacitor element 1 are substantially equal, or the width direction dimension of the capacitor element 1 is relatively small. The ion beam is not applied to the capacitive electrodes 4 and 5. Therefore, the characteristic variation due to the irradiation of the ion beam to the capacitive electrodes 4 and 5 hardly occurs.

また、上記イオンビーム照射領域は、図１（ａ）の一点鎖線Ａで囲まれている領域であればよく、すなわちイオンビーム照射領域を高精度に限定する必要がないため、イオンビームを照射する設備として高価な設備を必要としない。   Further, the ion beam irradiation region may be a region surrounded by the one-dot chain line A in FIG. 1A, that is, it is not necessary to limit the ion beam irradiation region with high accuracy. There is no need for expensive equipment.

すなわち、圧電部品の一部に限定してイオンビームなどのエネルギー線を照射する必要がある場合には、イオンビームの照射を高精度に照射し得る装置を用いなければならない。また、特許文献２に記載のようにマスクを用いる方法では、高精度に開口部を有するマスクを形成しなければならなかった。   That is, when it is necessary to irradiate an energy beam such as an ion beam limited to a part of the piezoelectric component, an apparatus capable of irradiating the ion beam with high accuracy must be used. Moreover, in the method using a mask as described in Patent Document 2, a mask having an opening must be formed with high accuracy.

これに対して、本実施形態では、イオンビーム照射領域を高精度に限定する必要がないため、安価なイオンビーム照射装置を用いることができるとともに、開口部が高精度に形成されているマスクを用意する必要もない。従って、周波数精度に優れた圧電発振子を安価に提供することができる。   On the other hand, in this embodiment, since it is not necessary to limit the ion beam irradiation region with high accuracy, an inexpensive ion beam irradiation apparatus can be used, and a mask having an opening formed with high accuracy can be used. There is no need to prepare. Therefore, it is possible to provide a piezoelectric oscillator with excellent frequency accuracy at low cost.

なお、上記実施形態では、個々の負荷容量内蔵型圧電発振子を構成するためのコンデンサ素子１上に、板状の圧電素子２が導電性接着剤１０，１１により接合されていた。これに対して、本発明においては、マザーの積層体を先ず得た後に、マザーの積層体を厚み方向に切断することにより、図１（ｂ）に示した負荷容量内蔵型発振子１２を得てもよい。   In the above-described embodiment, the plate-like piezoelectric element 2 is bonded by the conductive adhesives 10 and 11 on the capacitor element 1 for constituting each load capacitance built-in type piezoelectric oscillator. On the other hand, in the present invention, the mother laminate is first obtained, and then the mother laminate is cut in the thickness direction to obtain the load capacitor built-in type oscillator 12 shown in FIG. May be.

すなわち、図５に略図的に斜視図で示すように、マザーのコンデンサ素子２１上に、マザーの板状の圧電素子２２が導電性接着剤１０，１１を用いて接合される。マザーのコンデンサ素子２１は、図１に示したコンデンサ素子１を長さ方向と直交する方向に複数面連ねた形状を有する。また、マザーの板状の圧電素子２２は、図２に示した圧電素子２をその長さ方向と直交する方向に複数本連ねた構造を有する。   That is, as schematically shown in a perspective view in FIG. 5, the mother plate-like piezoelectric element 22 is bonded onto the mother capacitor element 21 using the conductive adhesives 10 and 11. The mother capacitor element 21 has a shape in which a plurality of the capacitor elements 1 shown in FIG. 1 are connected in a direction orthogonal to the length direction. The mother plate-like piezoelectric element 22 has a structure in which a plurality of the piezoelectric elements 2 shown in FIG. 2 are connected in a direction perpendicular to the length direction.

このようにして得られたマザーの積層体２３を厚み方向に切断することにより、図１（ｂ）に示した負荷容量内蔵型圧電発振子１２を得てもよい。この場合においても、得られた負荷容量内蔵型圧電発振子１２では、上方に位置する圧電素子の幅方向寸法と、下方に位置するコンデンサ素子の幅方向寸法が等しく、かつ幅方向においてずれがないように配置されている。従って、上記実施形態の場合と同様に、上方からイオンビームを照射して周波数調整を行った場合、イオンビームが下方に位置するコンデンサ素子の容量電極に到達せず、上記実施形態の場合と同様に、発振周波数を高精度に調整することができる。   The mother laminate 23 obtained in this way may be cut in the thickness direction to obtain the load capacitor built-in type piezoelectric resonator 12 shown in FIG. Even in this case, in the obtained load capacitance built-in type piezoelectric oscillator 12, the width direction dimension of the upper piezoelectric element is equal to the width direction dimension of the lower capacitor element, and there is no deviation in the width direction. Are arranged as follows. Therefore, as in the case of the above embodiment, when the frequency is adjusted by irradiating the ion beam from above, the ion beam does not reach the capacitor electrode of the capacitor element located below, and is the same as in the above embodiment. In addition, the oscillation frequency can be adjusted with high accuracy.

なお、上述した実施形態及び変形例では、厚み滑りモードを利用した圧電素子を用いた例につき説明したが、本発明は、厚み縦モードなどの他の振動モードを利用した圧電素子を用いた圧電発振子にも適用することができる。   In the above-described embodiments and modifications, the example using the piezoelectric element using the thickness shear mode has been described. However, the present invention is a piezoelectric using a piezoelectric element using another vibration mode such as the thickness longitudinal mode. It can also be applied to an oscillator.

また、本発明に係る負荷容量内蔵型圧電発振子は、図４に示したケース基板１３及びキャップ１７を用いたケース構造を有するものに限定されない。   Further, the load capacitor built-in type piezoelectric resonator according to the present invention is not limited to the one having the case structure using the case substrate 13 and the cap 17 shown in FIG.

すなわち、図１（ｂ）に示した負荷容量内蔵型圧電発振子１２は、他のケース構造に収納されていてもよく、あるいは図１（ｂ）に示した構造のまま用いられてもよい。   That is, the load capacitor built-in type piezoelectric resonator 12 shown in FIG. 1B may be housed in another case structure, or may be used as it is in the structure shown in FIG.

また、本発明においては、第１の振動電極を研磨するようにエネルギー線が照射されて、周波数調整が行われるが、エネルギー線としては、上記イオンビームの他にレーザー光などを用いてもよい。   Further, in the present invention, the energy beam is irradiated so as to polish the first vibrating electrode, and the frequency is adjusted. However, as the energy beam, a laser beam or the like may be used in addition to the ion beam. .

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態において用意される負荷容量内蔵型圧電発振子の平面図及び正面断面図。(A) And (b) is a top view and front sectional view of a load capacity built-in type piezoelectric oscillator prepared in one embodiment of the present invention. 図１に示した負荷容量内蔵型圧電発振子に用いられている板状の圧電素子を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a plate-like piezoelectric element used in the load capacitor built-in type piezoelectric oscillator shown in FIG. 1. ケース基板上に図１に示した負荷容量内蔵型圧電発振子が搭載されている構造の平面図。FIG. 2 is a plan view of a structure in which the load capacitor built-in type piezoelectric resonator shown in FIG. 1 is mounted on a case substrate. 図３に示した構造のケース基板上にキャップが接合されている負荷容量内蔵型発振部品を示す正面断面図。FIG. 4 is a front cross-sectional view showing a load capacitor built-in type oscillation component in which a cap is joined on the case substrate having the structure shown in FIG. 3. 本発明の変形例に係る製造方法において用意されるマザーのコンデンサ素子とマザーの板状の圧電素子との積層体を示す斜視図。The perspective view which shows the laminated body of the mother capacitor | condenser element and mother plate-shaped piezoelectric element which are prepared in the manufacturing method which concerns on the modification of this invention. 従来の圧電素子の製造方法の一例を説明するための正面断面図。Front sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of the conventional piezoelectric element. 従来の圧電素子の製造方法の他の例を説明するための概略構成図。The schematic block diagram for demonstrating the other example of the manufacturing method of the conventional piezoelectric element.

符号の説明Explanation of symbols

１…コンデンサ素子
２…圧電素子
３…誘電体基板
４，５…第１の容量電極
６…第２の容量電極
７…圧電基板
８，９…第１，第２の振動電極
８ａ，９ａ…電極延長部
１０，１１…導電性接着剤
１３…ケース基板
１４〜１６…導電性接着剤
１７…キャップ
２１…マザーのコンデンサ素子
２２…マザーの圧電素子
２３…マザーの積層体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capacitor element 2 ... Piezoelectric element 3 ... Dielectric board | substrate 4,5 ... 1st capacity electrode 6 ... 2nd capacity electrode 7 ... Piezoelectric board | substrate 8,9 ... 1st, 2nd vibration electrode 8a, 9a ... Electrode Extension part 10, 11 ... Conductive adhesive 13 ... Case substrate 14-16 ... Conductive adhesive 17 ... Cap 21 ... Mother capacitor element 22 ... Mother piezoelectric element 23 ... Mother laminate

Claims (7)

長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の誘電体基板と、誘電体基板の上面に形成された第１の容量電極と、誘電体基板の下面に形成された第２の容量電極とを有し、第１，第２の容量電極が誘電体基板を介して対向されている板状のコンデンサ素子と、
前記誘電体基板と幅方向寸法が同等または誘電体基板よりも幅方向寸法が大きい圧電基板と、圧電基板の上面に形成された第１の振動電極と、圧電基板の下面に形成されており、第１の振動電極と対向するように配置された第２の振動電極とを有する矩形板状の圧電素子とを用意する工程と、
前記コンデンサ素子上に、導電性接着剤を用いて前記圧電素子を接合し、負荷容量内蔵型圧電発振子を得る工程と、
前記負荷容量内蔵型圧電発振子の上面からエネルギー線を照射し、前記第１の振動電極の厚みを薄くするようにして周波数調整を行う工程とを備えることを特徴とする、負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法。 A rectangular plate-shaped dielectric substrate having a length direction and a width direction, a first capacitive electrode formed on the upper surface of the dielectric substrate, and a second capacitive electrode formed on the lower surface of the dielectric substrate A plate-like capacitor element having first and second capacitor electrodes opposed via a dielectric substrate;
A piezoelectric substrate having a width direction dimension equivalent to or larger than the dielectric substrate, a first vibration electrode formed on the upper surface of the piezoelectric substrate, and a lower surface of the piezoelectric substrate; Preparing a rectangular plate-like piezoelectric element having a second vibrating electrode disposed to face the first vibrating electrode;
Bonding the piezoelectric element on the capacitor element using a conductive adhesive to obtain a built-in load capacitance type piezoelectric oscillator;
Irradiating energy rays from the upper surface of the load capacitor built-in piezoelectric oscillator, and adjusting the frequency by reducing the thickness of the first vibrating electrode. A method for manufacturing an oscillator. マザーの誘電体基板と、マザーの誘電体基板の上面に形成された複数の第１の容量電極と、マザーの誘電体基板の下面に形成された複数の第２の容量電極とを有するマザーの板状のコンデンサ素子と、マザーの圧電基板と、該マザーの圧電基板の上面に形成された複数の第１の振動電極と、マザーの圧電基板の下面に形成された複数の第２の振動電極とを有するマザーの板状の圧電素子とを用意する工程と、
前記マザーの板状コンデンサ素子上に、前記マザーの板状の圧電素子を導電性接着剤を用いて接着し、マザーの積層体を得る工程と、
前記マザーの積層体を厚み方向に切断し、コンデンサ素子上に板状の圧電素子が積層されている構造を有する個々の負荷容量内蔵型型圧電発振子を得る工程と、
前記負荷容量内蔵型圧電発振子の上方からエネルギー線を照射し、圧電素子の上面の第１の振動電極の厚みを薄くするようにして周波数調整を行う工程とを備える、負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法。 A mother having a mother dielectric substrate, a plurality of first capacitor electrodes formed on an upper surface of the mother dielectric substrate, and a plurality of second capacitor electrodes formed on a lower surface of the mother dielectric substrate. A plate-shaped capacitor element, a mother piezoelectric substrate, a plurality of first vibrating electrodes formed on the upper surface of the mother piezoelectric substrate, and a plurality of second vibrating electrodes formed on the lower surface of the mother piezoelectric substrate Preparing a mother plate-like piezoelectric element having:
Bonding the mother plate-like piezoelectric element on the mother plate-like capacitor element using a conductive adhesive to obtain a mother laminate;
Cutting the mother laminate in the thickness direction to obtain individual load capacitance built-in type piezoelectric oscillators having a structure in which plate-like piezoelectric elements are laminated on the capacitor elements;
Irradiating energy rays from above the piezoelectric capacitor with a built-in load capacitor, and adjusting the frequency so as to reduce the thickness of the first vibrating electrode on the upper surface of the piezoelectric element. Child manufacturing method. 前記負荷容量内蔵型圧電発振子を平面視した場合に、前記導電性接着剤による接合部分が、前記第１，第２の振動電極が圧電基板を介し対向している振動部外の領域に配置されている、請求項１または２に記載の負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法。   When the load-capacitance built-in type piezoelectric resonator is viewed in plan, the joint portion formed by the conductive adhesive is disposed in a region outside the vibration portion where the first and second vibration electrodes are opposed to each other through the piezoelectric substrate. A method for manufacturing a piezoelectric resonator with a built-in load capacitance according to claim 1 or 2. 前記板状の圧電素子が、細長い矩形板状の圧電基板を用いて構成されており、該圧電基板の長さ方向中央において、第１の振動電極と第２の振動電極とが圧電基板を介して対向されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法。   The plate-like piezoelectric element is configured using an elongated rectangular plate-like piezoelectric substrate, and the first vibration electrode and the second vibration electrode are interposed via the piezoelectric substrate at the center in the length direction of the piezoelectric substrate. The method for manufacturing a load-capacitance built-in type piezoelectric oscillator according to claim 1, which is opposed to each other. 前記圧電基板が長さ方向に分極されており、前記圧電素子が、厚み滑りモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振素子である、請求項４に記載の負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法。   5. The method for manufacturing a load-capacitance-integrated piezoelectric resonator according to claim 4, wherein the piezoelectric substrate is polarized in a length direction, and the piezoelectric element is an energy confinement type piezoelectric resonance element using a thickness shear mode. . 前記コンデンサ素子において誘電体基板の上面に設けられた容量電極が、一対の第１の容量電極であり、前記誘電体基板の下面に形成された第２の容量電極が、一対の第１の容量電極と誘電体基板を介して部分的に対向されており、それによって３端子型のコンデンサ素子が構成されており、前記導電性接着剤により、前記一対の第１の容量電極が、前記第１，第２の振動電極にそれぞれ電気的に接続されるとともに、前記コンデンサ素子上に前記圧電素子が物理的に固定されている、請求項４に記載の負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法。   In the capacitor element, the capacitor electrode provided on the upper surface of the dielectric substrate is a pair of first capacitor electrodes, and the second capacitor electrode formed on the lower surface of the dielectric substrate is a pair of first capacitors. The electrode and the dielectric substrate are partially opposed to each other, thereby forming a three-terminal capacitor element, and the pair of first capacitor electrodes is formed by the conductive adhesive into the first capacitor electrode. The method of manufacturing a piezoelectric resonator with a built-in load capacitance according to claim 4, wherein the piezoelectric element is electrically connected to the second vibrating electrode, and the piezoelectric element is physically fixed on the capacitor element. 前記エネルギー線が、イオンビームまたはレーザー光である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の負荷容量内蔵型圧電発振子の製造方法。   The method for manufacturing a load oscillator with a built-in load capacitor according to claim 1, wherein the energy beam is an ion beam or a laser beam.
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