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Dokumentenidentifikation DE19524881A1 01.02.1996
Titel Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente
Anmelder Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, JP
Erfinder Daidai, Muneyuki, Nagaokakyo, Kyoto, JP;
Sumita, Manabu, Nagaokakyo, Kyoto, JP
Vertreter Schoppe, F., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Anw., 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 07.07.1995
DE-Aktenzeichen 19524881
Offenlegungstag 01.02.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.1996
IPC-Hauptklasse H03H 9/15
IPC-Nebenklasse H01L 41/04   H01L 41/16   H01L 41/22   
Zusammenfassung Eine organische Siliziumverbindung wird um Schwingelektroden auf ein piezoelektrisches Resonanzelement aufgebracht. Eine Verbindung, wie z. B. Silan, Chlorosilan, Silasan, Silthian, Siloxan, Cyclosilan, Cyclosilasan, Cyclosilthian, Cyclosiloxan, Silanol oder Metallsilizium wird als die organische Siliziumverbindung verwendet. Um das piezoelektrische Resonanzelement und die organische Siliziumverbindung wird z. B. ein mittels einer ultravioletten Strahlung aushärtbares Harz aufgebracht, und das mittels einer ultravioletten Strahlung aushärtbare Harz wird ausgehärtet, wodurch ein durchlässiger Film gebildet wird. Ein Hohlraum ist um die Schwingelektroden gebildet, indem die organische Siliziumverbindung durch den Film nach außen dispergiert wird. Um den Film wird beispielsweise ein äußeres Überzugharz aufgebracht, und das äußere Überzugharz wird ausgehärtet, wodurch ein äußeres Überzugmaterial gebildet wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente, die einen Hohlraum aufweist, der um eine Schwingelektrode eines piezoelektrischen Resonanzelements gebildet ist.

Fig. 2 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen piezoelektrischen Resonanzelements zeigt, das eine Hintergrundtechnik der vorliegenden Erfindung darstellt und auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das piezoelektrische Resonanzelement 1 weist z. B. ein rechteckiges piezoelektrisches Substrat 2 auf, das aus Keramik oder dergleichen hergestellt ist. In der Mitte einer Hauptoberfläche des piezoelektrischen Substrats 2 und in der Mitte der anderen Hauptoberfläche desselben sind z. B. jeweils kreisförmige Schwingelektroden 3a und 3b gebildet, derart, daß die Schwingelektroden 3a und 3b einander gegenüberliegen und das piezoelektrische Substrat 2 zwischen denselben angeordnet ist. Eine Zugelektrode 4a ist ausgebildet, um sich von einem Ende der Hauptoberfläche des piezoelektrischen Substrats 2 zu der Schwingelektrode 3a zu erstrecken, während eine Zugelektrode 4b ausgebildet ist, um sich von dem anderen Ende der anderen Hauptoberfläche des Substrats zu der Schwingelektrode 3b zu erstrecken. An jede der Zugelektroden 4a und 4b ist z. B. ein Ende jeweiliger langer Leitungsanschlüsse 5a und 5b gelötet.

Die Fig. 3(A)-3(C) sind darstellende Schnittansichten, die ein Beispiel eines herkömmlichen Verfahrens zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente unter Verwendung des piezoelektrischen Resonanzelements, das in Fig. 2 gezeigt ist, zeigen. Bei dem herkömmlichen Verfahren wird zuerst, wie in Fig. 3(A) gezeigt ist, ein Wachs, wie z. B. Paraphinwachs, Mikrokristallin-Wachs oder dergleichen, um die Schwingelektroden 3a und 3b des piezoelektrischen Resonanzelements 1 getropft.

Danach wird, wie in Fig. 3(B) gezeigt ist, ein äußeres Überzugharz 7 auf das piezoelektrische Resonanzelement 1 und das Wachs 6 aufgebracht. Das äußere Überzugharz 7 besteht aus einem aushärtbaren Harz, einem Lösungsmittel mit einem tiefen Siedepunkt und einem Füllstoff, die miteinander gemischt sind.

Nachfolgend wird das Wachs 6, das um die Schwingelektroden 3a und 3b positioniert ist, nach außen dispergiert, und das äußere Überzugharz wird ausgehärtet. Als Folge ist, wie in Fig. 3 (C) gezeigt ist, ein Hohlraum 8 um die Schwingelektroden 3a und 3b gebildet. Ein äußeres Überzugmaterial 9 ist um das piezoelektrische Resonanzelement 1 und den Hohlraum 8 gebildet. In diesem Fall wird das äußere Überzugharz 7 zuerst bei einer tiefen Temperatur getrocknet, wodurch das Lösungsmittel, das in dem äußeren Überzugharz 7 enthalten ist, nach außen dispergiert wird. Folglich werden Poren auf Wegen des äußeren Überzugharzes 7 gebildet, durch die das Lösungsmittel dispergiert wird. Dann wird die gesamte Anordnung erhitzt, um das äußere Überzugharz 7 auszuhärten. Beim Erhitzen wird das Wachs 6 in die Poren des äußeren Überzugharzes 7 absorbiert und nach außen dispergiert, wodurch der Hohlraum 8 um die Schwingelektroden 3a und 3b gebildet wird. Als Folge des Erhitzens der gesamten Anordnung wird das äußere Überzugharz 7 ausgehärtet, das äußere Überzugmaterial 9 um das piezoelektrische Resonanzelement 1 und dem Hohlraum 8 ausgebildet, und das Wachs 8, das in das äußere Überzugharz 7 absorbiert ist, wird nach außen dispergiert. Folglich wird bei dem herkömmlichen Verfahren, das in den Fig. 3(A)-3(C) gezeigt ist, die piezoelektrische Resonanzkomponente hergestellt, wobei der Hohlraum 8 in dem äußeren Überzugmaterial 9 um die Schwingelektroden 3a und 3b des piezoelektrischen Resonanzelements 1 ausgebildet ist.

Da bei dem herkömmlichen Verfahren, das in den Fig. 3(A)-3(C) gezeigt ist, die Poren jedoch in dem äußeren Überzugharz 7 gebildet werden, indem das Lösungsmittel, das in dem äußeren Überzugharz 7 enthalten ist, nach außen dispergiert wird, ist es notwendig, das äußere Überzugharz 7 ausreichend zu trocknen. Folglich besitzt das herkömmliche Verfahren eine geringe Produktivität.

Ferner existiert bei dem herkömmlichen Verfahren, das in den Fig. 3(A)-3(C) gezeigt ist, eine Feuergefahr, wenn das äußere Überzugharz getrocknet wird, da eine große Menge entzündbaren Lösungsmittels nach außen dispergiert wird.

Außerdem besteht bei dem herkömmlichen Verfahren, das in den Fig. 3(A)-3(C) gezeigt ist, die Möglichkeit, daß die Poren nicht ausreichend in dem äußeren Überzugharz 7 gebildet werden. In diesem Fall verbleibt das Wachs 6 um die Schwingelektroden 3a und 3b. Selbst wenn die Poren ausreichend in dem äußeren Überzugharz 7 gebildet sind, gibt es die Möglichkeit, daß das Wachs 6 nicht in die Poren absorbiert wird und um die Schwingelektroden 3a und 3b verbleibt. Wenn das Wachs 6 um die Schwingelektroden 3a und 3b verblieben ist, ist die Charakteristik der piezoelektrischen Resonanzkomponente verschlechtert.

Bei der piezoelektrischen Resonanzkomponente, die durch das herkömmliche Verfahren, das in den Fig. 3(A)-3(C) gezeigt ist, hergestellt ist, besteht ferner die Möglichkeit, daß Wasser durch das äußere Überzugmaterial 9 in den Hohlraum 8 eindringt, da das äußere Überzugmaterial 9 porös ist. Da die Durchmesser der Poren des äußeren Überzugmaterials 9, die mit dem Hohlraum 8 in Verbindung stehen, gering sind, ist es schwierig, daß Wasser, das in den Hohlraum 8 eingedrungen ist, den Hohlraum 8 verläßt. Folglich weist die piezoelektrische Resonanzkomponente ein schlechtes Wasserfestigkeitsverhalten auf.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum hochproduktiven und sicheren Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente zu schaffen, das in der Lage ist, zuverlässig einen Hohlraum um eine Schwingelektrode zu bilden, und das in der Lage ist, eine piezoelektrische Resonanzkomponente mit einem guten Wasserfestigkeitsverhalten herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente mit einem Hohlraum, der um eine Schwingelektrode eines piezoelektrischen Resonanzelements gebildet ist, das folgende Schritte aufweist: Aufbringen einer organischen Siliziumverbindung um die Schwingelektrode des piezoelektrischen Resonanzelements, Bilden eines Films um das piezoelektrische Resonanzelement und die organische Siliziumverbindung, Bilden des Hohlraums durch Dispergieren der organischen Siliziumverbindung durch den Film nach außen, und Bilden eines äußeren Überzugmaterials um den Film.

Bei der vorliegenden Erfindung schließt der Schritt des Aufbringens der organischen Siliziumverbindung beispielsweise den Schritt des Aufbringens zumindest einer Verbindung von Silan, Chlorosilan, Silasan, Silthian, Siloxan, Cyclosilan, Cyclosilasan, Cyclosilthian, Cyclosiloxan, Silanol und Metallsilizium um die Schwingelektrode ein.

Bei der vorliegenden Erfindung schließt der Schritt des Bildens des Films z. B. den Schritt des Aufbringens eines mittels ultravioletter Strahlung aushärtbaren Harz es um das piezoelektrische Resonanzelement und die organische Siliziumverbindung und den Schritt des Aushärtens des mittels einer ultravioletten Strahlung aushärtbaren Harzes ein.

Bei der vorliegenden Erfindung schließt der Schritt des Bildens des Hohlraums z. B. den Schritt des Verdampfens der organischen Siliziumverbindung ein.

Bei der vorliegenden Erfindung schließt der Schritt des Bildens des äußeren Überzugmaterials beispielsweise den Schritt des Aufbringens eines äußeren Überzugharzes um den Film und den Schritt des Aushärtens des äußeren Überzugharzes ein.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die organische Siliziumverbindung um die Schwingelektrode des piezoelektrischen Resonanzelements aufgebracht, der Film um das piezoelektrische Resonanzelement und die organische Siliziumverbindung gebildet, und die organische Siliziumverbindung durch den Film nach außen dispergiert, wodurch der Hohlraum um die Schwingelektrode gebildet wird.

Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung das äußere Überzugharz um den Film gebildet.

Bei dem Verfahren zum Herstellen der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung, um den Hohlraum um die Schwingelektrode zu bilden, existiert eine hohe Produktivität, da es nicht notwendig ist, daß Poren in dem äußeren Überzugmaterial gebildet werden und ein äußeres Überzugharz als das äußere Überzugmaterial ausreichend getrocknet wird.

Ferner existiert bei dem Verfahren zum Herstellen der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringe Feuergefahr, da nicht viel entzündbares Lösungsmittel nach außen dispergiert wird.

Außerdem verbleibt bei dem Verfahren zum Herstellen der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung die organische Siliziumverbindung fast nicht um die Schwingelektrode, da der Hohlraum durch das Dispergieren der organischen Siliziumverbindung durch den Film nach außen um die Schwingelektrode gebildet ist, wodurch der Hohlraum zuverlässig um die Schwingelektrode gebildet werden kann. Folglich ist die Charakteristik der piezoelektrischen Resonanzkomponente fast nicht verschlechtert.

Ferner existiert bei der piezoelektrischen Resonanzkomponente, die durch das Verfahren zum Herstellen der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ein gutes Wasserfestigkeitsverhalten, da das äußere Überzugmaterial nicht porös ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente erhalten werden, das hochproduktiv und sicher ist, wobei es in der Lage ist, einen Hohlraum zuverlässig um eine Schwingelektrode zu bilden, und in der Lage ist, eine piezoelektrische Resonanzkomponente mit einem guten Wasserfestigkeitsverhalten herzustellen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1(A)-1(D) darstellende Schnittansichten, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.

Fig. 2 eine Draufsicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen piezoelektrischen Resonanzelements zeigt, das eine Hintergrundtechnik der vorliegenden Erfindung darstellt, und auf das die vorliegende Erfindung angewendet ist.

Fig. 3(A)-3(C) darstellende Schnittansichten, die ein Beispiel eines herkömmlichen Verfahrens zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente zeigt.

Die Fig. 1(A)-1(D) sind darstellende Schnittansichten, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente durch die Verwendung des piezoelektrischen Resonanzelements 1, das in Fig. 2 gezeigt ist, darstellen. Bei dem Ausführungsbeispiel wird zuerst, wie in Fig. 1(A) gezeigt ist, eine organische Siliziumverbindung 10 um die Schwingelektroden 3a und 3b des piezoelektrischen Resonanzelements 1 aufgebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist Hexamethylcyclotrisiloxan mit folgender Strukturformel, einem Schmelzpunkt von 62°C und einem Siedepunkt von 134°C als die organische Siliziumverbindung 10 verwendet.



Zumindest eine Verbindung von Silan, Chlorosilan, Silasan, Silthian, Siloxan, Cyclosilan, Cyclosilasan, Cyclosilthian, Cyclosiloxan, Silanol und Metallsilizium (metallisches Silizium, Metallosilicon) wird als die organische Siliziumverbindung 10 verwendet. Es ist notwendig, daß der Schmelzpunkt der organischen Siliziumverbindung 10 größer als 25°C ist, und daß dieselbe bei Zimmertemperatur fest ist. Es ist ferner notwendig, daß die organische Siliziumverbindung 10 bei einer Temperatur verdampft wird, bei der sich die Charakteristik des piezoelektrischen Resonanzelements 1, das aus einer piezoelektrischen Keramik hergestellt ist, nicht verschlechtert. Vorzugsweise besitzt die organische Siliziumverbindung einen Siedepunkt unter 180°C, ist chemisch stabil und nicht giftig.

Dann wird, wie in Fig. 1(B) gezeigt ist, ein durchlässiger Film 11 um das piezoelektrische Resonanzelement 1 und die organische Siliziumverbindung 10 gebildet. In diesem Fall wird z. B. ein mittels ultravioletter Strahlung aushärtbares Harz um das piezoelektrische Resonanzelement 1 und die organische Siliziumverbindung 10 aufgebracht. Das mittels einer ultravioletten Strahlung aushärtbare Harz wird durch Bestrahlen mit ultravioletten Strahlen auf das mittels ultravioletter Strahlung aushärtbare Harz ausgehärtet, wodurch der Film 11 gebildet wird. Das Material des Films 11, das bei dem Ausführungsbeispiel verwendet werden soll, ist eine Substanz, die bei einer Temperatur ausgehärtet wird, die unter dem Schmelzpunkt der organischen Siliziumverbindung 10 liegt und durch die die organische Siliziumverbindung 10 nicht geschmolzen wird. Die Durchlässigkeit des Films 11 kann durch die Verwendung eines Polymers mit einer geringen Vernetzungsdichte in dessen molekularer Struktur, eines Füllstoffs durch das Dispergieren desselben in das Material des Films 11, um Luft über die Grenzfläche zwischen dem Füllstoff und dem Polymer durchzulassen, eines porösen oder nadelkristallartigen Füllstoffs durch Dispergieren desselben in das Material des Films 11 und einer Substanz, wie z. B. eines mittels ultravioletter Strahlung aushärtbaren Siliziums, mit einer geringen Oberflächenspannung erhöht werden.

Nachfolgend wird die organische Siliziumverbindung 10 durch den Film 11 nach außen dispergiert, wodurch ein Hohlraum 12 um die Schwingelektroden 3a und 3b gebildet wird, wie in Fig. 1(C) gezeigt ist. In diesem Fall wird die organische Siliziumverbindung 10 auf eine Temperatur erhitzt, die größer als der Siedepunkt derselben ist, um dieselbe zu verdampfen. Auf diese Weise wird die organische Siliziumverbindung 10 nach außen dispergiert. Zu dieser Zeit durchdringt die organische Siliziumverbindung 10 den Film 11 in der Form von Dampf. Wenn der Film 11 nicht durchlässig ist, kann die organische Siliziumverbindung 10 durch die Grenzfläche zwischen dem Film 11 und des piezoelektrischen Resonanzelements 1 oder durch die Grenzfläche zwischen dem Film 11 und den Leitungsanschlüssen 5a und 5b nach außen dispergiert werden.

Wie in Fig. 1(D) gezeigt ist, wird ein äußeres Überzugmaterial 13 um den Film 11 gebildet. In diesem Fall wird ein aushärtbares Harz, wie z. B. ein flüssiges Epoxidharz als ein äußeres Überzugharz um den Film 11 getropft, und das aushärtbare Harz wird erhitzt, um es auszuhärten, wodurch das äußere Überzugmaterial 13 gebildet wird. Zusätzlich zu dem Tropfverfahren, kann das äußere Überzugharz durch das Verwenden eines Spendegeräts, durch einen Gußanstrich oder durch einen Zerstäubungsanstrich aufgebracht werden.

Folglich wird bei dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 1(A)-1(D) gezeigt ist, die piezoelektrische Resonanzkomponente hergestellt, wobei der Hohlraum 12 um die Schwingelektroden 3a und 3b des piezoelektrischen Resonanzelements 1 gebildet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 1(A)-1(D) gezeigt ist, um den Hohlraum 12 um die Schwingelektroden 3a und 3b zu bilden, existiert eine hohe Produktivität, da es nicht notwendig ist, daß Poren in dem äußeren Überzugmaterial 13 gebildet werden, und daß das äußere Überzugharz als das äußere Überzugmaterial 13 ausreichend getrocknet wird.

Ferner besteht bei dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 1(A)-1(D) gezeigt ist, eine geringe Feuergefahr, da nicht viel entzündbares Lösungsmittel nach außen dispergiert wird.

Außerdem wird bei dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 1(A)-1(D) gezeigt ist, der Hohlraum 12 um die Schwingelektroden 3a und 3b gebildet, indem die organische Siliziumverbindung 10 durch den durchlässigen Film 11 nach außen dispergiert wird, weshalb die organische Siliziumverbindung 10 fast nicht um die Schwingelektroden 3a und 3b verbleibt, und der Hohlraum 12 zuverlässig um die Schwingelektroden 3a und 3b gebildet werden kann. Folglich ist die Charakteristik der piezoelektrischen Resonanzkomponente fast nicht verschlechtert.

Ferner besitzt die piezoelektrische Resonanzkomponente, die durch das Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 1(A)-1(D) gezeigt ist, hergestellt ist, ein gutes Wasserfestigkeitsverhalten, da das äußere Überzugmaterial 13 nicht porös ist.

Obwohl die Leitungsanschlüsse 5a und 5b in den Fig. 1(A)-1(D) nicht gezeigt sind, sind die Enden der Leitungsanschlüsse 5a und 5b, die mit dem piezoelektrischen Resonanzelement 1 verbunden sind, mit dem Film 11 und dem äußeren Überzugmaterial 13 bedeckt.

Bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen der piezoelektrischen Resonanzkomponente, die zwei Leitungsanschlüsse aufweist, beschrieben, wobei das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch auch auf eine piezoelektrische Resonanzkomponente mit drei oder mehr Leitungsanschlüssen anwendbar ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente mit einem Hohlraum (12), der um eine Schwingelektrode (3a, 3b) eines piezoelektrischen Resonanzelements (1) gebildet ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

    Aufbringen einer organischen Siliziumverbindung (10) um die Schwingelektrode (3a, 3b) des piezoelektrischen Resonanzelements (1);

    Bilden eines Films (11) um das piezoelektrische Resonanzelement (1) und die organische Siliziumverbindung (10);

    Bilden des Hohlraums (12) durch Dispergieren der organischen Siliziumverbindung (10) durch den Film (11) nach außen; und

    Bilden eines äußeren Überzugmaterials (13) um den Film (11).
  2. 2. Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Schritt des Aufbringens der organischen Siliziumverbindung (10) den Schritt des Aufbringens zumindest einer Verbindung von Silan, Chlorosilan, Silasan, Silthian, Siloxan, Cyclosilan, Cyclosilasan, Cyclosilthian, Cyclosiloxan, Silanol und Metallsilizium um die Schwingelektrode (3a, 3b) einschließt.
  3. 3. Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens des Films (11) folgende Schritte einschließt:

    Aufbringen eines mittels einer ultravioletten Strahlung aushärtbaren Harzes (13) um das piezoelektrische Resonanzelement (1) und die organische Siliziumverbindung (10); und

    Aushärten des mittels einer ultravioletten Strahlung aushärtbaren Harzes (13).
  4. 4. Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Schritt des Bildens des Hohlraums (12) den Schritt des Verdampfens der organischen Siliziumverbindung (10) einschließt.
  5. 5. Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens des äußeren Überzugmaterials (13) folgende Schritte einschließt:

    Aufbringen eines äußeren Überzugharzes um den Film (11); und

    Aushärten des äußeren Überzugharzes.






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