专利名称：压电部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种滤波器或振子等压电部件的制造方法，尤其是涉及一种用被覆树脂来密封的引线(lead)型压电部件的制造方法。
但是，存在如下问题在流动焊锡前后压电滤波器的频率变化大，并且到频率恢复为稳定值之前必需较长时间。
图1表示流动焊锡前后压电滤波器的频率-衰减量特性的变化。从图中可知，在流动焊锡后，频率整体下降。
图2表示流动焊锡后的经过时间与中心频率变化的关系。从图中可知，中心频率由于流动焊锡下降-20kHz左右后，通过自然放置，慢慢恢复到稳定值。频率变为稳定值(-7kHz)之前的时间在常温下约为100小时左右。
图1、图2所示伴随流动焊锡的特性变化在由被覆树脂密封的引线型压电部件中显著发生。其最大理由认为是被覆树脂的热应力或残留应力影响内部压电元件的电特性。
如上所述，因为流动焊锡前后频率变化大，并且频率稳定之前的时间长，所以或在流动焊锡后长时间放置，则用户侧不能在安装状态下进行调整，存在生产率下降的问题。
在特开2000-307367号公报中，公开了一种频率经时变化特性好的水晶振子的制造方法。在水晶振子中，为了改善频率的经时变化，在组件的基底上涂布粘接剂，支持固定水晶片，在进行频率调整后，在进行气密之前进行热处理，通过缓和残留应力，去除气体，使经时变化的特性提高。
另外，在特开2002-100931号公报中，公开了一种压电振荡器的制造方法，该方法是在容器体的上部空腔中安装压电振子的工序、与在容器体的下部空腔中安装IC芯片及电子部件的工序之间，设置为了使压电振子的频率稳定而进行压电振子的热老化的工序。
但是，在上述任一方法中都是在未成品的阶段中实施热老化。因此，在将压电部件焊接在电路基板等上时，不一定可有效抑制热引起的特性变化。
另外，任一压电部件都是将压电元件容纳在中间组件中的结构，而不是用被覆树脂来密封的压电部件。即，因为未受到被覆树脂产生的热应力或残留应力的影响，所以不存在焊接后，频率变化大，在频率稳定之前需要较长时间的问题。
为了实现上述目的，根据本发明之一所述的发明，提供一种压电部件的制造方法，其中，包含将引线端子焊接在压电元件的端子电极上的工序；在焊接引线端子的压电元件周围涂布被覆树脂并使之固化，得到压电部件的工序；对树脂固化后的压电部件进行热老化的工序；在热老化后，常温放置，直到上述压电元件的特性稳定为止的工序；和常温放置后，测定上述压电元件的特性，并挑选的工序。
在本发明中，焊接引线端子，对由被覆树脂密封后的压电部件(成品)进行热老化，事先提供相当于安装时(流动焊锡)的热循环。在热老化后，常温放置，直到压电元件的特性稳定为止，在特性稳定后，测定压电元件的特性(中心频率等)，根据标准来进行挑选。因为可对多个压电部件同时进行热老化和常温放置，所以不会降低生产率。
从而，通过在成品的状态下进行热老化，压电部件在流动焊锡前经历热循环，可减小实际实施流动焊锡后的频率变化，且大幅度缩短频率变为稳定值之前的时间。因此，不仅容易调整安装，而且即使在流动焊锡后不长时间放置，也可实施安装调整。另外，因为频率的经时变化小，所以可得到特性稳定的压电部件。
本发明的热老化即使对由被覆树脂密封前的压电元件(未成品)实施也基本上无效。理由是由于被覆树脂的热应力或残留应力不影响密封前的压电元件。
如本发明之二所述，热老化温度最好设为比被覆树脂的固化温度高、比焊锡的熔点低的温度。
即，这是因为即使在比被覆树脂的固化温度低的温度下进行热老化，被覆树脂的热应力、进而压电元件的特性也基本无变化。另外，若设为比焊锡熔点高的温度，则担心连接引线端子和压电元件的端子电极的焊锡再熔解，发生电极的焊锡消耗现象等缺陷。
如本发明之三所述，热老化温度最好是150℃-180℃。这是因为在被覆树脂是环氧类树脂的情况下，其固化温度约为150℃，在焊锡(Pb-Sn类)的情况下，其熔点约大于180℃。
图2是表示现有压电部件的流动焊锡后的经过时间与中心频率变化的关系图。
图3表示根据本发明的压电部件的一例，(a)是主视图，(b)是后视图，(c)是侧视图。
图4是图3所示压电部件的电路图。
图5是将图3所示压电部件装配在电路基板上的状态的图。
图6是表示本发明中压电部件的制造工序的流程图。
图7是表示热老化中经过时间与中心频率的变化量的关系的图。
图8是表示实施热老化后的压电部件在流动焊锡后的经过时间与中心频率变化量的关系的图。
图中A压电滤波器(压电部件)，1压电元件，8、10、17端子电极，20～22引线端子，30被覆树脂，P电路基板。
图4是上述压电滤波器的电路图。
压电滤波器A具备由矩形板状的压电陶瓷或压电单结晶构成的压电元件1，在压电元件1的外表主面上间隔规定距离形成分割电极(振动电极)2、3和4、5，在里面主面中形成与分割电极2、3和4、5相对的对向电极(振动电极)6、7。由上述振动电极2、3、6构成一方的二重波型滤波器元件F1，由振动电极4、5、7构成另一方的二重波型滤波元件F2。
在压电元件1的外表主面中，分割电极2经引线电极9与形成在压电元件1的1个角部中的输入用端子电极8连接，分割电极4经引线电极11与形成在压电元件1的另1个角部中的输出用端子电极10连接。并且，分割电极3和5经引线电极12彼此连接。另外，在压电元件1的中央部形成中继电容用的电容电极13，电容电极13经引线电极14连接在引线电极12的中央部。
在压电元件1的里面主面中，对向电极6、7分别经引线电极15、16连接在兼作电容电极的接地用端子电极17上。接地用端子电极17插入压电元件1中与电容电极13相对，并构成中继电容C。
在输入用端子电极8与输出用端子电极10中，引线端子20、21分别通过焊锡S焊接，引线端子22通过焊锡焊接在接地用端子电极17上。
在焊接引线端子20-22后，在外表主面的振动电极2、3与4、5上涂布石蜡，同样在里面主面的振动电极6、7上也涂布石蜡。压电元件1在使引线端子20-22露出外部的状态下浸渍在树脂液中，浸泡涂布被覆树脂30。这里，使用环氧类树脂。通过加热固化被覆树脂30时的热将石蜡吸入被覆树脂30中，形成空洞31。空洞31在振动电极2-7的周围形成使能量封闭型的厚度纵向振动的振动空间。
图5表示通过自动插入机将上述压电滤波器A的引线端子20-22插入电路基板P，并切割、铆紧的状态。之后，将电路基板P搬到自动焊接槽，通过流动焊锡来焊接引线端子20-22与电路基板P。之后，将电路基板P安装在电子设备中，在安装状态下调整电特性。
自动焊接槽的温度通常约为260℃，将配置在电路基板P的表面侧的压电滤波器A也加热到150-170℃左右。因此，压电滤波器A的特性与图1所示流动焊锡前相比变化。并且，在特性稳定之前，如图2所示，需要较长时间。因此，在流动焊锡后不能直接安装调整。
在本发明中，如图3所示，对成为成品的压电滤波器A实施热老化和自然放置(常温放置)，之后挑选特性。即，通过在流动焊锡前经历热循环，可减小实际进行流动焊锡时的压电滤波器A的频率变化，并且可缩短频率稳定前的时间。
图6表示压电滤波器A的制造工序。
首先，准备压电元件1(步骤S1)，将引线端子20-22焊接在压电元件1上(步骤S2)。接着，渍泡涂布被覆树脂30(步骤S3)，加热固化被覆树脂30(步骤S4)。通过以上步骤S1-S4，完成压电滤波器A。
接着，将成品的压电滤波器A投入烘箱，保持约1小时后，进行热老化(步骤S5)。热老化温度最好是比被覆树脂30的固化温度高、比内部焊锡S的熔点低的温度。具体而言，期望为150℃-180℃的范围。在该范围内，即使老化温度变化，中心频率的变化量也基本无差别。在热老化后，在常温下放置，直到压电滤波器A的特性稳定为止(步骤S6)。放置时间最好例如100小时以上。
接着，测定特性稳定后的压电滤波器A的特性，并进行挑选(步骤S7)。通过特性测定，可知道热老化前后压电滤波器A的频率变化。
图7表示热老化处(180℃)中经过时间与中心频率的变化量的关系。通过热老化，中心频率降低到-30kHz以上后，通过自然放置，慢慢恢复到稳定值(约-12kHz)。
图8的实线表示对于实施热老化后的压电滤波器A，流动焊锡后中心频率相对经过时间的变化。另外，图8的虚线表示对于未实施热老化后的压电滤波器A，流动焊锡后中心频率相对经过时间的变化，与图2的特性一样。
在实施了热老化的压电滤波器A中，如图7所示，中心频率降低到-12kHz左右，所以通过估计该降低量来准备压电元件，以在流动焊锡开始前变为规定的中心频率。因此，图8的未实施热老化的压电滤波器与实施了热老化的压电滤波器的初始值变为相同的中心频率。
从图8可知，在未实施热老化的压电滤波器A中，在流动焊锡后，到中心频率恢复到流动焊锡前的-7kHz左右之前，必需100小时左右，相反，在实施了热老化的压电滤波器A中，在流动焊锡后，中心频率约在30分钟内恢复到流动焊锡前的-3kHz左右。若在30分钟后比较流动焊锡后的频率变化，则与非热老化品相比，热老化品(本发明)降低到50％以下。
另外，流动焊锡后的稳定值在非热老化品中约为-7kHz，相反，在热老化品中基本上为0kHz，中心频率基本完成恢复到流动焊锡前的值。
从上可知，通过如本发明那样在流动焊锡前实施热老化，用户可缩短流动焊锡后安装调整之前的时间。另外，在流动焊锡后，到安装调整前时间有富裕的情况下，可能使频率基本恢复到流动焊锡前的值，无频率偏差，容易安装调整。
本发明不限于上述实施例。
在上述实施例中，对压电滤波器进行了说明，但只要是带引线端子的用被覆树脂密封结构的压电部件，则不限于滤波器都可适用。
另外，引线端子的个数不限于3个，也可以是2个或4个以上。
如上所述，根据本发明之一的发明，在由被覆树脂密封的带引线端子的压电部件中，通过在成品状态下进行热老化，可减小实际实施流动焊锡后的频率变化，并可大幅度缩短频率变为稳定值之前的时间。
因此，即使在流动焊锡后不长时间放置，也可实施安装调整，可提高生产率。另外，在流动焊锡后，变为稳定值的压电部件的特性与流动焊锡前基本相同，所以容易安装调整，并且，通过实施热老化，压电部件的特性的经时变化变少，可实现特性稳定的压电部件。
权利要求
1.一种压电部件的制造方法，其中，包含将引线端子焊接在压电元件的端子电极上的工序；在焊接引线端子的压电元件周围涂布被覆树脂并使之固化，得到压电部件的工序；对树脂固化后的压电部件进行热老化的工序；在热老化后，常温放置，直到上述压电元件的特性稳定为止的工序；和常温放置后，测定上述压电元件的特性，并挑选的工序。
2.根据权利要求1所述的压电部件的制造方法，其特征在于上述热老化温度是比上述被覆树脂的固化温度高、比上述焊锡的熔点低的温度。
3.根据权利要求2所述的压电部件的制造方法，其特征在于上述热老化温度是150℃-180℃。
全文摘要
本发明提供一种减小对于电路基板在焊接前后的频率变化，并可缩短频率稳定之前所需时间的压电部件的制造方法。包含将引线端子(20)－(22)焊接在压电元件(1)的端子电极上的工序；在焊接引线端子的压电元件(1)的周围涂布被覆树脂(30)并使之固化，得到压电部件的工序；对树脂固化后的压电部件进行热老化的工序；在热老化后，常温放置，直到压电元件(1)的特性稳定为止的工序；和常温放置后，测定压电元件(1)的特性，并挑选的工序。通过在成品阶段中实施热老化，可减少在后工序中进行流动焊锡时的频率变化，并可尽早使频率稳定。
文档编号H03H3/02GK1467912SQ0312240
公开日2004年1月14日 申请日期2003年4月25日 优先权日2002年6月20日
发明者蒲生昌夫, 细川哲夫, 夫 申请人:株式会社村田制作所