專利名稱：小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，用于要求耐熱并作表面貼裝的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子設(shè)備向輕、薄、短、小方向發(fā)展，推動了超小型電子器件表面貼裝技術(shù)的應(yīng)用，從而需要各種類型的片式電子元器件。
目前，片式壓電陶瓷諧振器是由壓電陶瓷振子、底板和外殼組成的，底板上下設(shè)有互相連通的引出電極，壓電陶瓷振子用膠粘結(jié)在底板上，再在上面用膠粘上外殼，這種結(jié)構(gòu)方式，由于外殼壁厚較薄，與底板的粘接處較小，易脫落；同時，由于外殼必須有一頭空腔，壓電陶瓷振子與外殼四壁之間必須有空隙，因此，這種結(jié)構(gòu)的壓電陶瓷諧振器可靠性較差，體積也難于進一步縮小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，由于上、下底板分別直接粘結(jié)在芯片正反面上，且粘接處接觸面較大，故解決了可靠性差的問題，克服了尺寸大的缺點。
一種由陶瓷上底板(2)、壓電陶瓷振子芯片(1)和陶瓷下底板(3)直接粘結(jié)壓實在一起的小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，其特征是上底板(2)的一面有左電極(8)、中間電極(9)、右電極(10)；下底板(3)的一面有左電極(11)、中間電極(12)、右電極(13)，并在上底板(2)和下底板(3)的反面分別各有一個諧振空腔；上底板(2)和下底板(3)之間粘接有芯片(1)，三者通過高溫膠粘結(jié)成一個整體諧振器，諧振器兩側(cè)有左電極(14)、中間電極(15)和右電極(16)；芯片(1)正面左右各有一個左電極(17)和一個右電極(18)，芯片(1)反面左、右亦各有一個左電極(19)和右電極(20)。
本發(fā)明的機理是在陶瓷上底板的下面和陶瓷下底板的上面分別各開有一個內(nèi)凹諧振空腔，并且這兩個內(nèi)凹空腔正對著壓電陶瓷振子芯片的正、反兩面電極，從而在厚度方向振動下能顯示優(yōu)異的壓電性能，省去了傳統(tǒng)的用膠粘的易脫落的外殼；此外，上、下陶瓷底板輸入、輸出電極分別與接地電極間形成內(nèi)藏電容，即本發(fā)明片式高頻壓電陶瓷諧振器的上、下陶瓷底板也可設(shè)置有內(nèi)藏電容，從而和壓電陶瓷振子一起可構(gòu)成高頻振蕩電路，這就是本片式高頻壓電陶瓷諧振器的工作機理。
上、下陶瓷底板的左、右電極與壓電陶瓷振子芯片外壁的左、右電極相連通后成為引出四周相環(huán)連的輸入、輸出電極，而上、下陶瓷底板上、下面的中間電極與上、下陶瓷底板兩側(cè)壁及壓電陶瓷振子兩側(cè)壁的中間電極形成四周相環(huán)連的接地電極。
壓電陶瓷諧振子芯片和上、下陶瓷底板通過高溫膠直接粘結(jié)在一起，故節(jié)省了空間，壓實成為一個整體后，再通過切割的方式，分割成一個個小尺寸的片式高頻壓電陶瓷諧振器。因此，該結(jié)構(gòu)形式可縮小尺寸，增加可靠性。


圖1本發(fā)明小尺寸片式高頻壓電諧振器結(jié)構(gòu)圖。
圖1A為諧振器結(jié)構(gòu)正視示意圖。
圖中(2)陶瓷上底板、(8)上底板左電極、(9)上底板中間電極、(10)上底板右電極。
圖1B為諧振器結(jié)構(gòu)右視示意圖。
圖中(1)壓電陶瓷振子芯片、(2)陶瓷上底板、(3)陶瓷下底板。
圖1C為諧振器結(jié)構(gòu)后視示意圖。
圖中(3)陶瓷下底板、(11)下底板左電極、(12)下底板中間電極、(13)下底板右電極。
圖1D為諧振器結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
圖中(1)壓電陶瓷振子芯片、(2)陶瓷上底板、(3)陶瓷下底板、(14)諧振器側(cè)面左電極、(15)諧振器側(cè)面中間電極、(16)諧振器側(cè)面右電極。
圖2本發(fā)明小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器縱向剖視示意圖。
圖中(1)壓電陶瓷振子芯片、(2)陶瓷上底板、(8)上底板左電極、(9)上底板中間電極、(10)上底板右電極、(17)芯片左電極、(18)芯片右電極。
圖3陶瓷上底板(2)倒置立體結(jié)構(gòu)圖。
圖中上底板(2)中央為下凹空腔。
圖4陶瓷下底板(3)立體結(jié)構(gòu)圖。
圖中下底板(3)中央為下凹空腔，與圖3相同。
圖5壓電陶瓷振子芯片(1)正面結(jié)構(gòu)圖。
圖中(1)壓電陶瓷振子芯片、(17)芯片(1)正面左電極、(18)芯片(1)正面右電極。
圖6壓電陶瓷振子芯片(1)反面結(jié)構(gòu)圖。
圖中(1)壓電陶瓷振子芯片、(19)芯片(1)反面左電極、(20)芯片(1)反面右電極。
圖724小片組成的壓電陶瓷振子芯片(1)大片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖824小片組成的陶瓷上底板(2)或下底板(3)正視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中圓圈為各上底板(2)或下底板(3)下凹空腔。
圖924小片組成的陶瓷上底板(2)或下底板(3)側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10本發(fā)明小尺寸片式高頻壓電諧振器等效電路示意圖。
圖中左、右電容分別為底板輸入端、輸出端電極與底板接地電極之間的內(nèi)藏電容，中間上部為壓電陶瓷振子芯片(2)。
具體實施例方式參見圖1B這種片式高頻壓電陶瓷諧振器包括壓電陶瓷振子芯片(1)、陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)。
參見圖1A陶瓷上底板(2)上有上底板左電極(8)、上底板中間電極(9)和上底板右電極(10)。
參見圖1C陶瓷下底板(3)上有下底板左電極(11)、下底板中間電極(12)和下底板右電極(13)。
參見圖1D陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)兩者壓結(jié)在壓電陶瓷振子芯片(1)上，即芯片(1)位于上底板(2)和下底板(3)之間。
參見圖2陶瓷上底板(2)壓實在壓電陶瓷振子芯片(1)上，同樣陶瓷下底板(3)也壓實在壓電陶瓷振子芯片(1)上(圖中未畫出)，三者構(gòu)成本小尺寸片式高頻壓電諧振器。
參見圖3和圖4陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)的反面中央各有一個下凹的圓形空腔。
參見圖5壓電陶瓷振子芯片(1)正面有左電極(17)、右電極(18)。左電極(17)為長方形，右電極(18)由橫向長方形連接圓形和縱向長方形電極而組成。
參見圖6壓電陶瓷振子芯片(1)反面有左電極(19)、右電極(20)。左電極(19)由橫向長方形連接圓形和縱向長方形電極而組成，右電極(20)為長方形。
參見圖7和圖8、圖9，為了提高生產(chǎn)效益，，在本發(fā)明的生產(chǎn)制造工藝中，壓電陶瓷振子芯片(1)和陶瓷上底板(2)、陶瓷下底板(3)均采用大片，將三者先粘結(jié)壓實成整體，再用機割方式分割成24個小尺寸的片式高頻壓電陶瓷諧振器。
由圖3、圖4、圖5和圖6可知，當(dāng)陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)分別壓結(jié)在壓電陶瓷振子芯片(1)上時，上底板(2)和下底板(3)的兩個中央諧振空腔正對著壓電陶瓷振子芯片(1)的正面電極(18)和反面電極(19)的中央圓形電極部分。因此，無需傳統(tǒng)的易脫落的諧振器外殼，從而使諧振器尺寸減小，可靠性增加。
本發(fā)明小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器的生產(chǎn)工藝過程簡述如下對壓電陶瓷按配方先進行配料，將各組份原料混合在一起進行混料，再壓濾、預(yù)燒、粉碎、噴霧造粒、成型、排去粘合劑、再燒結(jié)、研磨、清洗、測量陶瓷振子厚度、在振子芯片兩面蒸鍍銀銅合金、對振子進行高壓極化，使其產(chǎn)生壓電效應(yīng)，再用頻率計來分選振子芯片、在壓電陶瓷振子芯片上，用絲網(wǎng)印刷方法，采用防腐油墨，印上電極圖形，再用稀硝酸腐蝕去未保護的銀銅合金部分，用香蕉水把防腐油墨清洗去，再用清水沖洗即可制成芯片上的電極。
對于上底板(2)和下底板(3)的成型，是用金屬模具連續(xù)自動地沖出帶有圓形下凹空腔的底板。再用高溫膠將上底板(2)、下底板(3)與壓電陶瓷振子芯片粘結(jié)起來，用3公斤的壓力使其壓實，壓實后，再在120℃高溫下，固化3小時。最后用切割機將壓實固化后的大片陶瓷振子切割到預(yù)定的尺寸，用頻率計、網(wǎng)格分析儀來測試諧振器，合格后，打上產(chǎn)品標(biāo)記。
在上底板(2)和下底板(3)的左邊、中間和右邊的對應(yīng)電極的兩個側(cè)面涂有導(dǎo)電膠，使上、下兩面和對應(yīng)兩側(cè)面形成各個對應(yīng)聯(lián)通的四周環(huán)形的輸入電極、輸出電極及中間接地電極，且輸入、輸出電極與芯片左、右電極分別相聯(lián)通。
由于壓電陶瓷振子芯片正、反兩面電極的設(shè)計形狀和方法如圖5、圖6所示，故組裝后的諧振器，就無正、反之分，即諧振器的任意一個上、下面可隨意貼裝在印刷電路板上。因為組裝后芯片正面的右電極(18)與反面的左電極(19)對應(yīng)于上底板的右電極(10)及下底板左電極(11)相連通，同理，芯片正面的左電極(17)與反面的右電極(20)對應(yīng)于上底板的左電極(8)和下底板的右電極(13)相連通。另外，上底板(2)上的中間電極(9)與下底板(3)上的中間電極(12)對應(yīng)于壓電陶瓷諧振器兩側(cè)中間電極(15)，相連接后形成環(huán)形中間接地電極。
參見圖10上述陶瓷底板四周環(huán)形的輸入電極、輸出電極分別與四周環(huán)形的中間電極之間形成左、右內(nèi)藏電容。
參見圖7壓電陶瓷振子芯片(1)上的電極鍍層表面呈銀白色，電極完整，厚度均勻，無花銀，無油污，銀層附著牢固，無翹皮。
圖中共有六行、四列，可按上下、左右對稱中心線切割成24小片芯片(1)。芯片厚度0.4毫米。
參見圖8陶瓷上底板(2)或下底板(3)共有六行四列，可切割成24小塊上底板(2)或下底板(3)。
對于陶瓷底板要求應(yīng)平整，無明顯變形，無殘缺，用銀漿印刷燒制而成的輸入、輸出電極和接地電極鍍層牢固，應(yīng)能承受500克拉力，底板厚度0.4～0.45毫米。
本發(fā)明整個高頻壓電陶瓷諧振器厚度為2毫米，面積為4.12×3.56平方毫米，膠層厚度每層為0.4毫米。
諧振器的上底板(2)、下底板(3)和芯片(1)均為長方體，構(gòu)成長方體的諧振器。
權(quán)利要求
1.一種由陶瓷上底板(2)、壓電陶瓷振子芯片(1)和陶瓷下底板(3)直接粘結(jié)壓實在一起的小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，其特征是上底板(2)的一面有左電極(8)、中間電極(9)、右電極(10)；下底板(3)的一面有左電極(11)、中間電極(12)、右電極(13)，并在上底板(2)和下底板(3)的反面分別各有一個諧振空腔；上底板(2)和下底板(3)之間粘接有芯片(1)，三者通過高溫膠粘結(jié)成一個整體諧振器，諧振器兩側(cè)有左電極(14)、中間電極(15)和右電極(16)；芯片(1)正面左、右各有一個左電極(17)和一個右電極(18)，芯片(1)反面左、右亦各有一個左電極(19)和右電極(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，其特征是上底板(2)和下底板(3)的反面諧振空腔為下凹圓形空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，其特征是壓電陶瓷振子芯片(1)正面左電極(17)和反面右電極(20)為長方形；芯片(1)正面右電極(18)和反面左電極(19)的圖形由橫向長方形連接圓形和縱向長方形而組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，其特征是上底板(2)和下底板(3)的兩個中央諧振空腔正對著芯片(1)的正面電極(18)和反面電極(19)的中央圓形電極部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，其特征是上底板(2)和下底板(3)的左邊、中間和右邊的對應(yīng)電極的兩個側(cè)面涂有導(dǎo)電膠，使上、下兩面和對應(yīng)兩側(cè)面形成各個對應(yīng)聯(lián)通的四周環(huán)形的輸入和輸出電極及中間接地電極，且輸入、輸出電極與芯片左、右電極分別相聯(lián)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器，其特征是上底板(2)、下底板(3)和芯片(1)均為長方體，構(gòu)成長方體諧振器。
全文摘要
本發(fā)明小尺寸片式高頻壓電陶瓷諧振器用于耐熱的表面貼裝電子設(shè)備，上底板(2)和下底板(3)通過高溫膠分別直接粘結(jié)在芯片(1)的正、反面，三者粘結(jié)成一個整體諧振器。芯片(1)正面左電極(17)和反面右電極(20)為長方形；正面右電極(18)和反面左電極(19)的圖形由橫向長方形連接圓形和縱向長方形而組成；上底板(2)和下底板(3)的反面諧振腔為下凹圓形空腔，并且正對著芯片(1)的正面電極(18)和反面電極(19)的中央圓形電極部分。上底板(2)和下底板(3)的左邊、中間和右邊的對應(yīng)電極的兩個側(cè)面涂有導(dǎo)電膠，形成四周環(huán)形輸入、輸出及中間接地電極。本諧振器體積小、可靠性高。
文檔編號H03H9/15GK1728549SQ20051004077
公開日2006年2月1日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者嚴盛喜 申請人:嚴盛喜