專利名稱：用于表面安裝的晶體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于小型化的用于表面安裝的晶體器件的技術(shù)領(lǐng)域，
特別是，涉及一種通過縫焊(seam welding)將晶體元件氣密地封裝在 其中的晶體器件。
背景技術(shù)：
用于表面安裝的諸如晶體單元、晶體振蕩器或晶體濾波器的晶體 器件就是通常所說的頻率控制元件。例如，用于表面安裝的晶體單元 (在下文，稱作表面安裝晶體單元)被結(jié)合到振蕩器電路中，以作為 頻率源或時(shí)間基準(zhǔn)裝入各種類型的電子設(shè)備中。近年來，其小型化已 經(jīng)取得進(jìn)一步的進(jìn)展，例如，這使得其平面輪廓為2.0X 1.6 mm或更小。
圖3是用于說明相關(guān)技術(shù)表面安裝單元的示意圖，其中圖3 (a) 是相關(guān)技術(shù)表面安單元的剖視圖，圖3 (b)是沒有金屬蓋子的相關(guān)技 術(shù)表面安裝單元的平面圖。
將相關(guān)技術(shù)表面安裝單元構(gòu)造成使得晶體元件2安放在其在平面 圖中為長方形的陶瓷殼體1中，該陶瓷殼體的橫截面形成為凹形。金 屬蓋子3通過縫焊接合于陶瓷殼體1的開口的端面，以氣密地封裝晶 體元件2。該陶瓷殼體1由底壁la和框架壁lb構(gòu)成，并且金屬環(huán)4， 例如通過銀焊(未示出)，固定于用作開口的端面的框架壁lb的上表 面。
在這種情況下，將金屬環(huán)4的外形做成小于陶瓷殼體1的外形， 以防止金屬環(huán)4從陶瓷殼體1的開口的端面伸出。即，金屬環(huán)4形成 為具有用于預(yù)計(jì)的間隙(誤差公差)的外周邊。于是，將金屬環(huán)4的
3內(nèi)周邊做成基本上對應(yīng)于陶瓷殼體1的框架壁lb的內(nèi)周邊，并且金屬 環(huán)4的長邊和短邊的寬度做成彼此相等。
然后，將外部端子5設(shè)置在陶瓷殼體1的外底面(底壁la)的四 個(gè)拐角，而晶體保持端子6設(shè)置在內(nèi)底面的一端的兩側(cè)。在外底面的 四個(gè)拐角處的一對彼此傾斜地面向的外部端子5穿過層壓平面和未示 出的通孔(電極通孔)而電連接于內(nèi)底面上的晶體保持端子6。另一對 彼此傾斜地面向的外部端子5穿過電極通孔等而電連接于金屬環(huán)4。
晶體元件2形成為AT切割的金屬元件，并且形成為長方形，例 如，其在晶體軸線(XY' Z')之中的X軸方向上較長，并且晶體元 件2的厚度是Y'軸，而晶體元件2的寬度是Z'軸。AT切割的金屬 元件以厚度剪切振蕩模式振蕩，并且X軸的方向是厚度剪切振蕩的位 移方向。晶體元件2在其兩個(gè)主表面上具有激勵(lì)電極7，而引出電極8 在用作其外周邊部分的一端的兩側(cè)上延伸。引出電極8從其延伸的該 晶體元件的一端的延伸的兩側(cè)用導(dǎo)電的粘結(jié)劑10固定于晶體保持端子 6。由此，該引出電極8的一端的延伸的兩側(cè)電連接并且機(jī)械連接于晶 體保持端子6。為了如上所述的預(yù)計(jì)的間隙，金屬蓋子3形成為其平面 輪廓小于金屬環(huán)4的平面輪廓。
縫焊在這一對輥式電極(roller electrode)之間供能，同時(shí)使一對 輥式電極(未示出)接觸金屬蓋子3的彼此面向的一組邊的一端側(cè)， 以擠壓這組邊而旋轉(zhuǎn)以便行進(jìn)到另一端側(cè)。由此，金屬蓋子3的外周 邊表面上的Ni (鎳)薄膜被焦耳熱熔化，以便接合于金屬環(huán)4。然后， 在金屬蓋子3的彼此面向的該組邊接合于金屬環(huán)4之后，另一組彼此 面向的邊以相同的方式與其接合。
在這種情況下，金屬蓋子3相對于金屬環(huán)4的面向表面基本上接 合于金屬環(huán)4，并且金屬蓋子3相對于金屬環(huán)4的接合表面(面向表面) 的寬度是所謂的密封路徑。在這種情況下，如果作為焊接條件之一的焊接電流太小，那么產(chǎn)生未接合的部分而降低其氣密性。與其相反， 如果焊接電流值太大，則引起飛濺，使得金屬粉塵飛濺在陶瓷殼體內(nèi) 部而粘結(jié)于晶體元件2，例如，這使其振蕩性質(zhì)變差。
由于這種原因，包括電極滾輪的旋轉(zhuǎn)速度的諸如焊接電流的焊接 條件被嚴(yán)格限制。然而，實(shí)際上，如果焊接條件，例如焊接電流嚴(yán)格 限制在很小的范圍內(nèi)，那么焊接電流隨著功率波動(dòng)等而變化，這使得 產(chǎn)生氣密性損失或飛濺。于是，通常，金屬環(huán)4的寬度被加寬而使金 屬蓋子3的面向表面的寬度變寬。由此，不僅確保氣密性并抑制飛濺 的發(fā)生，而且通過特別提高焊接電流的上限而使焊接條件放寬，以確 保其氣密性并提高其生產(chǎn)率。
專利文獻(xiàn)
PTL 1 JP-A-2007-173976 PTL 2 JP-A-2007-7585
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
然而，上面所述的相關(guān)技術(shù)表面安裝單元的問題在于，表面安裝 單元的平面輪廓做得越小，晶體元件2的電鍍表面面積就做得越小， 這降低了其設(shè)計(jì)自由度。也就是，當(dāng)晶體元件2的電鍍表面面積做成 比較小時(shí)，產(chǎn)生例如，晶體阻抗(在下文叫做CI)增加，難以抑制寄 生信號(spurious)，增加電容器比例(C0/C1)以減少頻率變化范圍 等的負(fù)面效果。因此，設(shè)計(jì)自由度降低。
由于這種原因，例如，陶瓷殼體l的框架壁(框架壁lb)的寬度 可能變窄，以增加內(nèi)底面的面積。然而，在這種情況下，在上述的縫 焊中金屬環(huán)4的框架寬度也減小(變窄)，并且其密封路徑也變窄。 因此，存在的問題是用于確保其氣密性并抑制飛濺的焊接條件被嚴(yán)格 限制，因而降低其生產(chǎn)率。本發(fā)明的目的是通過縫焊提供一種晶體器件，其中陶瓷殼體內(nèi)部 的面積做得比較大，以增加晶體單元(晶體元件)的設(shè)計(jì)自由度，并 且保持其生產(chǎn)率。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于表面安裝的晶體器件，包 括陶瓷殼體，其在平面圖中具有長方形形狀，其橫截面由底壁和框 架壁形成為凹形，并且其至少安放晶體元件；金屬環(huán)，其具有環(huán)形形 狀，并且其設(shè)置在陶瓷殼體的開口的端面處；以及金屬蓋子，其平面 輪廓做成小于金屬環(huán)的平面輪廓，其中將用于表面安裝的晶體器件構(gòu) 造成使得金屬蓋子的外周邊表面與金屬環(huán)的外周邊間隔開以便面向 金屬環(huán)的表面，以被縫焊于金屬環(huán)的該表面而氣密地封裝該晶體元件； 將金屬環(huán)的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)做成比另一個(gè)窄；將框架壁的 長邊和短邊的寬度中的一個(gè)做成比另一個(gè)窄；并且將面向金屬環(huán)的表 面的金屬蓋子的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)做成比另一個(gè)窄。
本發(fā)明的有益效果
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由于將用于縫焊的金屬環(huán)的長邊和短邊 中的一個(gè)做成比另一個(gè)窄(小)，所以另一個(gè)金屬環(huán)設(shè)置在其上的陶 瓷殼體的框架壁(框架壁)的寬度能夠做成比較小。因此，將陶瓷殼 體內(nèi)部的面積做成比較大，以安放外形尺寸大的晶體元件，以增加晶 體單元(晶體元件)的設(shè)計(jì)自由度。
在這種情況下，僅僅，將金屬環(huán)的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)做 成比較小，并且將面向金屬環(huán)的表面的金屬蓋子的寬度中的一個(gè)做成 比較窄。因此，只要變窄的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)所用的焊接條 件，具體說，焊接電流的上限被嚴(yán)格限制，那么就能夠防止飛濺的發(fā) 生。由此，寬度比較大的長邊和短邊的另一個(gè)所用的焊接條件能夠放 寬，以保持其生產(chǎn)率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在用于表面安裝的晶體器件中，其中 將金屬環(huán)的短邊的寬度做成比長邊的寬度窄；將框架壁的短邊的寬度 做成比長邊的寬度窄；并且將面向金屬環(huán)的表面的金屬蓋子的短邊的 寬度做成比長邊的寬度窄。據(jù)此，由于將金屬環(huán)的短邊的框架寬度做 成比長邊的框架寬度窄，所以由于焊接條件的在焊接中的短邊的變化 比在長邊中的變化小了所述較窄的距離。因此，能夠放寬電流的允許 范圍。


圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的表面安裝單元沒有金
屬蓋子的平面圖。
圖2是示出應(yīng)用本發(fā)明的另一個(gè)例子的表面安裝振蕩器的剖視圖； 圖3是用于說明相關(guān)技術(shù)表面安裝單元的示意圖，其中圖3(a)
是相關(guān)技術(shù)表面安裝單元的剖視圖，圖3 (b)是沒有金屬蓋子的相關(guān)
技術(shù)表面安裝單元的平面圖。
附圖標(biāo)記表 1陶瓷殼體 2晶體元件
3 屬蓋了
4金屬環(huán) 5外部端子 6晶體保持端子 7激勵(lì)電極 8引出電極
9 IC芯片
具體實(shí)施例方式
圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的表面安裝單元的平面 圖。順便說，與相關(guān)技術(shù)相同的部分用相同的符號表示，并且其描述被簡化或省去。
如上所述，將在X軸的方向上較長的表面安裝單元構(gòu)造成使得晶
體元件2被安放在陶瓷殼體1中，該晶體元件2形成為AT切割的晶體 元件，該陶瓷殼體1在平面圖中為長方形形狀，其包括底壁la和框架 壁lb，其橫截面形成為凹形。然后，金屬蓋子3通過縫焊接合于設(shè)置 在陶瓷殼體1的開口的端面處的金屬環(huán)4，以氣密地封裝晶體元件2。 金屬環(huán)4通過，例如，銀焊固定于陶瓷殼體1的開口的端面(框架壁 lb的上表面)(參考圖3)。
在這種情況下，用于表面安裝單元的陶瓷殼體1的平面輪廓為2.0 X1.6mm，金屬蓋子3為1.81X1.41 mm。于是，金屬環(huán)4的長邊的框 架寬度w是0.175 mm，而短邊的框架寬度d是0.165 mm，并且使得短 邊的框架寬度d小于長邊的框架寬度w。由此，陶瓷殼體1的長邊的 框架壁的寬度wa做成為0.245 mm，而短邊的框架壁的寬度da做成為 0.235 mm，并且短邊的框架壁的寬度da做成比長邊的框架壁的寬度 wa窄o
在這種情況下，由于金屬環(huán)4和金屬蓋子3接合在一起，以使其 中心相互匹配，相對于面向金屬環(huán)4的金屬蓋子3的周邊表面的長邊 和短邊的寬度(即，密封路徑)，長邊的密封路徑wl為0.125mm，而 短邊的密封路徑dl為0.115 mm。也就是說，短邊的密封路徑做成比長 邊的密封路徑小(窄)。
在如上所述的器件中，金屬蓋子3臨時(shí)焊接于金屬環(huán)4，該金屬環(huán) 4設(shè)置在陶瓷殼體1的開口的端面處。然后，例如，使電極滾輪(未示 出)接觸金屬蓋子3的彼此面向的一對短邊，以進(jìn)行縫焊。在這種情 況下，由于金屬蓋子3的短邊的框架寬度d做成比較小，例如，該對 電極滾輪之間的電流值(允許值)比在相關(guān)技術(shù)中更加被嚴(yán)格限制并 且被控制，以進(jìn)行焊接。其次，使電極滾輪接觸金屬蓋子3的彼此面向的另一對長邊，以 進(jìn)行縫焊。在這種情況下，由于金屬環(huán)4的長邊的框架寬度W做成等 于相關(guān)技術(shù)的長邊的框架寬度，所以即便用作焊接條件的焊接電流的 范圍，具體說，最大電流值增加，飛濺也被防止。
考慮到這種情況，即，由于金屬環(huán)4的短邊的框架寬度d做成比 較小，陶瓷殼體l的彼此面向的該對短邊的框架壁的寬度da也能夠被 縮小。因此，在陶瓷殼體1內(nèi)部的長度方向上的尺寸能夠增加(內(nèi)底 面的面積增加)，以能夠安放外形尺寸大的晶體元件，這增加了晶體 單元的設(shè)計(jì)自由度。在這種情況下，由于用作形成為AT切割晶體元件 的晶體元件2的振動(dòng)位移方向的X軸的方向能夠被延長，因此能夠基 本上將晶體阻抗(CI)做成很小。
于是，在這個(gè)實(shí)施例中，由于在金屬環(huán)4的短邊的方向上的框架 寬度da做成比較小，與將在長邊的方向上的框架寬度da做成比較小的 情況相比，使得由于電流值等的變化引起的縫焊的影響比較小。然而， 即便在將長邊的框架寬度wa做成比短邊的框架寬度da小的情況下， 基本的有益效果是相同的，并且在本發(fā)明中不排除這種情況。
在上述實(shí)施例中，晶體元件形成為AT切割的晶體元件，其在X 軸的方向上較長。但是，例如，即便晶體元件2形成為其在Z'軸上較 長的AT切割的晶體元件，或形成為具有另一種切割角度的晶體元件， 基本的有益效果是相同的，并且當(dāng)然是本發(fā)明能夠應(yīng)用到其。
而且，作為例子已經(jīng)說明了表面安裝單元。例如，如圖2所示， 上述實(shí)施例能夠以相同的方式應(yīng)用于這樣的情況，其中內(nèi)壁凸肩設(shè)置 在陶瓷殼體1的凹形部分中，并且晶體元件2的一端的兩側(cè)與其固定， 并且IC芯片9例如通過倒裝焊而固定于陶瓷殼體1的內(nèi)底面，以形成 表面安裝的振蕩器。也就是，上述實(shí)施例能夠以相同的方式應(yīng)用到用 于表面安裝的任何晶體器件中，其中至少晶體元件2被安放在其中。
9
權(quán)利要求
1.一種用于表面安裝的晶體器件，包括陶瓷殼體，該陶瓷殼體在平面圖中具有長方形形狀，該陶瓷殼體得橫截面由底壁和框架壁形成為凹形，并且該陶瓷殼體至少安放晶體元件；金屬環(huán)，其具有環(huán)形形狀，并且該金屬環(huán)設(shè)置在所述陶瓷殼體的開口的端面處；以及金屬蓋子，其平面輪廓做成小于所述金屬環(huán)的平面輪廓，其中將所述用于表面安裝的晶體元件構(gòu)造成使得所述金屬蓋子的外周邊表面與所述金屬環(huán)的外周邊間隔開以便面向所述金屬環(huán)的表面，以縫焊于所述金屬環(huán)的該表面，從而氣密地封裝所述晶體元件；所述金屬環(huán)的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)做成比另一個(gè)窄；所述框架壁的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)做成比另一個(gè)窄；并且面向所述金屬環(huán)的表面的所述金屬蓋子的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)做成比另一窄。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于表面安裝的晶體器件，其中 所述金屬環(huán)的短邊的寬度做成比長邊的寬度窄； 所述框架壁的短邊的寬度做成比長邊的寬度窄；并且 面向所述金屬環(huán)的表面的所述金屬蓋子的短邊的寬度做成比長邊的寬度窄。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶體器件，其中陶瓷殼體的內(nèi)部的面積做成比較大，以增加晶體單元(晶體元件)的設(shè)計(jì)自由度。在用于表面安裝的晶體器件中，其被構(gòu)造成使得至少晶體元件(2)被安放在在平面圖中為長方形的陶瓷殼體(1)中，其包括底壁(1a)和框架壁(1b)，并且其橫截面形成為凹形，金屬蓋子(3)通過縫焊接合于金屬環(huán)(4)，該金屬環(huán)(4)設(shè)置在陶瓷殼體(1)的開口的端面處，以氣密地封裝該晶體元件(2)，金屬環(huán)的長邊和短邊的寬度中的一個(gè)比另一個(gè)窄。
文檔編號H03H9/02GK101562435SQ20091013520
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者村瀨重善, 石丸千里 申請人:日本電波工業(yè)株式會(huì)社