CN101019227A - 电子元件容器和压电谐振装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种电子元件容器,其中金属盖与绝缘封装接合。所述容器包括绝缘封装,其具有用于支撑有电气功能的电子元器件的框架部分,金属化密封部分,其围绕所述框架部分而形成并与金属盖密封接合,堞形结构,其具有形成于其一个侧端部的终端电极,且金属盖从顶部观察所形成的形状与从绝缘封装顶部观察的形状大致相同,其中焊料在金属盖的下表面形成,当金属盖与绝缘封装接合时,焊料提供有焊接部分,所述焊接部分与金属化密封部分在堞形结构内部相接合。
Description
技术领域
本发明涉及电子元件容器和压电谐振装置。具体而言,本发明所涉及的电子元件容器和压电谐振装置,在绝缘封装上放置了一种具有电气功能的电子元件,并在用所述绝缘封装和金属盖来密封所述电子元件方面具有更完善的可靠性。
背景技术
要求密封的电子元件的例子包括如石英振子、晶体滤波器、晶体振荡器等压电谐振装置。在所有这些压电谐振装置中,金属薄膜电极被形成在晶体谐振器板表面,以及所述晶体谐振器板被密封以保护所述金属箔膜电极不接触外界空气。在这些压电谐振装置中,一般来说,由于需要在表面加载元件,压电元件(晶体谐振器板)被置于陶瓷封装(绝缘封装)中并以金属盖覆盖,其上可形成铜焊(brazing)物质,并将陶瓷封装和金属盖焊接在一起以密封压电振动元件。如专利文献1所述,目前的趋势是低技术含量和低成本的电子元件容器,这样一种电子元件容器正在越来越多地被使用,其中将金属盖的铜焊料直接与陶瓷封装上形成的金属化封装部分进行焊接而无需陶瓷封装上的金属密封环(所谓直接缝焊封装型、波束封装型等等)。
专利文献1:JP 2003-168949 A
发明内容
要解决的技术问题
在这类电子元件容器中,金属盖的焊料被直接焊接至陶瓷封装上形成的金属化密封部分,所述金属化密封部分的外周部形状容易随陶瓷封装的外周部形状而发生变化,导致一个非稳定焊接区域。尤其是,将电极导向外部终端的堞形结构(castellation)一般是在陶瓷封装的侧端部分(外周部部分)形成。但对于这样一种结构,由于电子元件容器的尺寸缩小,堞形结构和金属化密封部分将会更靠近,使得目前很难保护密封区域。对于金属化密封部分,金属盖的熔化区域与形成堞形结构的区域重叠,使所述熔化区域在这部分大幅变窄,造成泄漏而导致密封失败这样一个严重的问题。对此,在缝焊密封结构中,传统地通过增加到缝焊辊子(seam roller)的功率供应和提高熔化温度以增大焊料熔化区域的方法一直被使用。然而,在提高熔化温度方法的情况中,可能会产生下面的新问题:熔化的焊料可能在放置中散射或出现类似状况(飞溅问题),或者由于熔热变形或类似状况可能导致的封装破裂。因此目前没有针对这些问题而采取的更为满意的措施。
本发明是基于这些问题而实现的。本发明的一个目标是提供电子元件容器和压电谐振装置,其中由于封装的外周部形状而导致的焊接区域变化和泄漏被消除而无需阻碍电子元件容器尺寸和高度缩减,形成高可靠性密封。
解决问题的方法
为了实现目标,提供了本发明的电子元件容器,其中金属盖与绝缘封装相接合。所述容器包含具有框架部分的绝缘封装,所述框架部分用于放置有电气功能的电子元件,金属化密封部分,其围绕框架部分形成且与金属盖密封接合,以及堞形结构(castellation),其具有终端电极形成在其侧端部分上,所述金属盖所形成的形状从顶部观察与从所述绝缘封装顶部观察到的形状大致相同,其中焊料在金属盖的下表面形成,所述焊料被提供一个焊接部分,在金属盖与绝缘封装接合时所述焊接部分与堞形结构内部的金属化密封部分相接合。
根据本发明,从金属盖顶部观察的形状与从绝缘封装顶部观察的形状大致相同。因此,当金属盖放置在绝缘封装上并进行焊接时,金属盖相对绝缘封装的位置很容易定位,而不会移动到绝缘封装的端部。另外,金属盖的焊料被提供一个焊接部分,当金属盖与绝缘封装接合时,所述焊接部分被焊接至绝缘封装堞形结构内部的金属化密封部分。因此,所述焊接部分不会由于绝缘封装的堞形结构而变化,并避免了熔化区域宽度在堞形结构部分大幅变窄,同时保证预定的焊接区域。因此,泄漏得以消除,并且当金属盖被放在绝缘封装上时增加了稳定性,从而可能避免密封失败。此外,没有必要将熔化温度提高超过标准温度,从而不会产生新的如下问题:熔化的焊料在框架部分分散或发生类似现象(飞溅问题);绝缘封装由于熔热变形或类似问题产生断裂。换言之,更可靠的密封结构的电子元件容器就得到了。
另外,在上述结构中,一个切割部分可提供在金属盖端部的一部分上,并可配置所述切割部分,使当金属盖与绝缘封装接合时,切割部分被提供在接近堞形结构内部,而所述焊接部分被提供在沿着金属盖的端部。
在这种情况下,除了上述操作影响外,切割部分在金属盖的端部的一部分上提供,并通过配置所述切割部分,使当金属盖与绝缘封装接合时,切割部分被提供在接近堞形结构内部,焊接部分在沿金属盖的端部被提供,以使所述金属盖的焊接区域相对于所述金属化密封部分从所述堞形结构向内分离,从而所述熔化区域的宽度避免了在堞形结构部分大幅变窄。因此,泄漏得以消除,从而使得防止密封失败成为可能。此外,通过沿着金属盖末端部分进行焊接,能够进行密封,同时简单地指定焊接区域,以得到高功效。金属盖的端部(其没有形成切割部分)被形成为,从顶部观察所形成的形状与从绝缘封装顶部观察的形状大致相同,以此避免移到所述端部,从而使提高金属盖相对绝缘封装放置的稳定性成为可能。
另外,在上述结构中,绝缘封装可进一步包括一个围绕框架部分的圩堤(bank)部分,从顶部观察,框架结构可以矩形形成,金属化密封部分可在圩堤部分的上表面形成,堞形结构的终端电极可在侧部的侧端部形成,金属盖的切割部分可在端部以弧形形成,以使当金属盖与绝缘部分接合时,切割部分接近堞形结构内部,从金属盖端部的顶部观察的一个角部分可配置为,使当金属盖与绝缘封装焊接时,所述角部分与从绝缘封装的顶部观察的一个角部分接近,以及所述焊接部分可沿着从金属盖顶部观察的每一边提供。
在这种情况下,除了上述操作影响外,绝缘封装进一步包括一个圩堤部分,从顶部观察,框架部分形成一个矩形,金属化密封部分在圩堤部分的上表面形成,堞形结构的终端电极在侧部的侧端部形成,金属盖的切割部分在所述端部侧以弧形形成,从而当所述金属盖与绝缘封装接合时,切割部分靠近堞形结构内部,从金属盖端部的顶部观察的一个角部分被配置为,当金属盖与绝缘封装接合时,所述角部分接近从绝缘封装顶部观察的一个角部分,以及所述焊接部分沿着从金属盖顶部观察的每一边提供。因此,金属盖的焊接区域相对于所述金属化密封部分从堞形结构向内隔离,从而避免了焊接区域的宽度在熔化区域的堞形结构部分大幅变窄。因此,泄漏得以消除,从而使防止密封失败成为可能。另外由于切割部分成弧形,密封期间的焊热压可能被均匀分散,从而可以防止绝缘封装在密封期间出现例如断裂现象。此外,由于金属盖的角部分接近绝缘封装的角部分,当金属盖放在绝缘封装上进行焊接时,将使用这些角部分进行定位,因而容易定位金属盖相对于绝缘封装的位置,而避免移到绝缘封装的端部,以提高金属盖相对于绝缘封装的位置安放的稳定性。
另外,在上述结构中,金属盖的焊料可能通过缝焊与绝缘封装的金属化密封部分焊接。
在这种情况下,除了上述操作影响外,所述切割部分是无角的弧形,因此,当缝焊辊子沿着金属盖的每一边移动时,缝焊辊子与金属盖每一边的边缘部分的接触点是固定的(一点接触)而不改变缝焊辊子的移动方向,从而可以进行焊接而无不规则性。换言之,使下列情况得以避免:在移动缝焊辊子期间,金属盖每一边的边缘部分与缝焊辊子的接触点变成两点接触,使得加热不足或产生火花。因此,利用传统密封设备进行密封被认为是相当稳定的,且消除了泄漏,从而使防止密封失败成为可能。
同时,在上述结构中,金属盖的切割部分可被提供为,正对着互相面对的端部(从顶部观察)。
在这种情况下,除了上述操作影响外,金属盖的切割部分被提供为正对着互相面对的端部(从顶部观察),从而使金属盖与绝缘封装稳定焊接成为可能。尤其是,当金属盖通过缝焊接与绝缘封装接合时是优选的。这是因为,对于缝焊接的情况,金属盖在焊接的同时对着绝缘封装的相反两侧。
另外,在上述结构中,用于支撑电子元器件框架的支撑部分可提供在从框架部分顶部观察的一个角部分。
在绝缘封装中,在用于接合金属盖的金属化密封部分的诸个部分中,提供堞形结构的部分尤其具有小强度,即该部分是个弱点。此外,如上所述,相对于金属化密封部分的其它区域,堞形结构附近的金属化密封部分有一小部分用于焊接(焊接区域)。与此相反,在提供用来接合金属盖的金属化密封部分的诸个部分中,相对于金属化密封部分的其它区域,从框架部分的顶部观察的所述角部分附近的金属化密封部分尤其具有大片区域用于焊接(焊接部分),且在这个区域,绝缘封装强度大。因此,在本发明的上述结构中,在从框架部分的顶部观察的角部分,提供用于支撑电子元器件框架的支持部分,从而使增加绝缘封装的强度成为可能。因此,例如绝缘封装由于所述盖和封装之间的热膨胀系数差异产生的压力或密封期间的熔热变形以及类似情况而断裂的问题不会出现,从而获得拥有更可靠密封结构的电子元件容器。
为实现这个目的,提供了本发明的压电谐振装置,其中具有电器功能的电子元器件被放置在本发明的上述电子元件容器的框架部分,且所述电子元器件是压电晶体谐振器板,其能够压电共振。
根据本发明,可获得与本发明的上述电子元件容器具有相似操作效果的压电谐振装置。
发明效果
根据本发明,可以消除泄露并防止密封失败的同时提高金属盖相对于绝缘封装位置安放的可靠性、而无须阻碍电子元件容器尺寸和高度减少。另外,拥有更可靠的密封结构的电子元件容器和压电谐振装置不会存在下列问题:熔化焊料或类似物质在框架部分中散开(飞溅问题),或者封装由于熔热变形而断裂。
附图说明
图1是第一个实例的分解透视图。
图2是图1的金属盖处于密封状态的俯视图。
图3是将金属盖与第一个实例的陶瓷封装缝焊的示意图,(a)是将金属盖和陶瓷封装在金属盖短边进行缝焊的示意图,(b)是将金属盖和陶瓷封装在金属盖长边进行缝焊的示意图。
图4是第二个实例的俯视图。
图5是第三个实例的俯视图。
图6是第四个实例的分解透视图。
图7是第五个实例的陶瓷封装俯视图。
图8(a)是第五个实例的俯视图,图8(b)是其中沿着(a)中A-A线的部分截面图。
图9(a)是第六个实例的俯视图,图9(b)是其中沿着(a)中B-B线的部分截面图。
附图标记说明
1.陶瓷包装
2.集成电路元件
3.压电谐振器板
4.金属盖
具体实施方式
以下,本发明中电子元件容器的最佳实例将参照附图进行介绍。本发明的第一个实例将参考图1、2进行介绍,图中所示为表面加载型的晶体振荡器。图1是第一个实例的分解透视图,图2是图1中金属盖处于密封状态的俯视图。表面加载型晶体振荡器(此处使用的是压电谐振装置)包含一个含有向上打开的凹陷部分的陶瓷封装(此处用的是绝缘封装)1,放置在陶瓷封装1中的半导体集成电路2(此处使用的是有电气功能的电子元器件),放置在同一陶瓷封装1的上部分的压电谐振器板3(此处使用的是有电气功能的电子元器件),以及与陶瓷封装1的开口部分焊接的金属盖4。
陶瓷封装1整体形成立方体的形状,含有适当层叠的陶瓷(氧化铝等等)和导电材料(钨等等),并包括具有凹陷截面的框架部分10。框架部分10包括上框架部分10a和下框架部分10b,分别放置了压电谐振器板3和集成电路元件2。圩堤部分11围绕框架部分10形成,并有平整的上表面。第一金属层11a(此处使用金属化密封部分)在圩堤部分11上形成,并且第一金属层11a也有平整的上表面。第一金属层11a是由包括钨、镍和金层的金属膜层组成,所述各层连续层叠在圩堤部分11上。钨是当陶瓷在烘制时采用镀金属化(metallization)技术一体形成的,镍和金层是采用电镀(plating)技术形成的。
一对纵向延伸的堞形结构C1、C2是在陶瓷封装1长边端部的长边方向的大致中心位置形成的。C1、C2堞形结构是弧形的切割结构(半圆凹陷部分),在陶瓷封装1的长边端部的长边方向的大致中心位置纵向形成。注意电极(下述外部压电振荡器测量终端电极14和15)形成于C1、C2这对结构上。
注意到第一金属层11a连接到导电通孔B,所述导电通孔B被形成为在所述陶瓷封装1的一个角部分垂直穿过所述圩堤部分11,并且通过所述通孔B电引导到形成在所述陶瓷封装1下表面上的外部连接电极(未示出)。通过将外部导向电极接地,金属盖4(如下所述)通过金属层11a、导电通孔B和外部导向电极接地,从而使电子元件获得电磁屏蔽效应成为可能。注意导电通孔B可能用已知的陶瓷层压技术形成,如上所述。
在陶瓷封装1中,如上所述,用来放置集成电路元件2的下部框架部分10b形成在最下底面。在下部框架部分10b之上的上部框架部分10a中,连接至压电谐振器板3的电极座12、13并排形成于短边的方向,位于长边方向的一端。电极座12、13在陶瓷封装1内部彼此接近形成。电极座12、13的每一个通过导电通孔B连接至集成电路元件2(如下所述)。电极座12、13延伸出来,作为外部压电振荡器测量终端电极14、15,形成在堞形结构对C1和C2处。
连接至集成电路元件2的多个连接座16a并排形成于下部框架部分10b的上表面。
具有这样结构的陶瓷封装1可用已知的陶瓷层压技术或镀金属工艺形成。电极座12、13和连接座16a通过对在钨或类似物的金属层的上表面上连续层压镀镍层和镀金层而形成,其与在金属层11a的形成方法相似。
下部框架部分10b中的集成电路元件2是单芯片集成电路元件,与压电谐振器板3构成了振荡电路。在集成电路元件2的下表面,多个连接终端(未示出)形成。该实例的集成电路元件2采用了一种裸晶片。集成电路元件2的多个连接终端和形成于下部框架部分10b的上表面的多个连接座16a使用面向下(face-down)焊接工艺被连接。注意下部框架部分10b和集成电路元件2之间的间隙可用树脂材料填充。
压电谐振器板3通过预定间隙提供在集成电路元件2上。压电谐振器板3是一个矩形AT切片晶体谐振器板。一对矩形驱动电极(未示出)和将驱动电极延长至晶体谐振器板外部环境的扩展电极(未示出)被提供,面对压电谐振器板3的前、后表面。这些电极可采用薄膜成形工艺形成,如真空沉积技术、溅射技术、或类似技术。
压电谐振器板3和陶瓷封装1如下接合在一起。例如,使用分配器或类似仪器把导电接合材料(未示出)适量提供在电极座12、13的上表面。此后,压电谐振器板3放置在电极座12、13上。因此,压电谐振器板3的延长电极被机-电连接至电极座12、13,以及可选择地,压电谐振器板3的延长电极部分再涂上一层导电接合材料(未示出)。注意所述导电接合材料是一种膏,例如含有小金属片(例如,银填充物)的硅导树脂粘合剂。除了硅导树脂粘合剂,聚氨酯、酰亚胺、聚酰亚胺树脂和环氧树脂导电胶粘剂也是可用的。压电谐振器板3和陶瓷封装1的接合不限于导电接合材料。压电谐振器板3可采用突起(bump)与陶瓷封装机-电连接。相对于导电接合材料来说,突起需要小块区域用于焊接,因此优选的用于最小化所述晶体振荡器。
密封所述陶瓷封装1的金属盖4从顶部观察是一个矩形平板。金属盖4含有科瓦铁镍钴合金(kovar)作为核心材料(未示出)和金属焊料作为第二金属层(未示出),具体而言,例如,含有由镍层、科瓦铁镍钴合金核心材料、铜层、银蜡层组成的从顶部按此顺序组成的多层结构。银蜡层(第二金属层)与陶瓷封装1的第一金属层11a接合。银蜡层(第二金属层)的一部分作为焊接部分45被提供,来接合陶瓷封装1的第一金属层11a。焊接部分45沿着金属盖4的端部提供(从顶部观察是外部)。从金属盖4的顶部观察到的外部形状与陶瓷封装1的外部形状大致相同或略小一点。金属盖4的长边41、43包含无角的弧形切割部分411和431,以使当金属4与陶瓷封装1接合时,长边41和43接触陶瓷封装1的堞形结构C1、C2的端部(靠近堞形结构C1、C2的内部)。这些弧形切割部分411和431被提供为对着从顶部观察的互相面对的金属盖4的长边41和43(此处采用端部)。金属盖4的角部分(具体来说,从顶部观察到的4个角部分)靠近陶瓷封装1的角部分(具体来说,从顶部观察到的4个角部分)。正如此处采用的,相对于从顶部观察成矩形的金属盖来说,弧形切割部分411和431是指沿着彼此靠近方向弯曲的长边41和43的形状。如此处所使用的,所述角是指一个角弯曲部分。该实例的切割部分411和431没有角弯曲部分,而有连续的曲线表面(从顶部观察的曲线)。
集成电路元件2和压电谐振器板3放置在陶瓷封装1的框架部分10中,其被金属盖4覆盖着。陶瓷封装1的第一金属层11a和金属盖4的第二金属层被熔化和凝固,以造成密封。在该实例中,密封是通过直接缝密封(direct seam sealing)实现的而无需金属密封环。通过沿着金属盖4的长边41、43和短边42、44的边缘部分移动缝焊辊子(见图3的附图标记5),形成在金属盖4上的银蜡层(第二金属层)与陶瓷封装1上的第一金属层11a(金属化密封部分)被焊接,从而实现了密封。在此情况中,由于焊接部分45(银蜡层的一部分)沿着金属盖4的端部提供,焊接部分45位于堞形结构C1、C2的内部。注意,在该实例的直接缝焊情况中,考虑金属盖4,提供不同的设置用于将金属盖4缝焊于陶瓷封装1的长边41、43,其上提供了切割部分411和431,以及将金属盖4缝焊于陶瓷封装1的短边42、44,其上不提供切割部分。具体来说,如图3所示,当在金属盖4的短边42、44形成的银蜡层(第二金属层)与陶瓷封装1的第一金属层11a(金属化密封部分)焊接时,缝焊辊子5的磙子表面相对于金属盖4的角用α表示,而当在金属盖4的长边41、43形成的银蜡层(第二金属层)与陶瓷封装1的第一金属层11a(金属化密封部分)焊接时,缝焊辊子5的磙子表面相对于金属盖4的角用β表示,所述角α比角β更钝。因此,对于金属盖4,通过提供不同的设置将金属盖4直接缝焊到陶瓷封装1的长边41、43,其中所述长边41、43上有切割部分411和431,以及将金属盖4直接缝焊在陶瓷封装1的短边42、44,其中短边42、44上不提供切割部分,缝焊可在陶瓷封装上的金属盖4不同位置稳定实现,即直接缝焊在提供有切割部分411和431的陶瓷封装1的长边41、43和直接缝焊在不提供有切割部分的陶瓷封装1的短边42、44。换句话说,当在金属盖4的长边41、43形成的银蜡层(第二金属层)和陶瓷封装1的第一金属层11a(金属化密封部分)焊接时,焊缝辊子5的磙子表面相对于金属盖4的角为α,焊缝辊子5的磙子表面不仅与金属盖4接触,还与陶瓷封装1接触。在该情况中,泄漏流产生,其直接流经陶瓷封装1而不经过金属盖4和陶瓷封装1之间的接触电阻,以使焊接区域的加热不足,因此不能完成缝焊操作。
通过采用上述结构,当对陶瓷封装1进行接合时,金属盖4上的银蜡层(第二金属层)与第一金属层11a(金属化密封部分)进行焊接的焊接部分45比堞形结构C1、C2更位于内部(相对于堞形结构C1和C2向内分离)。因此,焊接部分45的熔化区域避免了在形成堞形结构C1和C2的第一金属层11a的位置大幅变窄(特别是当切割部分411和431提供在金属盖4中时,焊接部分45焊接区域的陶瓷封装1在短边方向的宽度)。因此,泄漏得到消除,从而使防止密封失败成为可能。注意,根据实验已证实,如果焊接部分45的宽度被保证在0.08毫米或更多时,泄漏不会发生。优选的是0.08毫米或更宽的焊接部分45在圩堤部分11的区域中形成,而比堞形结构C1、C2更处于陶瓷封装1的内部。此外,由于切割部分411和431成弧形,密封期间的焊热压可均匀地扩散开,从而可能例如防止陶瓷封装在密封期间断裂。另外,由于切割部分411和431成弧形并且无角,当焊缝辊子5沿着金属盖4的长边41和43移动时,焊缝辊子5与金属盖4的长边41、43的边缘区域的接触点保持恒定而无需改变焊缝辊子5的移动方向,从而使没有无规则性的焊接操作成为可能。成相同弧形的切割部分411和431在金属盖4的相反面形成(在该实例中为长边41和43),因此,是关于线对称的。因此,当金属盖4放置在陶瓷封装1上时不必再决定板方向的朝向,导致生产的高效。因此,通过采用传统的封装仪器,进行封装可认为是相当稳定的,从而使消除泄漏和防止密封失败成为可能。另外,由于金属盖4的角部分接近于陶瓷封装1的角部分,当金属盖4放置在陶瓷封装1上进行焊接时,使用对应的角部分进行定位,从而使消除错位以提高金属盖4相对于陶瓷封装1的放置稳定性成为可能。
同时,由于金属盖4的切割部分411和431被提供为正对着从顶部观察面对面的长边41和43(端部),金属盖4可与陶瓷封装1稳定接合。特别是金属盖4优选地与陶瓷封装1通过缝焊而接合。这是因为,在缝焊中,金属盖4同时与陶瓷封装1的相反边(在该实例中是长边41和43)接合。
另外,当陶瓷封装1和金属盖4通过该实例中介绍的缝接合而接合在一起时,优选的是切割部分411和431成弧形,如该实例所介绍的。
本发明不局限于上述实例。例如,可根据堞形结构C1、C2在陶瓷封装1的位置采用各种结构。一种不同于该实例的结构如图4所示。图4是本发明第二个实例的俯视图。基础结构与第一个实例相同,所以相同部件采用相同的附图标记进行说明并省略其中一部分内容的介绍。
在第二个实例中,与第一个实例不同,堞形结构C1、C2在陶瓷封装1的短边端部形成,堞形结构C3、C4、C5和C6在陶瓷封装1的四个角边端部形成。
同时,不同于第一个实例,切割部分421提供在金属盖4的短边42。切割部分421成弧形且无角,从而使当金属盖4和陶瓷封装1焊接时,弧形切割部分421与陶瓷封装1的C1、C2堞形结构略有重叠(接近堞形结构C1、C2的内部)。另外,当金属盖4和陶瓷封装1焊接时,金属盖4的角部分与陶瓷封装1的堞形结构C3、C4、C5和C6略有重叠。
另外在第二个实例中,采用直接缝焊进行密封。这种情况下,焊接部分45沿着金属盖4的端部提供。因此,金属盖4以这样的方式提供给焊接部分45,即使切割部分421与堞形结构C1、C2略有重叠,当金属盖4与陶瓷封装1接合时,焊接部分45位于C1和C2堞形结构内部。因此,熔化区域避免了大幅变窄(具体地说就是当切割部分421在金属盖4提供时,焊接部分45的焊接区域在陶瓷封装1的长边方向上的宽度)。对于陶瓷封装1的没有C1、C2堞形结构的其它边,由于未形成切割部分421,熔化区域的宽度不会变窄。金属盖4的角部分是被焊缝辊子5接触两遍的区域,以使熔化区域的宽度相比边缘部分较大,因此,泄漏不可能在角部分发生。因此,在第二个实例中,未给结构C3、C4、C5和C6提供切割部分。切割部分可根据需要为结构C3、C4、C5和C6提供。
注意在本发明的上述实例中,金属盖4的切割部分411、431和421可形成,对应于在陶瓷封装1的侧部(长边或短边)的边缘部分形成的堞形结构C1和C2。当堞形结构出现在三或四条边上时,切割部分可能在三或四条边上形成。
本发明不局限于上述实例。例如可使用采用束密封(beamsealing)的结构。图5展示的实例采用不同于该实例的结构。图5是本发明第三个实例的俯视图。基本结构与第一个实例相同,所以相同部件采用相同的附图标记进行说明并省略其中一部分内容的介绍。
在第三个实例中,堞形结构C1和C2在陶瓷封装1的(一对)短边端部形成。与此相反,金属盖4仅在一个短边42提供一个四角切割部分421。切割部分421在靠近陶瓷封装1的C1堞形结构内部提供。另外,当金属盖4与陶瓷封装1接合时,金属盖4提供有焊接部分46,位于堞形结构C1和C2内部。
在该实例中,陶瓷封装1和金属盖4通过采用电子束或类似方法(束密封)的束焊进行密封。在这种情况下,电子束沿位于金属盖4端部的略微朝内的部分扫描。在这种情况下,由于金属盖4的具有C2结构的部分上没有形成切割部分,电子束扫描至距离C2结构的金属盖4的端部的更内部位置。于是,焊接部分46在堞形结构C1、C2内部,从而熔化区域避免了大幅变窄(具体地说就是当切割部分421提供在金属盖4中时,焊接部分45的焊接区域的陶瓷封装1在长边方向上的宽度)。因此,泄漏得以消除,而使防止密封失败成为可能。
本发明不局限于上述实例。例如,金属盖4的形状可形成为其他的具有切割部分的形状。例如,金属盖4可成如图6所示的形状。下面将说明图6的结构不同于上述实例之处。图6中显示为本发明第四个实例的分解透视图。基础结构和第二个实例相同,所以相同部件采用相同的附图标记进行说明并省略其中一部分内容的介绍。
第四个实例的晶体振荡器包含陶瓷封装1、放置在陶瓷封装1内的半导体集成电路2(有电气功能的电子元器件)、放置在陶瓷封装1上部的压电谐振器板3(有电气功能的电子元器件)、以及与陶瓷封装1焊接的金属盖4。
金属盖4具有从顶部观察为矩形的平板结构,并由科瓦铁镍钴合金制成的核心材料(未示出)和作为第二金属层(未示出)的金属焊料组成。更具体来说,金属盖4含有包括镍层、科瓦铁镍钴合金核心材料、铜层和银蜡层且从上表面依此顺序排列的多层结构。银蜡层(第二金属层)与陶瓷封装1的第一金属层11a接合。该实例的焊接部分45沿金属盖4的端部(从顶部观察为外周部)。金属盖4的短边42、44提供无角的弧形切割部分421和441,以使当金属盖4和陶瓷封装1接合时,短边42、44部和陶瓷封装1的C1、C2堞形结构的端部不重叠(提供在接近堞形结构C1、C2的内部)。另外,金属盖4的角部分46(具体而言是从顶部观察是的四个角部分)呈弧形,并接近陶瓷封装1的角部分(具体而言是从顶部观察时的角部分)。由于金属盖4的角部分46的弧形形状,与图1、2的金属盖4相比,当金属盖4与陶瓷封装1接合时,该实例的金属盖4与陶瓷封装1的C3、C4、C5和C6堞形结构不重叠。
另外在第四个实例中,采用直接缝焊进行密封。在这种情况中,由于焊接部分45沿着金属盖4的端部提供,切割部分421、441和角部分46不重叠所述堞形结构C1到C6。具体来说,金属盖4该以这样一种方式提供焊接部分45,当金属盖4与陶瓷封装1接合时,焊接部分45位于C1和C2堞形结构内部。因此,焊接区域(焊接区域的第一金属层用于接触陶瓷封装1的金属盖4)避免了大幅变窄。因此,泄漏得以消除,从而使防止密封失败成为可能。
本发明不局限于上述实例。例如,陶瓷封装1和金属盖4可有如图7和8种所示的结构。图7是本发明第五个实例的陶瓷封装1的俯视示意图。图8是本发明第五个实例的俯视示意图和其中沿着A-A线的部分截面图。基本结构与第二和第四个实例相同,所以相同部件采用相同的附图标记进行说明并省略其中一部分内容的介绍。
在第五个实例的晶体振荡器中,陶瓷封装1提供有支撑压电谐振器板3的框架的支撑部分17。支撑部分17提供在框架部分10的角部分(从顶部观察)。然而,在陶瓷封装1中,在用于接合金属盖4的第一金属层11a(金属化密封部分)的部分中,提供堞形结构C1和C2的部分尤其强度小,即,这些部分是脆弱点。另外,如上所述,与第一金属层11a的其它部分相比,堞形结构C1和C2附近的第一金属层11a所具有的用于焊接的部分(焊接区域)较小。与此相反,在用于接合金属盖4的第一金属层11a的各部分中,与第一金属层11a的其它区域相比,框架部分10的角部分(从顶部观察)附近的第一金属层11a尤其具有较大的用于焊接的区域(焊接部分),且在这些区域内,陶瓷封装1的强度大。关于陶瓷封装1的强度,当所述强度在框架结构10的角部分(从顶部观察)附近位置和非角部分附近的位置之间作比较时,压力较易局部集中在非角部分附近的区域,而不是角附近的区域。因此,当支撑部分17提供在框架部分10的非角部分附近的区域(从顶部观察),使得支撑部分17用作压电谐振器板3的辅助支撑时,断裂可能发生在为陶瓷封装1的压电谐振器板3提供辅助支撑的位置。与此相反,在该实例中,支撑部分17提供在角部分附近,使得非角部分附近的位置不是弱点,而支撑部分17能为压电谐振器板3提供辅助支撑而不会局部地集中压力。另外,通过在框架部分10的角部分(从顶部观察)附近提供支撑部分17,支撑部分17有支撑作用,从而使防止陶瓷封装1整体变形成为可能。
如上所述,在该实例中,支撑压电谐振器板3(电子元器件)框架的支撑部分17放置在框架部分10的角部分(从顶部观察),从而使获得电子元件容器有着更为可靠的密封装置,其中陶瓷封装1的强度可提高,且不会发生例如由于熔热变形或类似问题而导致的陶瓷封装1断裂问题。注意,在该实例中,C1和C2堞形结构提供给上部框架部分10a,其是承载压电谐振器板3的部分,从而提高了陶瓷封装1的强度。
金属盖4具有从顶部观察为矩形的平板结构,且由用科瓦铁镍钴合金支撑的核心材料(未示出)和用作第二金属层(未示出)的金属焊料组成。更具体地说,例如,金属盖4包含由镍层、科瓦铁镍钴合金材料、铜层和银蜡层并从上表面按此顺序排列的多层结构。银蜡层(第二金属层)与陶瓷封装1的第一金属层11a接合。该实例的焊接部分45沿着金属盖4的端部(从顶部观察为外周部)而提供。金属盖4的短边42和44提供有弧形切割部分421和441,以使当金属盖4与陶瓷封装1接合时,短边42和44与陶瓷封装1(接近C1、C2堞形结构内部)的C1、C2堞形结构的端部不重叠。另外,银蜡层47(第二金属层)暴露在金属盖4的切割部分421和441的下方。
另外在第五实例中,使用直接缝焊进行密封。在这种情况中,在接近金属盖4的端部提供包括暴露的银蜡层47的焊接部分45。具体说来,金属盖4以这样一种方式提供给焊接部分45,当金属盖4与陶瓷封装1接合时,焊接部分45也位于堞形结构C1和C2的内部,并提供了暴露的银蜡层。因此,焊接区域(焊接区域的第一金属层用于接触陶瓷封装1的金属盖4)相对图6的实例可增大。因此,泄漏得以消除,从而使防止密封失败成为可能。
本发明不局限于上述实例。例如,金属盖4可有如图9所示的结构。图9所示为本发明的第六个实例的俯视图和其中沿B-B线的部分截面图。基础结构与第五个实例相同,所以相同部件采用相同的附图标记进行说明并省略其中一部分内容的介绍。
第六个实例的晶体振荡器的金属盖4具有从顶部观察成矩形的平板结构,且由科瓦铁镍钴合金支撑的核心材料(未示出)和作为第二金属层(未示出)金属焊料。更具体来说,例如,金属盖4包含由镍层、科瓦铁镍钴合金核心材料、铜层和银蜡层并从上表面按此顺序排列的多层结构。银蜡层(第二金属层)与陶瓷封装1的第一金属层11a接合。
该实例的焊接部分45沿着金属盖4的端部(从顶部观察为外周部)提供。焊接部分45不在金属盖4的短边42、44位置提供,其中金属盖4和陶瓷封装1接合时金属盖4与陶瓷封装1的C1、C2堞形结构的端部重叠。具体来说,如图9所示,焊接部分45的金属盖4的短边42、44(边侧)的端部呈弧形,从金属盖4的短边42、44朝向金属盖4的内部。
第六个实例也采用直接缝焊进行密封。在此情况下,由于焊接部分45沿金属盖4的端部(除了一些部分)提供,如上所述,焊接部分45与结构C1到C6不重叠。具体而言,金属盖4以这样一种方式提供给焊接部分45,当金属盖4与陶瓷部分1接合时,焊接部分45位于结构C1到C6的内部。因此,焊接区域(焊接区域的第一金属层用于接触陶瓷封装1的金属盖4)避免了大幅变窄。因此,泄漏得以消除,从而使防止密封失败成为可能。
尽管上面实例采用晶体振荡器作为示例进行说明,本发明可应用于其它压电谐振装置(例如,晶体振子,晶体滤波器,等等)或其他电子元件容器。
本发明可依其他不同形式进行实例化和实践而无需偏离其中的思想和重要特征。因此,上述实例被认为是全方面展示而没有限制条件。发明涉及范围在附加权利要求书中进行说明而非说明书。所有归属于附加权利要求书的相等范围内的变化和修改都将包括在内。
该申请要求2005年3月11日在日本提交的第2005-069690号专利申请中声明的优先权,其全部内容纳入其中作为参考。
工业适用性
本发明可应用于要求密封,尤其是压电谐振装置例如晶体振荡器、晶体振子、晶体滤波器或类似装置的电子元件的电子元件容器。
Claims (7)
1.一种电子元件容器,其中金属盖与绝缘封装相接合,所述容器包括:
具有一个框架部分的所述绝缘封装,用于容纳有电气功能的电子元器件,一个金属化密封部分,其围绕所述框架部分形成并与所述金属盖密封接合,以及一个堞形结构,具有形成在其一个侧端部上的终端电极,以及
所述金属盖所形成的形状为,从其顶部观察与从所述绝缘封装顶部观察到的形状大致相同,其中焊料在所述金属盖的下表面上形成,当所述金属盖与所述绝缘封装接合时,所述焊料被提供有一个焊接部分,所述焊接部分与所述金属化密封部分在所述蝶形结构内部接合。
2.权利要求1中的电子元件容器,其中
一个切割部分被提供在所述金属盖的端部的一部分上;
所述切割部分被配置为,当金属盖与绝缘封装接合时,切割部分提供在所述堞形结构内部附近,以及
所述焊接部分沿着所述金属盖的所述端部而提供。
3.权利要求2中的电子元件容器,其中
所述绝缘封装进一步包括围绕所述框架部分形成的圩堤部分
所述框架部分从顶部观察形成为矩形;
所述金属化密封部分在所述圩堤部分的上表面形成;
所述堞形结构的终端电极在各侧部的侧端部形成;
所述金属盖的所述切割部分在所述端部侧以弧形形成,使得当金属盖与绝缘封装接合时,所述切割部分被提供在所述堞形结构内部附近,
从金属盖的端部的顶部观察的一个角部分被配置为,使得当金属盖与绝缘封装接合时,所述角部分提供在从绝缘封装顶部观察到的一个角部分附近,以及
所述焊接部分沿着从金属盖的顶部观察到的每一侧被提供。
4.权利要求1到3任一个中的电子元件容器,其中金属盖的焊料通过缝焊与绝缘封装的金属化密封部分接合。
5.权利要求1至4任一个中的电子元件容器,其中金属盖的切割部分被提供为,正对着从顶部观察到的彼此面对的端部。
6.权利要求1至5任一个中的电子元件容器,其中用于支撑被容纳的电子元器件的框架的支撑部分被提供在从所述框架部分顶部观察到的所述角部分。
7.一种压电谐振装置,其中
具有电气功能的电子元器件被放置在如权利要求1至6任一个中的电子元件容器的所述框架部分中,以及
所述电子元器件是压电谐振器板,其进行压电谐振。
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