CN101595640A - 压电谐振器装置 - Google Patents
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Abstract
压电谐振器装置包括金属基板,至少两个金属引线端子通过绝缘材料直立穿过该金属基板,放置在金属引线端子上并通过导电树脂粘合剂电连接到金属引线端子的压电谐振板,以及封闭地覆盖放置在金属引线端子上的压电谐振板的金属盖。导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性。并且,抗腐蚀膜形成在金属基板和金属引线端子的外表面上,且导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到封闭密封内部金属引线端子的抗腐蚀膜的上表面。可选地,压电谐振板具有在平面图上的矩形形状,并以其主面面对与金属基板的平面相同方向的方式放置在金属引线端子上。其上放置压电谐振板的宽钉头部分形成在封闭密封内部金属引线端子的端部处,并且压电谐振板通过导电树脂粘合剂贴附在其长边的两端,其中压电谐振板短边的中间部分靠近钉头部分的重心位置放置。压电谐振板在其短边方向上的宽度设置为不大于相同方向上钉头部分顶部与导电树脂粘合剂接合的区域的宽度的2.8倍。
Description
技术领域
本发明涉及压电谐振器装置,例如晶体谐振器,更具体地涉及具有密封端子结构的压电谐振器装置的支撑结构,其中金属引线端子集成地形成在具有插入其间的绝缘材料的金属基板上。
背景技术
压电谐振器装置的例子包括晶体谐振器、晶体滤波器和晶体振荡器。例如,由于其突出的谐振特性,晶体谐振器广泛地用作频率和时间的参考源。对于这些压电谐振器装置来说,将金属薄膜电极形成在晶体谐振板(压电谐振板)的表面上,并将其封闭地密封在如下封装中,所述封装包括金属基板和用于保护金属薄膜电极免受外部大气影响的盖罩。
对于具有密封端子结构的常规压电谐振器装置来说,一对金属引线端子通过玻璃或例如另一种绝缘材料直立在金属基板上,且一对平板金属支撑部件彼此面对地贴附在金属引线端子的封装的内侧上。例如,压电谐振板是具有厚度切变振动(thickness shear vibration)的AT切割晶体谐振板,且激发电极和来自这些激发电极的牵引(take-off)电极形成在该板的前表面和后表面上。
压电谐振板放置在支撑体上并通过导电粘合剂电-机械地连接,金属盖放置在金属基板上方并通过电阻焊接或其他方式接合,结果在此结构中封装的内侧是封闭密封的。
但是,对于上述压电谐振器装置来说,使用支撑部件增大了压电谐振器装置的整体高度,这与在电子装置方面降低高度的需要背道而驰。另一问题是较高的整体成本。
为了解决上述问题,在专利文献1中提出了一种压电谐振器装置,其中去除了支撑部件且部分金属引线端子被机械加工,以使压电谐振板直接由金属引线端子支撑。
专利文献1:JP2001-160730A
发明公开
本发明所要解决的问题
对于诸如专利文献1中所披露的压电谐振器装置来说,其中去除了支撑部件且部分金属引线端子是机械加工过的,以使压电谐振板直接由金属引线端子支撑,抗冲击性不像其中插入了支撑部件的支撑结构那样好。
本发明旨在努力解决上述问题,且其目的在于提供一种具有提高的抗冲击性的压电谐振器装置。
解决问题的途径
为了解决上述问题,本发明的压电谐振器装置,包括:金属基板,至少两个金属引线端子通过绝缘材料直立穿过该金属基板,放置在该金属引线端子上并通过导电树脂粘合剂电连接到该金属引线端子的压电谐振板,以及封闭地覆盖(封闭地密封)放置在该金属引线端子上的所述压电谐振板的金属盖,其中该导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性,抗腐蚀膜形成在该金属基板和该金属引线端子的外表面上,以及该导电树脂粘合剂用于将该压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到被封闭密封的该金属引线端子的该抗腐蚀膜的上表面。
通过上述结构,由于装置包括金属基板、压电谐振板和金属盖,并且导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性,抗腐蚀膜形成在金属基板和金属引线端子的外表面上,并且导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到被封闭密封的金属引线端子(金属引线端子的内侧上)的抗腐蚀膜的上表面,因此可以通过金属引线端子内侧上的压电谐振板的电极(激发电极,等等)确保更可靠的导电性。结果,可以提高这种压电谐振器装置的抗冲击性同时还改善了导电性能。
相反,在上述专利文献1中,抗冲击性差到其中插入了支撑部件的支撑结构的程度,且其实质上使用柔软的、硅树脂基导电树脂粘合剂。但是,特征在于硅树脂基导电树脂粘合剂的结构遇到的问题是形成在金属基板和金属引线端子的外表面上的镍或其他此类抗腐蚀膜会受到形成在抗腐蚀膜最上表面上的氧化层的不良影响。也就是说,氧化层的影响增大了硅树脂基导电树脂粘合剂和金属引线端子之间的接合界面处的导通电阻,这有时会使压电谐振器装置的导电性能降低。结果,压电谐振器装置的导电性能,例如串联谐振电阻(CI值)受到损害。但是,通过如上所述的根据本发明的晶体谐振器可以解决这些问题。
也就是说,通过本发明,虽然通过去除支撑体而限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板通过具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂贴附到金属引线端子的内侧上,因此可以提高抗冲击性,并且与涉及使用支撑体和导电树脂粘合剂的现有技术相比,在接合压电谐振板之后即使在某些情况下将装置置于高温环境下,例如在回流步骤期间,形成在抗腐蚀膜的最上部分上的氧化层也不会产生不良影响,这就提高了金属引线端子内侧上的接合部分与具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂(例如,改性环氧基粘合剂)之间的接合界面处的导电性能。
虽然即使使用了普通的导电树脂粘合剂(例如改性环氧基粘合剂)在不受到氧化层的不良影响的情况下也可以改善导电性能,但是在低温环境中压电谐振板容易受到来自树脂的收缩应力,这会导致劣化特性,例如频率-温度特性的变化。但是,通过本发明,即使在使用导电树脂粘合剂(例如改性环氧基粘合剂)时也可以解决这个问题。
上述的结果是可以提高压电谐振器装置的电特性,例如串联谐振电阻(CI值)或其频率-温度特性。特别是,可以通过较便宜的结构并在没有对其上仅形成抗腐蚀膜的普通金属引线端子进行任何特殊加工的情况下提高压电谐振板和封闭密封的金属引线端子(金属引线端子的内侧)之间的导电性能。
并且,除上述结构之外,结构可以如下:其上放置矩形压电谐振板的宽钉头部分形成在金属引线端子的内侧上,具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的长边端部直接电连接并机械接合到钉头部分的抗腐蚀膜的上表面。通过这种结构,当将压电谐振板接合到金属引线端子的内侧时其放置是稳定的,且减小了冲击期间压电谐振板短边部分的扭曲。这防止了压电谐振板破裂和导电树脂粘合剂从金属引线端子的钉头部分分离的问题。
并且,为了解决上述问题,本发明的压电谐振器装置包括:金属基板,至少两个金属引线端子通过绝缘材料直立穿过金属基板,放置在该金属引线端子上的压电谐振板,在所述压电谐振板上形成有通过导电树脂粘合剂电连接到金属引线端子的激发电极,以及封闭地覆盖(封闭密封)放置在金属引线端子上的压电谐振板的金属盖,其中导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性,抗腐蚀膜形成在金属基板和金属引线端子的外表面上,并且导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到被封闭密封的金属引线端子(金属引线端子的内侧)的抗腐蚀膜的上表面,其上放置压电谐振板的宽钉头部分形成在被封闭密封的金属引线端子上,具有0.2至2μm的平均表面粗糙度的粗糙部分至少形成在钉头部分与导电树脂粘合剂接合的区域中,以及导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到钉头部分的粗糙部分。
并且,除以上结构以外,具有6至30μm最大表面粗糙度(通过最大高度测量的粗糙度)的粗糙部分至少形成在钉头部分的与导电树脂粘合剂接合的区域中。
通过上述结构,由于装置包括金属基板、压电谐振板,以及金属盖,并且导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性,抗腐蚀膜形成在金属基板和金属引线端子的外表面上,并且导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到被封闭密封的金属引线端子(金属引线端子的内侧上)的抗腐蚀膜的上表面,其上放置压电谐振板的宽钉头部分形成在被封闭密封的金属引线端子上,具有0.2至2μm的平均表面粗糙度的粗糙部分至少形成在钉头部分与导电树脂粘合剂接合的区域中,以及导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到钉头部分的粗糙部分,因此可以通过金属引线端子的钉头部分的粗糙部分处的压电谐振板的电极(激发电极,等等)确保更可靠的导电性。结果,可以提高抗冲击性同时还改善了导电性能,其消除了压电谐振器装置串联谐振电阻的增大,并且可以提供具有良好电连接性的便宜的压电谐振器装置。
相反,在上述专利文献1中,抗冲击性差到与其中插入了支撑部件的支撑结构相比的程度,且其实质上使用柔软的、硅树脂基导电树脂粘合剂。但是,特征在于硅树脂基导电树脂粘合剂的结构遇到的问题是形成在金属基板和金属引线端子的外表面上的镍或其他此类抗腐蚀膜会受到形成在抗腐蚀膜最上表面上的氧化层的不良影响。也就是说,氧化层的影响增大了硅树脂基导电树脂粘合剂和金属引线端子之间的接合界面处的导通电阻,这有时会使压电谐振器装置的导电性能降低。结果,压电谐振器装置的导电性能,例如串联谐振电阻(CI值)受到损害。但是,通过如上所述的根据本发明的晶体谐振器可以解决这些问题。
也就是说,通过本发明,虽然通过去除支撑体而限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板通过具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂贴附到钉头部分,因此可以提高抗冲击性。并且由于至少在钉头部分的与导电树脂粘合剂接合的区域中形成具有0.2至2μm平均表面粗糙度的粗糙部分,因此通过与导电树脂粘合剂的结合产生了锚定效应,这提高了压电谐振板和钉头部分的接合强度。此外,这种锚定效应使包含在导电树脂粘合剂中的金属填充物进入金属引线端子钉头部分的基体材料部分中,从而这通过增大金属填充物与钉头部分之间的接触表面积而改善了导电性能。
如果上述表面粗糙度小于0.2μm,则上述锚定效应太弱以致于不能获得令人满意的导电性能。另一方面,表面粗糙度大于2μm也是不切实际的,因为抗腐蚀膜将以不良状态形成,结果很容易出现产生钉头部分的氧化等情况。
并且,除上述结构之外,包含金属填充物的导电树脂粘合剂可以用于将压电谐振板直接电连接并机械接合到钉头部分的粗糙部分,金属填充物的平均颗粒尺寸为从3到6μm。
通过上述结构,除上述效果之外,当金属填充物的平均颗粒尺寸设置为不大于上述粗糙部分的粗糙度时,将进一步增强以不大于上述粗糙部分的粗糙度形成的金属填充物进入金属引线端子钉头部分的粗糙部分,并且可以通过以小于上述粗糙部分的粗糙度形成的金属填充物确保更可靠的导电路径。结果,导电性能更稳定并进而始终如一地更高。
并且,除上述结构之外,可以将硅树脂基导电树脂粘合剂或改性环氧基导电树脂粘合剂用作导电树脂粘合剂。
当采用上述结构时,除上述效果之外,虽然通过去除支撑体限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板通过上述高柔性的硅树脂基导电树脂粘合剂或高柔性的改性环氧基导电树脂粘合剂贴附到钉头部分,则因此可以提高抗冲击性。
并且,如果上述硅树脂基导电树脂粘合剂接合到钉头部分的粗糙部分,则即使在接合压电谐振板之后在某些情况下将装置置于高温环境下时,例如在回流步骤期间,抗腐蚀膜和硅树脂基导电树脂粘合剂的相互作用降低了形成在抗腐蚀膜最上层上的氧化层带来不良影响的可能性。结果,钉头部分和硅树脂基导电树脂粘合剂之间的接合界面处的导电性能不再下降,且降低了压电谐振器装置的电性能的劣化,例如串联谐振电阻(CI值)。
并且,当使用上述改性环氧基导电树脂粘合剂时,与使用上述硅树脂基导电树脂粘合剂相比,即使在接合压电谐振板之后在某些情况下将装置置于高温环境下时,例如在回流步骤期间,形成在抗腐蚀膜最上层上的任何氧化层都不会具有不良影响,这提高了钉头部分和改性环氧基导电树脂粘合剂之间的接合界面处的导电性能。结果,压电谐振器装置的电性能,例如串联谐振电阻(CI值)将会更好。此外,如果将改性环氧基导电树脂粘合剂接合到钉头部分的粗糙部分,则会进一步增强金属引线端子的钉头部分和压电谐振板的电极(激发电极等)之间的电连接和机械接合。
并且,为了解决上述问题,本发明的压电谐振器装置包括:金属基板,至少两个金属引线端子通过绝缘材料直立穿过金属基板,放置在金属引线端子上并通过导电树脂粘合剂电连接到金属引线端子的压电谐振板,以及封闭地覆盖(封闭密封)放置在金属引线端子上的压电谐振板的金属盖,其中压电谐振板在平面中看具有矩形形状以及放置在金属引线端子上,且其主面面对与金属基板的平面相同的方向,其上放置压电谐振板的宽钉头部分形成在被封闭密封的金属引线端子(在金属引线端子的内侧上)的端部处,且在其中该压电谐振板的短边中间部分位于靠近该钉头部分的重心位置的情况下,压电谐振板通过导电树脂粘合剂贴附在其长边的两端处,并且压电谐振板在其短边方向上的宽度被设置为不大于与导电树脂粘合剂接合的相同方向上在其顶部上的钉头部分区域的宽度的2.8倍。
相反,在上述专利文献1中,抗冲击性差到其中插入了支撑部件的支撑结构的程度,且压电谐振板破裂和导电树脂粘合剂从金属引线端子分离的问题更加显著。通过常规压电谐振器,这些问题可以导致压电谐振器电特性的劣化,且在严重情况下甚至可以阻止压电谐振器振动。但是,通过如上所述的根据本发明的压电谐振器可以解决这些问题。
也就是说,本发明是密封端子型压电谐振器装置,其中装配有被封闭地密封且由此具有高可靠性的金属引线端子的金属基板被金属盖覆盖并封闭密封,并且支撑部件的消除大大有助于较短的高度和较低的成本。此外,由于其上放置压电谐振板的宽钉头部分形成在金属引线端子的端部处,且在压电谐振板的短边中间部分位于靠近钉头部分的重心位置的情况下,压电谐振板通过导电树脂粘合剂贴附在其长边的两个端部处,且将压电谐振板在其短边方向上的宽度设置为不大于与导电树脂粘合剂接合的相同方向上在其顶部上的钉头部分区域的宽度的2.8倍,因此当接合到钉头部分时晶体谐振器的放置是稳定的。并且,由于压电谐振板的短边设置为不大于与导电树脂粘合剂接合的其顶部上钉头部分区域的宽度的2.8倍,因此压电谐振板和钉头部分之间的接合强度也是稳定的,并且完全根除了在冲击期间压电谐振板的短边部分的扭曲。这就防止了压电谐振板破裂和导电树脂粘合剂从金属引线端子的钉头部分分离的问题,并且还消除了压电谐振器装置电特性中的任何下降并防止了振动的停止。换言之,这改善了压电谐振器装置的抗冲击性。
并且,除上述结构之外,钉头部分的与导电树脂粘合剂接合的区域可以形成在钉头部分的整个上表面上,且压电谐振板在其短边方向上的宽度设置为不大于相同方向上钉头部分宽度的2.8倍。
在这种情况下,除上述效果之外,由于与导电树脂粘合剂接合的钉头部分的区域形成在钉头部分的整个上表面上,且压电谐振板在其短边方向上的宽度设置为不大于相同方向上钉头部分宽度的2.8倍,因此通过指定钉头部分上部的形状很容易设置与导电树脂粘合剂接合的区域,并且即使导电树脂粘合剂应当以过量施加,导电树脂粘合剂将绕道进入钉头部分的下侧,由此在与导电树脂粘合剂接合的区域的宽度或表面积将根本不会发生变化。并且,通过钉头部分的上述结构,与使用支撑体的结构相比,支撑部分将不会经受弯曲变形,因此在高度方向上的放置点位置将是稳定的,且用导电树脂粘合剂涂覆钉头部分的量也将是稳定的。如上所述,很容易且可靠地指定相对于压电谐振板的短边的钉头部分的与导电树脂粘合剂接合的区域的尺寸。特别是,通过将压电谐振板直接接合到金属引线端子上部的结构,难以指定与导电树脂粘合剂接合的区域的形状、宽度等,但通过组合其中将导电树脂粘合剂形成在钉头部分的整个上表面上的结构可以非常容易且可靠地指定这些。
图14示出了对图11所示的具有密封端子结构的晶体谐振器(本发明中的压电谐振器装置)进行抗冲击性测试的结构,其中导电树脂粘合剂形成在钉头部分的整个上表面上,且晶体谐振板(本发明中的压电谐振板)的短边宽度W与钉头部分的直径d的比值在1.6至3.4倍变化。在此测试中,硅树脂基的导电粘合剂用作上述导电树脂粘合剂以便接合钉头部分与压电谐振板,设置了上述W/d比值的晶体谐振器的20个样本从150cm高度下落三次,然后检查样本查看谐振器的无问题比例,其中所述问题是晶体谐振器的串联谐振电阻(CI值)已经升高,或存在频率波动,或振动停止。从这些结果可以清楚,当W/d比值在1.6和2.8倍之间时,无问题比例为100%,而当W/d比值为3倍时,该比例下降到90%,且当W/d比值为3.2倍时,该比例下降到80%,且当W/d比值为3.4倍时,该比例下降到60%。这表示对于将晶体谐振板在短边方向上的宽度W设置为在相同方向上钉头部分的宽度d的2.8倍以内的样本来说,获得了良好的抗冲击性。
并且,对于上述结构,在抗腐蚀膜(例如镍镀层)已经至少形成在金属基板和两个金属引线端子的外表面上,且银镀层和金镀层至少之一已经形成在抗腐蚀膜上表面处的钉头部分的表面上的情况下,可以将硅树脂基导电树脂粘合剂用于将压电谐振板的长边端部电连接并机械接合到钉头部分。
通过上述结构,除上述效果之外,虽然通过去除支撑体限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板通过高柔性的硅树脂基导电树脂粘合剂贴附到钉头部分,因此可以提高抗冲击性,当银或金镀层形成在抗腐蚀膜(例如镍镀层)的顶部上时,即使在接合压电谐振板之后在某些情况下将装置置于高温环境时,例如回流步骤期间,通过硅树脂基导电树脂粘合剂与抗腐蚀膜的相互作用形成在抗腐蚀膜顶部上的钝化膜也不易于产生不良影响。结果,钉头部分和硅树脂基导电树脂粘合剂之间的接合界面处的导电性能不再下降,且降低了压电谐振器装置的电性能的劣化,例如串联谐振电阻(CI值)。
并且,通过上述结构,导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性,且抗腐蚀膜可以至少形成在金属基板和两个金属引线端子的外表面上,且导电树脂粘合剂可以被用于将压电谐振板的长边端部电连接并机械接合到抗腐蚀膜的上表面处的钉头部分。
通过这种结构,除上述效果之外,虽然通过去除支撑体限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板通过具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂贴附到钉头部分,因此可以提高抗冲击性。并且,当使用上述导电树脂粘合剂时,即使在接合压电谐振板之后在某些情况下将装置置于高温环境时,例如回流步骤期间,形成在抗腐蚀膜顶部上的钝化膜也将不会产程不良影响,且提高了钉头部分和导电树脂粘合剂之间的接合界面处的导电性能。也就是说,不需要对在其上仅形成抗腐蚀膜的普通引线端子进行特殊加工的情况下,就可以提高钉头部分和压电谐振板之间的导电性能,并且可以通过较便宜的结构提高压电谐振器装置的电性能,例如串联谐振电阻(CI值)。
并且,对于上述结构,钉头部分的表面可以是粗糙化的,或者可以在钉头部分的上表面上形成孔洞、凹槽和狭缝中的至少一种。
采用这种结构改善了钉头部分和导电树脂粘合剂之间的接合界面,并提高了压电谐振板和钉头部分之间的导电树脂粘合剂的电-机械接合强度。此外,当孔洞、凹槽或狭缝形成在钉头部分的上表面中时,其可以使导电树脂粘合剂成浆状并减少其外流,从而使导电树脂粘合剂的涂覆量稳定,这样不但稳定了导电树脂粘合剂的电-机械接合强度,而且消除了与金属基板的金属部分的短路。
发明效果
如上所述,根据本发明可以提高压电谐振器装置的抗冲击性。
附图说明
图1是根据示例1的晶体谐振器的简化截面图;
图2是图1中用盖子覆盖之前在金属基板上放置压电谐振板的简化平面图;
图3是图2中压电谐振板放置到位之前的金属基板的简化平面图;
图4是根据示例1的另一示例的晶体谐振器的简化截面图;
图5是图4中压电谐振板放置到位之前的金属基板的简化平面图;
图6是根据示例1的另一示例的晶体谐振器的简化截面图;
图7是根据示例1的另一示例的晶体谐振器的简化截面图;
图8是根据示例1的另一示例的晶体谐振器的简化截面图;
图9是根据示例1的另一示例的晶体谐振器的简化截面图;
图10是根据示例2,将压电谐振板放置到位之前的金属基板的简化平面图;
图11是根据示例3的晶体谐振器的简化截面图;
图12是图11中用盖子覆盖之前在金属基板上放置压电谐振板的简化平面图;
图13是图12中将压电谐振板放置到位之前的金属基板的简化平面图;
图14是对根据示例3的压电谐振板进行抗冲击性测试的结果曲线图。
参考数字的描述
1基板
10基板主体
11,12引线端子
2压电谐振板
3盖子
具体实施方式
示例1
接下来,将用晶体谐振器作为示例,通过参考附图来描述本发明的实施例(示例)。图1是根据本发明示例1的晶体谐振器的简化截面图,图2是图1中在用盖子覆盖之前的基板的简化平面图,且图3是图2中在将压电谐振板放置到位之前的基板的简化平面图。
压电谐振板2包括AT切割的晶体谐振板,且在平面上被制作成由短边和长边构成的矩形形状。通过真空气相淀积或其他此类方式,其正面和背面(主面)配置有激发电极21和22以及牵引电极21a和22a。为了可靠地进行电极连接(在下面公开),牵引电极21a和22a各自围绕至另一主面周围。至于电极的材料,叠层结构形成在铬或镍的基础电极层的顶部上,所述叠层结构包括其主要成分为银或金的一层或多层主电极层。对于根据示例1的压电谐振板2来说,其平面上长边的长度被设置为5.0mm,且其平面上短边的长度被设置为在1.5和2.5mm之间。
基板1(在本发明中为金属基板)具有整体高度短的椭圆柱体形状,且金属引线端子11和12直立穿过主要包括金属壳的基板主体10。金属引线端子11和12直立穿过被封装到基板主体10的一部分中的绝缘玻璃G。金属引线端子11和12彼此相对地直立在基板主体10上,且金属引线端子11和12彼此在电学地独立。外围凸缘10a被一体地配置到基板主体10的较低外围边缘部分。外围突出部(未示出)一体地形成在凸缘10a上。
金属引线端子11和12在形状上是由Kovar等构成的细圆柱,且在基板1上部的内侧上的端部处形成钉头部分11a和12a,该钉头部分在平面上看是宽的且其上部是扁平的且基本为圆形。通过利用金属延展性的冲压或其他工艺来形成这些钉头部分11a和12a。作为金属引线端子11和12具体尺寸的示例,金属引线端子11和12的直径约为0.32至0.45mm,而钉头部分11a和12a的宽度约为0.7至0.9mm。以上使用的术语“内部”是指通过基板1和盖子3(参见以下)的接合而形成的内部空间,其被封闭地密封以包括设置在基板1上的压电谐振板2.“在内侧上”是指金属引线端子11和12的直立穿过基板1且位于封闭密封的内部空间内侧的部分。
虽然未在图中示出,但在基板1表面上露出的金属部分和金属引线端子11和12提供不昂贵且实用的镍镀层以防止腐蚀。特别是,在示例1中,通过电解电镀方法以约4至6μm的厚度形成镍电镀膜,并在其上通过无电镀方法形成约2至5μm厚的无电镀的镀镍层。镍电镀膜具有高于无电镀的镀镍层的熔点,且在烘焙绝缘玻璃G之前通过形成此膜可以获得烘焙之前和之后的抗腐蚀功能。无电镀的镀镍层被形成为比镍电镀膜具有更好的均匀性,因此不但提高了其与焊料等的润湿性,而且其结果是无定形结构,在该无定形结构中在还原剂中最初具有的磷、硼等等共同淀积在最上表面上,且这获得了硬且具有较好抗腐蚀性的抗腐蚀膜。换言之,无电镀的镀镍层用作基板1和金属引线端子11和12的最上层表面上的抗腐蚀膜,从而尽管成本很低,但是提供了高可靠性和非常良好的实用性,但是问题在于由于氧化层的不良影响,位于与导电树脂粘合剂S的接合界面处的传导电阻容易增大。但是,在示例1中,可以通过与以下描述的改性环氧基导电树脂粘合剂S相结合来改善这些问题。
并且,金属引线端子11和12通过绝缘玻璃G直立穿过基板主体10使得绝缘玻璃G在与金属引线端子11和12接合的位置形成半月面(meniscus),如图1所示。当绝缘玻璃G形成这种半月面时,可以固定(centering)金属引线端子11和12直立在基板主体10上的部分,从而使金属引线端子11和12形成在基板主体10上的期望位置处。
金属盖3具有椭圆柱体形状且在底部开口,且该开口部分具有与基板的凸缘10a相应的凸缘31。盖子3的凸缘31被电阻焊接到基板1(更具体地说,是焊接到凸缘10a),这将其接合到基板1并形成封装的晶体谐振器。将盖子3电阻焊接到基板1封闭地密封了该封装的内部空间。金属引线端子11和12的“内侧”是指金属引线端子11和12位于封闭密封内部的部分。
在通过导电树脂粘合剂S将金属引线端子11和12内侧上的钉头部分11a和12a直接电连接和机械接合到压电谐振板2之前,用酸处理基板1的外表面。
更具体地,例如,在示例1中,通过用稀释盐酸清洗来完成镍镀层的酸处理。去除无电镀的镀镍层(抗腐蚀膜)的上表面上的氧化层,或者通过清洗仅在某几处保留在用这种稀释盐酸清洗过的基板1(金属引线端子11和12以及基板主体10)外表面上。
在酸清洗之后,金属表面的氧化膜被去除或者仅在某几处留下部分氧化膜,因此此表面处于高度活跃的状态。当基板1处于这种状态中时,金属表面的氧化膜将会在基板1上重新形成,这会增大其厚度而带来不良影响。因此,在厚度增大到会被此状态中的基板1的氧化膜不良地影响之前,放置压电谐振板2,以便将其短边的中间部分放置在金属引线端子11和12内侧上的钉头部分11a和12a的重心附近,钉头部分11a和12a与压电谐振板2长边的端部通过改性环氧基导电树脂粘合剂S直接电-机械接合,所述改性环氧基导电树脂粘合剂S具有比4B铅笔的硬度更大的柔性,将压电谐振板2贴附(放置)在钉头部分11a和12a上。这里,钉头部分11a和12a的整个上表面形成作为与导电树脂粘合剂S的接合区域。在本示例1中,钉头部分11a和12a的重心之间的距离设置为4.8mm。
如上所述,示例1的压电谐振器装置包括基板1、压电谐振板2和盖子3,在金属引线端子11和12以及基板1的外表面上形成抗腐蚀膜(无电镀的镀镍层),在该抗腐蚀膜的上表面上形成抗腐蚀膜的氧化层,以及在涂覆有导电树脂粘合剂S的至少一部分的氧化层比其他区域的氧化层薄的状态下,或者在氧化膜仅存在于某几处的状态下,在金属引线端子11和12的内侧上,将柔性比4B铅笔的硬度更高的导电树脂粘合剂S用于将压电谐振板2直接电连接且机械接合到抗腐蚀膜的氧化层的上面。
并且,例如,将聚氨酯-改性的环氧基导电树脂粘合剂(例如由Fujikura Kasei制造的XA-471B-3系列中的一种)用作所述柔性比4B的铅笔硬度更高的改性环氧基导电树脂粘合剂S。
并且,在示例1中,柔性比4B铅笔硬度更高的改性环氧基导电树脂粘合剂用作导电树脂粘合剂S,但本发明不限于此,导电树脂粘合剂S可以是至少具有4B铅笔硬度的柔性的任何类型。相反,可以是具有6B铅笔硬度的硅树脂基导电树脂粘合剂,其比具有4B铅笔硬度的粘合剂更柔软。还可以是具有4B铅笔硬度的改性环氧基导电树脂粘合剂。通过这种方式形成的结果是能够在不受到无电镀的镀镍层(抗腐蚀膜)的上表面上的氧化层的不良影响的情况下,接合压电谐振板2和金属引线端子11和12。特别是,对于导电树脂粘合剂S的树脂部分上的薄氧化膜来说或者对于仅存在于某几处的氧化膜来说,粘接强度增大。结果,在导电树脂粘合剂S的金属填充物和金属引线端子11和12的基体材料部分之间获得了更高的接触可能性,不仅改进了导电性能,而且增大了机械接合强度。
包含在导电树脂粘合剂S中的金属填充物优选具有薄片的形式,其主要成分是银等,且金属填充物的平均颗粒尺寸优选从3到6μm。其结果是包含在导电树脂粘合剂S中的金属填充物薄片将以更高概率与金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a接触,从而导电性能更稳定且增强了可靠性。
在使用以上构造将压电谐振板2放置在基板1上之后,进行退火或其他此类必要的处理。此后,用盖子3覆盖基板1,虽然未描述,但使得焊接电极与凸缘10a和31接触,并在使电流流过并进行电阻焊接的同时对它们施加压力,从而完成由基板1和盖子3构成的封装的封闭密封。
根据本发明示例1的晶体谐振器包括金属基板1、通过绝缘玻璃G直立穿过金属基板1的金属引线端子11和12、矩形压电谐振板2,其与金属基板1的平面处于相同的方向上且放置在金属引线端子11和12上,并在其上形成有通过导电树脂粘合剂S电连接的激发淀积21和22,以及金属盖3,其封闭地覆盖(封闭密封)放置在金属引线电子11和12上的压电谐振板2;导电树脂粘合剂S具有至少4B铅笔硬度的柔性。无电镀的镀镍层(抗腐蚀膜)形成在金属基板1和金属引线端子11和12的外表面上,其上放置有压电谐振板2的宽钉头部分11a和12a形成在金属引线端子11和12的内侧上,且导电树脂粘合剂S用于将压电谐振板2的长边端部直接电连接且机械接合到金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a(内侧上的无电镀镍镀层)的上面(upper face)。由此,通过金属引线端子11和12内侧上的压电谐振板2的电极(例如激发电极21和22)确保了更好的导电性。结果,提高了抗冲击性同时也增强了导电性能,从而消除了晶体谐振器串联谐振电阻(CI值)的增大,并提供了具有良好电连接的便宜的晶体谐振器。
相反,在上述专利文献1中,抗冲击性差到需要其中插入有支撑部件的支撑结构的程度,且其实质上使用柔软的、硅树脂基导电树脂粘合剂。但是,专利文献1的常规结构所存在的问题在于,当使用硅树脂基导电树脂粘合剂时,形成在金属基板和金属引线端子的外表面上的镍或其他此类抗腐蚀膜会受到形成在抗腐蚀膜最上面上的氧化层的不良影响。也就是说,氧化层的影响增大了硅树脂基导电树脂粘合剂和金属引线端子之间的接合界面处的导通电阻,这有时会使压电谐振器装置的导电性能降低。结果,压电谐振器装置的电性能,例如串联谐振电阻(CI值)受到损害。但是,通过如上所述的根据示例1的晶体谐振器可以解决这些问题。
虽然通过去除具有上述结构的支撑体限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板2通过具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂(在本实施例中,改性环氧基导电树脂粘合剂S具有大于4B铅笔硬度的柔性)贴附到钉头部分11a和12a,因此可以提高抗冲击性,并且与涉及使用支撑和硅树脂基导电树脂粘合剂的现有技术相比,在接合压电谐振板2之后即使在某些情况下将装置置于高温环境下,例如在回流步骤期间,形成在无电镀的镀镍层最上面上的具有无定形结构的氧化层也不会产生不良影响,这提高了钉头部分11a和12a与导电树脂粘合剂S之间的接合界面处的导电性能。特别是,在示例1中,其上放置有压电谐振板2的宽钉头部分11a和12a形成在金属引线端子11和12的内侧,且具有大于4B铅笔硬度的柔性的改性环氧基导电树脂粘合剂S被用于将压电谐振板2的长边端部直接电连接并机械接合到钉头部分11a和12a的无电镀镍镀层(抗腐蚀膜)上表面上的钉头部分11a和12a,因此,当压电谐振板2接合到金属引线端子11和12的内侧时该压电谐振板2的放置是稳定的,并且提高并稳定了压电谐振板2和钉头部分11a和12a之间的接合强度,并且减少了在冲击下压电谐振板2短边部分的扭曲。
即使通过普通的导电树脂粘合剂(例如改性环氧基粘合剂),也可以在不受氧化层不良影响的情况下提高导电性能,但是在低温环境下压电谐振板2容易受到来自树脂的收缩应力,这会导致劣化的特性,例如频率-温度特性中的变化。但是,通过示例1,即使在使用导电树脂粘合剂S时也可以改善该问题。
通过示例1,抗腐蚀膜形成在基板1和金属引线端子11和12的外表面上,抗腐蚀膜的氧化层形成在该抗腐蚀膜的上面,且具有大于4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S用于在金属引线端子11和12的内侧上,将压电谐振板2直接电连接并机械接合到抗腐蚀膜的氧化层的上面,其中至少涂覆有导电树脂粘合剂S的部分的氧化层比其他区域的氧化膜薄,或者其中氧化膜仅存在于某几处,从而通过在金属引线端子11和12内侧上的涂覆有导电树脂粘合剂S的部分处的压电谐振板2的电极可以确保更好的导电性。结果,提高了抗冲击性同时也增强了导电性能,由此消除了压电谐振器装置串联谐振电阻的增大,并提供了具有良好电连接性的便宜的压电谐振器装置。
换言之,由于具有大于4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S被用于,在其中至少涂覆有导电树脂粘合剂S的部分氧化层比其他区域的氧化膜薄的状态下,或者在其中氧化膜仅存在于某几处的状态下,在金属引线端子11和12的内侧上将压电谐振板2直接电连接并机械接合到抗腐蚀膜的氧化层的上面,因此对于较薄的氧化膜或仅位于某几处的氧化膜来说增大了导电树脂粘合剂S的树脂成分的粘结强度。结果,金属填充物和金属引线端子11和12的基体材料部分之间以更高的概率接触,并改善了导电性能。
并且,在示例1中,用于制造这种压电谐振器装置的方法包括:在基板1和金属引线端子11和12的外表面上形成抗腐蚀膜的步骤,用稀释盐酸清洗基板1和金属引线端子11和12的外表面,以及然后用具有大于4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S涂覆金属引线端子11和12内侧的步骤,以及将压电谐振板2的端部放置在覆盖有导电树脂粘合剂S的金属引线端子11和12的内侧上的步骤,并通过导电树脂粘合剂S将压电谐振板2与金属引线端子11和12的内侧直接电-机械接合,由此,使用稀释盐酸清洗过的基板1和金属引线端子11和12的外表面处于其中抗腐蚀膜上面的氧化层已经被去除或仅保留在某几处的状态。
因此,在示例1中,压电谐振板2和金属引线端子11和12以不会受到形成在抗腐蚀膜上面上的氧化层的不良影响的状态被接合。特别的,对于较薄的氧化膜或仅存在于某几处的氧化膜来说,增大了导电树脂粘合剂S的树脂成分的粘结强度。结果,金属填充物和金属引线端子11和12的基体材料部分之间存在更高概率的接触,并改善了导电性能。
此后,至少在未被导电树脂粘合剂S覆盖的基板1或金属引线端子11和12的其他外表面上,以及在金属引线端子11和12的内侧上,形成在抗腐蚀膜上面的氧化层增大,从而增强了其防止腐蚀的功能。
由于以上原因,在示例1中,可以提高晶体谐振器的电特性,例如其串联谐振电阻(CI值)或其频率-温度特性。特别是,可以通过较便宜的结构并且在不需要对其上仅形成抗腐蚀膜的金属引线端子进行任何特殊加工的情况下,改善压电谐振板和被封闭密封的金属引线端子(金属引线端子内侧)之间的导电性能,这意味着本发明是非常实用的。
并且,通过示例1,在金属引线端子11和12的内侧上形成其上放置了矩形压电谐振板2的宽钉头部分11a和12a,将至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂(在示例1中,改性环氧基导电树脂粘合剂S)用于将压电谐振板2的长边端部直接电连接并机械接合到钉头部分11a和12a的抗腐蚀膜上面。通过这种结构,当将压电谐振板2接合到金属引线端子11和12的内侧上时,压电谐振板2的放置是稳定的,压电谐振板2与钉头部分11a和12a之间的接合强度也是稳定的,并且在冲击期间降低了压电谐振板2短边部分的扭曲。这防止了压电谐振板2破裂和导电树脂粘合剂S从金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a分离的问题。
在上述示例1中,使用具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S,这是具有良好DLD特性和抗冲击性的材料,而在现有技术中去除了支撑体从而会失去这些特性,并且其是当包括示例1的结构时改善了导电特性的材料。通常,DLD特性和抗冲击性是与导电特性相互排斥的,并且通过普通导电粘合剂只能实现其中一个或另一个。但是,根据示例1的导电树脂粘合剂S可以实现良好的抗冲击性、DLD特性和导电特性。
并且,在示例1中,用稀释盐酸清洗是在通过导电树脂粘合剂S将压电谐振板2直接电连接并机械接合到金属引线端子11和12内侧上的钉头部分11a和12a之前进行的,结果,在至少部分覆盖有导电树脂粘合剂S的钉头部分11a和12a上面部分的无电镀镍镀层(抗腐蚀膜)上面形成的氧化层处于比其他区域中的氧化层更薄的状态,或者氧化膜仅存在于某几处。但是,在通过导电树脂粘合剂S将压电谐振板2与金属引线端子11和12内侧上的钉头部分11a和12a直接电连接并机械接合之前,通过研磨至少金属引线端子内侧上的覆盖有导电树脂粘合剂的一部分,也可以去除在无电镍镀层(抗腐蚀膜)的上面形成的氧化层,并且也可以获得相同的效果。此外,通过位于这种研磨过的区域中的导电树脂粘合剂产生了锚定效应,其不仅改善了电连接性,而且增强了机械接合强度。
在示例1中,在平面图中压电谐振板2的长边长度被设置为5.0mm,短边长度被设置在1.5和2.5mm之间,且钉头部分11a和12a重心之间的距离被设置为4.8mm,但其他尺寸也是可以的,并且可以根据期望来设置,只要在压电谐振板2的平面图中长边的长度大于钉头部分11a和12a的重心之间的距离即可。由此,例如,在平面图中,压电谐振板2的长边的长度可以被设置为3.0mm,且钉头部分11a和12a重心之间的距离可以设置为2.8mm。
示例1的变形
在示例1中,钉头部分11a和12a形成在金属引线端子11和12的内侧上,但可以不形成钉头部分11a和12a并且压电谐振板2可以直接接合到金属引线端子11和12的内侧,而不是形成钉头部分。
并且,如图4和5所示,本发明可以采用连接部分13和14以及放置部分15和16形成在金属引线端子11和12内侧上的金属引线端子11和12结构,其中连接部分13和14彼此相向延伸且它们被形成为在厚度上逐渐减小而在宽度上逐渐增大,放置部分15和16是平坦的且比金属引线端子11和12更宽并形成在连接部分13和14的端部处。换言之,具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S被用于将压电谐振板2的长边端部直接电连接并机械接合到平坦的放置部分15和16。通过这种结构,将放置部分15和16设置在金属引线端子11a和12a直立处的内部,从而不仅可以采用更小的压电谐振板2,而且使更小的应力传输到连接部分13和14,并且可以增强缓冲作用。
并且,可以在至少钉头部分11a和12a表面上的镍镀层之上形成银薄镀层(flash plating)、金镀层或其组合的层叠镀层,其降低了形成在无电镀的镀镍层或其他抗腐蚀膜上的氧化膜的不良影响,并改善了与导电树脂粘合剂S的接合界面处的导电性能。
并且,在这里钉头部分11a和12a的上面是平坦的,但也并非必须如此,并且如图6所示,钉头部分11a和12a的上面可以是以凹面形状弯曲的。并且在这里,这可以使导电树脂粘合剂S成浆状并减少其外流,从而使导电树脂粘合剂S的涂覆量稳定,这样不但稳定了导电树脂粘合剂S的电-机械接合强度,而且消除了与金属基板1的金属部分的短路。
并且,在示例1中,金属引线端子11和12通过绝缘玻璃G穿过基板1直立在基板1上,但不限于金属引线端子11和12直立穿过基板1的方式,且可替代的,金属引线端子11和12可以如图7、8和9所示地直立穿过基板1。在图7、8和9所示的结构中,金属引线端子11和12的内侧(金属引线端子11和12位于封闭的密封空间内的部分)仅仅是形成在金属引线端子11和12端部的钉头部分11a和12a,且这可以使晶体谐振器做得比图1所示的金属引线端子11和12的直立结构更短。此外,通过图7所示的结构,其中与金属引线端子11和12接合的绝缘玻璃G是钉头部分11a和12a设置在金属引线端子11和12(钉头股份11a和12a的基部)上的位置,并且绝缘玻璃G在这些位置上形成半月形。通过图8所示的结构,其中绝缘玻璃G与金属引线端子11和12接合的位置是钉头部分11a和12a侧面的下端部,且绝缘玻璃G在这些位置上形成半月形。通过图9所示的结构,其中绝缘玻璃G与金属引线端子11和12接合的位置被固定于靠近钉头部分11a和12a的底面,且绝缘玻璃G在这些位置上形成半月形。
如上所述,当金属引线端子11和12通过插入其中的绝缘玻璃G直立穿过基板主体10时,特别是如图7、8和9所示,通过位于其与金属引线端子11和12接合的位置处的绝缘玻璃G形成了半月形。通过绝缘玻璃G形成的这个半月形使金属引线端子11和12恰当地被固定于它们直立在基板主体10上的位置,并使金属引线端子11和12形成在基板主体10的期望位置处。此外,如图8和9所示,由于绝缘玻璃G在其与钉头部分11a和12a的部分侧面或底面接合的位置处形成了半月形,因此与半月形被形成在金属引线11和12的其他位置处时相比,可以更精确地固定在基板主体10上的金属引线11和12的直立部分。由此,通过图8和9所示的结构,金属11和12可以形成在基板主体10上的期望位置处,并且可以增强接合强度。
并且,通过此示例,导电树脂粘合剂S被用于将压电谐振板2(激发电极21和22以及牵引电极21a和22a)直接电连接并机械接合到金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a的上面,但导电树脂粘合剂S不限于此,且可以由两种类型的粘合剂构成。
更具体地,第一导电树脂粘合剂(例如改性环氧基导电树脂粘合剂)可以用于确保牵引电极21a和22a到钉头部分11a和12a的导电性并使压电谐振板2粘结(tack)到钉头部分11a和12a,并在通过第一导电树脂粘合剂将压电谐振板2直接且电-机械粘结到钉头部分11a和12a之后,第二导电树脂粘合剂可以用于将钉头部分11a和12a与压电谐振板2的长边端部直接电连接并机械接合,由此将压电谐振板2连附(安放)到钉头部分11a和12a。在这种情况下,在用于粘结的第一导电树脂粘合剂和用于主接合的第二导电树脂粘合剂之间的接合界面处,包含在其每一个中的金属填充物将使它们进入彼此中,产生锚定效应,这不仅提高了机械接合强度,而且确保了良好的电连接路径并进而改善了导电性能。因此,可以进一步显著提高根据示例1的晶体谐振器的抗冲击性和导电性能。
例如,改性环氧基导电树脂粘合剂可以用作第一导电树脂粘合剂,且硅树脂基导电树脂粘合剂可以用作第二导电树脂粘合剂。与仅使用改性环氧基导电树脂粘合剂时相比,改性环氧基导电树脂粘合剂的硬度将具有较小的影响(例如抗冲击性和DLD特性劣化的影响),而导致处于较好的状态中。或者,包括以如下顺序层叠的改性环氧基导电树脂粘合剂和硅树脂基导电树脂粘合剂的导电树脂粘合剂可以用作第一导电树脂粘合剂,且硅树脂基导电树脂粘合剂可以用作第二导电树脂粘合剂。在这种情况下,改性环氧基导电树脂粘合剂的硬度和硅树脂基导电树脂粘合剂的硬度将影响第一导电树脂粘合剂的硬度,因此优选地使用改性环氧基导电树脂粘合剂作为第一导电树脂粘合剂并使用硅树脂基导电树脂粘合剂作为第二导电树脂粘合剂。
示例2
接下来,将通过参考附图描述根据示例2的晶体谐振器。示例1和2的晶体谐振器之间的区别在于钉头部分的结构。由此,将仅描述示例2的结构与上述示例1的区别,并且不再重复描述相同的结构。因此,根据相同结构的效果和改进示例与上述示例1中的那些相同。
如图10所示,根据示例2,粗糙部分11a和12b形成在钉头部分11a(与导电树脂粘合剂S接合的区域)的上面。形成在钉头部分上面的粗糙部分可以形成在部分上面作为粗糙部分11a,或者可以形成在整个上面作为粗糙部分12b。
可以通过同时压印钉头部分11a和12a形成粗糙部分11b和12b,或者可以分别通过蚀刻、起纹(dimpling)、研磨或其他此类方法来形成。
作为图10所示的引线端子部分尺寸的具体示例,引线端子11和12的直径被设置为约0.32至0.45mm,同时钉头部分11a和12a的宽度被设置为约0.7至0.9mm。当通过由最大高度测量粗糙度的方法测量时,粗糙部分11b和12b被设置为约6至30μm的最大表面粗糙度。粗糙部分11b和12b的平均表面粗糙度被设置在0.1和2μm之间(且期望的是0.1到1μm)。这里,根据JIS B 0601所说明的那样来测量表面粗糙度。如果平均表面粗糙度小于0.1μm,则在本实施例中被定义为具有镜面精加工,且如果平均表面粗糙度在2μm以上,则定义为不平的,而不仅仅是粗糙的。
虽然未在图中示出,但是在金属引线端子11和12和基板1表面上露出的金属部分提供了不昂贵且实用的镍镀层以防止腐蚀。特别是,在示例2中,通过电解电镀方法以约4至6μm的厚度形成了镍电镀膜,并在其上通过无电镀方法形成了约2至5μm厚的无电镀的镀镍层。镍电镀膜具有高于无电镀的镀镍层的熔点,且在烘焙绝缘玻璃G之前通过形成此膜可以获得烘焙之前和之后的抗腐蚀功能。无电镀的镀镍层被形成为比镍电镀膜具有更均匀质量的膜,因此不但提高了其与焊料等的可润湿性,而且其获得了其中在最上层表面上共同淀积了来自还原剂中的磷、硼等的无定形结构,且获得了硬且具有较好抗腐蚀性的抗腐蚀膜。换言之,无电镀的镀镍层用作基板1和金属引线端子11和12的最上层表面上的抗腐蚀膜,以提供高可靠性和非常良好的实用性,但其成本很低,但是问题在于,由于氧化层的不良影响,在与导电树脂粘合剂S的接合界面处的传导电阻容易增大。但是,在示例2中,可以通过与改性环氧基导电树脂粘合剂S组合而且通过与粗糙部分11b和12b组合来改善这些问题。
随后,将压电谐振板2置于如下状态,即,其短边中间部分靠近金属引线端子11和12内侧上钉头部分11a和12a的重心,钉头部分11a和12a以及压电谐振板2的长边端部通过具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S直接且电-机械接合,且压电谐振板2贴附(放置)在钉头部分11a和12a上。这里,钉头部分11a和12a的整个上表面形成作为与导电树脂粘合剂S接合的区域。钉头部分11a和12a的重心之间的距离设置为4.8mm。
并且,将具有大于4B铅笔硬度的柔性(约6B的铅笔硬度)的硅树脂基导电树脂粘合剂,或改性环氧基导电树脂粘合剂(约4B的铅笔硬度)用作具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S。优选地,包含在导电树脂粘合剂S中的金属填充物为薄片的形式,其主要成分为银等,且金属填充物的平均颗粒尺寸优选从3到6μm。这样的结果是包含在导电树脂粘合剂S中的金属填充物的薄片将以更高概率与金属引线端子的钉头部分11a和12a接触,且导电性能更稳定且可靠性增强。
在本发明的示例2中,装置包括基板1、金属引线端子11和12通过绝缘玻璃G直立穿过该基板,压电谐振板2,其中压电谐振板2在平面中为矩形,位于与金属基板1的平面相同的方向上并放置在金属引线端子11和12上且在其上形成了通过导电树脂粘合剂S电连接的激发电极21和22,和金属盖3,金属盖3封闭地覆盖(封闭地密封)放置在金属引线端子11和12上的压电谐振板2;导电树脂粘合剂S,其具有至少4B铅笔硬度的柔性。无电镀的镍镀层(抗腐蚀膜)形成在金属基板1和金属引线端子11和12的外表面上,其上放置压电谐振板2的宽钉头部分11a和12a形成在金属引线端子11和12的内侧上,具有0.2至2μm(且期望的是0.1到1μm)平均表面粗糙度的粗糙部分11b和12b形成在至少钉头部分11a和12a的与导电树脂粘合剂S接合的区域中,并将具有大于4B铅笔硬度的柔性的硅基或环氧基导电树脂粘合剂S用于将压电谐振板2的长边端部直接电连接并机械接合到钉头部分11a和12a的粗糙部分11b和12b的上部。由此,可以通过位于金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a的粗糙部分11b和12b处的压电谐振板2的电极(例如激发电极21和22)确保更好的导电性。结果,提高了抗冲击性同时也增强了导电性能,由此消除了晶体谐振器的串联谐振电阻(CI值)的增大,并提供了具有卓越电连接性的便宜的晶体谐振器。
与此相对的,在上述专利文献1中,抗冲击性差到需要其中插入了支撑部件的支撑结构的程度,且其实质上使用了柔软的、硅树脂基导电树脂粘合剂。但是,涉及使用硅树脂基导电树脂粘合剂的构造所遇到的问题在于,形成在金属基板和金属引线端子的外表面上的镍或其他此类抗腐蚀膜会受到形成在抗腐蚀膜最上层上的氧化层的不良影响。也就是说,氧化层的影响增大了硅树脂基导电树脂粘合剂和金属引线端子之间的接合界面处的导通电阻,这有时会使压电谐振器装置的导电性能降低。结果,压电谐振器装置的导电性能,例如串联谐振电阻(CI值)受到损害。但是,通过如上所述的根据示例2的晶体谐振器可以解决这些问题。
虽然通过去除支撑限制了缓冲作用,但是通过如上构造的根据示例2的晶体谐振器,由于压电谐振板2通过具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S贴附到钉头部分11a和12a,因此可以提高抗冲击性,该导电树脂粘合剂例如是具有大于4B铅笔硬度的柔性的硅基或改性环氧基导电树脂粘合剂S。且由于具有0.2至2μm平均表面粗糙度的粗糙部分11b和12b形成在钉头部分11a和12a的上表面(至少在与导电树脂粘合剂S接合的区域),因此通过与导电树脂粘合剂S结合产生了锚定效应,其增强了压电谐振板2和钉头部分11a和12a的接合强度。此外,这种锚定效应使包含在导电树脂粘合剂S中的金属填充物朝向金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a的基体材料部分发展,这样,通过增大金属填充物和钉头部分11a和12a之间的接触表面积而提高了导电性能。优选地,金属填充物为薄片的形式,其提高了这种工作方式(的效果)。换言之,所有金属填充物可以为薄片的形式,或者使用粒状和薄片填充物的混合物。
如果上述表面粗糙度小于0.2μm,则上述锚定效应太弱以致于不能获得令人满意的导电性能。另一方面,表面粗糙度大于2μm也是不切实际的,因为这将以不良状态形成抗腐蚀膜,结果很容易出现钉头部分11a和12a的氧化等情况。
并且,在示例2中,包含的金属填充物为薄片的形式,且金属填充物的平均颗粒尺寸为3至6μm,其小于粗糙部分的粗糙度,由此以低于钉头部分11a和12a的粗糙度形成的金属填充物将会更容易通过其路径进入金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a的粗糙部分11b和12b中,并将获得更好的锚定效应。结果,通过以低于粗糙部分11b和12b的粗糙度形成的金属填充物确保了更可靠的导电路径,从而使导电性能更稳定且可靠性更高。
并且,当将硅树脂基导电树脂粘合剂S接合到钉头部分11a和12a的粗糙部分11b和12b时,则即使在接合压电谐振板之后在某些情况下将装置置于高温环境中时,例如在回流步骤期间,抗腐蚀膜和硅树脂基导电树脂粘合剂S的相互作用降低了在形成在无电镀的镍镀层(抗腐蚀膜)最上层上的无定形结构中氧化层的不良影响的可能性。结果,导电性能在钉头部分11a和12a与导电树脂粘合剂S之间的接合界面处更好,并且电性能的劣化更小,例如晶体谐振器的串联谐振电阻(CI值)的劣化。
并且,当将硅树脂基导电树脂粘合剂S或改性环氧基导电树脂粘合剂S用作导电树脂粘合剂S时,即使通过去除支撑限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板2通过硅树脂基导电树脂粘合剂S或改性环氧基导电树脂粘合剂S贴附到钉头部分11a和12a,而上述两种导电树脂粘合剂S都具有良好的柔性,因此可以提高抗冲击性。并且,当将改性环氧基导电树脂粘合剂接合到钉头部分11a和12a的粗糙部分11b和12b时,其进一步增强了金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a与压电谐振板2的电极(例如激发电极21和22)之间的电连接和机械接合。
示例2的变形
在示例2中,粗糙部分11b和12b形成在钉头部分11a和12a的上面,其是与导电树脂粘合剂S接合的区域,但是可替换地,这些可以形成在整个钉头部分11a和12a上。并且,可以在至少钉头部分11a和12a的表面上的镍镀层之上形成银薄镀层、金镀层或它们的组合的层叠镀层,其减小了形成在无电镀的镍镀膜或其他抗腐蚀膜上的氧化层的不良影响,并提高了与导电树脂粘合剂的接合界面处的导电性能。
示例3
接下来,将使用晶体谐振器作为示例,通过参考附图描述根据示例3的压电谐振器装置。图11是根据示例3的晶体谐振器的简化截面图,图12是用图11中的盖子覆盖之前的基板的简化平面图,且图13是将图12中压电谐振板放置到位之前的基板的简化平面图。
根据示例3的晶体谐振器具有与上述根据示例1和2的晶体谐振器相同的结构。因此,在示例3中,与示例1和2相同的结构将以相同的数字表示,并且根据相同结构的效果和改进示例与示例1和2的也相同。
压电谐振板2包括AT切割的晶体谐振板,且在平面图中看,被制作成由短边和长边构成的矩形形状。其前面和背面(主面)提供有通过真空气相淀积或其他此类方式形成的激发电极21和22以及牵引电极21a和22a。为了可靠地进行电连接(在下面公开),牵引电极21a和22a分别围绕至另一主面周围。至于电极的材料,叠层结构被形成在铬或镍的基础电极层的顶部上,所述叠层结构包括以银或金为主要成分的一层或多层主电极层。对于根据示例1的压电谐振板2来说,其平面上长边的长度被设置为5.0mm,且其平面上短边的长度被设置在1.5和2.5mm之间。
基板1(在本发明中为金属基板)具有整体高度短的椭圆柱体形状,且金属引线端子11和12直立穿过主要包括金属壳的基板主体10。金属引线端子11和12直立穿过封装为基板主体10的一部分的绝缘玻璃G。金属引线端子11和12彼此相对地直立在基板主体10上,且金属引线端子11和12彼此在电学地独立。外围凸缘10a一体地提供到基板主体10的较低外围边缘部分。外围突出部(未示出)一体地形成在凸缘10a上。
金属引线端子11和12在形状上是由Kovar等构成的细圆柱,且在基板1上部的内侧上的端部处形成钉头部分11a和12a,该钉头部分是宽的且在平面上看其上部是平的且基本为圆形。通过利用金属延展性的冲压或其他工艺来形成这些钉头部分11a和12a。作为金属引线端子11和12具体尺寸的示例,金属引线端子11和12的直径约为0.32至0.45mm,而钉头部分11a和12a的宽度d约为0.7至0.9mm。以上使用的术语“内部”是指通过基板1和盖子3(参见以下)的接合形成的内部空间,其封闭地密封以包括置于基板1上的压电谐振板2。“在内侧上”是指金属引线端子11和12直立穿过基板1且位于封闭密封内部空间内侧的部分。
虽然未在图中示出,但在金属引线端子11和12和基板1表面上露出的金属部分提供不昂贵且实用的镍镀层以防止腐蚀。特别是,在示例3中,通过电解电镀方法以约4至6μm的厚度形成镍电镀膜,并在其上通过无电镀方法形成约2至5μm厚的无电镀的镀镍层。镍电镀膜具有高于无电镀的镀镍层的熔点,且在烘焙绝缘玻璃G之前通过形成此膜可以获得烘焙之前和之后的抗腐蚀功能。无电镀的镀镍层形成为比镍电镀膜具有更均匀质量的膜,因此不但提高了其与焊料等的可润湿性,而且其获得了其中在最上层表面上共同淀积了来自还原剂中的磷、硼等的无定形结构,且获得了硬且具有较好抗腐蚀性的抗腐蚀膜。
并且,金属引线端子11和12通过绝缘玻璃G直立穿过基板主体10使绝缘玻璃G在与金属引线端子11和12接合的位置形成半月面(meniscus),如图11所示。当绝缘玻璃G形成这种半月面时,可以临时固定(centering)金属引线端子11和12直立在基板主体10上的位置,从而使金属引线端子11和12形成在基板主体10上的期望位置处。
金属盖3具有椭圆柱体形状且在底部开口,且该开口部分具有与基板的凸缘10a相应的凸缘31。盖子3的凸缘31被电阻焊接到基板1(更具体地说,是焊接到凸缘10a),这将其接合到基板1并形成封装的晶体谐振器。将盖子3电阻焊接到基板1封闭地密封了该封装的内部空间。金属引线端子11和12的“内侧”是指金属引线端子11和12位于封闭密封内部的部分。
在通过导电树脂粘合剂S将金属引线端子11和12内侧上的钉头部分11a和12a与压电谐振板2直接电连接和机械接合,用酸处理基板1的外表面。
更具体地,例如,在示例1中,通过用稀释盐酸清洗来完成镍镀膜的酸处理。去除无电镀的镀镍层(抗腐蚀膜)上面的氧化层或者通过清洗该氧化层仅在某几处保留在被这种稀释盐酸清洗过的基板1(金属引线端子11和12以及基板主体10)外表面上。
在酸清洗之后,金属表面的氧化膜被去除或者仅留下某几处氧化膜,因此此表面处于高度活跃的状态。当基板1处于这种状态中时,金属表面的氧化膜将会重新在基板1上形成,这会增大其厚度而带来不良影响。因此,在这种状态中,在厚度增加到从基板1的被氧化膜不良地影响的厚度之前,放置压电谐振板2,以便将其短边的中间部分放置在金属引线端子11和12内侧上的钉头部分11a和12a的重心附近,钉头部分11a和12a与压电谐振板2长边的端部通过改性环氧基导电树脂粘合剂S直接电-机械接合起来,该改性环氧基导电树脂粘合剂S具有比4B铅笔的硬度更大的柔性,将压电谐振板2贴附(放置)在钉头部分11a和12a上。这里,钉头部分11a和12a的整个上表面被形成为与导电树脂粘合剂S的接合区域,且压电谐振板2的短边宽度W被设置为相同方向上的钉头部分11a和12a之间的宽度d的2.8倍。
如上所述,示例3的压电谐振器装置包括基板1、压电谐振板2和盖子3,在金属引线端子11和12以及基板1的外表面上形成抗腐蚀膜(无电镀的镀镍层),在该抗腐蚀膜的上面形成抗腐蚀膜的氧化层,并在金属引线端子11和12的内侧上,在覆盖有导电树脂粘合剂S的至少一部分的氧化层比其他区域的氧化层薄的状态下,或者在氧化膜仅存在于某几处的状态下,将具有比4B铅笔的硬度更大的柔性的导电树脂粘合剂S用于将压电谐振板2直接电连接且机械接合到抗腐蚀膜的氧化层的上面。
作为以上结构的尺寸的具体示例,首先,钉头部分11a和12a重心之间的距离被设置为4.8mm。如果钉头部分11a和12a的宽度d为从0.7至0.9mm,则压电谐振板2的短边宽度W可以分别设置得较小,分别从1.96到2.52mm,且当将压电谐振板2接合到钉头部分11a和12a时,放置是稳定的。并且,压电谐振板2和钉头部分11a和12a之间的接合强度将是稳定的,且在冲击期间压电谐振板2的短边部分无论如何也不会扭曲。这避免了压电谐振板2破裂和导电树脂粘合剂S从金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a分离的问题,并使晶体谐振器的电特性完全不会降低或停止振动。当使用常规支撑体时,由于支撑体自身非常宽,因此不可能以压电谐振板的短边宽度与支撑体宽度的比值为2.8倍的大比值来放置压电谐振板。相反,通过示例3,由于去除了支撑体且将压电谐振板2直接放置在钉头部分11a和12a上,因此可以使用现有尺寸的压电谐振板2,并且可与封装(由基板1和盖子3构成的封装的封闭密封内部空间)匹配。
钉头部分11a和12a的宽度必须根据压电谐振板的短边宽度W适当地调整。并且,虽然未描述,但是在示例3中,通过钉头部分11a和12a的宽度来确定与导电树脂粘合剂S接合的区域。但是,覆盖有导电树脂粘合剂S的区域(接合区域)可以形成在钉头部分11a和12a上面的一部分上,且可以根据由此形成(压电谐振板的短边方向)的覆盖区域的宽度来确定压电谐振板2的短边宽度W。
并且,例如,将聚氨酯-改性的环氧基导电树脂粘合剂(例如由Fujikura Kasei制造的XA-471B-3系列中的一种)用作柔性比4B铅笔硬度更大的改性环氧基导电树脂粘合剂S。以这种方式形成的结果是压电谐振板2和金属引线端子11和12可以在不受无电镀的镍镀层(抗腐蚀膜)上面的氧化层影响的情况下接合。特别是,对于导电树脂粘合剂S的树脂部分上的薄氧化膜或对于仅存在于某几处的氧化膜来说,增强了粘结强度。结果,在导电树脂粘合剂S的金属填充物与金属引线端子11和12的基体材料部分之间以更高概率接触,不仅改善了导电性能,而且增强了机械接合强度。
包含在导电树脂粘合剂S中的金属填充物优选为薄片的形式,其主要成分是银等,且金属填充物的平均颗粒尺寸优选从3到6μm。这样的结果是,包含在导电树脂粘合剂S中的金属填充物薄片将以更高概率与金属引线端子的钉头部分11a和12a接触,从而导电性能更稳定且增强了可靠性。
在使用以上构造将压电谐振板2放置在基板1上之后,进行退火或其他此类必要的处理。此后,用盖子3覆盖基板1,虽然未描述,但使得焊接电极与凸缘10a和31接触,并在使电流流过并进行电阻焊接的同时对它们施加压力,从而完成由基板1和盖子3构成的封装的封闭密封。
示例3的晶体谐振器包括基板1、压电谐振板2和盖子3,压电谐振板2具有在平面上为矩形的形状且放置在金属引线端子11和12上,其主面面对与基板1的平面相同的方向,其上放置了压电谐振板2的宽钉头部分11a和12a形成在金属引线端子11和12被封闭密封的端部处(在金属引线端子11和12的内侧上),在压电谐振板2的短边的中间部分靠近钉头部分11a和12a的重心位置放置的情况下,压电谐振板2通过导电树脂粘合剂S贴附在其长边的两端上,且压电谐振板2在其短边方向上的宽度被设置为不大于在与导电树脂粘合剂S接合的相同方向上其顶部上的钉头部分11a和12a区域的宽度的2.8倍。
相反,在上述专利文献1中,抗冲击性差到需要在其中插入支撑部件的支撑结构的程度,且压电谐振板破裂和导电树脂粘合剂从金属引线端子分离的问题更加显著。通过常规晶体谐振器,这些问题可以导致晶体谐振器电特性的劣化,且在严重情况下甚至可以阻止晶体谐振器振动。但是,通过如上所述的根据示例3的晶体谐振器可以解决这些问题。
也就是说,示例3是密封端子型的晶体谐振器,其中装配有被封闭地密封且由此具有高可靠性的金属引线端子11和12的基板1被盖子3覆盖并封闭密封,并且支撑部件的去除大大有助于较短的高度和较低的成本。此外,由于其上放置压电谐振板2的宽钉头部分11a和12a形成在金属引线端子11和12内侧上的端部处,且在压电谐振板2的短边中间部分靠近钉头部分11a和12a的重心位置的状态下,压电谐振板2通过导电树脂粘合剂S贴附在其长边的两个端部处,且将压电谐振板2在其短边方向上的宽度设置为不大于在与导电树脂粘合剂S接合的相同方向上其顶部上的钉头部分11a和12a的区域宽度的2.8倍,因此当接合到钉头部分11a和12a时晶体谐振器的放置是稳定的。并且,由于压电谐振板2的短边被设置为不大于与导电树脂粘合剂S接合的其顶部上的钉头部分11a和12a的区域宽度的2.8倍,因此压电谐振板2和钉头部分11a和12a之间的接合强度也是稳定的,并且完全根除了在冲击期间压电谐振板2的短边部分的扭曲。这就防止了压电谐振板2破裂和导电树脂粘合剂S从金属引线端子11和12的钉头部分11a和12a分离的问题,并且还消除了晶体谐振器电特性的任何劣化并防止了振动的停止。换言之,这改善了晶体谐振器的抗冲击性。
并且,通过示例3,由于钉头部分11a和12a的与导电树脂粘合剂S接合的区域形成在钉头部分11a和12a的整个上面之上,且压电谐振板2在其短边方向上的宽度被设置为不大于相同方向上钉头部分11a和12a的宽度的2.8倍,因此通过指定钉头部分11a和12a上部的形状很容易设置与导电树脂粘合剂S接合的区域,并且即使应当过量施加导电树脂粘合剂S,导电树脂粘合剂S也将沿其路径绕到钉头部分11a和12a的下侧,由此在与导电树脂粘合剂S接合的区域的宽度或表面积将根本不会发送变化。并且,通过钉头部分11a和12a的上述结构,与使用支撑体的结构相比,支撑部分将不会经受弯曲变形,因此在高度方向上的放置点位置将是稳定的,且用导电树脂粘合剂S涂覆的钉头部分11a和12a的量也将是稳定的。如上所述,很容易且可靠地确定通过导电树脂粘合剂S接合到压电谐振板2短边的钉头部分11a和12a的区域的尺寸。特别是,通过将压电谐振板2直接接合到金属引线端子11和12上部的结构,难以指定与导电树脂粘合剂S接合的区域的形状、宽度等,但通过组合其中将导电树脂粘合剂S形成在钉头部分11a和12a的整个上面之上的结构可以非常容易且可靠地确定这些。
图14示出了对图11所示的具有密封端子结构的晶体谐振器进行抗冲击性测试的结构,其中导电树脂粘合剂S形成在钉头部分11a和12a的整个上面之上,且晶体谐振板2的短边宽度W与钉头部分11a和12a的直径d的比值从1.6至3.4倍变化。在此测试中,硅树脂基的导电粘合剂用作导电树脂粘合剂S以便接合钉头部分11a和12a与压电谐振板2,设置了上述W/d比值的晶体谐振器的20个样本从150cm高度下落三次,然后检查样本查看没有问题的谐振器的比例,所述问题是晶体谐振器的串联谐振电阻(CI值)升高,或存在频率波动,或振动停止。从这些结果可以清楚,当W/d比值在1.6和2.8倍之间时,无问题比例为100%,而当W/d比值为3倍时,该比例下降到90%,且当W/d比值为3.2倍时,该比例下降到80%,且当W/d比值为3.4倍时,该比例下降到60%。这表示,对于将晶体谐振板2在短边方向上的宽度W设置为在相同方向上钉头部分11a和12a的宽度d的2.8倍以内的样本来说,获得了良好的抗冲击性。
虽然通过去除支撑体限制了缓冲作用,但是由于压电谐振板2通过具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S贴附到钉头部分11a和12a,因此可以提高抗冲击性。并且,当使用导电树脂粘合剂S时,在接合压电谐振板2之后即使在某些情况下将装置置于高温环境下,例如在回流步骤期间,形成在抗腐蚀膜顶部上的钝化膜也不会产生不良影响,并提高了钉头部分11a和12a与导电树脂粘合剂S之间的接合界面处的导电性能。也就是说,在没有对用于在其上仅形成抗腐蚀膜的普通引线端子进行特殊加工的情况下,就可以提高钉头部分11a和12a与压电谐振板2之间的导电性能,并且可以通过比较便宜的结构改善晶体谐振器的电性能,例如串联谐振电阻(CI值)。
在上述示例3中,使用具有至少4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S,这是具有良好DLD特性和抗冲击性的材料,并且如果去除了现有技术中使用的支撑体时会失去这些特性,并且也是当包括了示例3的构造时改善了导电特性的材料。通常,DLD特性和抗冲击性与导电特性是相互排斥的,并且通过普通的导电粘合剂只能实现其中之一或另一个。但是,根据示例3的导电树脂粘合剂S可以实现良好的抗冲击性、DLD特性和导电特性。
并且,在示例3中,抗腐蚀膜形成在基板1和金属引线端子11和12的外表面上,抗腐蚀膜的氧化层形成在该抗腐蚀膜的上面,且在涂覆有导电树脂粘合剂S的至少部分氧化层比其他区域的氧化膜薄的状态中,或者在其中氧化膜仅存在于某几处的状态中,具有大于4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S用于在金属引线端子11和12的内侧上,将压电谐振板1直接电连接并机械接合到抗腐蚀膜的氧化层的上面。因此,在金属引线端子11和12内侧上的覆盖有导电树脂粘合剂S的部分中,可以确保压电谐振板2的电极的更好的导电性。结果,提高了抗冲击性同时也增强了导电性能,由此消除了压电谐振器装置串联谐振电阻(CI值)的增大,并提供了具有良好电连接性的压电谐振器装置。
也就是说,由于具有大于4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S被用于在金属引线端子11和12的内侧上,在涂覆有导电树脂粘合剂S的至少部分氧化层比其他区域的氧化膜薄的状态中,或者在其中氧化膜仅存在于某几处的状态中,将压电谐振板2直接电连接并机械接合到抗腐蚀膜的氧化层的上面,因此对于薄的氧化膜或仅位于某几处的氧化膜来说增大了导电树脂粘合剂S的树脂成分的粘结强度。结果,金属填充物和金属引线端子11和12的基体材料部分之间以更高的概率接触,并改善了导电性能。
并且,在示例3中,用于制造这种压电谐振器装置的方法包括:在基板1和金属引线端子11和12的外表面上形成抗腐蚀膜的步骤,用稀释盐酸清洗基板1和金属引线端子11和12的外表面且随后用具有大于4B铅笔硬度的柔性的导电树脂粘合剂S涂覆金属引线端子11和12内侧的步骤,以及将压电谐振板2的端部放置在涂覆有导电树脂粘合剂S的金属引线端子11和12的内侧上的步骤,并通过导电树脂粘合剂S将压电谐振板2与金属引线端子11和12的内侧直接电-机械接合,从而使用稀释盐酸清洗过的基板1和金属引线端子11和12的外表面处于其中抗腐蚀膜上面的氧化层已经被去除或仅保留在某几处的状态中。
因此,在示例3中,压电谐振板2和金属引线端子11和12以不会受到抗腐蚀膜上面形成的氧化层的不良影响的状态接合。特别是,对于较薄的氧化膜或仅在某几处存在的氧化膜来说,增大了导电树脂粘合剂S的树脂成分的粘结强度。结果,金属填充物和金属引线端子11和12的基体材料部分之间存在更高概率的接触,并改善了导电性能。
此后,至少在未被导电树脂粘合剂S覆盖的基板1和金属引线端子11和12的外表面上,以及在金属引线端子11和12的内侧上,形成在抗腐蚀膜上面的氧化层增大,从而增强了其防止腐蚀的功能。
在示例3中,柔性比4B的铅笔硬度更大的改性环氧基导电树脂粘合剂用作导电树脂粘合剂S,但本发明不限于此,导电树脂粘合剂S可以是至少具有4B铅笔硬度的柔性的任何类型。例如,可以是具有6B铅笔硬度的硅树脂基导电树脂粘合剂,其比具有4B铅笔硬度的粘合剂更软。还可以是具有4B铅笔硬度的改性环氧基导电树脂粘合剂(参见下面)。
其他示例
在示例3中,改性环氧基导电树脂粘合剂用作导电树脂粘合剂S,但本发明不限于此,可替换的,可以使用硅基、聚氨酯基或环氧基导电树脂粘合剂。当使用硅树脂基导电树脂粘合剂S时,优选在至少在钉头部分11a和12a表面上的镍镀层之上形成银薄镀层、金镀层或其组合的层叠镀层。其原因在于这降低形成在镍镀层或其他此类抗腐蚀膜上的钝化膜的不良影响,并消除硅树脂基导电树脂粘合剂S与钉头部分11a和12a之间的接合界面处导电性能的任何下降。
当使用环氧基导电树脂粘合剂S时,优选使用具有或大于4B铅笔硬度的高柔性的改性环氧基导电树脂粘合剂S。其原因在于可以提高抗冲击性,且在不受形成在镍镀层或其他此类抗腐蚀膜上的钝化膜不良影响的情况下,可以改善改性环氧基导电树脂粘合剂S与钉头部分11a和12a之间的接合界面处的导电性能。
并且,至少可以在钉头部分11a和12a的上表面上进行表面粗糙化、形成孔、凹槽或狭缝中的至少一种。采用该结构改善了钉头部分11a和12a与导电树脂粘合剂S之间的接合界面,并增强了压电谐振板2与钉头部分11a和12a之间的导电树脂粘合剂S的电-机械接合强度。此外,当在钉头部分11a和12a的上表面中形成孔洞、凹槽或狭缝时,可以使导电树脂粘合剂S成浆状并减少其外流,从而使导电树脂粘合剂S的涂覆量稳定,其不仅稳定了导电树脂粘合剂S的电-机械接合强度,并且消除了与基板1金属部分的短路。
并且,例如,如图11所示,钉头部分11a和12a的上表面以图6所示的凹面形状弯曲。并且,这可以使导电树脂粘合剂S成浆状并减少其外流,从而使导电树脂粘合剂S的涂覆量稳定,其不仅稳定了导电树脂粘合剂S的电-机械接合强度,并且消除了与基板1金属部分的短路。
在以上实施例中以示例给出的结构还可以相互组合。晶体谐振器作为本发明的压电谐振器装置的示例给出,但可替换的,其可以是晶体滤波器、晶体振荡器等等。
此外,本发明可以在不脱离其本质或主要特征的情况下以各种其他方式进行。因此,以上给出的实施例完全是示例,且并不意在限制本发明。本发明的范围通过权利要求来表示,且不以说明书全文中的任何方式进行限制。并且,属于权利要求等价范围的所有改变和修改都落入本发明的范围内。
本申请在2007年2月13日在日本提交的日本专利申请2007-032019和于2007年2月28日提交的日本专利申请2007-048704和2007-048705的基础上要求优先权。在此引入其全部内容以作参考。
工业应用性
根据本发明的压电谐振器装置在当将晶体用作压电材料时是有利的。特别是,以上作为示例给出的结构还可以相互组合。晶体谐振器作为本发明压电谐振器装置的示例给出,但可替换地其可以是晶体滤波器、晶体振荡器等等。
Claims (8)
1.一种压电谐振器装置,包括:
金属基板,至少两个金属引线端子通过绝缘材料直立穿过该金属基板,放置在该金属引线端子上并通过导电树脂粘合剂电连接到该金属引线端子的压电谐振板,以及封闭地覆盖放置在该金属引线端子上的所述压电谐振板的金属盖,
其中该导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性,
抗腐蚀膜形成在该金属基板和该金属引线端子的外表面上,以及
该导电树脂粘合剂用于将该压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到被封闭密封的该金属引线端子的该抗腐蚀膜的上表面。
2.根据权利要求1的压电谐振器装置,
其中在其上放置了该压电谐振板的宽钉头部分形成在被封闭密封的该金属引线端子上,
具有0.2至2μm的平均表面粗糙度的粗糙部分至少形成在该钉头部分与该导电树脂粘合剂接合的区域中,以及
该导电树脂粘合剂用于将该压电谐振板的端部直接电连接并机械接合到该钉头部分的该粗糙部分。
3.根据权利要求2的压电谐振器装置,
其中包含在该导电树脂粘合剂中的金属填充物的平均颗粒尺寸为从3到6μm。
4.根据权利要求1至3任一项的压电谐振器装置,
其中硅树脂基导电树脂粘合剂或改性环氧基导电树脂粘合剂用作所述导电树脂粘合剂。
5.一种压电谐振器装置,包括:
金属基板,至少两个金属引线端子通过绝缘材料直立穿过该金属基板,放置在该金属引线端子上并通过导电树脂粘合剂电连接到该金属引线端子的压电谐振板,以及封闭地覆盖放置在该金属引线端子上的该压电谐振板的金属盖,
其中该压电谐振板在平面中看具有矩形形状,并放置在该金属引线端子上,且其主面面对与金属基板的平面相同的方向,
其上放置了该压电谐振板的宽钉头部分形成在被封闭密封的该金属引线端子的端部处,且在其中该压电谐振板的短边中间部分位于靠近该钉头部分的重心位置的情况下,该压电谐振板通过该导电树脂粘合剂贴附在其长边的两端处,以及
该压电谐振板在其短边方向上的宽度被设置为不大于钉头部分在与导电树脂粘合剂接合的相同方向上其顶部区域的宽度的2.8倍。
6.根据权利要求5的压电谐振器装置,
其中该钉头部分的与该导电树脂粘合剂接合的区域形成在该钉头部分的整个上表面之上,且
该压电谐振板在其短边方向上的宽度被设置为不大于相同方向上该钉头部分的宽度的2.8倍。
7.根据权利要求5或6的压电谐振器装置,
其中抗腐蚀膜至少形成在该两个金属引线端子和该金属基板的外表面上,并且
硅树脂基导电树脂粘合剂在其中银和金镀层之一已经至少被形成在该抗腐蚀膜上表面处的该钉头部分的表面上的情况下,用于将该压电谐振板的长边端部电连接并机械接合到该钉头部分。
8.根据权利要求5至7任一项的压电谐振器装置,
其中该导电树脂粘合剂具有至少4B铅笔硬度的柔性,
该抗腐蚀膜至少形成在该金属基板和该两个金属引线端子的外表面上,
在该抗腐蚀膜上表面处,该导电树脂粘合剂用于将该压电谐振板的长边端部电连接并机械接合到该钉头部分。
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