CN101976659A - 一种无外封装晶体装置及其制造方法 - Google Patents

一种无外封装晶体装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无外封装晶体装置，所述晶体装置包括：晶体主体和两根管脚，其中，晶体主体为去除外封装和多余管脚的晶体圆柱形主体部分，水平放置于印制电路板(PCB)上；两根管脚连接于晶体主体的一个底端，延长部分向PCB方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，且两根管脚的间距逐渐增大。本发明还公开了一种无外封装晶体装置的制造方法，通过上述装置及其制造方法，能够减少制造成本，并且两根管脚向PCB的方向倾斜，同时间距逐渐增大使得焊接更加方便。

Description

一种无外封装晶体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及晶体制造和装配领域，特别是指一种无外封装晶体装置及其制造方法。
背景技术
随着通讯设备和数码电子产品的日益发展，竞争也日益激烈。其中，产品的技术创新，工艺的特色都是竞争取胜的关键。对于生产厂商来说，技术创新主要的目的是提高产品的性能，而工艺的特色改进是为了降低产品的成本，成本降低了，才能降低销售价格，使得产品更具备竞争力。但是，在降低成本的同时还必须兼顾产品的性能和质量，尽力的满足用户体验。
目前在带有时钟源的电子设备中，32K晶体是常用的电子器件。所述32K晶体具体的参数为：频率：32.768KHz、负载电容：12.5pF、激励电平：1.0μWMax、调整频差：±20ppm。32K晶体通常采用塑封作为外封装，并且管脚较小；另外，由树脂封装外壳内的晶体外壳也有可能会有部分露出，不能达到100％封装完美；为了封装时贴片更加方便，还需要增加两个管脚以平衡晶体，这样，就会进一步增加管脚和封装的成品，提高产品的制造成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无外封装晶体装置及其制造方法，能够降低32K晶体的制造成本，并使焊接更加方便。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种无外封装晶体装置，所述晶体装置包括：晶体主体和两根管脚；其中，
晶体主体为去除外封装和多余管脚的晶体圆柱形主体部分，水平放置于印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)上；
两根管脚连接于晶体主体的一个底端，延长部分向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，且两根管脚的间距逐渐增大。
其中，所述两根管脚向PCB的方向倾斜为：每个管脚以90度至100度之间的夹角倾斜。所述多余管脚为原外封装上为了平衡添加的管脚。
本发明还提供了一种无封装晶体装置的制造方法，所述方法包括：
去除晶体的外封装和多余管脚，露出圆柱形晶体主体，水平放置于PCB上方；
从晶体主体的一个底端水平伸出两根管脚，所述两根管脚向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，且所述两根管脚的间距逐渐增大。
其中，所述焊接为：采用回流焊接炉焊接。所述采用回流焊接炉进行焊接，包括：PCB的初始温度为50℃，回流焊接炉的温度按照斜率为2.2至2.6的直线上升，用50秒的时间使温度上升到170±10℃，此温度维持120±20秒，然后再次升温，以1.3至2的斜率直线上升，50秒上升到250℃，到达250℃高温后，再用5秒的时间上升到最高温度260℃，达到最高温度260℃后，温度开始以-2至-1.3的斜率下降至220℃，则完成了晶体的贴片焊接。
本发明所提供的无外封装晶体装置及其制造方法，去除带塑封的32K晶体的外封装和多余的管脚，露出圆柱形的晶体主体，水平放置于PCB的上方；两根管脚从晶体主体的一个底端水平伸出，并向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，两根管脚倾斜的同时相互之间的距离还逐渐增大，这样，在不影响晶体任何性能的前提下，减少制造成本；并且，两根管脚向PCB的方向倾斜同时间距逐渐增大，使得焊接更加方便。
附图说明
图1为带塑封的32K晶体的结构视图；
图2为本发明一种无外封装晶体装置的结构示意图；
图3为本发明回流焊接炉优选的温度控制曲线图；
图4为本发明两种规格的32K晶体的俯视图；
图5为本发明一种无封装晶体装置的制造方法流程示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，先介绍一下现有的带塑封的32K晶体的外形。图1为带塑封的32K晶体的结构视图，如图1所示，上方为32K晶体的侧面视图，下方为32K晶体的底面视图，所述32K晶体包括：管脚11、管脚12、管脚13、管脚14和塑胶外封装15，其中，管脚12和管脚13是为了平衡增加的管脚，管脚11和管脚14才是32K晶体实际需要连接的有用管脚；晶体外壳上封装有塑胶外封装15。
本发明的基本思想是：去除带塑封的32K晶体的外封装和多余的管脚，露出晶体主体，水平放置于PCB的上方；两根管脚从晶体主体的一个底端水平伸出，并向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，两根管脚倾斜的同时间距还逐渐增大。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
图2为本发明一种无外封装晶体装置的结构示意图，如图2所示，所述无外封装晶体主要是指32K晶体，所述晶体包括：晶体主体21和两根管脚22，其中，
晶体主体21是去除了外封装和多余管脚的圆柱形晶体主体部分，水平放置于PCB的上方；
具体的，所述多余的管脚具体指原外封装上为了平衡，添加的多余管脚，例如：图1所示的管脚12和管脚13。所述晶体主体的外壳材质为常用的表面贴装技术(Surface Mounted Technology，SMT)所需要采用的材质，例如：陶瓷、树脂等。
两根管脚22连接于晶体主体21的一个底端，延长部分向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，两根管脚22倾斜的同时间距还逐渐增大。
具体的，所述两根管脚都是金属材质。由于晶体主体21呈圆柱形，连接于圆柱形底端的两根管脚22无法直接焊接在PCB上，因此，管脚需要向PCB的方向倾斜，管脚的倾斜夹角优选的可以在90度至100度之间；倾斜的同时两根管脚22的间距还逐渐增大，以增大焊接时管脚的间距，使得焊接或拆下更加方便，如此也可避免管脚距离过近所导致的不良焊接。
进一步，所述焊接优选的可以采用回流焊接炉焊接，焊接的过程需要根据预设的温度控制曲线才能达到最好的效果，图3为本发明回流焊接炉优选的温度控制曲线图，如图3所示，首先，PCB的初始温度大约为50℃，回流焊接炉的温度按照斜率为2.2～2.6直线上升，大约在50秒的时间内温度上升到170±10℃，然后，在170±10℃这个温度维持的时间大约为120±20秒，这时总体进行的时间大约在150～190秒之间，然后再次升温，以1.3～2的斜率直线上升，大约在50秒之内上升到250℃，到达250℃高温后，再在大约5秒的时间之内上升到最高温度260℃，达到最高温度260℃后，温度开始下降，从250℃到260℃之间的温度升高和从260℃下降到250℃之间持续10±1秒。从250℃开始，温度开始再以-2～-1.3的斜率直线下降至220℃，则完成了晶体的贴片焊接。
以下是在实际应用中，采用本发明的两种32K晶体的结构实例。图4为本发明两种规格的32K晶体的俯视图，如图4所示，上方为规格较小的32K晶体的俯视图，圆柱形的晶体主体21的长L1为4.7mm，底端圆面的直径D1为1.2mm，两根管脚22的末端距离伸出管脚的晶体主体21的底端的距离W1为1.8±0.2mm，两根管脚22的末端间距Z1为1.3±0.2mm，两根管脚22的切面为圆形，直径d1为0.22±0.05mm。
下方为规格较大的32K晶体的俯视图，圆柱形的晶体主体21的长L2为6.0±0.2mm，底端圆面的直径D2为2.0±0.1mm，两根管脚22的末端距离伸出管脚的晶体主体21的底端的距离W2为2.7±0.3mm，两根管脚22的末端间距Z2为2.54±0.3mm。
图5为本发明一种无封装晶体装置的制造方法流程示意图，如图5所示，所述无封装晶体装置的制造方法，包括：
步骤501，去除晶体的外封装和多余管脚，露出圆柱形的晶体主体，水平放置于PCB上方；
具体的，所述多余的管脚具体指原外封装上为了平衡，添加的多余管脚，例如：图1所示的管脚12和管脚13。所述晶体主体的外壳材质为常用的SMT所需要采用的材质，例如：陶瓷、树脂等。
步骤502，两根管脚从晶体主体的一个底端水平伸出，向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，两根管脚倾斜的同时间距还逐渐增大。
具体的，所述两根管脚都是金属材质；由于晶体主体呈圆柱形，从圆柱形的底端水平伸出的两根管脚无法直接焊接在PCB上，因此，管脚需要向着PCB的方向倾斜，管脚的倾斜夹角优选的可以在90度至100度之间。倾斜的同时两根管脚的间距还逐渐增大，以增大焊接时管脚的间距，使得焊接或拆下更加方便，也避免管脚距离过近所导致的不良焊接。
进一步，所述焊接优选的可以采用回流焊接炉焊接，焊接的过程需要根据预设的温度控制曲线才能达到最好的效果，所述焊接过程具体包括：首先PCB的初始温度为50℃，回流焊接炉的温度按照斜率为2.2至2.6的直线上升，用50秒的时间使温度上升到170±10℃，此温度维持120±20秒，然后再次升温，以1.3至2的斜率直线上升，50秒上升到250℃，到达250℃高温后，再用5秒的时间上升到最高温度260℃，达到最高温度260℃后，温度开始以-2至-1.3的斜率下降至220℃，则完成了晶体的贴片焊接。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无外封装晶体装置，其特征在于，所述晶体装置包括：晶体主体和两根管脚；其中，
晶体主体为去除外封装和多余管脚的晶体圆柱形主体部分，水平放置于印制电路板(PCB)上；
两根管脚连接于晶体主体的一个底端，延长部分向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，且两根管脚的间距逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接为：采用回流焊接炉焊接。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述两根管脚向PCB的方向倾斜为：每个管脚以90度至100度之间的夹角倾斜。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述多余管脚为原外封装上为了平衡添加的管脚。
5.一种无封装晶体装置的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
去除晶体的外封装和多余管脚，露出圆柱形晶体主体，水平放置于PCB上方；
从晶体主体的一个底端水平伸出两根管脚，所述两根管脚向PCB的方向倾斜，到达PCB后变为水平，焊接在PCB上，且所述两根管脚的间距逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述焊接为：采用回流焊接炉焊接。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采用回流焊接炉进行焊接，包括：PCB的初始温度为50℃，回流焊接炉的温度按照斜率为2.2至2.6的直线上升，用50秒的时间使温度上升到170±10℃，此温度维持120±20秒，然后再次升温，以1.3至2的斜率直线上升，50秒上升到250℃，到达250℃高温后，再用5秒的时间上升到最高温度260℃，达到最高温度260℃后，温度开始以-2至-1.3的斜率下降至220℃，则完成了晶体的贴片焊接。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述向PCB的方向倾斜为：每个管脚以90度至100度之间的夹角倾斜。
9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述多余管脚为原外封装上为了平衡添加的管脚。
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