CN102208904A

CN102208904A - 封装、压电振子以及压电振荡器

Info

Publication number: CN102208904A
Application number: CN2011100434717A
Authority: CN
Inventors: 久保田元; 伊东雅之; 岸正一
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: US8547180B2; JP5533135B2; CN102208904B; TWI449227B; TW201205908A; JP2011211550A; US20110241792A1

Abstract

本发明涉及封装、压电振子以及压电振荡器。一种封装被配置为容纳压电元件。所述封装包括引导部，该引导部具有分别被插入了所述压电元件的电极的多个空间。所述引导部的所述多个空间彼此分离。

Description

封装、压电振子以及压电振荡器

技术领域

此处讨论的实施方式涉及封装、压电振子以及压电振荡器。

背景技术

通常，诸如晶振的压电振子由容纳于封装中的压电元件构成。外部连接电极设置在封装的外表面上。外部连接电极与封装内部的电极电连接。压电元件在其电极与封装内部的电极连接的状态下被容纳在封装中。

通常，压电元件具有两个电极，它们分别通过导电粘接剂与封装内部的两个电极连接。为了利用导电粘接剂来连接电极，首先，对封装内部的各个电极涂敷一定量的导电粘接剂，然后，在将压电元件的电极放置在涂敷的导电粘接剂上之后，使导电粘接剂固化。也就是说，压电元件在压电元件的电极与封装内部的电极之间设置有导电粘接剂的状态下被容纳在封装中。

当压电元件的电极与封装的内部的电极如上所述由导电粘接剂接合时，会出现由于导电粘接剂流入其它部分或者流出电极而发生短路或者压电元件的振荡频率改变的问题。

因此，日本特开2000-124761号公报提出了一种压电振荡器封装，其在陶瓷容器的内壁上具有凹部，并且通过将陶瓷基板的一端嵌合到凹部而将陶瓷基板固定在陶瓷容器中。在这种压电振荡器封装中，在陶瓷基板上形成通孔，使得通过将导电粘接剂填充到通孔中，使陶瓷基板被固定在陶瓷容器中。

日本特开2007-288644号公报公开了一种具有下述结构的压电基板，其中，在利用导电粘接剂接合的部分与不利用导电粘接剂接合的部分之间设置有凹部或者通孔，以吸收从由导电粘接剂接合的部分流出的部分导电粘接剂。

日本特开平8-181407号公报提出了一种将安装部件安装在印刷配线板上的结构，在该印刷配线板中，将导电膏填充到形成于印刷配线板中的通孔中，从而通过将安装部的电极插入通孔中的导电膏来对安装部进行安装。

此外，日本特开平7-66670号公报公开了一种具有下述结构的压电振子，其中，在从支撑台延伸的多个支撑板中的每一个上设置有切口(slit)，使得通过压电基板的被嵌入切口的侧端部来安装压电振子。

在通过使用分配器将导电粘接剂涂敷到封装的电极上的情况下，液体形式的导电粘接剂从分配器的喷嘴末端滴落到各电极上。此时，导电粘接剂的滴落量以及导电粘接剂的滴落位置存在差异。图1是例示了利用分配器将导电粘接剂滴落到封装中的两个电极上的状态下的平面图。由图1可以了解的是，由于滴落量和滴落位置的这种差异，封装2内的两个电极4-1与4-2上的导电粘接剂6的液滴的大小和位置的差异非常大。

如果导电粘接剂6的位置和量的差异如图1所示，则有可能出现压电元件的振荡频率不稳定或者压电元件不振荡的问题。此外，由于伴随着导电粘接剂6的老化而在压电元件中产生的应力分布的变化，振荡频率特征有可能改变。

因此，期望实现下述的安装结构，其中，在利用分配器涂敷导电粘接剂的情况下，即使滴落量以及滴落位置存在差异，压电元件的电极与导电粘接剂接触的位置也是固定的，而且接触面积也是固定的。

发明内容

根据实施方式提供了一种封装，其被配置为容纳压电元件，所述封装包括引导部，该引导部具有分别被插入所述压电元件的电极的多个空间，其中，所述引导部的所述多个空间彼此分离。

提供了一种压电振子，该压电振子包括：封装，其设置有具有多个空间的引导部；压电元件，其具有多个连接电极部；以及导电粘接剂，其容纳在所述引导部的所述空间中，其中，所述压电元件的所述连接电极部被分别插入所述引导部的所述多个空间中，并且被所述导电粘接剂固定。

在压电振子的连接电极中，只有突出至其中填充了导电粘接剂的空间中的部分与导电粘接剂接触。因此，即使被提供并填充在空间中的导电粘接剂的量有差异，压电元件的电极与导电粘接剂接触的位置也是固定的，并且其接触面积恒定。因此，可以获得稳定的压电元件的性能。

通过所附权利要求中具体指出的要素和组合，将实现并获得实施方式的目的和优点。

应当了解，前面的概述和下面的详述均都是示例性和解释性的，而不对所要求保护的发明构成限制。

附图说明

图1是例示了利用分配器将导电粘接剂滴落到封装中的两个电极上的状态下的平面图；

图2是根据第一实施方式的压电振子的截面图；

图3是陶瓷封装的主体部的立体图；

图4是晶振的立体图；

图5是晶振的平面图；

图6是用于例示陶瓷封装的主体部的制造方法的示例的分解立体图；

图7A、7B和7C是例示了将晶振安装到陶瓷封装的主体部的工序的截面图；

图8是在图7A例示的状态下的主体部和晶振的立体图；

图9是例示了通过使探针与通孔内的导电粘接剂接触而进行的电接触的截面图；

图10是在通孔的周围具有测试电极的主体部的平面图；

图11是晶振的变型的侧面图；

图12是根据第二实施方式的压电振荡器的截面图；以及

图13是用于解释晶振的应用的说明。

具体实施方式

下面，将参照附图解释根据本发明的实施方式的封装、压电振子以及压电振荡器。

图2是根据第一实施方式的压电振子的截面图。根据第一实施方式的压电振子包括：陶瓷封装10，其是封装的示例；晶振20，其是容纳在陶瓷封装10内的压电元件的示例。压电封装10包括具有内部空间的箱形的主体部12以及用于锁闭主体部12的内部空间的盖部14。主体部12的底面12a形成有外部电极12-1和12-2以将压电振子安装在电路板上。

图3是陶瓷封装10的主体部12的立体图。使主体部12的一个侧面的内壁较厚，以形成振荡器安装部12b。振荡器安装部12b中形成有两个槽12c。晶振20的两个连接电极部分别被插入槽12c内，并且，如后面所提到的，导电粘接剂16通过贯穿孔12d而被填入槽12c内。也就是说，两个槽12c形成了分别插入晶振20的两个连接电极部的、彼此分离的空间。因此，具有两个槽12c作为彼此分离的多个空间的振荡器安装部12b用作用于将晶振20引导到固定位置的引导部。

槽12c的填充有导电粘接剂16的部分与外部连接电极12-1之间形成有通孔12e。因此，形成在晶振20的一个连接电极部中的连接电极经由填充在槽12c内的导电粘接剂16以及通孔12e与外部连接电极12-1电连接。另一方面，形成在晶振20的另一个连接电极部中的连接电极经由填充在槽12c内的导电粘接剂16、通孔12e、以及形成在主体部12内部的配线图案(未图示)与外部连接电极12-2电连接。

主体部12的内部的底面上形成有分割部12f。在如后所示将导电粘接剂16填充到槽12c中时，设置了分割部12f，以当导电粘接剂16溢出时防止两个槽12c中的导电粘接剂16短路。如果导电粘接剂16从两个槽12c中溢出，则溢出的导电粘接剂16沿着振荡器安装部12b的侧壁流动，并且积聚在主体部12b内部的底面上。如果从两个槽12c溢出的导电粘接剂16在主体部12的内部的底面上扩散并且彼此接触，则填充在两个槽12c中的导电粘接剂16彼此电短路。因此，设置了从主体部12的内部的底面突出的分割部12f以隔离流至底面的导电粘接剂16，从而防止上述的短路情况。

下面参照图4和图5来描述晶振20。图4是晶振20的立体图。图5是晶振20的平面图。

晶振20包括矩形的晶片22、以及从晶片22的一侧伸出的两个连接电极部24-1和24-2。在晶片22的相对面(前侧和后侧)上形成有一对驱动电极26-1和26-2。通过对驱动电极26-1和26-2施加振荡电压，晶片22发生振荡。尽管没有限制晶片22的哪一侧为前侧，但是此处为了方便，将其上形成有驱动电极26-1的一侧作为前侧。

连接电极部24-1和24-2分别具有平矩形的形状，并且在其表面分别形成有连接电极。尽管希望在连接电极部24-1和24-2的整个表面形成连接电极，但是连接电极也可以形成在连接电极部24-1和24-2的至少端面以及前侧表面或后侧表面。图4中，连接电极24-1a是形成在连接电极部24-1的端面上的电极，连接电极24-2a是形成在连接电极部24-2的端面上的电极。连接电极24-1a与形成在连接电极部24-1的前侧表面上的连接电极24-1b连接，而连接电极24-2a与形成在连接电极部24-2的后侧表面上的连接电极24-2b连接。

形成在连接电极部24-1的前侧表面上的连接电极24-1a与形成在晶片22的前侧表面上的驱动电极26-1电连接。因此，形成在连接电极部24-1的端面上的连接电极24-1a经由连接电极24-1b以及导电连接部24-1c与驱动电极26-1电连接。另一方面，形成在连接电极部24-2的后侧表面上的连接电极24-2a经由导电连接部24-2c与形成在晶片22的后侧表面上的驱动电极26-2电连接。因此，形成在连接电极部24-2的端面上的连接电极24-2a经由连接电极24-2b以及导电连接部24-2c与驱动电极26-2电连接。

在上述的电极结构中，当对连接电极部24-1和24-2的连接电极24-1a和24-2a施加驱动电压时，驱动电压被发送至驱动电极26-1和26-2，使得晶片22振荡。

应注意的是，通过将晶板加工成图5所示的形状并且对与晶片22相对应的部分进行研磨加工以使其具有能产生预定频率的振荡的厚度，由此在形成电极之前形成了晶振20。

接着，描述形成陶瓷封装10的主体部12的方法。图6是例示了形成陶瓷封装10的主体部12的方法的示例的分解立体图。

陶瓷封装10的主体部12可以通过对形成为预定形状的陶瓷片进行层叠并烧结该层叠体而形成。在图6所示的示例中，在用作底板的陶瓷片12-1上层叠其上形成有内部配线图案的陶瓷片12-2。然后，在陶瓷片12-2上层叠其中形成有与分割部12f相对应的部分的陶瓷片12-3。接着，在陶瓷片12-3上层叠形成有作为内部空间的部分以及作为两个槽12c的部分的陶瓷片12-4。然后，在陶瓷片12-4上层叠形成有作为内部空间的部分以及作为贯穿孔12d的部分的陶瓷片12-5。最后，在陶瓷片12-5上层叠作为主体部12的上沿的陶瓷片12-6。对这样形成的陶瓷片12-1至陶瓷片12-6的层叠体进行烧结以形成图3所例示的形状的主体部12。

下面，参照图7A至图7C，描述将晶振20附接到主体部12的工序。图7A-7C是例示了将晶振20附接到主体部12的工序的截面图。

首先，如图7A所示，制备陶瓷封装10的主体部12。然后，如图7B所示，将上述晶振20的连接电极部24-1和24-2分别插入主体部12的槽12c中，以将晶振20容纳在主体部12的内部空间中。当将连接电极部24-1和24-2插入主体部12的两个槽12c中时，由于连接电极部24-1和24-2中每一个的基部宽度大于连接电极部24-1和24-2的其它部分，因此难以进一步插入连接电极部24-1和24-2。

在图7B所例示的状态下，晶振20的连接电极部24-1和24-2无法进一步插入，即成为了连接电极部24-1和24-2被完全插入的状态。图8是在图7B例示的状态下的主体部12和晶振20的立体图。在这种状态下，晶振20的连接电极部24-1和24-2的端面无法到达槽12c的底面，并且在连接电极部24-1和24-2的端面与槽12c的底面之间分别形成有空间。然后，设置在槽12c之上的贯穿孔12d形成在该贯穿孔12d与上述空间连通的位置。

当实现了图7B所例示的状态时，液态的导电粘接剂16通过该贯穿孔12d而被填充到上述空间中。因为连接电极部24-1和24-2由于晶振20的重量而在槽12c中倾斜，所以连接电极部24-1和24-2的末端部与槽12c的上表面接触。因此，导电粘接剂16不沿着槽12c的上表面流动。此外，因为连接电极部24-1和24-2由于晶振20的重量而在槽12c中倾斜，所以连接电极部24-1和24-2的基部与槽12c的下表面接触。因此，沿着槽12c的下表面流动的导电粘接剂16在连接电极部24-1和24-2的基部附近停止，并且防止其进一步流动越过连接电极部24-1和24-2的基部。因此，被填入槽12c的深处部分中的导电粘接剂16被保持在槽12c中而不会经由槽12c的开口部而流出槽12c。

在将导电粘接剂16填入槽12c中之后，对导电粘接剂16进行加热并固化。由此，将晶振20机械地固定在主体部12的内部。同时，形成在连接电极部24-1和24-2的端面上的连接电极24-1a和24-2a经由导电粘接剂16和通孔12e而与外部连接电极12-1和12-2电连接。

这里，当在利用导电粘接剂16固定晶振20的状态下测试晶振20的操作时，如图9所示，可以通过使探针与在贯穿孔12d中固化了的导电粘接剂16接触以对晶振20施加电压，由此来执行晶振20的电测试。

此外，测试电极18可以形成在各个贯穿孔12d的周围，使得贯穿孔12d中的导电粘接剂16与测试电极18接触。由此，可以执行晶振20的电测试，同时容易地使图9例示的探针与测试电极18接触。

连接电极部24-1和24-2的厚度被设置为略小于槽12c的高度。由此，晶振20以略微倾斜的状态被固定。但是，可以通过调整晶振20的晶片22的厚度来调整晶振20的振荡频率。在上述实施方式中，连接电极部24-1和24-2的厚度与晶片22的厚度相等，并且整个晶振20具有均匀的厚度。因此，如果晶片22的厚度减小，则连接电极部24-1和24-2的厚度也减小。但是，存在连接电极部24-1和24-2的厚度由于槽12c的尺寸容差而无法减小的情况。例如，如果连接电极部24-1和24-2的厚度减小，则槽12c的尺寸容差相对增大，这将导致当将晶振20附接到主体部12时晶振20倾斜增大的情况。在这种情况下，有可能出现倾斜的晶振20接触主体部12的内部空间的底面或分割部12f的情况。因此，也可以通过将连接电极部24-1和24-2的厚度保持为一定程度而仅减小晶片22的厚度的方式来形成晶振20。

接着，将描述根据第二实施方式的压电振荡器。

图12是根据第二实施方式的作为压电振荡器的示例的晶振的截面图。在图12中，对与图2所例示的部件相同的部件使用相同的标号，并省略其描述。

晶振具有与上述的晶振相同的结构，不同之处在于，在封装10的主体部中容纳有包含振荡电路的IC 50。该IC 50安装在晶振20的下方且在主体部12的内部的底面上。

在主体部12的内部的底面上形成有配线(未图示)，并且该配线与IC 50的电极连接。此外，该配线经由主体部12内部的配线52与外部连接电极12-1和12-2连接。此外，IC 50的电极经由配线52和通孔12与导电粘接剂16电连接。

如上所述，在根据本发明实施方式的压电振荡器中，在压电振荡器的封装中设置有IC，并且在封装中形成有至IC的配线。

如图13所示，具有上述结构的晶振60被安装在印刷板62上作为构成电子电路的元件之一，并且被结合到电子设备(诸如，个人计算机、硬盘驱动器、蜂窝电话等)中。

在此陈述的所有示例和条件语言旨在出于教导的目的帮助读者理解本发明的原理和本发明人为促进技术进步而贡献的构思，并且应当被解释成并不限于这种具体陈述的示例和条件，说明书中对这些示例的组织也并不涉及表明本发明的优劣。尽管对本发明的实施方式进行了详细描述，但是应当明白，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其做出各种改变、替换以及更换。

Claims

1.一种封装，其被配置为容纳压电元件，所述封装包括引导部，该引导部具有分别被插入所述压电元件的电极的多个空间，其中，所述引导部的所述多个空间彼此分离。

2.根据权利要求1所述的封装，其中，在各个所述空间的上表面上设置有贯穿孔，使得导电粘接剂通过该贯穿孔被填充至各个所述空间中。

3.根据权利要求2所述的封装，其中，在用于容纳所述压电元件的空间的内部的底面上设置有分割部，该分割部从该底面突出。

4.根据权利要求2所述的封装，其中，各个所述空间包括朝着所述引导部的侧面开放的槽，并且各个所述槽具有与形成有所述压电元件的电极的连接电极部相对应的形状。

5.根据权利要求4所述的封装，其中，所述槽的深度被设置为比所述压电元件的所述连接电极部的长度长，并且所述引导部的所述侧面与所述贯穿孔之间的距离被设置为比所述压电元件的所述连接电极部的长度长。

6.一种压电振子，该压电振子包括：

封装，其设置有具有多个空间的引导部；

压电元件，其具有多个连接电极部；以及

导电粘接剂，其容纳在所述引导部的所述空间中，

其中，所述压电元件的所述连接电极部被分别插入所述引导部的所述多个空间中，并且被所述导电粘接剂固定。

7.根据权利要求6所述的压电振子，其中，所述引导部具有分别与所述多个空间连接的多个贯穿孔。

8.根据权利要求7所述的压电振子，其中，在所述压电元件的各个所述连接电极部的端面上形成有连接电极，该连接电极用于驱动所述压电元件。

9.根据权利要求8所述的压电振子，其中，在容纳有所述压电元件的空间的内部的底面上设置有分割部，该分割部从该底面突出。

10.根据权利要求8所述的压电振子，其中，各个所述空间是朝着所述引导部的侧面开放的槽，并且所述槽具有与所述压电元件的各个所述连接电极部相对应的形状。

11.根据权利要求10所述的压电振子，其中，所述槽的深度被设置为比所述压电元件的各个所述连接电极部的长度长，并且所述引导部的所述侧面与所述贯穿孔之间的距离被设置为比所述压电元件的各个所述连接电极部的长度长。

12.一种压电振荡器，该压电振荡器包括：

根据权利要求6至11中的任意一项所述的压电振子；以及

集成电路，其容纳在所述封装中，与所述压电元件电连接而驱动所述压电元件。