CN107221397A - 压电元件用热敏电阻及包括此的压电元件封装件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压电元件用热敏电阻及包括此的压电元件封装件。本发明的压电元件用热敏电阻包括：主体，具有第一热敏电阻层和第二热敏电阻层交替层叠的层叠结构；第一电极以及第二电极，布置于所述第一热敏电阻层，并分别与贯通所述第二热敏电阻层的第一导电通道和第二导电通道连接；第三电极，布置于所述第二热敏电阻层，并具有沿着层叠方向而与所述第一电极和第二电极重叠的区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种压电元件用热敏电阻及包括该压电元件用热敏电阻的压电元件封装件。
背景技术
晶体振荡器包含：晶体片，将由SiO2来构成的石英(Quartz)制造为薄片的形态；激励电极，由Au或Ag等导电性物质形成于晶体振荡器的两个表面。
如果对激励电极施加电压，则会借助电致伸缩效应(electrostrictive effect)，其变形力将会变大，从而发生振动。若发生振动，则由于雅典效果而在电极发生电压，而且其振动频率由晶体的机械性质或大小而被确定，通常，相对于温度等的变化而稳定，而且Q值也非常高。
利用这些性质，在通信设备中，为了控制频率而使用晶体振荡器。
对晶体振荡器而言，在较宽的使用温度范围内，需要相对于温度变化而保持稳定的频率，可以通过在晶体振荡器配备用于校正根据晶体振荡器和温度的频率的补偿电路，以减少晶体振荡器和频率之间的偏差，从而可以实现具有更为稳定、精确的特性的晶体振荡器。
因此，需要一种相对于外部温度变化而保持稳定的频率、并能够保持小型化的压电元件封装件。
【现有技术文献】
【专利文献】
(专利文献1)韩国公开专利公报第2005-0034100号
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将压电元件用封装件形成为一体的压电元件用热敏电阻及包括该压电元件用热敏电阻的压电元件封装件。
根据本发明之一实施形态，提供一种压电元件用热敏电阻，包括：主体，具有第一热敏电阻层和第二热敏电阻层交替层叠的层叠结构；第一电极以及第二电极，布置于所述第一热敏电阻层，并分别与贯通所述第二热敏电阻层的第一导电通道和第二导电通道连接；第三电极，布置于所述第二热敏电阻层，并具有沿着层叠方向而与所述第一电极和第二电极重叠的区域。
根据本发明之另一实施形态，提供一种压电元件封装件，包括压电元件用热敏电阻以及布置于所述压电元件用热敏电阻的上部的晶体振荡器，其中，所述压电元件用热敏电阻包括：主体，具有第一热敏电阻层和第二热敏电阻层交替层叠的层叠结构；第一电极以及第二电极，布置于所述第一热敏电阻层，并分别与贯通所述第二热敏电阻层的第一导电通道和第二导电通道连接；第三电极，布置于所述第二热敏电阻层，并具有沿着层叠方向而与所述第一电极和第二电极重叠的区域。
本发明的压电元件用热敏电阻及包括该压电元件用热敏电阻的压电元件封装件能够将压电元件用封装件形成为一体，从而具有如下的技术效果：能够实现压电元件封装件的纤薄化，并能够最为灵敏地感测从压电元件释放的热量。
附图说明
图1是概略性地示出的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻的立体图。
图2是概略性地示出的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻的主体的分解立体图。
图3是概略性地示出的沿着图1的I-I′线截取的剖面图。
图4是概略性地示出的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻的下部外盖部的下表面的平面图。
图5是概略性地示出的在侧表面的边角布置有侧面电极的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻的立体图。
图6至图15是概略性地示出根据本发明的另一实施形态的压电元件用热敏电阻的制造方法的图。
图16是概略性地示出的根据本发明的另一实施形态的压电元件封装件的分解立体图。
图17是概略性地示出的根据本发明的另一实施形态的压电元件封装件的剖面图。
符号说明
10：下部外盖部 20：缓冲层
30：主体 40：缓冲层
50：上部外盖部 100：压电元件用热敏电阻
101：下部层 102：第一热敏电阻层
103：第二热敏电阻层 104：上部层
111、112、113、114：导电通道 121、122、123：电极
141、142：晶体振荡器用电极 143：连接电极
151、152、153、154：外部电极 155：侧面电极
156：标记 170：顶盖
180：密封环 200：晶体振荡器
210：晶体 221、222：激励电极
具体实施方式
在下文中，参照附图而对本发明的优选实施例进行说明。
然而，本发明的实施形态可以变形为多种不同的形态，本发明的范围并不局限于在下文中说明的实施形态。此外，提供本发明的实施形态的目的在于对在本发明所属的技术领域上具有平均知识的人员更为完整地说明本发明。
某种构成要素与另一个构成要素“连接”的表述需要被理解为：某一构成要素与另一构成要素可以直接地连接，还可以在两种构成要素之间存在其他构成要素。相反，某种构成要素与另一个构成要素“直接连接”的表述需要被理解为其中间并不存在其他构成要素。此外，用于说明构成要素之间的关系的其他表述，即，“～之间”、“居中置于～之间”或者“与～相邻的”、“与～直接邻接的”等术语也需要以相同的方式解释。
在本发明参照的附图中，具有实质上相同的构成和功能的构成要素将使用同一个符号，而且附图中的构成要素的形状以及大小等可能为了明确的说明而被夸张示出。
压电元件用热敏电阻
图1是概略性地示出的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻100的立体图。
参照图1，根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻100包含：下部外盖部10、主体30以及上部外盖部50。
下部外盖部10为支撑所述主体30而可以由陶瓷材料来形成。例如，下部外盖部10可以由氧化铝(Al2O3)形成。
在下部外盖部10由氧化铝形成的情况下，可以执行针对主体30所不足的强度进行增强的功能。
下部外盖部10可以由与主体30相同的热敏电阻组成物来形成，但是并不局限于此。
在下部外盖部10的上部布置有主体30。主体30包含热敏电阻组成物、多个电极以及导电通道。
在主体30的上部布置有上部外盖部50。上部外盖部50为了保护主体30而可以用陶瓷材料来形成。例如，上部外盖部50可以由强度高于主体30的氧化铝(Al2O3)形成。上部外盖部50可以由与主体30相同的热敏电阻组成物来形成，但是并不局限于此。
在上部外盖部50的上表面可以布置有第一晶体振荡器用电极141以及第二晶体振荡器用电极142。
在主体30与下部外盖部10之间或主体30与下部外盖部50之间的至少某一处可以布置有缓冲层20、40。
在下部外盖部10或上部外盖部50由氧化铝(Al2O3)形成的情况下，在压电元件用热敏电阻的制造工艺中，可能会在主体30和上部外盖部10或下部外盖部50之间发生热敏电阻组成物或氧化铝(Al2O3)的扩散。
缓冲层20、40包含氧化铝(Al2O3)和热敏电阻组成物而形成，因此，在上述的主体30与下部外盖部10或上部外盖部50之间防止热敏电阻组成物或氧化铝(Al2O3)的扩散过程，从而能够防止压电元件用热敏电阻(Al2O3)的特性的劣化。
图2是概略性地示出的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻100的主体30的分解立体图。
参照图2，对主体30的结构进行观察。
主体30可以在下部层101和上部层104之间通过将第一热敏电阻层102和第二热敏电阻层交替地层叠的方式形成。
下部层101以及上部层104表示未形成独立的电极的热敏电阻层。
热敏电阻层可以利用负温度系数(Negative Temperature Coefficient：NTC)热敏电阻组成物来形成。NTC热敏电阻表示具有电阻随着温度的上升而减小的特性的热敏电阻。
NTC热敏电阻组成物的主要成分可以执行对NTC热敏电阻赋予导电性的陶瓷半导体的功能，赋予导电性的原理如下。
NTC热敏电阻对在烧制过程中生成的AB2O4结晶结构的尖晶石相中的B-Site(八面体)的正离子之间的电荷平行状态调整为NTC热敏电阻用组成物的组成，从而生成电子跃迁(hopping)位置。
即，NTC热敏电阻生成可发生电子跃迁的位置(site)，并从周围的温度获取电子跃迁所需要的能量，从而体现R-T(电阻-温度)的非线性特性，即，电子跃迁随着温度的上升而增加，导致电阻减小的特性。
根据需要，可以不形成下部层101以及上部层104，并可以由第一热敏电阻层102、103来代替。
第一电极121以及第二电极122可以通过利用导电浆料印刷而形成于第一热敏电阻层102。
第一电极121以及第二电极122分别可以与第一导电通道111以及第二导电通道112电连接，而且第一电极121以及第二电极122可以彼此相隔形成。
第三电极123可以通过利用导电浆料印刷而形成于第二热敏电阻层102。
第三电极123与第一导电通道111以及第二导电通道112相隔而形成。此外，第三电极123还与第三导电通道以及第四导电通道114相隔而形成。
第一热敏电阻层102和第二热敏电阻层103的层叠数可以根据需求而得到调整。例如，可以将一个第一热敏电阻层102和一个第二热敏电阻层103层叠，还可以如图2所示地将三个第一热敏电阻层102和两个第二热敏电阻层103交替层叠。
为了提高压电元件用热敏电阻100的可靠性以及特性，主体30的最上层以及最下层可以为第一热敏电阻层102。
即，可以通过将主体30的最上层以及最下层形成为第一热敏电阻层102而确保第一导电通道111和第二导电通道112的连接性。
在主体30的内部，沿着层叠方向贯通形成有第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114。
第一导电通道111以及第二导电通道112贯通第一热敏电阻层102以及第二热敏电阻层103，从而分别与第一电极121和第二电极122连接。
如在下文中描述，第一导电通道111以及第二导电通道112还贯通下部外盖部10以及主体30的一部分，而且第二导电通道112以及第三导电通道113贯通下部外盖部10、主体30以及上部外盖部50。
第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114通过在主体的内部填充导电性物质而形成。
第一通道111以及第二通道112可以以从下部层101贯通到上部层104的下层的方式形成，而且第三通道113以及第四通道114可以以贯通主体30的方式形成，但是并不局限于此。
图3是概略性地示出的沿着图1的I-I′线截取的剖面图。
参照图3，在从上部投射时，第一电极121和第三电极123、第二电极和第三电极123可以沿着层叠的方向具有重叠的区域O。
热敏电阻的特性由将热敏电阻层夹在中间而位于上下部的电极的重叠部分的电阻、厚膜的面积以及厚度来得到确定。
【数学式1】
R表示电阻；ρ表示电阻率；t表示电极的重叠部分的厚度；W表示电极的重叠部分的宽度；L表示电极的重叠部分的长度。
即，根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻100在从上部投射时，第一电极121和第三电极123、第二电极122和第三电极123可以通过调整沿着层叠的方向重叠的区域O的面积或热敏电阻层的厚度而调整热敏电阻的特性。
图4是概略性地示出的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻的下部外盖部的下表面的平面图。
参照图4，在压电元件用热敏电阻100的下部外盖部10的下表面可以布置有第一外部电极至第四外部电极151、152、153、154。
第一外部电极151可通过第一导电通道111而电连接于第一电极121，而且第二外部电极152可通过第二导电通道112而电连接于第二电极122。
第三外部电极153和第四外部电极154可以分别通过第三导电通道113和第四导电通道114而与第一晶体振荡器用电极141以及第二晶体振荡器用电极142电连接。
第一外部电极至第四外部电极151、152、153、154可布置于下部外盖部10的下表面的边角部。
例如，第一外部电极至第四外部电极151、152、153、154可以从第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114延伸到下部外盖部10的下表面的边角部而得到布置。
第三外部电极153或第四外部电极154可以形成有标记155。
在第三外部电极153以及第四外部电极154为四边形的情况下，标记155可以通过去除四边形的边角的一部分而形成。
标记155执行如下的作用：在贴装时，使操作人能够通过肉眼区分与热敏电阻电连接的电极和与晶体振荡器电连接的电极。
图5是概略性地示出的在压电元件用热敏电阻100的侧表面的边角布置有侧面电极156的根据本发明的一实施形态的压电元件用热敏电阻100的立体图。
参照图5，可以沿着侧表面的边角从下部外盖部10到主体30布置侧面电极156。
侧面电极156可以与第一外部电极至第四外部电极151、152、153、154分别连接。侧面电极156在贴装压电元件用热敏电阻100时执行增加贴装强度的功能。
此外，第一电极121以及第二电极122还可以通过侧面电极156(并非导电通道111、112)而与第一外部电极151以及第二外部电极152电连接。
压电元件用热敏电阻的制造方法
图6至图15是概略性地示出根据本发明的另一实施形态的压电元件用热敏电阻的制造方法的图。
参照图6至图15，对压电元件用热敏电阻的制造方法进行说明。
首先，如图6所示，形成下部外盖部10。下部外盖部10可以是氧化铝(Al2O3)，而且不限于此。可以利用激光等在下部外盖部10形成通道，并在通道内部填充导电物质而形成第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114。
接着，如图7所示，将缓冲层20布置在下部外盖部10的上部。
在下部外盖部10由氧化铝(Al2O3)构成的情况下，在压电元件用热敏电阻的制造工艺中，可能会在主体30和下部外盖部10之间发生热敏电阻组成物或氧化铝(Al2O3)的扩散。
因此，缓冲层20包含氧化铝(Al2O3)和热敏电阻组成物而形成，在上述的主体30和下部外盖部10之间防止热敏电阻组成物或氧化铝(Al2O3)的扩散行动，从而能够防止压电元件用热敏电阻100的特性的劣化。
缓冲层20也可以通过与下部外盖层10相同的方法形成第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114。
在形成缓冲层20之后，如图8所示，利用热敏电阻组成物来形成下部层101。下部层101也可以与缓冲层20相同地形成第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114。
以下，包含下部层101的第一热敏电阻层102以及第二热敏电阻层103与上部层104利用由热敏电阻组成物来形成的热敏电阻层而形成。
如图9所示，在下部层101的上部形成第一热敏电阻层102。
在第一热敏电阻层102上形成第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114，而且可以利用导电浆料而形成第一电极121以及第二电极122。第一电极121以及第二电极122可以形成为相互隔离。
之后，如图10所示，可以在第一热敏电阻层102的上部形成第二热敏电阻层103。在第二热敏电阻层103形成第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114，并可以利用导电糊料形成第三电极123。第三电极123可以以与第一导电通道至第四导电通道111、112、113、114相隔的方式形成。
然后，如图11所示，在第二热敏电阻层103的上部形成第一热敏电阻层102。
可以通过反复执行图10以及图11的步骤而调整在主体30层叠的第一热敏电阻层102以及第二热敏电阻层103的层叠数。
接着，如图12所示，可以以使第一热敏电阻层102位于最下层以及最上层的方式层叠之后，通过在第一热敏电阻层102的上部形成上部层104而制作主体30。
在上部层104上形成第三导电通道113和第四导电通道114。在比上部层104更高的层不再存在第一电极121以及第二电极122，因此无需再形成第一导电通道111以及第二导电通道112，但是并不局限于此。
之后，如图13所示，在主体30的上部形成缓冲层40。在所示外盖部50由氧化铝(Al2O3)形成的情况下，在压电元件用热敏电阻的制造过程中，可能在主体30与所述外盖部50之间发生热敏电阻组成物或氧化铝(Al2O3)的扩散。
因此，缓冲层40包含氧化铝(Al2O3)和热敏电阻组成物而形成，在上述的主体30和上部外盖部50之间防止热敏电阻组成物或氧化铝(Al2O3)的扩散行动，从而能够防止压电元件用热敏电阻100的特性的劣化。
缓冲层40以与上部层104相同的方式形成第三导电通道113以及第四导电通道114。
最后，如图15所示，形成上部外盖部50，并利用导电浆糊而在其上部形成第一晶体振荡器用电极141以及第二晶体振荡器用电极142。
第二晶体振荡器用电极142可以从第四导电通道114延伸连接电极143而使其与第一晶体振荡器用电极141相隔地形成。
在上部外盖部50的周围部分可以形成密封环180。
密封环180可以利用金属而形成，以便能够通过焊接方式而与顶盖(Cap Lid)粘接。
在上述的制造方法中，对按各个步骤形成导电通道的方法进行了说明，但是并不局限于此。
例如，还可以在将各个层全部层叠之后利用激光等形成通道，并在通道中填充导电性物质。
压电元件封装件
图16是概略性地示出的根据本发明的另一实施形态的压电元件封装件1000的分解立体图；图17是概略性地示出的根据本发明的另一实施形态的压电元件封装件1000的剖面图。
参照图16以及图17，根据本发明的另一实施例的压电元件封装件1000还可以包含贴装于压电元件用热敏电阻100的上部的晶体振荡器200。
晶体振荡器200通过导电性粘接剂160而布置于第一晶体振荡器用电极141以及第二晶体振荡器用电极142。
晶体振荡器200可以通过如下方式制造：将由SiO2构成的石英(Quartz)切断而制造水晶片，然后在其上表面和下表面形成第一激励电极221以及第二激励电极222。
晶体振荡器200的第一激励电极221以及第二激励电极222通过第一晶体振荡器用电极141以及第二晶体振荡器用电极142而与第三外部电极153以及第四外部电极154电连接。
顶盖170可布置于上部外盖部50的上部，以覆盖晶体振荡器200。
顶盖170可以通过金属-金属接合方式，将作为布置于上部外盖部50的周围部分的金属浆料的密封环180和布置于顶盖170的下端部的金属接合层接合，从而将晶体振荡器200焊接而密封。
顶盖170可以保护晶体振荡器200以使其免受来自外界的冲击破坏和空气侵蚀，从而保持压电元件封装件的可靠性及物理特性。
本发明并不局限于上述的实施形态以及所附的附图，所附的权利要求书将会限定本发明的范围。因此，在不脱离记载于权利要求书的本发明的技术思想的范围内，可以被本发明所属的技术领域上具有普通知识的人实现多样的形态的置换、变形以及变更，而且这些置换、变形以及变更也可被视为包含在本发明的范围内。
Claims (16)
1.一种压电元件用热敏电阻，包括：
主体，具有第一热敏电阻层和第二热敏电阻层交替层叠的层叠结构；
第一电极以及第二电极，布置于所述第一热敏电阻层，并分别与贯通所述第二热敏电阻层的第一导电通道和第二导电通道连接；以及
第三电极，布置于所述第二热敏电阻层，并具有沿着层叠方向而与所述第一电极和第二电极重叠的区域。
2.如权利要求1所述的压电元件用热敏电阻，其中，
所述主体的最上层以及最下层是所述第一热敏电阻层。
3.如权利要求1所述的压电元件用热敏电阻，其中，
所述第三电极与第一导电通道以及第二导电通道相隔布置。
4.如权利要求1所述的压电元件用热敏电阻，其中，还包括：
贯通所述主体的第三导电通道以及第四导电通道。
5.如权利要求1所述的压电元件用热敏电阻，其中，还包括：
上部外盖部，布置于所述主体的上部；
第三导电通道以及第四导电通道，贯通所述主体和所述上部外盖部；以及
第一晶体振荡器用电极以及第二晶体振荡器用电极，布置于所述上部外盖部的上表面，并分别与所述第三导电通道和第四导电通道连接。
6.如权利要求1所述的压电元件用热敏电阻，其中，包括：
下部外盖部，布置于所述主体的下部，且被所述第一导电通道以及第二导电通道贯通；以及
第一外部电极以及第二外部电极，布置于所述下部外盖部的下表面的边角部，并分别与第一导电通道以及第二导电通道连接。
7.如权利要求6所述的压电元件用热敏电阻，其中，包括：
第三导电通道以及第四导电通道，贯通所述主体和所述下部外盖部；以及
第三外部电极以及第四外部电极，布置于所述下部外盖部的下表面的边角部，并分别与第三导电通道和第四导电通道连接。
8.如权利要求7所述的压电元件用热敏电阻，其中，
所述第一外部电极至第四外部电极分别与沿着所述下部外盖部以及所述主体的侧面的边角布置的侧面电极连接。
9.如权利要求1所述的压电元件用热敏电阻，其中，还包括：
上部外盖部，布置于所述主体的上部；以及
下部外盖部，布置于所述主体的下部，
其中，所述上部外盖部以及下部外盖部由氧化铝形成。
10.如权利要求9所述的压电元件用热敏电阻，其中，还包括：
缓冲层，布置于所述主体与所述上部外盖部之间，或者布置于所述主体与所述下部外盖部之间，并包含氧化铝以及热敏电阻组成物。
11.一种压电元件封装件，包括压电元件用热敏电阻以及布置于所述压电元件用热敏电阻的上部的晶体振荡器，其中，所述压电元件用热敏电阻包括：
主体，具有第一热敏电阻层和第二热敏电阻层交替层叠的层叠结构；
第一电极以及第二电极，布置于所述第一热敏电阻层，并分别与贯通所述第二热敏电阻层的第一导电通道和第二导电通道连接；以及
第三电极，布置于所述第二热敏电阻层，并具有沿着层叠方向而与所述第一电极和第二电极重叠的区域。
12.如权利要求11所述的压电元件封装件，其中，
所述主体的最上层以及最下层是所述第一热敏电阻层。
13.如权利要求11所述的压电元件封装件，其中，
所述第三电极与第一导电通道以及第二导电通道相隔布置。
14.如权利要求11所述的压电元件封装件，其中，包括：
上部外盖部，布置于所述主体的上部；以及
第一晶体振荡器用电极以及第二晶体振荡器用电极，布置于所述上部外盖部的上部，并分别与第三导电通道和第四导电通道连接，所述第三导电通道和第四导电通道贯通所述主体以及所述上部外盖部，
其中，所述晶体振荡器布置于所述第一晶体振荡器用电极以及第二晶体振荡器用电极。
15.如权利要求14所述的压电元件封装件，其中，还包括：
下部外盖部，布置于所述主体的下部，且被所述第一导电通道至第四导电通道贯通；以及
第一外部电极至第四外部电极，布置于所述下部外盖部的下表面，并分别与所述第一导电通道至第四导电通道连接。
16.如权利要求11所述的压电元件封装件，其中，还包括：
顶盖，布置于所述上部外盖部的上部，并覆盖所述晶体振荡器。
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