CN107453730B - 石英晶体谐振器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子元件技术领域，尤其涉及一种石英晶体谐振器及其制造方法。它解决了现有技术不便调频等技术问题。本石英晶体谐振器，包括基座、上盖以及音叉，所述音叉具有相对的第一端和第二端，所述上盖盖合所述基座上，其特征在于，所述上盖设有第一腔室，所述基座设有第二腔室，所述基座设有与所述第二腔室连通的第二开口，所述音叉的第二端设于所述第二腔室内，所述音叉的第一端从所述第二开口穿出并收容在所述第一腔室内。本发明的优点在于：由于音叉设于所述第二腔室内，且音叉的第一端从所述开口穿出。即，可以理解，音叉的第一端的是外露在基座的外侧，从而在调节音叉的频率时，调节音叉的第一端即可，调节非常方便。

Description

石英晶体谐振器及其制造方法
技术领域
本发明属于电子元件技术领域，尤其涉及一种石英晶体谐振器及其制造方法。
背景技术
石英晶体谐振器一般由石英晶片、基座、外壳等组成。根据引线状况可分为直插(有引线)与表面贴装(无引线)两种类型。
表面贴装石英晶体谐振器通常是由一个制作了电极的压电石英晶体振谐片和陶瓷基座组成，这种压电石英晶体振谐片是由银导电胶将其一端固定在陶瓷基座上。
上述这种结构对音叉型晶体谐振器而言，其音叉频率的调节非常不方便。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种便于调频石英晶体谐振器及其制造方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本石英晶体谐振器，包括基座、上盖以及音叉，所述音叉具有相对的第一端和第二端，所述上盖盖合所述基座上，其特征在于，所述上盖设有第一腔室，所述基座设有第二腔室，所述基座设有与所述第二腔室连通的第二开口，所述音叉的第二端设于所述第二腔室内，所述音叉的第一端从所述第二开口穿出并收容在所述第一腔室内。
在其中一个实施例中，所述第二腔室远离第二开口的一端内设有导电层，所述导电层与第二腔室的底面形成台阶，所述音叉的第二端设置在台阶上，并通过导电胶粘结。
在其中一个实施例中，所述导电层与所述第二腔室之间设有内引线端头，在基座的外表面设有与所述内引线端头对应设置的外引线端头，所述基座的外表面设有侧电极，所述侧电极将所述内引线端头与所述外引线端头连接。
一种石英晶体谐振器的制备方法，包括：
用电子陶瓷材料制作基座，所述基座上设有第二腔室，以及与所述第二腔室连通设置的第二开口；
用电子陶瓷材料制作上盖，所述上盖上设有第一腔室，以及与所述第一腔室连通设置的第一开口，所述音叉的第一端收容在所述第一腔室内；
将所述音叉的第二端通过导电胶安装在所述第二腔室内,所述音叉的第一端穿出所述第二开口；
调节所述音叉的第一端，使音叉的振荡频率达到所要求的频率；
将所述上盖盖合所述基座进行组装，所述音叉的第一端收容在所述第一腔室内；
将组装好的石英晶体谐振器，真空处理，加压并固化。
在其中一个实施例中，所述调节所述音叉的第一端，包括：砂轮粗打磨音叉的第一端和/或激光细打磨音叉的第一端。
在其中一个实施例中，所述用电子陶瓷材料制作上盖，包括：在第一腔室的第一开口处涂覆密封胶，并预固化。
在其中一个实施例中，所述用电子陶瓷材料制作基座,包括：在第二腔室远离第二开口一端底部设有内引线端头，在内引线端头上覆盖一侧导电层，所述导电层与所述第二腔室的底部形成台阶，所述音叉的第二端通过导电胶固定在台阶上。
在其中一个实施例中，所述用电子陶瓷材料制作基座，进一步包括：在基座的外表面设置与所述内引线端头对应设置的外引线端头；同时，在基座的外表面设置外端头。
在其中一个实施例中，所述预固化的温度为：100-120℃。
在其中一个实施例中，所述固化的温度为：175-220℃。
在其中一个实施例中，所述加压的压力为：2.5-3.5N·M。
与现有的技术相比，本石英晶体谐振器的优点在于：
由于音叉设于所述第二腔室内，且音叉的第一端从所述开口穿出。即，可以理解，音叉的第一端的是外露在基座的外侧，从而在调节音叉的频率时，调节音叉的第一端即可，调节非常方便。
附图说明
图1是本发明提供的石英晶体谐振器结构示意图。
图2是本发明提供的石英晶体谐振器爆炸图。
图3是本发明提供的基座局部剖视图。
图4是本发明提供的制造石英晶体谐振器工艺流程图。
图中，基座10、底板101、侧板102、第二腔室103、第二开口104、导电层105、台阶106、内引线端头107、外引线端头108、侧电极109、上盖20、第一腔室201、盖板202、第一开口203、外端头204、音叉30、第一端301、第二端302、腔室40、银导电胶501。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对石英晶体谐振器及其制造方法进行更全面的描述。附图中给出了石英晶体谐振器及其制造方法的首选实施例。但是，石英晶体谐振器及其制造方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对石英晶体谐振器及其制造方法公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在石英晶体谐振器及其制造方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，一实施例提供的石英晶体谐振器，包括基座10、上盖20和音叉30。上盖20盖合在基座10上，且上盖20与基座 10之间形成腔室40，音叉30设于腔室40内。
在其中一个实施例中，参见图2和图3，音叉30具有相对的第一端301和第二端302。所述第一端301为调频端，所述第二端302为引出端。调频端用于调节音叉的振荡频率，引出端为固定端。
在一实施例中，音叉30是由石英晶体制成。上述音叉30为 U形，音U形叉的两端组成了音叉的第一端301，即为调频端；U 形音叉的底部为第二端，即为固定端。
在其中一个实施例中，在上盖20上设有第一腔室201，在上盖20上还设有能将第一腔室201半封闭的盖板202。在上盖20 上开设有第一开口203，上述的第一开口203与第一腔室201连通设置。进一步地，盖板202具有相对的两端，盖板202的其中一端的形状、大小与第一腔室201的形状、大小相匹配，而盖板的另一端延伸至第一开口203的外侧并与盖板202形成L形。
优选地，盖板202与上盖20为一体式结构。
在其中一个实施例中，在基座10上设有第二腔室103，在基座10上开设第二开口104，上述第二腔室103与第二开口104连通设置，且第二开口104与设置在上盖20上的第一开口203相匹配设置。在第二腔室103远离第二开口104的一端底部设置有导电层105，并且导电层105与第二腔室103的底部形成了台阶106。进一步地，导电层105是通过金属化焊接在第二腔室103的底部。上述音叉30的第二端302通过导电胶固定在台阶106上。
音叉30安装时，音叉30的第二端302通过导电胶固定在台阶106上；音叉30的第一端301从第二开口104穿出外露在基座 10的外侧，并从第一开口203穿入收容在第一腔室201内。可以理解，由于音叉30的第一端301外露在基座10的外侧，在调节音叉的频率时，可以非常方便地调节音叉的第一端，使其音叉的振荡频率达到所需的频率。
具体地，导电胶为银导电胶501、铜粉导电胶、镍碳导电胶、银铜导电胶等。
在一实施例中，音叉30的第二端302是通过银导电胶501固定在台阶106上。
优选地，音叉30水平地被固定在台阶106上。可以理解，当音叉30的第二端302被固定在台阶106上后，其第一端301为悬空设置且水平穿出第一开口203。从而可使音叉30的第一端301 与第二腔室103的底部不接触，避免影响调频。
进一步地，在导电层105与第二腔室103之间设有内引线端头107，在基座10的外表面设有与内引线端头107对应设置的外引线端头108，内引线端头107与外引线端头108之间电连接。
优选地，在一实施例中，内引线端头107具有2个，在基座 10的外表面分别设有两个与内引线端头107一一对应设置的外引线端头108。
进一步地，在基座10的外表面设有侧电极109，侧电极109 用于将内引线端头107与外引线端头108之间电连接，以使音叉 30与外部电连接。其次，在上盖20的外表面设有外端头205，在这里，外端头205用于固定外引线端头108，其不和内引线端头 107，以及外引线端头108连接。
可选的，在其中一个实施例中，基座10包括底板101和三块侧板102，三块侧板102分别设于底板101上且与底板101围成具有敞口的第二腔室103。可以理解，在三块侧板102是依次首尾相连设置在底板101的周向，即在底板101上形成了上述的第二开口104。
当然，在本实施例中的第二开口104可以是半封闭或者完全敞开式的开口，并不限制第二开口104的具体的形状，只有能够满足音叉30的第一端301穿出第二开口104即可。对应地，第一开口203的具体的形状也不作限制，只有能够满足音叉30的第一端301穿出第二开口104后收容在第一腔室201中即可。
本一实施例中，第二开口104为完全敞开式的开口，与之对应的第一开口203也是完全敞开式的开口。
在其中一个实施例中，当上盖20盖合于所述基座10上后，所述盖与基座之间的连接处设有密封胶。密封胶用于将上盖20 与基座10之间密封。
可选地，密封胶包括以环氧树脂密封胶、酚醛树脂密封胶、有机硅树脂密封胶、不饱和聚酯树脂密封胶等。
具体地，在本实施例中，采用的是环氧树脂密封胶。
优选地，当上盖20盖合于所述基座10上后，所述第一开口 203与第二开口104连通，从而形成腔室40。
参照图4，在一实施例中提供一石英晶体谐振器的制备方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤S1、用电子陶瓷材料制作基座10，在基座10上设置第二腔室103，以及开设与第二腔室103连通设置的第二开口104；
进一步地，在在第二腔室103远离第二开口104的一端底部设有内引线端头107，在内引线端头107上通过金属化焊接覆盖一侧导电层105，导电层105与第二腔室107的底部形成台阶106，音叉30的第二端302通过导电胶固定在台阶106上。
在第二腔室103于导电层105之间设有内引线端头107，在基座10的外表面设有与内引线端头107对应设置的外引线端头 108；同时，在的基座10外表面上设有将连接内引线端头107与外引线端头108的侧电极109。进而，通过侧电极109使内引线端头107与外引线端头108之间电连接。
使用电子陶瓷材料形成上盖20；在上盖20上设置收容音叉的第一端301的第一腔室201；在上盖20上开设第一开口203，第一开口203将第一腔室201与外界连通设置。
进一步地，在的上盖20外表面设置外端头204。外端头205 用于固定用于固定侧电极109，以增加侧电极109的附着面积，外端头205不与内引线端头107，以及外引线端头108连接。
在一实施例中，上盖20盖合于基座10上，在基座10与上盖 20之间的连接处涂覆密封胶，并对该密封胶进行加热，作预固化处理，以使其连接处的密封胶预固化。
步骤S2、将音叉30安装第二腔室103内。即，将音叉30的第二端302固定在台阶106上，音叉30的第一端301穿出第二开口104。可以理解，此时的第一端301是外露在基座10的外侧。
进一步地，采用银导电胶501将第二端302水平固定在台阶 106上，以使第一端301水平穿出第二开口104。
步骤S3、调节所述音叉30的第一端301，以使音叉30的振荡频率达到所要求的频率。
进一步地，调节音叉30的方法包括：粗调，即，采用砂轮磨打磨音叉30的第一端301，改变第一端301的长度，以使音叉30 的振荡频率接近所需求的频率；进一步地，细调，即将经过粗调处理的第一端301采用激光打磨，以使音叉30的振荡频率更加精确。具体地，采用激光将附着在第一端301银电极烧掉，以减少第一端301的厚度，从而使音叉的振荡频率达到所要求的频率。
步骤S4、将所述上盖20盖合所述基座10进行组装。此时，音叉30的第一端302收容在第一腔室201内；
步骤S5、将步骤S4中组装好的石英晶体谐振器，抽空腔室 40内的空气，以使腔室40为真空状态后，加压并固化。
在一实施例中，密封胶包括以环氧树脂密封胶、酚醛树脂密封胶、有机硅树脂密封胶、不饱和聚酯树脂密封胶等。
优选地，在本实施例中采用的环氧树脂密封胶。
进一步地，在对环氧树脂密封胶预固化处理的过程中，其预温度为100-120℃之间。预固化的作用是使环氧树脂密封胶凝结为一定的形态。在这里，其采用100℃，120℃均可以使环氧树脂密封胶凝结。
具体地，在对环氧树脂密封胶预固化处理的过程中，其预固化处理温度为：110℃。
进一步地，将步骤S4中组装好的石英晶体谐振器，进行真空处理，即，将腔室40内的空气给抽取，使腔室40内形成真空状态。具体地，腔室40内的真空度为1×10-3Pa以上。
进一步地，在步骤S5中将环氧树脂密封胶固化温度为： 175-220℃。固化的作用是使环氧树脂密封胶完全固化，以使上盖20与基座10之间为真空的密封状态。在这里，其采用175℃，220℃均可以使环氧树脂密封胶凝结。
具体地，在对环氧树脂密封胶预固化处理的过程中，其预固化处理温度为：200℃。
同时，为了密封性更加良好，在对环氧树脂密封胶预固化处理同时对基座10和/或上盖20之间加一定的压力。在步骤S5中，其在作固化处理时，所加的压力，2.5-3.5N﹒M。在这里，其施加的压力可以是2.5N﹒M，也可以为3.5N﹒M，其只要能够达到将基座10和/或上盖20之间连接连接更紧密即可。
具体地，加压的压力为：3.0N﹒M。
在其中一个实施例中，制作基座10、上盖20的材料挑选为钛酸镁陶瓷材料。但制作基座10、上盖20的材料不限于此，还可以选用氧化铝、钛酸铝等材料。
当然，值得解释的是，上述的石英晶体谐振器的制备方法中的步骤顺序只是为了便于描述该制备方法，其制备步骤顺序并不限于上述顺序的描述。
在本实施例中，制作基座10与制作上盖20是单独制作。基座10与上盖20的制作的先后顺序不限。只要满足基座10与上盖 20相互匹配即可。
本发明的优点在于：
1、音叉设置于所述第二腔室内，且音叉的第一端从所述开口穿出。即可以理解，音叉的第一端的是外露在基座外侧，从而可便于音叉频率的粗调和细调，其调频极其方便。
2、上盖与基座两者之间采用密封胶，通过预固化以及固化2 步固化工艺，实现音叉晶体谐振器高真空封装。
3、基座上形成金属化外引线端，不需要再采用金属线引出，即，采用直插(有引线)结构，使得贴片工艺成为可能。
4、结构简单、组装方便。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种石英晶体谐振器，包括基座、上盖以及音叉，所述音叉具有相对的第一端和第二端，所述第一端为调频端，所述第二端为引出端，所述上盖盖合所述基座上，其特征在于，所述上盖设有第一腔室，在上盖上还设有能将第一腔室半封闭的盖板,在上盖上开设有第一开口，所述的第一开口与第一腔室连通设置,所述盖板具有相对的两端，所述盖板的其中一端的形状、大小与所述第一腔室的形状、大小相匹配，而所述盖板的另一端延伸至第一开口的外侧并与盖板形成L形，所述基座设有第二腔室，所述基座设有与所述第二腔室连通的第二开口，且第二开口与设置在上盖上的第一开口相匹配设置,所述音叉的第二端设于所述第二腔室内，所述音叉的第一端从所述第二开口穿出并收容在所述第一腔室内。
2.根据权利要求1所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述第二腔室远离第二开口的一端底部设有导电层，所述导电层与第二腔室的底面形成台阶，所述音叉的第二端设置在台阶上，并通过导电胶粘结。
3.根据权利要求2所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述导电层与所述第二腔室之间设有内引线端头，在基座的外表面设有与所述内引线端头对应设置的外引线端头，所述基座的外表面设有侧电极，所述侧电极将所述内引线端头与所述外引线端头连接。
4.一种制造如权利要求1至3任一项石英晶体谐振器的制备方法，包括：
用电子陶瓷材料制作基座，所述基座上设有第二腔室，以及与所述第二腔室连通设置的第二开口；
用电子陶瓷材料制作上盖，所述上盖上设有第一腔室，以及与所述第一腔室连通设置的第一开口，所述音叉的第一端收容在所述第一腔室内；
将所述音叉的第二端通过导电胶安装在所述第二腔室内,所述音叉的第一端穿出所述第二开口；
调节所述音叉的第一端，使音叉的振荡频率达到所要求的频率；
将所述上盖盖合所述基座进行组装，所述音叉的第一端收容在所述第一腔室内；
将组装好的石英晶体谐振器，真空处理，加压并固化。
5.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述调节所述音叉的第一端，包括：砂轮粗打磨音叉的第一端和/或激光细打磨音叉的第一端。
6.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述用电子陶瓷材料制作上盖，包括：在第一腔室的第一开口处涂覆密封胶，并预固化。
7.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述用电子陶瓷材料制作基座,包括：在第二腔室远离第二开口的一端底部设有内引线端头，在内引线端头上覆盖一侧导电层，所述导电层与所述第二腔室的底部形成台阶，所述音叉的第二端通过导电胶固定在台阶上。
8.根据权利要求7所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述用电子陶瓷材料制作基座，进一步包括：在基座的外表面设置与所述内引线端头对应设置的外引线端头；同时，在基座的外表面设置外端头。
9.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为：175-220℃。
10.根据权利要求6所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述预固化的温度为：100-120℃。
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