CN108259018A - 一种塑料封装石英晶体谐振器壳体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，包括盖板和底座，所述的盖板为塑料盖板，所述的底座包括塑料主体和导电引脚，所述的塑料主体上设置有容纳石英晶片的容纳室，所述的导电引脚与塑料主体通过纳米注塑成型工艺结合在一起，所述的盖板和底座固定在一起将石英晶片密封。所述的盖板为可透光塑料盖板，所述的盖板的四周上设置有容纳底座上凸起的凹槽，所述的底座包括塑料主体和导电引脚，所述的塑料主体上设置有容纳石英晶片的容纳室和与凹槽对应的凸起，所述的塑料主体为不透光塑料主体，所述的盖板和底座通过激光焊接固定在一起，将石英晶片密封。本发明产品在晶体行业打破了金属与陶瓷封的局限，给客户使用的产品带来更多的选择性。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料封装石英晶体谐振器及其制备方法，属于石英晶振器领域。
背景技术
石英晶体谐振器广泛应用于全球定位系统(GPS)和移动通信等各种系统中。石英晶体谐振器为金属封装与陶瓷封装，满足以移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短、小的要求，石英晶体谐振器的封装由传统的祼金属外壳向覆盖塑料金属和陶瓷封装的转变。传统的晶体谐振器陶瓷封装包括至少2层陶瓷基板，及与陶瓷基板固定的封盖，内侧陶瓷设有内电极，外侧陶瓷基板的下方设有外电极，所述内电极和外电极相互导通。所述内电极的上方通过粘结层固定一石英晶体，所述石英晶体设置在由陶瓷基板和封盖所形成的封闭空间内。为了增加封闭空间，现有技术的陶瓷基板上还固设有金属化层、焊料和金属环。封盖与金属环的封装采用平行缝焊或贵金属金锡合金熔焊。由于传统的表面贴装石英晶体谐振器陶瓷封装外壳的陶瓷板是由陶瓷片叠加共烧而成，陶瓷基板的生产成本一直居高不下，制造费用昂贵，同时叠加共烧，制作时技术要求高，产量受到技术、设备各方面的限制，生产效率和产品良率降低，远远不能满足于日益增长的市场需求。而且陶瓷金属封装方式在生产过程中需使用自动化设备一颗一颗加工产品，生产效率低。金属与塑料以纳米技术结合的工艺称为纳米注塑成型技术(NMT)。先对金属表面进行纳米化处理，再将塑料注射在在金属表面，可将镁、不锈钢、钛等金属与硬质树脂结合，实现一体化成型。日本大成塑料(Taiseiplas)株式会社于2002年发明了纳米成型技术(NMT)。大成第一个字母为T，所以命名T处理。我国研究人员改变了纳米孔形成方式，衍生了不同的处理方法，其中，在通电的情况下进行的处理方法被称为E处理，字母E是电的缩写。两种工艺流程如下：T处理：(1)碱洗金属基材，除去表面油脂后水洗。2.酸洗金属基材，刻蚀出尺寸较大的纳米孔后水洗。3.T处理：使用弱酸性的T液处理基材，刻蚀出尺寸较小的蜂窝状纳米孔，最终基材表面形成纳米级别的珊瑚礁结构。4.水洗基材后烘干。(其中，T处理步骤需多次重复，具体重复次数依所选材料而定)。E处理：E处理结合了电化学原理与化学腐蚀原理——铝合金阳极氧化+化学扩孔技术。原理为，先使用弱碱性溶液中和纳米孔中的酸性溶液，再浸泡在耦合剂中，使耦合剂充满纳米孔(耦合剂需能与PPS/PBT反应)。工艺流程：上挂→除油→水洗→碱蚀→水洗→氧化→水洗→E处理→水洗→烘烤。E处理前需预氧，四道药水共处理3min左右，每道药水处理40s左右。E处理后基材表面形成蜂窝状的不规则孔洞，纳米孔洞经烘干后直接注塑成型。纳米成型工艺的优点：1.有效减少工序工时与成本；2.减轻产品自重同时兼顾外观质感；3.粘结力超强；4.安全和可回收，对环境影响很小。而纳米成型技术(NMT)还没有应用到石英晶振器领域。
发明内容
本发明提供了一种塑料封装石英晶体谐振器壳体及其制备方法，解决了现有陶瓷封装石英晶体谐振器制造费用昂贵、生产效率和产品良率降低，远远不能满足于日益增长的市场需求等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，包括盖板和底座，所述的盖板为塑料盖板，所述的底座包括塑料主体和导电引脚，所述的塑料主体上设置有容纳石英晶片的容纳室，所述的导电引脚与塑料主体通过纳米注塑成型工艺结合在一起，所述的盖板和底座固定在一起将石英晶片密封。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的盖板为可透光塑料盖板，所述的盖板的四周上设置有容纳底座上凸起的凹槽，所述的底座包括塑料主体和导电引脚，所述的塑料主体上设置有容纳石英晶片的容纳室和与凹槽对应的凸起，所述的塑料主体为不透光塑料主体，所述的盖板和底座通过激光焊接固定在一起，将石英晶片密封。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的盖板和底座通过胶粘或超声波焊接固定在一起。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的接电引脚为Z字型引脚。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的塑料主体上对应Z字型引脚的位置设置有注塑孔。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的注塑孔为锥形孔。
本发明的一种塑料封装石英晶体谐振器壳体的制备方法，包括以下步骤：
(1)盖板制造：根据盖板的形状及尺寸，通过注塑成型工艺制造塑料盖板；
(2)底座制造：金属带材经过冲压成型工艺冲压成引脚，然后根据底座的形状和尺寸，通过纳米注塑成型工艺，制造底座；
(3)固定密封：将上盖和底座固定在一起，将石英晶片密封。
本发明的有益效果：
本发明壳体采用金属纳米处理及塑料原料纳米处理工艺，通过注塑使其两种性质完全不同的材质物理性紧密贴合，此外本产品塑胶材质有两种性质，与金属结合部分为不透光性塑料，产品上盖则可以透光，焊接方式为激光焊接，当激光照射盖子时因盖子的材质为透光性，所以激光会穿过盖子照射在底部不可透光的塑料上，在两种塑料贴合的位置会产生瞬间热量加上外部给盖子施加压力所以两种塑料会焊接在一起达到密封性不漏气。
本发明的塑料晶体，有以下几点优势，
1，外观尺寸比原来金属封产品小原来金属产品在电路板上焊接方式为插针式，现在使用本发明的产品可实现贴片(SMD)焊接在电路板上；
2，本发明产品在制作成本上低于目前金属与陶瓷封产品；
3，本发明产品在生产的效率上远远高于目前市面上产品
4，本发明产品电镀面积减少百分之50％以上，更加环保；
5，本发明产品在晶体行业打破了金属与陶瓷封的局限，给客户使用的产品带来更多的选择性
6，本发明产品在性能上比陶瓷金属封有更大的灵活性，一款尺寸可做更多频率不一的产品，为电路板设计带来更大的灵活性。
附图说明
下面结合附图作简要介绍。显而易见，下图仅为本申请记载的一些具体实施
方式。本发明包括但不限于这些附图。
图1为实施例1的石英晶体谐振器结构示意图；
图2为图1的A向结构示意图；
图3为实施例2石英晶体谐振器结构示意图；
图4为图3的A向结构示意图；
图5为实施例3石英晶体谐振器主视图结构示意图；
图6为图5的A向结构示意图；
图7为实施例4的石英晶体谐振器主视图结构示意图；
图中，1为盖板，2为底座，3为凹槽，4为凸起，5为Z字型引脚，6为锥形孔，7为石英晶片，8为容纳室，9为导电胶，10为方形孔，11为接地引脚，12为方形引脚。
具体实施方式
下面将结合本发明附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的内容仅仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例结合不同类型的石英晶体谐振器来说明不同壳体，具体如下：
实施例1
如图1和2所示，一种塑料封装石英晶体谐振器，一种塑料封装石英晶体谐振器，包括盖板1、石英晶片7、导电胶9和底座2，所述的盖板1为注塑形成的可透光塑料盖板，所述的盖板1的上设置有容纳底座2上凸起4的凹槽3，所述的石英晶片7为镀过电极的石英晶片7，所述的底座2包括不透光塑料主体和导电引脚，所述的不透光塑料主体上设置有容纳石英晶片7的容纳室8和与凹槽3对应的凸起4，所述的导电引脚与不透光塑料主体通过纳米注塑成型工艺结合在一起，所述的镀过电极的石英晶片7通过导电胶9固化在容纳室8内，且与导电引脚相连接，所述的盖板1和底座2固定在一起将石英晶片7密封。盖板1和底座2通过激光焊接固定在一起。
接电引脚为Z字型引脚5，不透光塑料主体上对应Z字型引脚5的位置设置有注塑孔。设置注塑孔可以确保金属在注塑时不受塑胶冲击力变形，有效提高产品质量和成品率。注塑孔可以根据需要设置为不同形状，本实施例采用锥形孔6。
实施例2
如图3和4所示，与实施例1基本相同，不同点在于，晶体谐振器为三引脚石英晶体谐振器，三引脚石英晶体谐振器还包括接地引脚11，所述的接地引脚11设置在三引脚石英晶体谐振器的中间。接电引脚为Z字型引脚5，不透光塑料主体上对应Z字型引脚5的位置设置有注塑孔。设置注塑孔可以确保金属在注塑时不受塑胶冲击力变形，有效提高产品质量和成品率。注塑孔可以根据需要设置为不同形状，本实施例采用方形孔10。
实施例3
如图5和6所示，与实施例1基本相同，不同点在于：所述的晶体谐振器为四引脚石英晶体谐振器，所述的四引脚石英晶体谐振器包括两个接电引脚和两个接地引脚11，所述的接电引脚和接地引脚11交错设置在四引脚石英晶体谐振器的四个角，所述的接电引脚为可以为任何形状，本实施例为方形引脚12。
实施例4
如图7所示，一种塑料封装石英晶体谐振器，包括盖板和底座，所述的盖板为塑料盖板，所述的底座包括塑料主体和导电引脚，所述的塑料主体上设置有容纳石英晶片的容纳室，所述的导电引脚与塑料主体通过纳米注塑成型工艺结合在一起，所述的盖板和底座固定在一起将石英晶片密封。本实施例中的石英晶体谐振器为两引脚，所述的接电引脚为Z字型引脚。塑料主体上对应Z字型引脚的位置设置有注塑孔。注塑孔为锥形孔。本实施例中的盖板和底座通过胶粘固定在一起，也可以选用超声波焊接工艺固定在一起。
实施例5
一种塑料封装石英晶体谐振器的制备方法，包括以下步骤：
(1)盖板1制造：根据盖板1的形状及尺寸，采用透光塑料通过注塑成型工艺制造盖板1；
(2)底座2制造：金属带材经过冲压成型工艺冲压成引脚，冲压后的端子进行纳米化处理，使金属端子表面形成纳米孔状结构，纳米处理后的端子放入注塑模具内，并使用纳米塑料成型工艺，按照要求的形状和尺寸，制造底座2；
(3)石英晶片7预处理：石英晶片7镀上电极，并把镀过电极的石英晶片7通过导电胶9固定在导电引脚上，把石英晶片7装进底座后通过微调设备进行调频；
(4)激光焊接：将上盖和底座通过凹槽3凸起4结合部激光焊接，使上盖与底座两种塑料熔接，将石英晶片7密封。
本发明中所用的透光塑料和不透光塑料可以选用PPS、PBT、PA6、PAA6、PPA等。透光塑料只要保证激光能够透过即可，不透光塑料要保证激光不能透过。本实施例中采用的塑料为PPS。
实施例6
一种塑料封装石英晶体谐振器壳体的制备方法，包括以下步骤：
(1)盖板制造：根据盖板的形状及尺寸，通过注塑成型工艺制造塑料盖板；
(2)底座制造：金属带材经过冲压成型工艺冲压成引脚，然后根据底座的形状和尺寸，通过纳米注塑成型工艺，制造底座；
(3)固定密封：将上盖和底座通过胶粘固定在一起，将石英晶片密封。上盖和底座的固定方式也可以采用超声波焊接的方式进行。
采用实施例6的方法制备两引脚塑料封装石英晶体谐振器一，采用实施例5的方法制备两引脚塑料封装石英晶体谐振器二，测定其石英晶体谐振器相关参数，测定条件如下：频率：16000000，激励电平:10.00uW Into RR，负载电容:9.00pF。每种型号随机选择十个测定，具体参数如下：
两引脚塑料封装石英晶体谐振器一的相关参数
两引脚塑料封装石英晶体谐振器二的相关参数
由以上的数据可知，本发明的塑料封装石英晶体谐振器与陶瓷封装和金属封装的石英晶体谐振器在性能上没有差距。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，其特征在于：包括盖板和底座，所述的盖板为塑料盖板，所述的底座包括塑料主体和导电引脚，所述的塑料主体上设置有容纳石英晶片的容纳室，所述的导电引脚与塑料主体通过纳米注塑成型工艺结合在一起，所述的盖板和底座固定在一起将石英晶片密封。
2.根据权利要求1所述的一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，其特征在于：所述的盖板为可透光塑料盖板，所述的盖板的四周上设置有容纳底座上凸起的凹槽，所述的底座包括塑料主体和导电引脚，所述的塑料主体上设置有容纳石英晶片的容纳室和与凹槽对应的凸起，所述的塑料主体为不透光塑料主体，所述的盖板和底座通过激光焊接固定在一起，将石英晶片密封。
3.根据权利要求1所述的一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，其特征在于：所述的盖板和底座通过胶粘或超声波焊接固定在一起。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，其特征在于：所述的接电引脚为Z字型引脚。
5.根据权利要求4所述的一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，其特征在于：所述的塑料主体上对应Z字型引脚的位置设置有注塑孔。
6.根据权利要求5所述的一种塑料封装石英晶体谐振器壳体，其特征在于：所述的注塑孔为锥形孔。
7.一种如权利要求1所述的一种塑料封装石英晶体谐振器壳体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)盖板制造：根据盖板的形状及尺寸，通过注塑成型工艺制造盖板；
(2)底座制造：金属带材经过冲压成型工艺冲压成引脚，然后根据底座的形状和尺寸，通过纳米注塑成型工艺，制造底座；
(3)固定密封：将上盖和底座固定在一起，将石英晶片密封。
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