DE10148186A1

DE10148186A1 - Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren und dadurch hergestellter Quarzkristalloszillator

Info

Publication number: DE10148186A1
Application number: DE2001148186
Authority: DE
Inventors: Jong-Tae Kim; Hu-Nam Choi; Gum-Young Young; Jong-Pil Lee
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2002-12-12
Also published as: JP2002368564A; US20020189061A1; SE0103159L; SE0103159D0; CN1388645A; KR100398364B1; SE525158C2; US20040012309A1; CN1187896C; KR20020089767A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren beschrieben, die eine große Zuverlässigkeit besitzen sowie ein dadurch hergestellter Quarzkristalloszillator. Erfindungsgemäß wird eine Quarzkristalloszillatorplatte auf einem keramischen Substrat innerhalb einer Ausnehmung des keramischen Substrats mittels mehrerer metallischer Erhöhungen befestigt. Der Querzkristalloszillator besitzt ein keramisches Substrat, das durch Aufschichten einer zweiten keramischen Schicht entlang des Umfangs der Oberfläche einer ersten keramischen Schicht erzeugt wurde. Das keramische Substrat hat eine obere Ausnehmung, wobei eine Mehrzahl von Elektrodenanschlüssen auf der ersten Keramikschicht in bestimmten Positionen ausgebildet ist und elektrisch mit externen Elektroden verbunden wird. Eine Quarzkristalloszillatorplatte mit einer Mehrzahl von Elektrodenmustern wird mit den Elektrodenanschlüssen des ersten keramischen Substrats innerhalb der oberen Ausnehmung durch eine Mehrzahl von metallischen Erhöhungen derart verbunden, dass ein verbleibender Teil der Oszillatorplatte von dem keramischen Substrat durch eine Lücke getrennt ist, bis auf die Anschlüsse. Ein keramischer Deckel deckt die Oberseite der Ausnehmung des keramischen Substrats ab und verschließt die Oszillatorplatte.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Quarzkristalloszillatoren und insbesonde re ein Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren mit erhöhter Zuver lässigkeit durch die verbesserte Technologie, eine Quarzkristalloszillatorplatte in der oberen Ausnehmung eines Keramiksubstrats anzuordnen. Die Erfindung be zieht sich ebenso auf einen Quarzkristalloszillator mit einem neuartigen Aufbau, der durch ein derartiges Verfahren hergestellt wird.

Hintergrund der Erfindung

Im Allgemeinen sind Quarzkristalloszillatoren benutzt worden, um Referenzfre quenzen zu erzeugen, beispielsweise bei elektronischen Armbanduhren oder Uh ren. Derartige Quarzkristalloszillatoren werden typischerweise in zwei Arten ein geteilt: Quarzkristalloszillatoren vom Stimmgabeltyp (tuning fork-type) und Quarz kristalloszillatoren vom Zungentyp (reed-type). Von diesen beiden Arten werden die Quarzkristalloszillatoren vom Stimmgabeltyp auch als sogenannte "Watson type quartz crystal oscillators" bezeichnet. Sie sind in mehreren Referenzen be schrieben, beispielsweise in den US-Patentschriften 3,969,641, 4,176,030, und 4,421,621. Ein Beispiel für einen herkömmlichen Quarzkristalloszillator vom Stimmgabeltyp ist in den Fig. 1a bis 1d gezeigt. Wie in Fig. 1a gezeigt ist, umfasst der herkömmliche Quarzkristalloszillator 100 vom Stimmgabeltyp ein ge schichtetes keramisches Substrat 111, bestehend aus einer ersten Keramikschicht 112 mit zweiten und dritten Keramikschichten 113 und 114, die entlang des Um fangs der Oberfläche der ersten Schicht 112 sequentiell ausgebildet sind um eine obere Ausnehmung zu bilden. Der Oszillator 100 besitzt ebenso eine Quarzkris talloszillatorplatte 120, die in der oberen Ausnehmung des geschichteten Kera miksubstrats 111 angeordnet ist, wie in den Fig. 1b und 1c gezeigt ist. Eine Mehrzahl von vorbestimmten Elektrodenmustern 122, 124, 122' und 124' ist in herkömmlicher Weise auf der Quarzkristallfläche 121 der Oszillatorplatte 120 aus gebildet, wie in Fig. 1d gezeigt ist. Im Falle des Kristalloszillators mit einer Quarz kristallfläche vom Stimmgabeltyp ist es erforderlich, ein Vakuum innerhalb des Quarzkristalloszillators 100 aufrecht zu erhalten. Bei dem Quarzkristalloszillator 100 mit einer Dreifachschicht, der in den Fig. 1a bis 1d gezeigt ist, ist die Oszilla torplatte 120 auf den Vorsprüngen 113a und 113b befestigt, die sich von der zweiten Keramikschicht 113 auf dem Substrat 111 erstrecken. Eine vorbestimmte Lücke wird zwischen der Platte 120 und dem Substrat 111 erzeugt. Im Falle des oben erwähnten dreifach geschichteten Quarzkristalloszillators wird typischerwei se eine Paste 130 oder 132 auf der Oberseite aller Vorsprünge 113a oder 113b aufgebracht, um die Oszillatorplatte 120 auf den Vorsprüngen 113a und 113b durch ein herkömmliches Pressverbindungsverfahren aufzukleben. Bei einem der artigen herkömmlichen Pressverbindungsverfahren wird typischerweise Lötzinn oder Goldpaste auf Siliziumbasis oder Goldpaste auf Epoxidbasis benutzt. In ei nem derartigen Fall ist es erforderlich, die Paste mit Wärme auszuhärten, nach dem die Oszillatorplatte auf dem Keramiksubstrat fixiert ist. Wenn die Oszillator platte vollständig auf den Vorsprung der zweiten Keramikschicht aufgeklebt ist, wird das keramische Substrat mit einem Deckel 116 abgedeckt.

In der Zwischenzeit ist ein weiterer Typ eines Quarzkristalloszillators mit einer doppelten Schicht anstelle des zuvor erwähnten Quarzkristalloszillators mit einer dreifachen Schicht vorgeschlagen und benutzt worden. Der Quarzkristalloszillator mit dem doppelt geschichteten Keramiksubstrat unterscheidet sich von dem Quarzkristalloszillator mit dem dreifach geschichteten Keramiksubstrat etwas hin sichtlich seines Aufbaus und des Verbindungsverfahrens. Die Fig. 2a bis 2d zei gen ein Beispiel von herkömmlichen Quarzkristalloszillatoren mit solchen doppelt geschichteten Keramiksubstraten. Fig. 2a ist eine perspektivische Explosionsan sicht des Quarzkristalloszillators mit einem solchen doppelt geschichteten Kera miksubstrat. Fig. 2b ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators und zeigt eine Quarzkristalloszillatorplatte, die innerhalb der oberen Ausnehmung des Keramiksubstrats angeordnet ist. Fig. 2c ist eine geschnittene Seitenansicht des Quarzkristalloszillators. Fig. 2d ist eine Schnittansicht und zeigt den Aufbau des Abschnitts "A" von Fig. 2c im Detail. Wie in Fig. 2a gezeigt ist, weist das zweischichtige keramische Substrat 211 des Quarzkristalloszillators 200 keine als Anschlusspunkte dienende Vorsprünge auf, daher ist die Quarzkristall oszillatorplatte 200 direkt auf der ersten Keramikschicht 212 des Substrats 211 befestigt. Während der Durchführung des Pressverbindungsverfahrens werden zwei Erhöhungen 230a aus Wolfram auf dem Substrat 211 ausgebildet. Ferner wird eine Paste 230 auf der Oberseite aller Erhöhungen 230 aus Wolfram aufge bracht, um die Oszillatorplatte 220 mit den Erhöhungen 230a zu verbinden, wobei zwischen der Platte 220 und der ersten Keramikschicht 212 des Substrats 211 eine gewünschte Lücke gelassen wird. Fig. 2d zeigt den Aufbau des Quarzkristall oszillators 200 mit der Oszillatorplatte 220 im Detail.

Die herkömmlichen Quarzkristalloszillatoren weisen jedoch ungeachtet des Auf baus ihrer geschichteten Keramiksubstrate die folgenden Probleme auf. Die Quarzkristalloszillatorplatte muss durch ein Pressverbindungsverfahren auf dem keramischen Substrat befestigt werden, wobei auf dem keramischen Substrat eine Paste aufgetragen wird, um die Platte auf dem Substrat zu befestigen. Daher ist es erforderlich, die Paste während der Herstellung der Quarzkristalloszillatoren durch Wärme auszuhärten. Je kleiner die Größe des keramischen Substrats ist, desto schwieriger ist es, die Menge der Paste während des Pressverbindungs verfahrens zu steuern, um dem aktuellen Trend der Kompaktheit von Quarzkris talloszillatoren zu entsprechen. Bei Quarzkristalloszillatoren vom Stimmgabeltyp ist es ferner erforderlich, ein Vakuum in der Ausnehmung aufrecht zu erhalten, wobei die Benutzung von Lötzinn oder Paste auf Epoxidharzbasis zur Befestigung der Oszillatorplatte auf dem keramischen Substrat zwangsläufig in der Erzeugung eines Gases bei einer hohen Verfahrenstemperatur resultiert und dementspre chend die Qualität der Oszillatoren in unerwünschter Weise verschlechtert. Dar über hinaus weisen die herkömmliche Quarzkristalloszillatoren einen etwas kom plexen Aufbau auf mit Vorsprüngen, die sich von der zweiten Keramikschicht erstrecken, oder sie weisen eine Erhöhung aus Wolfram zur Befestigung der Os zillatorplatte an dieser auf, wobei eine gewünschte Lücke zwischen der Platte und dem Substrat gelassen wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Es ist daher ein Ziel der Erfin dung, ein Verfahren zur Herstellung von Ouarzkristalloszillatoren durch Befestigen einer Quarzkristalloszillatorplatte auf einem Keramiksubstrat durch ein verbesser tes Verbindungsverfahren anzugeben, wobei die Produktivität und die Zuverläs sigkeit der Oszillatoren verbessert ist.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Quarzkristalloszillator anzugeben, der durch ein derartiges neues Herstellungsverfahren hergestellt ist.

Um die oben genannten Ziele zu erreichen, umfasst eine Ausführung der Erfin dung ein Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren, mit den folgen den Schritten:
Ausbilden eines keramischen Substrats, wobei eine zweite Keramikschicht und eine dritte Keramikschicht sequentiell entlang des Umfangs der Ober seite der ersten Keramikschicht aufgeschichtet werden, wobei das kerami sche Substrat eine Ausnehmung an der Oberseite hat, wobei die Ausneh mung an der Oberseite von der zweiten Keramikschicht und der dritten Ke ramikschicht umgeben ist, die ausgestanzt sind, um Vorsprünge auszubil den, die teilweise von einer Seite der zweiten Keramikschicht hervorstehen, und wobei die zweite Keramikschicht vorbestimmte Elektrodenanschlüsse an den Vorsprüngen aufweist;
Herstellen einer Quarzkristalloszillatorplatte mit vorbestimmten Elektroden mustern;
Anordnen einer Mehrzahl von metallischen Erhöhungen auf der Oberseite aller Elektrodenanschlusspunkte auf den Vorsprüngen der zweiten Kera mikschicht;
Positionieren der Quarzkristalloszillatorplatte innerhalb der oberen Aus nehmung des keramischen Substrats und elektrisches Anschließen der Quarzkristalloszillatorplatte mit den Metallerhöhungen, sodass der verblei bende Teil der Quarzkristalloszillatorplatte bis auf die Elektrodenanschluss punkte von dem keramischen Substrat durch eine Lücke getrennt ist; und
Abdecken des keramischen Substrats mit einem keramischen Deckel.

Eine weitere Ausführung der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren, umfassend die folgenden Schritte:
Ausbilden eines keramischen Substrats in der Form einer zweiten Keramik schicht, die entlang des Umfangs einer ersten Keramikschicht aufge schichtet wird, wobei das keramische Substrat eine oberseitige Ausneh mung hat, wobei die oberseitige Ausnehmung von der zweiten keramischen Schicht umgeben ist, die ausgestanzt ist um einen Rand zu bilden, wobei die erste Keramikschicht vorbestimmte Elektrodenanschlusspunkte in einer gewünschten Position hat;
Herstellen einer Quarzkristalloszillatorplatte mit einer Mehrzahl von Elektro denmustern;
Anordnen einer Mehrzahl von metallischen Erhöhungen auf allen Elektro denanschlusspunkten der ersten Keramikschicht;
Positionieren der Quarzkristalloszillatorplatte innerhalb der oberen Aus nehmung des keramischen Substrats und elektrisches Verbinden der Quarzkristalloszillatorplatte mit den metallischen Erhöhungen, sodass der verbleibende Teil der Quarzkristalloszillatorplatte bis auf die Elektronenan schlusspunkte von dem keramischen Substrat durch eine Lücke getrennt ist; und
Verschließen des keramischen Substrats mit einem keramischen Deckel.

Eine weitere Ausführung der Erfindung bezieht sich auf einen Quarzkristalloszilla tor, umfassend:
ein keramisches Substrat mit einer aufgeschichteten zweiten Keramik schicht entlang des Umfangs der Oberseite einer ersten Keramikschicht, wobei das keramische Substrat eine obere Ausnehmung aufweist, die von der zweiten Keramikschicht umgeben ist, und die erste Keramikschicht eine Mehrzahl von Elektrodenanschlusspunkten hat, die elektrisch mit externen Elektroden an vorbestimmten Positionen verbunden sind;
eine Quarzkristalloszillatorplatte mit einer Mehrzahl von Elektrodenmustern, welche Elektrodenplatte mit den Elektrodenanschlusspunkten der ersten Keramikschicht in der oberen Ausnehmung durch eine Mehrzahl von metal lischen Erhöhungen verbunden ist, sodass der verbleibende Teil der Oszil latorplatte von dem keramischen Substrat durch eine Lücke getrennt ist, abgesehen von den Anschlusspunkten; und
einen keramischen Deckel, der das keramische Substrat abdeckt, um den Oszillator zu verschließen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die oben genannten Merkmale und weitere Vorteile der Erfindung werden durch die folgende genaue Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen erläutert, in denen:

Fig. 1a bis 1d zeigen einen Quarzkristalloszillator vom Stimmgabeltyp ge mäß einer im Stand der Technik bekannten Ausführung, wo bei:

Fig. 1a ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators;

Fig. 1b ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators und zeigt eine Quarzkristalloszillatorplatte, die in nerhalb der oberen Ausnehmung eines keramischen Substrats angeordnet ist;

Fig. 1c ist eine geschnittene Seitenansicht des Quarzkristalloszilla tors; und

Fig. 1d ist eine perspektivische Ansicht von Fig. 1b im Detail und zeigt die Quarzkristalloszillatorplatte mit Elektrodenmustern;

Fig. 2a bis 2d zeigen einen Quarzkristalloszillator gemäß einer weiteren Ausführung des Standes der Technik, wobei:

Fig. 2a ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators;

Fig. 2b ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators und zeigt eine Quarzkristalloszillatorplatte, die in nerhalb der oberen Ausnehmung eines keramischen Substrats angeordnet ist;

Fig. 2c ist eine geschnittene Seitenansicht des Quarzkristalloszilla tors; und

Fig. 2d ist eine geschnittene Ansicht und zeigt den Aufbau des Ab schnitts "A" von Fig. 2c im Detail;

Fig. 3a bis 3d zeigen einen Quarzkristalloszillator gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung, wobei:

Fig. 3a ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators und zeigt eine Quarzkristalloszillatorplatte, die in nerhalb der oberen Ausnehmung eines keramischen Substrats angeordnet ist und eine Mehrzahl von metallischen Erhöhun gen aufweist;

Fig. 3b ist eine Perspektivansicht und zeigt den Abschnitt "B" von Fig. 3a im Detail;

Fig. 3c ist eine Schnittansicht und zeigt das Verfahren des mechani schen Befestigens der Quarzkristalloszillatorplatte auf dem ke ramischen Substrat mit den metallischen Erhöhungen unter Benutzung von Ultraschallwellen, die durch einen Ultraschall erzeuger erzeugt werden; und

Fig. 3d ist eine geschnittene Seitenansicht des Quarzkristalloszilla tors;

Fig. 4 zeigt den Aufbau eines herkömmlichen Flip- Verbindungsgeräts;

Fig. 5a bis 5d sind vergrößerte Ansichten des Abschnitts "C" von Fig. 4 und zeigen das Verfahren zur Herstellung einer metallischen Er höhung auf einer Grundfläche durch ein herkömmliches Flip- Verbindungsverfahren;

Fig. 6a und 6b zeigen das Verfahren zur Herstellung einer metallischen Er höhung auf einer Unterlage auf einer Grundfläche durch das herkömmliche Flip-Verbindungsverfahren;

Fig. 7 zeigt ein Verfahren zur Befestigung eines Halbleiterchips auf einer Grundfläche mit metallischen Erhöhungen durch ein her kömmliches Flip-Verbindungsverfahren;

Fig. 8a bis 8d zeigen ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ausbildung einer metallischen Erhöhung, auf einem Elektrodenanschluss eines keramischen Substrats;

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt die Form der metal lischen Erhöhung, die auf dem Elektrodenanschlusspunkt des keramischen Substrats gemäß der Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 10a ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Quarzkristall oszillators und zeigt eine Quarzkristalloszillatorplatte, die in nerhalb der oberen Ausnehmung eine keramischen Substrats angeordnet ist, wobei die metallischen Erhöhungen gemäß ei nem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet sind;

Fig. 10b ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts "D" von Fig. 10a; und

Fig. 11a bis 11c zeigen einen Quarzkristalloszillator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei:

Fig. 11a ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators und zeigt eine Quarzkristalloszillatorplatte, die in nerhalb der oberen Ausnehmung eines keramischen Substrats angeordnet ist und eine Mehrzahl von metallischen Erhöhun gen aufweist;

Fig. 11b ist eine geschnittene Seitenansicht des Quarzkristalloszilla tors; und

Fig. 11c ist eine vergrößerte geschnittene Ansicht und zeigt den Auf bau des Abschnitts "E" von Fig. 11b im Detail.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Im Folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, bei denen dieselben Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren dieselben oder ähnliche Bauteile bezeichnen.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen die Fig. 3a bis 3d einen Quarzkristalloszillator mit einem keramischen Substrat, bestehend aus drei Schichten. Wie in den Figuren gezeigt ist, kann das keramische Substrat 311 des Quarzkristalloszillators 300 aus einem herkömmlichen Grünling hergestellt sein, oder es kann durch Laminieren, also durch Aufschichten einer Mehrzahl von La gen hergestellt sein. In dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die zweiten und dritten Keramikschichten 313 und 314 ausgestanzt, um einen Rand zu bilden. Die zwei Keramikschichten 313 und 314 sind sequentiell entlang des Umfangs der Oberfläche einer ersten Keramikschicht 312 laminiert, das heißt auf einander geschichtet, so dass ein gewünschtes keramisches Substrat 311 gebildet wird. Bei dem dreifach geschichteten keramischen Substrat 311 des ersten Aus führungsbeispiels erstreckt sich eine Seite der zweiten Keramikschicht 313 teil weise nach innen, um zwei Vorsprünge 313a und 313b zu bilden, die zum Halten einer Quarzkristalloszillatorplatte 320 dienen. Eine Mehrzahl von Metallerhöhun gen 330 und 332 ist auf den Oberflächen der Vorsprünge 313a und 313b ange ordnet, und die Platte 320 wird auf den Vorsprüngen 313a und 313b befestigt, so dass sie mittels der Erhöhungen damit verbunden ist. Natürlich sind auf der Quarzkristallfläche der Oszillatorplatte 320 festgelegte Elektrodenmuster ausge bildet. Darüber hinaus sind Elektrodenanschlüsse mit einem festgelegten Muster auf den Vorsprüngen 313a und 313b vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Elektrodenanschlüsse in gewisser Weise in Übereinstimmung mit den gewünschten Eigenschaften des resultierenden Oszillators frei gestaltet werden können. Daher wird darauf hingewiesen, dass die Gestalt oder das Muster der Elektrodenanschlüsse den Kern der Erfindung nicht begrenzt. Die Elektrodenan schlüsse auf den Vorsprüngen 313a und 313b sind mit externen Elektroden elekt risch verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 313a und 313b unabhängig, das heißt voneinander getrennt, sie können jedoch auch als eine einzige Elektrode ausgebildet sein. Beim Oszillator mit dem dreifach geschichteten keramischen Substrat sind die metallischen Erhöhungen 330 und 332 auf den Elektrodenanschlüssen der Vorsprünge 313a und 313b ausgebildet und verbinden die Elektrodenanschlüsse der Vorsprünge 313a und 313b mit den Elektrodenanschlüssen der Oszillatorplatte 320.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Oszillatorplatte auf dem keramischen Substrat durch ein verbessertes Flip-Verbindungsverfahren anstelle eines her kömmlichen Pressverbindungsverfahrens befestigt. Das heißt, die metallischen Erhöhungen 330 und 332 werden auf den Oberflächen der Vorsprünge 313a und 313b des keramischen Substrats 313 ausgebildet, wie in den Fig. 3b und 3c ge zeigt ist. Anschließend wird die Platte 320 auf den Vorsprüngen 313a und 313b mittels der Erhöhungen 330 und 332 befestigt. Aus diesem Grund ist die Platte 320 innerhalb der oberen Ausnehmung des keramischen Substrats 311 angeord net. Um die Platte 320 auf dem keramischen Substrat 311 zu befestigen wird die Platte 320 auf die Erhöhungen 320 und 330 gelegt und an die Erhöhungen ge presst, wobei eine mechanische Reibungskraft, die durch Ultraschallwellen er zeugt wird, auf die Platte 320 einwirkt, wie in Fig. 3c gezeigt ist. Die Platte 320 wird mit dem keramischen Substrat 311 derart verbunden, dass die Elektrodenan schlüsse der Platte 320 mit den metallischen Erhöhungen 330 und 332 elektrisch verbunden werden. In einem solchen Fall wird es bevorzugt, die Platte 320 einer Gewichtskraft von etwa 2 kg oder weniger auszusetzen und Ultraschallwellen für einen Zeitraum von etwa 230 ms oder weniger anzuwenden, während die Platte 320 bei einer Temperatur von etwa 300°C oder weniger aufgeheizt wird, und ei nen elektrischen Strom von etwa 2 W oder weniger an die Platte 320 anzulegen. Ferner wird es bevorzugt, eine Lücke "d" von etwa 10-40 µm zwischen der Platte 320 und der Oberfläche der ersten Keramikschicht 312 auszubilden. Fig. 3d ist eine geschnittene Seitenansicht des Quarzkristalloszillators 300, bei dem die Platte 320 in die obere Ausnehmung des keramischen Substrats 311 eingesetzt und mit einem Deckel 316 abgedeckt ist.

Bei der Anwendung dieser Erfindung ist es erforderlich, das Flip- Verbindungsverfahren sorgfältig auszuführen, anders als bei einem herkömmli chen Flip-Verbindungsverfahren, das zur Befestigung eines Halbleiterchips auf einer Grundfläche oder einem Substrat benutzt wird. Bei einem herkömmlichen Befestigungsverfahren für einen Halbleiterchip wird dieser auf einer Grundfläche befestigt, wobei eine Mehrzahl von Erhöhungen benutzt werden, die gleichmäßig auf dem gesamten Umfang des Substrats angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird jedoch ein Ende der Oszillatorplatte 320 mit dem keramischen Substrat durch die metallischen Erhöhungen verbunden, während der verbleibende Teil der Platte 320 horizontal schwebend gehalten wird. Kurz gesagt handelt es sich bei der Platte 320 um eine Kragplatte. Es ist daher erforderlich, das Flip- Verbindungsverfahren zur Befestigung der Platte 320 auf dem keramischen Sub strat 311 sorgfältig auszuführen. Das Flip-Verbindungsverfahren zur Befestigung der Platte 320 auf dem keramischen Substrat 311 durch die metallischen Erhö hungen ist eines der kennzeichnenden Merkmale der Erfindung. Das Flip- Verbindungsverfahren zur Befestigung der Platte 320 auf dem keramischen Sub strat 311 gemäß der Erfindung wird im Folgenden genauer beschrieben.

Fig. 4 zeigt den Aufbau eines herkömmlichen Flip-Verbindungsgeräts. Die Fig. 5a bis 5d zeigen ein Verfahren zum Ausbilden einer metallischen Erhöhung auf einer Grundfläche durch ein herkömmliches Flip-Verbindungsverfahren. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, umfasst ein herkömmliches Flip-Verbindungsgerät 10 eine Drahtrolle 12, eine Drahthaltereinheit 14 in der Art einer Luftdüse, eine Halterung 16, eine Kapillarspitze 18 und eine Heizstufe 17. Ein Metalldraht 11 ist um die Drahtrolle 12 herumgewickelt. Die Drahthaltereinheit 14 und die Halterung 16 sind hintereinan der auf einem Drahtzuführabschnitt des Geräts angeordnet, um den Draht 11 zu halten, der von der Rolle 12 abgewickelt wird. Die Kapillarspitze 18 ist an dem En de der Drahtzufuhreinrichtung angeordnet und erzeugt die gewünschten metalli schen Erhöhungen. Die Heizstufe 17 heizt die Grundfläche 20 auf. Während des Flip-Verbindungsverfahrens bewegt sich die Kapillarspitze 18 abwärts in Richtung der Heizstufe 17. Wenn die Spitze des Drahtes 11 mit der Oberfläche der Grund fläche 20 während der Bewegung der Kapillarspitze 18 in Kontakt kommt, nähert sich ein Brenner 15 der Spitze des Drahtes 11 von der Seite des Geräts 10, wie in den Fig. 5a bis 5d gezeigt ist, so dass die Spitze des Drahtes 11 augenblicklich teilweise schmilzt. Anschließend wird die Kapillarspitze 18 gemeinsam mit dem Metalldraht 11 aufwärts bewegt, wobei eine kuppelförmige metallische Erhöhung 13 auf der Oberfläche der Unterlage der Grundfläche bzw. des Substrats 20 ent steht. Nach der Ausbildung einer metallischen Erhöhung 13 auf der Unterlage er zeugt das Gerät eine weitere metallische Erhöhung auf einer anderen Unterlage durch dasselbe Verfahren wie oben beschrieben.

Die Fig. 6a und 6b zeigen im Detail ein Verfahren zur Herstellung einer metalli schen Erhöhung 13 auf einer Unterlage 21 auf einer Grundfläche 20 durch das herkömmliche Flip-Verbindungsverfahren. Selbstverständlich ist es möglich, die metallische Erhöhung 13 durch die Änderung der Form der in Fig. 6a gezeigten Kapillarspitze in verschiedenen Formen auszubilden. Da die Kapillarspitze 18 ge meinsam mit dem Metalldraht 11 angehoben wird, nachdem die Spitze des Drah tes 11 bei dem herkömmlichen Flip-Verbindungsverfahren teilweise durch einen Brenner geschmolzen worden ist, ist die Spitze 13c der Erhöhung 13 punktförmig, wie in Fig. 6b gezeigt ist.

Fig. 7 zeigt ein Verfahren zur Befestigung eines Halbleiterchips 1 auf einer Grund fläche 20 mit einer metallischen Erhöhung 13 durch Benutzung eines Ultraschall generators 140. Bei dem herkömmlichen Flip-Verbindungsverfahren wird der Halbleiterchip 1 auf der Grundfläche 20 an zwei oder mehr Seiten der Grundfläche befestigt, so dass eine gewünschte elektrische oder mechanische Verbindung des Chips 1 mit der Grundfläche 20 erreicht werden kann, obwohl alle metallischen Erhöhungen 13 an ihrer Spitze punktförmig ausgebildet sind. Wenn die metalli schen Erhöhungen 13 mit einer derartigen punktförmigen Spitze 13a zur Befesti gung einer Oszillatorplatte auf einem keramischen Substrat eines Quarzkristallos zillators benutzt werden, können die Erhöhungen 13 jedoch mehrere Probleme verursachen. Da lediglich ein Ende der Oszillatorplatte mit dem keramischen Sub strat eines Quarzkristalloszillators durch Benutzung der metallischen Erhöhungen verbunden ist, ist es erforderlich, die Oszillatorplatte präzise innerhalb der oberen Ausnehmung der keramischen Grundfläche in der gewünschten Lage zu befesti gen, wobei die gewünschte horizontale Ausrichtung der Platte beibehalten wird. Es ist jedoch sehr schwierig für die herkömmlichen metallischen Erhöhungen mit einer derartigen punktförmigen Spitze, die Oszillatorplatte mit dem keramischen Substrat zu verbinden, wenn gleichzeitig eine bestimmte horizontale Position der Platte innerhalb des keramischen Substrats beibehalten werden soll. Aus diesem Grund sind metallische Erhöhungen vorgesehen, deren Form zur Befestigung der Oszillatorplatte mit der keramischen Grundfläche geeignet ist, wobei gleichzeitig die gewünschte horizontale Ausrichtung der Platte beibehalten werden kann, so dass die Zuverlässigkeit beim Betrieb des sich ergebenden Quarzkristalloszillators verbessert ist.

Die Fig. 8a bis 8d zeigen ein Verfahren zur Ausbildung einer metallischen Erhö hung 23 an einem Elektrodenanschluss eines keramischen Substrats 311. Die üblichen Schritte des Flip-Verbindungsverfahrens zur Befestigung einer Quarz kristalloszillatorplatte auf dem keramischen Substrat in der Erfindung sind diesel ben wie diejenigen des herkömmlichen Flip-Verbindungsverfahrens. Das Verfah ren gemäß der Erfindung ist jedoch dahingehend geändert, dass die punktförmige Spitze aller metallischen Erhöhungen 23 mit der Kapillarspitze 18 in dem in Fig. 8d dargestellten Verfahrensschritt heruntergedrückt wird, so dass die Spitze 23b der Erhöhung 23 geglättet wird, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Es ist natürlich klar, dass das Glätten der punktförmigen Spitze der metallischen Erhöhung 23 auch durch ein anderes Mittel anstelle der Benutzung der Kapillarspitze 18 erreicht werden könn te, ohne das Funktionieren der Erfindung zu beeinträchtigen. Beispielsweise kann die punktförmige Spitze der metallischen Erhöhung 23 durch teilweises Absägen oder Schleifen geglättet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass erfin dungsgemäß die metallischen Erhöhungen eine derartige glatte Spitze 23 haben. Es wird bevorzugt, jede metallische Erhöhung 23 so zu bearbeiten, dass sie so wohl einen glatten oberen Abschnitt 23, als auch einen glatten unteren Abschnitt 23a besitzt, wobei das Volumen des oberen Abschnitts kleiner als der des unteren Abschnitts ist. Beispielsweise kann der glatte untere Abschnitt aller metallischen Erhöhungen gemäß der Erfindung vorzugsweise eine allgemein zylindrische Form mit einem Durchmesser von etwa 50 µm oder weniger und eine Höhe von etwa 40-90 µm aufweisen. Um derartige glatte metallische Erhöhungen auf den An schlusspunkten des keramischen Substrats auszubilden wird es bevorzugt, Ultra schallwellen auf die metallischen Erhöhungen während des Heizvorgangs wirken zu lassen und die Erhöhungen bei festgelegten Verfahrensbedingungen während des Verfahrensschritts zur Herstellung der, metallischen Erhöhungen auf dem ke ramischen Substrat zu quetschen, wie in den Fig. 8a und 8b gezeigt ist. Es wird bevorzugt, eine Gewichtskraft von etwa 250 g oder weniger durch die Kapillarspit ze 18 auf die metallische Erhöhung 23 auszuüben und für einen Zeitraum von et wa 50 ms oder weniger Ultraschallwellen auf die Erhöhung 23 einwirken zu las sen, während die Heizstufe 17 auf eine Temperatur von etwa 300°C oder weniger aufgeheizt wird, vorzugsweise beträgt die Temperatur etwa 150-250°C, und es wird ein elektrischer Strom von etwa 2 W oder weniger an die Erhöhung 23 ange legt.

Es wird bevorzugt, zwei oder mehrere metallische Erhöhungen auf allen Elektro denanschlüssen des keramischen Substrats auszubilden. In dem Ausführungsbei spiel von Fig. 10a sind vier metallische Erhöhungen 430 oder 432 an jedem Elekt rodenanschluss eines aus drei Schichten bestehenden keramischen Substrats 411 ausgebildet, die den Elektrodenanschlüssen einer Quarzkristalloszillatorplatte 420 entsprechen. Fig. 10b ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts "D" von Fig. 10a. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird es bevorzugt, die metallischen Erhöhungen auf allen Elektrodenanschlüssen des keramischen Sub strats derart auszubilden, dass die Erhöhungen auf jedem Anschluss zumindest 20% der gesamten Fläche jedes Elektrodenanschlusses bedecken, entsprechend zu allen Elektrodenanschlüssen des keramischen Substrats. Wenn zwei oder mehr metallische Erhöhungen auf jedem Elektrodenanschluss des keramischen Substrats wie oben beschrieben ausgebildet sind, ist es vorteilhafter, die Erhö hungen zickzackartig, das heißt versetzt zueinander, anzuordnen. Darüber hinaus werden die metallischen Erhöhungen vorzugsweise aus Gold hergestellt, da die goldenen Erhöhungen eine gute Leitfähigkeit bewirken.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3a und 10a weist das keramische Substrat des Quarzkristalloszillators eine dreifach geschichtete Struktur auf. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das keramische Substrat des Quarzkristalloszillators auch einen Aufbau mit zwei Schichten oder mehreren Schichten aufweisen kann, ohne die Wirkungsweise der Erfindung zu beeinträchtigen. Die Ansichten der Fig. 11a bis 11c zeigen einen Quarzkristalloszillator mit einem zwei Schichten aufwei senden keramischen Substrat gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 11a ist eine perspektivische Explosionsansicht des Quarzkristall oszillators. Fig. 11b ist eine geschnittene Seitenansicht des Quarzkristalloszilla tors. Fig. 11c ist eine vergrößerte Schnittansicht und zeigt den Aufbau des Ab schnitts "E" von Fig. 11b im Detail. Wie in Fig. 11a gezeigt ist, umfasst der Quarz kristalloszillator 500 ein zwei Schichten aufweisendes keramisches Substrat 511. Das keramische Substrat 511 wird hergestellt, indem eine zweite keramische Schicht 514 entlang des Umfangs der Oberfläche einer ersten keramischen Schicht 512 auflaminiert wird, wobei eine obere Ausnehmung des Substrats 511 verbleibt. Eine Quarzkristalloszillatorplatte 520 wird auf der Oberfläche der ersten Keramikschicht 512 des keramischen Substrats 511 innerhalb der oberen Aus nehmung des Substrats 511 durch eine Mehrzahl von metallischen Erhöhungen 530 befestigt. Anschließend wird die Ausnehmung der keramischen Substrats 511 mit einem Deckel 518 verschlossen. Bei dem keramischen Substrat 511 ist die zweite keramische Schicht 514 entlang des Umfangs der Oberseite der ersten keramischen Schicht 512 laminiert. Ein Elektrodenanschluss ist in einer vorbe stimmten Position auf der Oberfläche der ersten keramischen Schicht 512 ange ordnet, er ist elektrisch an eine externe Elektrode angeschlossen. Die zweite Ke ramikschicht 514 begrenzt eine Ausnehmung der keramischen Substrats 511, so dass die Platte 520 innerhalb der Ausnehmung auf der ersten keramischen Schicht 512 befestigt wird. Der Elektrodenanschluss der Platte 520 ist durch eine Mehrzahl von metallischen Erhöhungen, die in derselben Art wie oben beschrie ben hergestellt sind, elektrisch mit dem Elektrodenanschluss der ersten kerami schen Schicht 512 verbunden. Der verbleibende Teil der Platte 520 ist horizontal oberhalb der Oberseite der ersten keramischen Schicht 512 gehalten. Eine Mehr zahl von festgelegten Elektrodenmustern ist auf der Quarzkristallfläche der Oszil latorplatte 520 ausgebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Elektrodenmus ter in einer gewissen Weise frei gestaltet werden können, in Übereinstimmung mit den Eigenschaften der resultierenden Quarzkristalloszillatoren.

Bei dem Quarzkristalloszillator 500, der ein zwei Schichten aufweisendes Kera miksubstrat aufweist, ist die Oszillatorplatte 520 direkt auf dem keramischen Sub strat 511 mittels einer Mehrzahl von metallischen Erhöhungen 530 befestigt, ohne dass Vorsprünge wie in Fig. 1c oder Erhöhungen aus Wolfram wie in Fig. 2c be nutzt werden. Daher ist der Quarzkristalloszillator 500 mit dem zwei Schichten aufweisenden Keramiksubstrat in bemerkenswerter Weise anders als die her kömmlichen Quarzkristalloszillatoren bezüglich des Aufbaus. Der Quarzkristallos zillator 500 weist vorteilhafterweise eine verringerte Dicke auf, sodass er dem in jüngster Zeit aufgekommenen Trend zu kompakten, kleinen, leichten und dünnen Quarzkristalloszillatoren entspricht.

Wie oben beschrieben wurde, kann die Erfindung vorzugsweise bei Quarzkristall oszillatoren angewendet werden, ungeachtet der Art der Oszillatorplatten. Vor zugsweise wird die Erfindung insbesondere zur Herstellung eines Quarzkristallos zillator vom Stimmgabeltyp eingesetzt, wobei zwangsläufig ein Vakuum im Inneren aufrecht erhalten muss, um zu verhindern, dass die Oszillatorplatte während des Oszillatorbetriebs in Reibungskontakt mit Luft kommt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand eines Beispiels er läutert, welches allerdings nicht als Beschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Beispielsweise ist es wichtig zu verstehen, dass die Elektrodenmuster in gewisser Weise frei gestaltet werden können in Übereinstimmung mit den Eigenschaften der sich daraus ergebenden Quarzkristalloszillatoren.

Beispiel

Durch Mischen von Keramikpulver wurde ein Schlamm hergestellt. Aus dem Schlamm wurden Grünlinge in Form von Platten hergestellt. Aus den Grünlingen wurde ein keramisches Substrat mit drei Schichten hergestellt. Eine in Z-Form ge schnittene Quarzkristallfläche wurde zum Waschen vorbereitet und einem Be druckprozess unterzogen, so dass eine Quarzkristalloszillatorplatte hergestellt wurde. Vier Erhöhungen aus Gold, jeweils mit einer Größe von 100 µm, wurden auf Elektrodenanschlüssen von Vorsprüngen des keramischen Substrats ausge bildet. Anschließend wurde die Quarzkristalloszillatorplatte vor dem Befestigen der Platte auf dem keramischen Substrat auf die Erhöhungen aufgelegt, anschließend wurde die Platte zusammengedrückt und die Platte wurde durch Ultraschallwellen beaufschlagt. In diesem Fall wurde eine Druckkraft von 2 kg erzeugt. Während eines Zeitraums von 250 ms wurden durch einen Ultraschallgenerator Ultraschall wellen erzeugt, denen die Platte ausgesetzt wurde, während sie bei einer Tempe ratur von 200°C erhitzt wurde, außerdem wurde ein elektrischer Strom von 1,5 W an die Platte angelegt, wodurch die Platte mit dem keramischen Substrat verbun den wurde. Anschließend wurde ein kleiner Teil der Elektroden auf der Oszillator platte mittels eines Laserstrahls abgeschnitten, um die Frequenz der Platte zu re gulieren. Anschließend wurde das keramische Substrat mit einem Deckel abge deckt, bevor ein Vakuum von etwa 10^-2 Torr geschaffen wurde, wodurch der ge wünschte Quarzkristalloszillator hergestellt wurde.

Der daraus resultierende, erfindungsgemäße Oszillator sowie einige herkömmli che Quarzkristalloszillatoren, die hergestellt wurden, indem Oszillatorplatten auf keramischen Substraten mittels einer Paste befestigt wurden, wurden gemeinsam sowohl einem Thermoschocktest als auch einem Falltest unterzogen. Darüber hinaus wurde die Abweichung der Frequenz der Oszillatoren gemessen, nachdem 48 Stunden vergangen waren. Die Testresultate sind in Tabelle 1 angegeben.

In diesem Fall wurde der Thermoschocktest 100 Zyklen lang durchgeführt, wobei die Quarzkristalloszillatorplatte bei Temperaturen von -40°C und 85°C 30 Minu ten lang bei jeder Temperatur geheizt wurde. Der Falltest wurde für jede Seite al ler Oszillatoren durchgeführt, indem die Oszillatoren von einer Höhe von 1,5 m über dem Boden fallen gelassen wurden.

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 ist es für den Fachmann ersichtlich, dass der erfindungsgemäße Oszillator eine große Widerstandsfähigkeit gegen thermischen Schock aufweist, darüber hinaus neigt er nach dem Falltest weniger zu Frequenzabweichungen. Zusätzlich behält der erfindungsgemäße Oszillator seine Zuverlässigkeit während des Betriebs auch nach dem Verstreichen einer gewissen Zeit bei.

Bei dem herkömmlichen Oszillator des Vergleichsbeispiels 1 (Zeile 3), zu dessen Herstellung eine Goldpaste auf Siliziumbasis verwendet wurde, ist es weniger wahrscheinlich, dass dessen Frequenz nach dem Falltest abweicht, sie weicht jedoch in bemerkenswerter Weise nach dem Thermoschocktest oder nach einer gewissen Zeit ab. Es wird daher darauf hingewiesen, dass der herkömmliche Os zillator des Vergleichsbeispiels 1 die Anforderungen an die gewünschte Zuverläs sigkeit im Betrieb nicht erfüllt. Darüber hinaus weicht auch die Frequenz des her kömmlichen Oszillators des Vergleichsbeispiels 2, hergestellt mit Goldpaste auf Epoxydbasis, beträchtlich ab, sowohl beim Falltest und beim Thermoschocktest als auch nach dem Verstreichen einer gewissen Zeit.

Wie oben beschrieben wurde bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren und einen damit hergestellten Quarz kristalloszillator. Der erfindungsgemäße Quarzkristalloszillator wird durch Befesti gen einer Quarzkristalloszillatorplatte auf einem keramischen Substrat durch einen verbesserten Flip-Verbindungsprozess hergestellt, so dass er eine erhöhte Zu verlässigkeit aufweist und mit großer Produktivität hergestellt werden kann. Dar über hinaus entspricht er dem Trend zu kompakten, kleinen und dünnen Oszillato ren.

Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Zwecke der Er läuterung beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet klar, dass vielfältige Änderungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Anwendungsbereich und der Idee der Erfindung abzuweichen, die in den Patentansprüchen beschrieben sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren, umfassend die fol genden Schritte:
Ausbilden eines keramischen Substrats, wobei eine zweite kerami sche Schicht und eine dritte keramische Schicht sequentiell entlang des Umfangs der Oberfläche der ersten keramischen Schicht aufge schichtet werden, wobei das keramische Substrat eine obere Aus nehmung aufweist, die von der zweiten Keramikschicht umgeben ist und wobei die dritte Keramikschicht ausgestanzt ist, um Vorsprüngen zu bilden, die sich teilweise von einer Seite der Keramikschicht der zweiten Keramikschicht erstrecken, welche zweite Keramikschicht festgelegte Elektrodenanschlüsse auf den Vorsprüngen aufweist;
Herstellen einer Quarzkristalloszillatorplatte mit festgelegten Elektro denmustern;
Anordnen einer Mehrzahl von metallischen Erhöhungen auf der O berfläche aller Elektrodenanschlüsse auf den Vorsprüngen der zweiten Keramikschicht;
Positionieren der Quarzkristalloszillatorplatte innerhalb der oberen Ausnehmung des keramischen Substrats und elektrisches Verbinden der Quarzkristalloszillatorplatte mit den metallischen Erhöhungen, sodass ein verbleibender Teil der Quarzkristalloszillatorplatte durch eine Lücke von dem keramischen Substrat getrennt ist, abgesehen von den Elektrodenanschlüssen; und
Verschließen des keramischen Substrats mit einem keramischen Deckel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die metallischen Erhöhungen aus Gold sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der metallischen Erhöhun gen, die auf der Oberseite der Elektrodenanschlüsse aller Vorsprünge des keramischen Substrats ausgebildet sind und die den Elektrodenanschlüs sen der Oszillatorplatte entsprechen, zwei oder größer als zwei ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fläche der auf den Elektrodenan schlüssen des keramischen Substrats ausgebildeten metallischen Erhö hungen wenigstens 20% der gesamten Fläche der Elektrodenanschlüsse der Oszillatorplatte beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die metallischen Erhöhungen auf allen Elektrodenanschlüssen des keramischen Substrats zickzackförmig ange ordnet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei alle metallischen Erhöhungen eine glatte Oberfläche besitzen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei alle metallischen Erhöhungen erzeugt werden durch Platzieren eines Metalldrahts auf dem keramischen Substrat in einer festgelegten Position, Anpressen des Metalldrahts durch die An wendung von Ultraschallwellen und Aufwärtsziehen des Metalldrahts vor dem Komprimieren des Endabschnitts des Metalldrahts, um eine glatte Oberfläche bei allen metallischen Erhöhungen zu erzeugen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei alle metallischen Erhöhungen durch Anwendung einer Druckkraft von etwa 250 g oder weniger und Ultraschall wellen auf die Erhöhung für einen Zeitraum von etwa 50 ms oder weniger erzeugt werden, während die Erhöhung bei einer Temperatur von etwa 300°C oder weniger aufgeheizt wird, und durch Anlegen eines elektrischen Stroms von etwa 2 W oder weniger an die Erhöhung.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei alle metallischen Erhöhungen auf eine Temperatur von etwa 150 bis 250°C aufgeheizt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei alle metallischen Erhöhungen sowohl einen glatten oberen Abschnitt als auch einen glatten unteren Abschnitt aufweisen, wobei das Volumen des oberen Abschnitts kleiner als das des unteren Abschnitts ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der glatte untere Abschnitt aller metal lischen Erhöhungen eine im allgemeinen zylindrische Form mit einem Durchmesser von etwa 50 µm oder weniger und eine Höhe von etwa 40 bis 90 µm aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Quarzkristalloszillatorplatte auf dem Keramiksubstrat durch Aufpressen der Platte auf die metallischen Erhöhun gen befestigt wird, wobei eine durch Ultraschallwellen erzeugte mechani sche Reibungskraft auf die Platte ausgeübt wird, wodurch die Elektroden anschlüsse der Platte mit den metallischen Erhöhungen elektrisch verbun den werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Druckkraft von etwa 2 kg oder weniger auf die Oszillatorplatte ausgeübt wird, wobei Ultraschallwellen wäh rend eines Zeitraums von etwa 230 ms oder weniger einwirken, während die Platte bei einer Temperatur von etwa 300°C oder weniger aufgeheizt wird und wobei ein elektrischer Strom von etwa 2 W oder weniger an die Platte angelegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lücke zwischen der Oszillatorplatte und der Oberseite der ersten Keramikschicht etwa 10 bis 40 µm beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Quarzkristalloszillator vom Stimm gabeltyp ist.

16. Verfahren zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren, umfassend die fol genden Schritte:
Ausbilden eines keramischen Substrats, wobei eine zweite kerami sche Schicht entlang des Umfangs einer ersten keramischen Schicht aufgeschichtet wird, wobei das keramische Substrat eine obere Aus nehmung aufweist, die von der zweiten keramischen Schicht, die ausgestanzt ist, um einen Rand zu bilden, umgeben ist, und eine erste keramische Schicht mit festgelegten Elektrodenanschlüssen in einer gewünschten Position;
Herstellen einer Quarzkristalloszillatorplatte mit einer Mehrzahl von Elektrodenmustern;
Anordnen einer Mehrzahl von metallischen Erhöhungen auf allen Elektrodenanschlüssen der ersten keramischen Schicht;
Positionieren der Quarzkristalloszillatorplatte innerhalb der oberen Ausnehmung des keramischen Substrats und elektrisches Anschlie ßen der Quarzkristalloszillatorplatte mit den metallischen Erhöhun gen, so dass ein verbleibender Teil der Quarzkristalloszillatorplatte bis auf die Elektrodenanschlüsse durch eine Lücke von dem kerami schen Substrat getrennt ist; und
Verschließen des keramischen Substrats mit einem keramischen Deckel.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die metallischen Erhöhungen aus Gold sind.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Anzahl der metallischen Erhöhun gen, die auf der Oberseite aller Elektrodenanschlüsse des keramischen Substrats entsprechend allen Elektrodenanschlüssen der Oszillatorplatte ausgebildet sind, zwei oder mehr als zwei ist.

19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Fläche der auf den Elektrodenan schlüssen des keramischen Substrats ausgebildeten metallischen Erhö hungen wenigstens 20% der Gesamtfläche der Elektrodenanschlüsse der Oszillatorplatte beträgt.

20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die metallischen Erhöhungen auf allen Elektrodenanschlüssen des keramischen Substrats zickzackförmig ange ordnet sind.

21. Verfahren nach Anspruch 16, wobei alle metallischen Erhöhungen eine glatte Oberfläche besitzen.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei alle metallischen Erhöhungen erzeugt werden durch Platzieren eines Metalldrahts auf dem keramischen Substrat in einer festgelegten Position, Anpressen des Metalldrahts durch die An wendung von Ultraschallwellen und Aufwärtsziehen des Metalldrahts vor dem Komprimieren des Endabschnitts des Metalldrahts, um eine glatte Oberfläche bei allen metallischen Erhöhungen zu erzeugen.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei alle metallischen Erhöhungen durch die Anwendung einer Druckkraft von etwa 250 g oder weniger und Ultra schallwellen auf die Erhöhung für einen Zeitraum von etwa 50 ms oder we niger erzeugt werden, während die Erhöhungen bei einer Temperatur von etwa 300°C oder weniger aufgeheizt werden und durch Anlegen eines elektrischen Stroms von etwa 2 W oder weniger an die Erhöhung.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei alle metallischen Erhöhungen auf eine Temperatur von etwa 150 bis 250°C aufgeheizt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 21, wobei alle metallischen Erhöhungen sowohl einen glatten oberen Abschnitt als auch einen glatten unteren Abschnitt aufweisen, wobei das Volumen des oberen Abschnitts kleiner als das des unteren Abschnitts ist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der glatte untere Abschnitt aller metal lischen Erhöhungen eine im Allgemeinen zylindrische Form mit einem Durchmesser von etwa 50 µm oder weniger und eine Höhe von etwa 40 bis 90 µm aufweist.

27. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Quarzkristalloszillatorplatte auf dem Keramiksubstrat durch Aufpressen der Platte auf die metallischen Erhöhun gen befestigt wird, wobei eine durch Ultraschallwellen erzeugte mechani sche Reibungskraft auf die Platte ausgeübt wird, wodurch die Elektroden anschlüsse der Platte mit den metallischen Erhöhungen elektrisch verbun den werden.

28. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Druckkraft von etwa 2 kg oder weniger auf die Oszillatorplatte ausgeübt wird, wobei Ultraschallwellen wäh rend eines Zeitraums von etwa 230 ms oder weniger einwirken, während die Platte bei einer Temperatur von etwa 300°C oder weniger aufgeheizt wird und wobei ein elektrischer Strom von etwa 2 W oder weniger an die Platte angelegt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Lücke zwischen der Oszillatorplatte und der Oberseite der ersten Keramikschicht etwa 10 bis 40 µm beträgt.

30. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Quarzkristalloszillator vom Stimm gabeltyp ist.

31. Quarzkristalloszillator (300, 400, 500), umfassend:
ein keramisches Substrat (311, 411, 511), aufgeschichtet auf einer zweiten keramischen Schicht (313, 514, 413) entlang des Umfangs der Oberseite einer ersten keramischen Schicht (312, 412, 512), wo bei das keramische Substrat (311, 411, 511) eine obere Ausneh mung aufweist, die von der zweiten keramischen Schicht (313, 514, 413) umgeben ist, wobei die erste keramische Schicht (312, 412, 512) eine Mehrzahl von Elektrodenanschlüssen aufweist, die an festgelegten Positionen mit externen Elektroden elektrisch verbun den sind;
eine Quarzkristalloszillatorplatte (320, 420, 520) mit einer Mehrzahl von Elektrodenmustern, welche Oszillatorplatte (320, 420, 520) in nerhalb der oberen Ausnehmung mit den Elektrodenanschlüssen der ersten keramischen Schicht (312, 412, 512) durch eine Mehrzahl von metallischen Erhöhungen (330, 332, 430, 432, 530) verbunden ist, derart, dass der verbleibende Teil der Oszillatorplatte (320, 420, 520) von dem keramischen Substrat (311, 411, 511) durch eine Lücke getrennt ist, abgesehen von den Elektrodenanschlüssen; und
einen keramischen Deckel (316), der das keramische Substrat (311, 411, 511) abdeckt, um den Oszillator (300, 400, 500) zu verschlie ßen.

32. Quarzkristalloszillator nach Anspruch 31, wobei die Anzahl der metallischen Erhöhungen (330, 332, 430, 432, 530), die auf der Oberseite aller Elektro denanschlüsse des keramischen Substrats (311, 411, 511) entsprechend zu allen Elektrodenanschlüssen der Oszillatorplatte (320, 420, 520) ausge bildet sind, zwei oder größer als zwei ist.

33. Quarzkristalloszillator nach Anspruch 31, wobei die Fläche der auf den E lektrodenanschlüssen des keramischen Substrats (311, 411, 511) ausgebil deten metallischen Erhöhungen (330, 332, 430, 432, 530) wenigstens 20% der Gesamtfläche der Elektrodenanschlüsse der Oszillatorplatte (320, 420, 520) beträgt.

34. Quarzkristalloszillator nach Anspruch 32, wobei die metallischen Erhöhun gen (430, 432, 530) auf allen Elektrodenanschlüssen des keramischen Substrats (411, 511) zickzackförmig angeordnet sind.

35. Quarzkristalloszillator nach Anspruch 31, wobei die metallischen Erhöhun gen (330, 332, 430, 432, 530) aus Gold sind.

36. Quarzkristalloszillator nach Anspruch 31, wobei die Lücke zwischen der Oszillatorplatte (320, 420, 520) und der Oberseite der ersten Keramik schicht (312, 412, 520) etwa 10 bis 40 µm beträgt.

37. Quarzkristalloszillator nach Anspruch 31, wobei der Quarzkristalloszillator (300, 400, 500) vom Stimmgabeltyp ist.