TWI449227B - 封裝體、壓電振動器及壓電振盪器 - Google Patents

Description

封裝體、壓電振動器及壓電振盪器 發明領域

於此中所討論的實施例是有關於一種封裝體、一種壓電振動器、及一種壓電振盪器。

發明背景

通常，像是晶體振盪器般的壓電振動器是由一個容納於一封裝體內的壓電元件構成。外部連接電極是設置在該封裝體的外表面上。該等外部連接電極是電氣連接到在該封裝體內部的電極。該壓電元件是在該壓電元件之電極連接到在該封裝體內部之電極的狀態下容納在該封裝體內。

通常，該壓電元件是設有兩個電極，它們是分別藉著導電黏著劑來連接到在該封裝體內部的兩個電極。為了藉著導電黏著劑來連接該等電極，首先，固定量的導電黏著劑是施加到在該封裝體內部之該等電極中之每一者上，而然後，在把該壓電元件之電極置於所施加的導電黏著劑上之後該導電黏著劑被硬化。即，該壓電元件是在導電黏著劑是設置在壓電元件之電極與在封裝體內部之電極之間的狀態下被容納在該封裝體內。

當該壓電元件的電極與在該封裝體內部的電極是如上所述由導電黏著劑連接時，是會發生短路是因導電黏著劑流到其他部份或者離開該等電極或者該壓電元件的振盪頻率被改變而發生的問題。

因此，日本早期公開專利申請案第2000-124761號案建議一種壓電振盪器封裝體，其具有一個凹陷部份在一陶瓷容器的內壁上而且一陶瓷基體是藉由把該陶瓷基體的一端裝配到該凹陷部份內來固定到該陶瓷容器。在這壓電振盪器封裝體內，貫孔是形成在該陶瓷基體以致於該陶瓷基體是藉由把導電黏著劑填充至該等貫孔內來固定到該陶瓷容器。

日本早期公開專利申請案第2007-288644號案揭露一種壓電基體，該壓電基體具有一個結構為一凹陷部份或一貫孔是設置在一個要由導電黏著劑連接的部份與不要由導電黏著劑連接的部份之間俾可吸收導電黏著劑之離開要由導電黏著劑連接之部份的部份。

日本早期公開專利申請案第8-181407號案建議一種用於把一安裝部件安裝到一印刷佈線板的結構，其中，導電膠是填充至形成在印刷佈線板的貫孔內以致於該安裝部件是藉由把安裝部件的電極插入至在該等貫孔內的導電膠來被安裝。

此外，日本早期公開專利申請案第7-66670號案揭露一種壓電振動器，該壓電振動器具有一種結構為一隙縫是設置於數個從一支撐台延伸出來之支撐板中之每一者以致於該壓電振動器是藉著把一壓電基體之側端裝配至該等隙縫內來被安裝。

在導電黏著劑是藉由使用一分配器來施加到一封裝體的電極上的情況中，液態的導電黏著劑是從該分配器之噴嘴的頂端滴落到每個電極上。就這一點而言，是會有在導電黏著劑之滴下量以及導電黏著劑之滴下位置上的變化。第1圖是為一個描繪導電黏著劑是藉由使用一分配器來滴下到在一封裝體內之兩電極上之狀態的平面圖。從第1圖可察覺到，由於在滴下量與滴下位置上之如此的變化，導電黏著劑6在該封裝體2內之兩電極4-1和4-2上之滴下的尺寸和位置是大大地改變。

如果導電黏著劑6的位置與量是如在第1圖中所示改變的話，壓電元件之振盪頻率是不穩定或者壓電元件無法產生振盪的問題是會發生。此外，振盪頻率特性會由於在產生於壓電元件中之應力分佈上之與導電黏著劑6之老化有關的改變而改變。

因此，是希望獲得在導電黏著劑是由分配器施加的情況中，縱使在滴下量與滴下位置上是有變化，壓電元件之電極與導電黏著劑接觸的位置是固定而且接觸面積也是固定的一種結構。

發明概要

根據一實施例，一種被構築來容納一壓電元件的封裝體被提供，該封裝體包括一個具有數個空間的導引部份，該壓電元件的電極是分別插入至該數個空間內，其中，該導引部份的該數個空間是彼此分離。

一種壓電振動器是被提供，該壓電振動器包括：一封裝體，該封裝體是設有一具有數個空間的導引部份；一具有數個連接電極部份的壓電元件；及被容納於該導引部份之空間內的導電黏著劑，其中，該壓電元件的連接電極部份是分別插入到該導引部份的該數個空間內，而且是由該導電黏著劑固定。

在該壓電振動器的該等連接電極當中，僅突伸到充填有導電黏著劑之空間的部份是與導電黏著劑接觸。因此，即使在被供應以及充填於該等空間內之導電黏著劑的量上是有變化，壓電元件之電極與導電黏著劑接觸的位置是固定，而且其之接觸面積是固定不變。藉此，壓電元件的穩定性能是能夠被得到。

本發明之目的和優點將會藉由在後附之申請專利範圍中特別指出的元件和組合來被實現和達成。

要了解的是，前面的大致說明以及後面的詳細描述僅是為舉例說明而已，並非是本發明的限制。

圖式簡單說明

第1圖是為一個描繪導電黏著劑是藉由使用一分配器來滴落到在一封裝體內之兩電極上之狀態的平面圖；第2圖是為第一實施例之壓電振動器的橫截面圖；第3圖是為一陶瓷封裝體之主體部份的立體透視圖；第4圖是為一晶體振盪器的立體透視圖；第5圖是為該晶體振盪器的平面圖；第6圖是為一個用於描繪該陶瓷封裝體之主體部份之製造方法之例子的分解立體圖；第7A、7B和7C圖是為描繪把該晶體振盪器安裝到該陶瓷封裝體之主體部份之過程的橫截面圖；第8圖是為處於在第7A圖中所示之狀態之主體部份與晶體振盪器的立體透視圖；第9圖是為一個用於描繪一藉由使一探針與在一貫孔內之導電黏著劑接觸來作用之電氣接觸的橫截面圖；第10圖是為該具有一測試電極在一貫孔四周之主體部份的平面圖；第11圖是為該晶體振盪器之變化的側視圖；第12圖是為第二實施例之壓電振盪器的橫截面圖；及第13圖是為一個用於說明該晶體振盪器之應用的圖示。

較佳實施例之詳細說明

於此後，本發明之實施例的封裝體、壓電振動器、和壓電振盪器將會配合該等附圖來作說明。

第2圖是為第一實施例之壓電振動器的橫截面圖。該第一實施例的壓電振動器包括一陶瓷封裝體10，其是為一封裝體的例子，及一晶體振盪器20，其是為被容納於該陶瓷封裝體10內之壓電元件的例子。該陶瓷封裝體10包括一個具有一內部空間的盒狀主體部份12和一個用於封閉該主體部份12之內部空間的蓋體部份14。外部電極12-1和12-2是形成於該主體部份12的底面12a上俾可把該壓電振動器安裝到一電路板上。

第3圖是為該陶瓷封裝體10之主體部份12的立體透視圖。該主體部份12之一側的牆壁是做得厚俾可形成一個振盪器安裝部份12b。兩個槽孔12c是形成於該振盪器安裝部份12b內。該晶體振盪器20的兩連接電極部份是如稍後所述分別插入到該等槽孔12c，而且導電黏著劑16是經由貫穿孔12d填充到該等槽孔12c內。即，該兩個槽孔12c形成彼此分離之分別有該晶體振盪器20之兩連接電極部份插入的空間。因此，具有該兩彼此分離之如同數個空間一樣之槽孔12c的振盪器安裝部份12b是作用如一用於把晶體振盪器20導引到一固定位置的導引部份。

一個貫孔12e是形成在填充有導電黏著劑16之該槽孔12c的一部份與該外部連接電極12-1之間。據此，形成於該晶體振盪器20之連接電極部份中之一者的連接電極是透過填充在該槽孔12c與該貫孔12e內的導電黏著劑來電氣連接到該外部連接電極12-1。另一方面，形成於該晶體振盪器20之連接電極部份中之另一者的連接電極是透過填充在槽孔12c、貫孔12e以及形成在該主體部份12內部的導線圖案(未在圖式中顯示)來電氣連接到該外部連接電極12-2。

一分隔部份12f是形成於該主體部份12之內部的底面上。該分隔部份12f是被設置俾可在如於稍後所述把導電黏著劑16填充至該等槽孔12c時若導電黏著劑16溢出的話防止在該兩槽孔12c內的導電黏著劑16短路。如果導電黏著劑16從槽孔12c溢出的話，溢出的導電黏著劑16是沿著該振盪器安裝部份12b的側壁流動並且積聚在該主體部份12之內部的底面上。如果從槽孔12溢出的導電黏著劑16是在該主體部份12之內部的底面上延伸且變成彼此接觸的話，填充在該兩槽孔12c內的導電黏著劑是彼此電氣地短路。因此，該分隔部份12f是被設置從該主體部份12之內部的底面突出俾可分隔流到該底面的導電黏著劑16來防止以上所述的短路。

該晶體振盪器20的描述將會在下面配合第4圖和第5圖來提供。第4圖是為該晶體振盪器20的立體透視圖。第5圖是為該晶體振盪器20的平面圖。

該晶體振盪器20包括一長方形晶體塊22和從該晶體塊22之一側延伸出來的兩連接電極部份24-1和24-2。一對驅動電極26-1和26-2是形成於該晶體塊22的相對表面(前側和後側)上。該晶體塊22是藉由施加一個振盪電壓到該等驅動電極26-1和26-2來被振盪。雖然未有限定晶體塊22的哪個特定側為前側，在此為了方便起見，形成有驅動電極26-1的該側是作為該前側。

該等連接電極部份24-1和24-2中之每一者具有一個扁平長方形形狀，而且連接電極是分別形成在其之表面上。雖然是希望形成該等連接電極於該等連接電極部份24-1和24-2的整個表面上，該等連接電極是可以至少形成於該等連接電極部份24-1和24-2之端表面與前表面或後表面。在第4圖中，該連接電極24-1a是為一形成於該連接電極部份24-1之端表面上的電極而該連接電極24-2a是為一形成於該連接電極部份24-2之端表面上的電極。該連接電極24-1a是連接到形成於該連接電極部份24-1之前側之表面上的連接電極24-1b，而該連接電極24-2a是連接到形成於該連接電極部份24-2之後側之表面上的連接電極24-2b。

形成於連接電極部份24-1之前側之表面上的連接電極24-1a是電氣連接到形成於該晶體塊22之前側之表面上的驅動電極26-1。因此，形成於連接電極部份24-1之端表面上的連接電極24-1a是透過連接電極24-1b和一導電連接部份24-1c來電氣連接到該驅動電極26-1。另一方面，形成於連接電極部份24-2之後側之表面上的連接電極24-2a是透過一導電連接部份24-2c來電氣連接到形成於晶體塊22之後側之表面上的驅動電極26-2。因此，形成於連接電極部份24-2之端表面上的連接電極24-2a是透過連接電極24-2b與導電連接部份24-2c來電氣連接到該驅動電極26-2。

在以上所述的電極結構中，當一驅動電壓被施加到該等連接電極部份24-1和24-2的連接電極24-1a和24-2a時，該驅動電壓是傳送到該等驅動電極26-1和26-2，其致使該晶體塊22振盪。

應要注意的是，在該等電極被形成之前該晶體振盪器22是藉由把一晶體板加工成在第5圖中所示的形狀並且把一對應於該晶體塊22之部份拋光到具有一個使預定頻率之振盪被產生的厚度來被形成。

接著，一種形成陶瓷封裝體10之主體部份12之方法的描述將會被提供。第6圖是為一描繪形成陶瓷封裝體10之主體部份12之方法之例子的分解立體圖。

該陶瓷封裝體10的主體部份12能夠藉由層疊形成預定形狀的陶瓷薄片並且把該疊層燒結來被形成。在第6圖中所示的例子中，具有內部導線圖案形成在它上面的一陶瓷薄片12-2是層疊在一作為一底板的陶瓷薄片12-1上。然後，有一個部份是對應於該分隔部份12f的一陶瓷薄片12-3是層疊於該陶瓷薄片12-2上。然後，有一個部份是要形成有一內空間而數個部份是要形成有該兩個槽孔12c的一陶瓷薄片12-4是層疊於該陶瓷薄片12-3上。然後，有一個部份是要形成有該內空間而一個部份是要形成該貫穿孔12b的一陶瓷薄片12-5是層疊於該陶瓷薄片12-4上。最後，要成為該主體部份12之上邊緣的一陶瓷薄片12-6是層疊於該陶瓷薄片12-5上。如此形成的陶瓷薄片12-1至12-6疊層是被燒結來形成具有在第3圖中所示之形狀的主體部份12。

把晶體振盪器20連接到主體部份12之製程的說明將會在下面配合第7A至7C圖來被提供。第7A至7C圖是為描繪把晶體振盪器20連接到主體部份12之製程的橫截面圖。

首先，如在第7A圖中所示，該陶瓷封裝體10的主體部份12是被準備。然後，如在第7B圖中所示，以上所述的晶體振盪器20的連接電極部份24-1和24-2是分別插入至該主體部份12的槽孔12c內俾可把晶體振盪器20容納於主體部份12的內空間中。當把連接電極部份24-1和24-2插入到該主體部份12的兩槽孔12c內時，要進一步插入該等連接電極部份24-1和24-2是困難的，因為該等連接電極部份24-1和24-2中之每一者之基底部份的寬度是比該等連接電極部份24-1和24-2的其他部份大。

在第7B圖中所示的狀態中，該晶體振盪器20的連接電極部份24-1和24-2無法被進一步插入，其是為連接電極部份24-1和24-2是完全插入的狀態。第8圖是為處於第7B圖中所示之狀態之晶體振盪器20與主體部份12的立體透視圖。在這狀態下，該晶體振盪器20之連接電極部份24-1和24-2的端表面未到達該等槽孔12c的底面，而且空間是分別形成在該等連接電極部份24-1和24-2的端表面與該等槽孔12c的底面之間。然後，設於槽孔12c之上的貫穿孔12d是形成在貫穿孔12d與以上所述之空間是在那裡連通的位置。

當在第7B圖中所示的狀態被獲得時，液態的導電黏著劑16是經由該等貫穿孔12c來被填充到以上所述的空間內。因為該等連接電極部份24-1和24-2在該等槽孔12c內由於晶體振盪器20的重量而是傾斜的，該等連接電極部份24-1和24-2的末端是變成與該等槽孔12c的上表面接觸。因此，導電黏著劑16不沿著該等槽孔12c的上表面流動。此外，因為該等連接電極部份24-1和24-2在該等槽孔12c內由於晶體振盪器20的重量而傾斜，該等連接電極部份24-1和24-2的基底部份是變成與該等槽孔12c的下表面接觸。因此，沿著該等槽孔12c之下表面流動的導電黏著劑16是在該等連接電極部份24-1和24-2的基底部份附近停止，而且是被防止進一步流動越過該等連接電極部份24-1和24-2的基底部份。據此，填充到該等槽孔12c之縱深部份內的導電黏著劑16是被保持在該等槽孔12c之內而且不會經由該等槽孔12c的開孔部份從該等槽孔12c流出。

在把導電黏著劑16填充到該等槽孔12c內之後，導電黏著劑16被加熱及硬化。藉此，該晶體振盪器20是被機械地固定於該主體部份12內部。同時，形成於該等連接電極部份24-1和24-2之端表面上的連接電極24-1a和24-2a是經由導電黏著劑16與貫孔12e來電氣連接到該等外部連接電極12-1和12-2。

在這裡，當在該晶體振盪器20是由導電黏著劑固定的狀態下測試該晶體振盪器20的運作時，該晶體振盪器20的電測試是能夠如在第9圖中所示藉由使探針與在貫穿孔12d內之被硬化的導電黏著劑16接觸俾可施加一電壓到該晶體振盪器20來被執行。

此外，測試電極18是可以形成在該等貫穿孔12d中之每一者周圍以致於在該貫穿孔12d內的導電黏著劑16是與該測試電極18接觸。藉此，晶體振盪器20的電測試在輕易地使在第9圖中所示的探針與該測試電極18接觸時能夠被執行。

該等連接電極部份24-1和24-2的厚度是被設定稍微比該等槽孔12c的高度小。藉此，該晶體振盪器20是以一個稍微傾斜的狀態來被固定。然而，晶體振盪器20的振盪頻率是藉由調整該晶體振盪器20之晶體塊22的厚度來作調整。在以上所述的實施例中，該等連接電極部份24-1和24-2的厚度是與該晶體塊22的厚度相同，而該整個晶體振盪器20具有一均稱的厚度。據此，如果該晶體塊22的厚度是縮減的話，該等連接電極部份24-1和24-2的厚度是縮減。然而，會有的情況是該等連接電極部份24-1和24-2的厚度是由於在槽孔12c之尺寸上的允許公差而無法被縮減。例如，如果該等連接電極部份24-1和24-2的厚度是縮減的話，在槽孔12c之尺寸上的允許公差是相對地增加，其導致當晶體振盪器20是連接到該主體部份12時該晶體振盪器的斜度是增加的情況。在如此的情況中，有可能的是該傾斜的晶體振盪器20接觸該主體部份12之內空間的分隔部份12f或者底面。因此，該晶體振盪器20可以被形成以致於僅該晶體塊22的厚度是藉由維持該等連接電極部份24-1和24-2的厚度到某程度來被縮減。

接著，第二實施例之壓電振盪器的描述將會被提供。

第12圖是為一晶體振盪器的橫截面圖，該晶體振盪器是為該第二實施例之壓電振盪器的例子。在第12圖中，與在第2圖中所示之部份相同的部份是由相同的標號標示，而且其之描述將會被省略。

該晶體振盪器具有與以上所述之晶體振盪器相同的結構，但是不同的地方是在於一個包含一振盪電路的IC 50是被容納在該陶瓷封裝體10的主體部份中。該IC 50是安裝在該主體部份12內部的底面上，位在該晶體振盪器20下面。

導線(未在圖式中顯示)是形成於該主體部份12內部的底面上，而該導線是連接到該IC 50的電極。此外，該導線是經由在該主體部份12內部的導線52來連接到該等外部連接電極12-1和12-2。此外，該IC 50的電極是經由導線52與貫孔12e來電氣連接到導電黏著劑16。

如上所述，在本實施例的壓電振盪器中，一IC是設置在該壓電振盪器的封裝體內而連接到該IC的導線是形成於該封裝體內。

如在第13圖中所示，具有以上所述之結構的晶體振盪器60是安裝於一印刷板62上作為構成一電子電路的其中一個元件，而且是被併入到像是個人電腦、硬碟、行動電話等等般的電子設備。於此中所述的所有例子和條件語言是傾向於為了幫助讀者了解本發明及由發明人所提供之促進工藝之概念的教育用途，並不是把本發明限制為該等特定例子和條件，且在說明書中之該等例子的組織也不是涉及本發明之優劣的展示。雖然本發明的實施例業已詳細地作描述，應要了解的是，在沒有離開本發明的精神與範疇之下，對於本發明之實施例之各式各樣的改變、替換、與變化是能夠完成。

10．．．陶瓷封裝體

12．．．主體部份

12-1．．．外部電極

12-2．．．外部電極

12-3．．．陶瓷薄片

12-4．．．陶瓷薄片

12-5．．．陶瓷薄片

12-6．．．陶瓷薄片

12a．．．底面

12b．．．振盪器安裝部份

12c．．．槽孔

12d．．．貫穿孔

12e．．．貫孔

12f．．．分隔部份

14．．．蓋體部份

16．．．導電黏著劑

18．．．測試電極

20．．．晶體振盪器

22．．．長方形晶體塊

24-1．．．連接電極部份

24-1a．．．電極

24-1b．．．電極

24-1c．．．導電連接部份

24-2．．．連接電極部份

24-2a．．．電極

24-2b．．．電極

24-2c．．．導電連接部份

26-1．．．驅動電極

26-2．．．驅動電極

50．．．IC

52．．．導線

60．．．晶體振盪器

62．．．印刷板

第1圖是為一個描繪導電黏著劑是藉由使用一分配器來滴落到在一封裝體內之兩電極上之狀態的平面圖；

第2圖是為第一實施例之壓電振動器的橫截面圖；

第3圖是為一陶瓷封裝體之主體部份的立體透視圖；

第4圖是為一晶體振盪器的立體透視圖；

第5圖是為該晶體振盪器的平面圖；

第6圖是為一個用於描繪該陶瓷封裝體之主體部份之製造方法之例子的分解立體圖；

第7A、7B和7C圖是為描繪把該晶體振盪器安裝到該陶瓷封裝體之主體部份之過程的橫截面圖；

第8圖是為處於在第7A圖中所示之狀態之主體部份與晶體振盪器的立體透視圖；

第9圖是為一個用於描繪一藉由使一探針與在一貫孔內之導電黏著劑接觸來作用之電氣接觸的橫截面圖；

第10圖是為該具有一測試電極在一貫孔四周之主體部份的平面圖；

第11圖是為該晶體振盪器之變化的側視圖；

第12圖是為第二實施例之壓電振盪器的橫截面圖；及

第13圖是為一個用於說明該晶體振盪器之應用的圖示。

10．．．陶瓷封裝體

12．．．主體部份

14．．．蓋體部份

16．．．導電黏著劑

20．．．晶體振盪器

12a．．．底面

12b．．．振盪器安裝部份

12d．．．貫穿孔

12e．．．貫孔

12-1．．．外部電極

12-2．．．外部電極

Claims (10)

1. 一種被構築來容納一壓電元件的封裝體，該封裝體包含一具有數個空間的導引部份，該壓電元件的數個電極是分別插入至該導引部份的該數個空間內，其中，該導引部份的該數個空間是彼此分離，其中該數個空間的每一者係由一長形凹槽所界定，該長形凹槽係從一形成在該封裝體之一壁的內部表面之開口沿長度方向在該封裝體內部延伸，其中一貫孔是設置在該等空間中之每一者的上表面上以致於導電黏著劑是經由該貫孔來填充到該等空間中的每一者內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，一分隔部份是設置於一容納該壓電元件之空間內部的底面上，該分隔部份是從該底面突出。
3. 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，該等空間中之每一者包括向該導引部份之一側表面開放的槽孔，而且該等槽孔中之每一者具有一對應於一連接電極部份的形狀，該壓電元件之電極是形成在該連接電極部份上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之封裝體，其中，該等槽孔的深度是設定比該壓電元件之該連接電極部份的長度長，而在該導引部份之該側表面與該貫孔之間的距離是設定比該壓電元件之該連接電極部份的長度長。
5. 一種壓電振動器，包含： 一設有一導引部份的封裝體，該導引部份具有數個空間；一具有數個連接電極部份分別插入至該導引部份的該數個空間內的壓電元件；及一導電黏著劑，其係容納於該導引部份之該等空間內以將分別插入至該導引部份的該數個空間內之連接電極部份固定，其中該數個空間的每一者係由一長形凹槽所界定，該長形凹槽係從一形成在該封裝體之一壁的內部表面之開口沿長度方向在該封裝體內部延伸，其中該導引部份具有數個分別連接到該數個空間的貫穿孔。
6. 如申請專利範圍第5項所述之壓電振動器，其中，一連接電極是形成於該壓電元件之該等連接電極部份中之每一者的端表面上，該連接電極是用於驅動該壓電元件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之壓電振動器，其中，一分隔部份是設置於一容納有該壓電元件之空間內部的底面上，該分隔部份是從該底面突出。
8. 如申請專利範圍第6項所述之壓電振動器，其中，該等空間中之每一者是為一向該導引部份之一側表面開放的槽孔，而且該槽孔具有一對應於該壓電元件之該等連接電極部份中之每一者的形狀。
9. 如申請專利範圍第8項所述之壓電振動器，其中，該等槽孔的每一者的深度是設定比該壓電元件之該等連接電極部 份中之每一者的長度長，而在該導引部份之該側表面與該數個貫穿孔之每一者之間的距離是設定比該壓電元件之該等連接電極部份中之每一者的長度長。
10. 一種壓電振盪器，包含：如申請專利範圍第5至9項中之一項的壓電振動器；及一容納於該封裝體內的積體電路，該積體電路是藉由電氣連接到該壓電元件來驅動該壓電元件。