制造石英晶体振荡器的方法及由该方法制造的石英晶体振荡器技术

本发明专利技术公开了一种制造高可靠性石英晶体振荡器的方法，和一种用该方法制造的石英晶体振荡器。在本发明专利技术中，利用多个金属块将一个石英晶体振荡片安装在陶瓷基底的顶部空腔内的陶瓷基底上。石英晶体振荡器具有通过沿第一陶瓷层的上表面的周边叠置第二陶瓷层形成的陶瓷基底。陶瓷基底具有顶部空腔，带有在预定位置上形成在第一陶瓷层上并且电连接到外电极的多个电极端子。通过多个金属块将具有多个电极图案的石英晶体振荡片安装到顶部空腔内的第一陶瓷基底的电极端子上，从而使振荡片的除了端子之外的其余部分与陶瓷基底间隔一个间隙。陶瓷盖覆盖陶瓷基底顶部空腔的顶部，因而密封了振荡片。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石英晶体振荡器的制造，更具体地讲，涉及一种利用将石英晶体振荡片设置在陶瓷基底的顶部空腔中的改进技术制造具有优异稳定性的石英晶体振荡器的方法，本专利技术也涉及一种通过这种方法制造的新结构模式的石英晶体振荡器。与此同时，还提出和使用了另一种双层石英晶体振荡器类型来代替上述三层石英晶体振荡器。这种具有双层陶瓷基底的石英晶体振荡器在其结构和管芯焊接过程上与具有三层陶瓷基底的石英晶体振荡器有所不同。图2a至2d示出了常规的具有这种双层陶瓷基底的石英晶体振荡器的示例。图2a是具有这种双层陶瓷基底的石英晶体振荡器的分解透视图。图2b是石英晶体振荡器的分解透视图，示出了一个设置在陶瓷基底顶部空腔内的石英晶体振荡片。图2c是石英晶体振荡器的侧剖图。图2d是详细显示图2c的“A”部分的构造的剖视图。如图2a中所示，石英晶体振荡器200的双层陶瓷基底211没有用作端子的任何突起部分，因此石英晶体振荡片220直接安装在基底211的第一陶瓷层212上。在管芯焊接期间，将两个钨块230a形成在基底211上。此外，将糊剂230涂敷到每个钨块230a的上表面，以便将振荡片220粘结到钨块230a上，同时在振荡片220与基底211的第一陶瓷层212之间留下适当的间隙。图2d详细地显示了具有振荡片220的石英晶体振荡器200的结构。但是，常规石英晶体振荡器无论它们是何种类型的叠层陶瓷基底，都具有以下问题。即，石英晶体振荡片必须通过管芯焊接过程安装在陶瓷基底上，其中将糊剂涂敷到陶瓷基底上，以便把振荡片安装到基底。因此，在制造石英晶体振荡器的过程中需要热固化糊剂。此外，为了满足石英晶体振荡器紧凑化的当前趋势，在管芯焊接过程中，陶瓷基底的尺寸越小，越难控制糊剂的量。此外，在需要保持空腔中的真空的音叉型石英晶体振荡器中，在把振荡片安装到陶瓷基底时使用焊料或环氧基糊剂，在高处理温度下不可避免地导致产生气体，因而导致振荡器的质量退化，这是不希望出现的。另外，常规石英晶体振荡器不得不具有比较复杂的构造，这种构造具有用于把振荡片安装到其上的从第二陶瓷层延伸的突起部分或钨块，以便在振荡片与基底之间留下适当的间隙。本专利技术的另一个目的是要提供一种利用这种新的制造方法生产的石英晶体振荡器。为了达到上述目的，本专利技术的一个实施例提供了一种制造石英晶体振荡器的方法，包括以下步骤形成陶瓷基底，其中沿第一陶瓷层上表面的周边依次叠置了第二陶瓷层和第三陶瓷层，陶瓷基底具有顶部空腔，其中顶部空腔由第二和第三陶瓷层环绕，上述第二和第三陶瓷层经过冲压形成局部从第二陶瓷层的一侧伸出的突起部分，并且第二陶瓷层在突起部分上具有预定的电极端子；制备具有预定电极图案的石英晶体振荡片；将多个金属块设置在第二陶瓷层的突起部分上的每个电极端子的上表面；将石英晶体振荡片定位在陶瓷基底的顶部空腔中，并且使石英晶体振荡片与金属块电连接，从而使石英晶体振荡片除了电极端子之外的剩余部分与陶瓷基底间隔一个间隙；和用陶瓷盖密封陶瓷基底。本专利技术的另一个实施例提供了一种制造石英晶体振荡器的方法，包括以下步骤 形成陶瓷基底，其中沿第一陶瓷层周边叠置了第二陶瓷层，陶瓷基底具有顶部空腔，其中顶部空腔由第二陶瓷层环绕，第二陶瓷层冲压形成一个边框，并且第一陶瓷层在希望的位置上具有预定的电极端子；制备具有多个电极图案的石英晶体振荡片；将多个金属块设置在第一陶瓷层的每个电极端子上；将石英晶体振荡片定位在陶瓷基底的顶部空腔中，并且使石英晶体振荡片与金属块电连接，从而使石英晶体振荡片除了电极端子之外的剩余部分与陶瓷基底间隔一个间隙；和用陶瓷盖密封陶瓷基底。本专利技术再一个实施例提供了一种石英晶体振荡器，包括陶瓷基底，沿第一陶瓷层的上表面的周边叠置了第二陶瓷层，陶瓷基底具有由第二陶瓷层环绕的顶部空腔，第一陶瓷层具有多个在预定位置与外电极电连接的电极端子；具有多个电极图案的石英晶体振荡片，振荡片通过多个金属块安装在顶部空腔中的第一陶瓷层的电极端子上，从而使振荡片的除了端子之外的剩余部分与陶瓷基底间隔一个间隙；和覆盖陶瓷基底以密封振荡器的陶瓷盖。附图说明图10b是图10a的“D”部分的放大图；和图11a至11c示出了根据本专利技术的又一个实施例的石英晶体振荡器，其中图11a是石英晶体振荡器的分解透视图，示出了设置在带有多个金属块的陶瓷基底的顶部空腔中的一个石英晶体振荡片；图11b是石英晶体振荡器的侧剖图；和图11c是详细显示图11b的“E”部分的构造的放大剖视图。图3a至3d示出了根据本专利技术的基本实施例的具有三层陶瓷基底的石英晶体振荡器。如图中所示，根据本专利技术的石英晶体振荡器300的陶瓷基底311可以是用常规片材坯料制造的，或是通过层压多个片材产生。在本专利技术的基本实施例中，冲压第二和第三陶瓷层313和314，形成边框。沿第一陶瓷层312上表面的周边依次叠置两个陶瓷层313和314，从而形成一个希望的陶瓷基底311。在基本实施例的三层陶瓷基底311中，第二陶瓷层313的一侧局部地向内延伸，形成在其上支撑石英晶体振荡片320的两个突起部分313a和313b。多个金属块330和332排列在突起部分313a和313b的上表面，并且将振荡片320安装在突起部分313a和313b上，以通过金属块粘结。当然，要在振荡片320的石英晶体坯件上形成预定电极图案。此外，在突起部分313a和313b上提供具有预定图案的电极端子。在本专利技术中，应当知道，可以根据产生的振荡器的希望的特性，自由地设计电极端子。因此，应当指出，电极端子的形状或图案并不限制本专利技术的要旨。将突起部分313a和313b上的电极端子连接到外电极。在本专利技术中，突起部分313a和313b独立地彼此隔离，但可以是一个。在具有三层陶瓷基底的振荡器中，金属块330和332形成在突起部分313a和313b的电极端子上，并且把突起部分313a和313b的电极端子连接到振荡片320的电极端子。在本专利技术中，振荡片是通过一种改进的倒装焊接过程替代常规的管芯焊接法安装到陶瓷基底的。即，如图3b和3c中所示，将金属块330和332形成在陶瓷基底311的突起部分313a和313b的上表面。然后，通过金属块330和332使振荡片320安装到突起部分313a和313b。因此，振荡片320被设置在陶瓷基底311的顶部空腔中。如图3c中所示，为了把振荡片320安装到陶瓷基底311，将振荡片320平放在金属块330和332上，并用超声波造成并施加到振荡片320的机械摩擦力对金属块加压。振荡片320被安装到陶瓷基底311上，从而使振荡片320的电极端子能够与金属块330和332电连接。在这种情况下，最好对振荡片320施加大约2kpf或更小的压力和超声波大约230msec或更少的时间，同时以大约300℃或更低的温度加热振荡片320并且向振荡片320施加大约2W或更低的电流。此外，最好在振荡片320和第一陶瓷层312上表面之间形成大约10～40μm的间隙“d”。图3d是振荡片320已经组装在陶瓷基底311的顶部空腔中并且用盖316覆盖的石英晶体振荡器300的侧剖图。在本专利技术中，必须小心地进行倒装焊接过程，这里所用的倒装焊接过程与用于把半导体芯片安装到基底或衬底上的常规倒装焊接过程不同。在常规半导体芯片安装过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造石英晶体振荡器的方法，包括以下步骤：形成陶瓷基底，其中沿第一陶瓷层的上表面的周边依次叠置第二陶瓷层和第三陶瓷层，所述陶瓷基底具有顶部空腔，其中所述顶部空腔由所述第二陶瓷层和所述第三陶瓷层环绕，所述第二陶瓷层和所述第三陶瓷层经过冲压形成从所述第二陶瓷层的一侧局部伸出的突起部分，并且所述第二陶瓷层在突起部分上具有预定的电极端子；制备具有预定电极图案的石英晶体振荡片；在所述第二陶瓷层的突起部分上的每个所述电极端子的上表面上设置多个金属块；将所述石英晶体振荡片定位在陶瓷基底的所述顶部空腔内，并且使所述石英晶体振荡片与所述金属块电连接，从而使所述石英晶体振荡片的除了电极端子之外的其余部分与所述陶瓷基底间隔一个间隙；和用陶瓷盖密封所述陶瓷基底。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金钟泰，崔厚男，尹锦荣，李钟泌，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]