CN101594120B - 陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陶瓷封装的片式石英晶体频率器件及其制造方法。该频率器件包括上、下盖板和晶片，晶片位于下盖板凹坑中，下盖板凹坑长度、宽度大于晶片长度、宽度，下盖板凹坑深度大于晶片厚度；该频率器件还包括内电极、外电极。该制造方法步骤如下：一、制作一片带m×n个列阵凹坑陶瓷下盖板；二、在下盖板凹坑内点上导电胶，将石英晶片一端与导电胶粘合后完全落位在下盖板凹坑内；当下盖板凹坑内所有位置都贴满晶片后和上盖板粘合；三、将复合片切割成产品单元；四、引出产品单元内电极，形成独石型片式器件。本发明不仅结构简单、尺寸小、气密性好，而且可靠；制造频率器件方法不仅简单，而且制造成本低、效率高。

Description

陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种晶体频率器件及其制造方法，具体涉及一种陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法。

背景技术

目前，石英晶体频率器件广泛地应用于通讯、电视、数码产品以及工业自动化等领域，用于产生时基振荡频率或进行选频。

石英晶体频率器件是利用石英晶体在交变电场的作用下，会产生机械振动的原理制作而成。因此，它可不受外界电磁干扰的影响。在使用中，不需要像其他频率元件那样，为防止电磁干扰而进行复杂的屏蔽。对电子产品的小型化、集成化有着相当积极的意义。

由于石英晶体振子是通过机械振动的方式进行工作。因此，它必须要有一个振动空间，也就是我们所说的石英晶体频率器件的振动空腔。现有的比较先进的石英晶体频率器件是本申请人于2004年11月23日申请的“独石型片式石英晶体频率器件及其制造方法”(申请号为：200410084466.0)，但是从实际使用来看，由于其下盖板凹坑的长度小于晶片的长度，这种型式的产品存在以下二大问题：

1、大批量生产时，在点胶上片(放置晶片)过程中，由于在平面操作，故晶片不能精确定位；部分晶片放置后位置偏移或歪斜等情况均有发生，造成工序合格率的明显下降。

2、在大片封装时，有时粘合剂会从上盖板与下盖板的结合处渗漏出来并延展至晶片附近甚至粘住晶片，从而影响产品的成品质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷封装的片式石英晶体频率器件及其制造方法。该片式石英晶体频率器件不仅产品尺寸小、气密性好，而且制造成本低、效率高；同时用于制造该频率器件的方法不仅简单，而且可靠。

为解决上述技术问题，一种陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，包括上盖板、下盖板和晶片，在下盖板的内侧开有下盖板凹坑，晶片以导电胶固定位于下盖板凹坑中，该频率器件的空腔由上盖板、下盖板凹坑组成，下盖板凹坑的长度和宽度大于晶片的长度和宽度，下盖板凹坑的深度大于晶片厚度；同时该频率器件还包括内电极和外电极，外电极位于下盖板外侧面上，内电极位于下盖板内侧面的凹坑两侧。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述频率器件的端头棱边均设有圆弧倒角，以保证内电极引出后与外电极连接可靠；同时，上盖板和下盖板的长宽尺寸完全一致，且相对位置完全重合。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述该频率器件的上盖板上开有上盖板凹坑；上盖板凹坑的长度和宽度大于下盖板凹坑的长度和宽度。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述下盖板凹坑包括上凹坑和下凹坑，所述上凹坑的长度和宽度大于下凹坑的长度和宽度。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述下凹坑内有二处突起的支架，该支架的高度小于下凹坑的深度，支架长度方向的距离小于石英晶片长度。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，该频率器件下盖板内侧内电极处设有电极凹坑，电极凹坑中用银浆印刷制备附加内电极，电极凹坑的深度不小于附加内电极的厚度。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述下盖板由一底板和一孔板粘结而成，孔板中间的通孔和底板共同构成下盖板凹坑。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述下盖板内中部表面设有内凹坑、四周设有防溢凹坑；所述内凹坑的长度和宽度小于石英晶片的长度和宽度，而防溢凹坑围绕着石英晶片；同时下盖板的防溢凹坑的外侧位置上还设有电极凹坑，电极凹坑中有用银浆印刷制备内电极，电极凹坑的深度不小于内电极的厚度。

所述的任一陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法的具体步骤如下：

步骤一、根据产品平面尺寸要求，制作二片长宽尺寸完全一致的陶瓷片分别作为上、下盖板待用，具体为：

(1)根据产品平面尺寸要求，制作二片长宽尺寸完全一致的陶瓷片，其中一片作为上盖板待用；

(2)另外一片作为下盖板，在其中一面上形成m*n个列阵下凹坑，其中，m≥1，n≥1；或制作一个带m×n个通孔的孔板和一平板并将两者粘结在一起构成下盖板；

(3)在上述陶瓷下盖板外侧无凹坑面印刷银浆，烧结后形成外电极；

(4)在陶瓷下盖板的内侧有凹坑面制备内电极待用；

步骤二、在下盖板凹坑内点上导电胶后，将石英晶片一端与导电胶粘合后完全落位在下盖板凹坑内；当下盖板凹坑内的所有位置都贴满晶片后，放到专用粘片工作台上和上盖板粘合，具体为：

(1)将石英晶片用导电胶分别粘到下盖板凹坑内的m×n个位置上；

(2)粘好晶片后，按产品电性能要求，对m*n个位置上的石英晶片的谐振频率分别进行调整，使频率精度符合产品电性能要求；

(3)将粘合有晶片的下盖板放到粘片工作台上和上盖板粘合；为了加大振动空腔，则可将上盖板制成一片带m×n列阵凹坑的陶瓷上盖板；

(3)加热加压后，形成上、下盖板粘在一起的复合片；

步骤三、将复合片按产品尺寸要求，切割成产品单元；

步骤四、引出产品单元的内电极，形成独石型片式器件；将切割后的产品单元装入专用蒸发夹具，进行端面电极蒸发，使内电极和外电极导通。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，所述步骤一还包括在上盖板的一个表面形成m×n个和下盖板凹坑对应的上盖板凹坑。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，所述步骤一之(2)中下盖板制作包括在形成下盖板凹坑后，再次形成一个上凹坑。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，所述步骤一之(2)还包括同时在下盖板的每个下凹坑中形成二个突起的支架。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，所述步骤一还包括：在下盖板内电极处设电极凹坑，电极凹坑中用银浆印刷制备附加内电极，电极凹坑的深度不小于附加内电极的厚度。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，所述步骤一还包括在下盖板凹坑内形成防溢凹坑和电极凹坑；在上述陶瓷下盖板外侧和内侧电极凹坑内印刷银浆，烧结后分别形成外电极和附加内电极。

由于本发明的频率器件采用独特的结构设计，利用上、下盖板的凹坑或上盖板与下盖板的凹坑形成空腔，下盖板凹坑的长度和宽度大于晶片的长度和宽度，下盖板凹坑的深度是晶片厚度的2-3倍；采用带有凹坑的大陶瓷基片来替代带有支架的小陶瓷基座，避免了制作一个一个带有支架的陶瓷基座，省去了粘一个个小帽所需的价格昂贵的设备投资，不但提高了效率，而且降低了成本。再有将下盖板的长度设计成大于晶片的长度，使得点胶上晶片都在下盖板凹坑中进行，这样确保上片定位精确，提高了工序合格率。由于采用特殊的制造工艺，上盖板与上盖板的凹坑是在瓷片烧成后加工上去的，因此，定位精度可以做的相当高；用专门的方法制取高定位精度的上、下盖板凹坑，成本低效率高；片与片粘结时加热加压，使片与片之间的粘结状态良好，增加了片式产品的气密性、可靠性；由于采用了这种独石结构所以产品可以做得很薄，最小厚度可以达到0.8mm；用真空蒸发的方法，在产品的切割端面制作引出电极，首先与内、外电极接触良好连成一体，保证了产品的可靠性。其次，不经受高温，保证了产品的气密性不受破坏。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明所述的频率器件的实施例1剖面图；

图2-1至图2-3为本发明所述的频率器件制备方法示意图；

其中图2-1为制备后待用的下盖板；图2-2a为二层结构的复合示意图，图2-2b为三层结构的复合示意图；图2-3端头引出示意图；

图3为本发明的频率器件的实施例2示意图；

图4为本发明的频率器件的实施例3示意图；

图5为本发明的频率器件的实施例4示意图；

图6为本发明的频率器件的实施例5示意图；

图7为本发明的频率器件的实施例6示意图；

图8为本发明的频率器件的实施例7示意图；

图9为所述孔板示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，包括上盖板1、下盖板2和晶片3，在下盖板2的内侧开有下盖板凹坑5，晶片3以导电胶7固定位于下盖板2凹坑中，该频率器件的空腔由上盖板1、下盖板凹坑5组成，下盖板凹坑5的长度和宽度大于晶片3的长度和宽度，下盖板凹坑5的深度大于晶片3厚度；同时该频率器件还包括内电极8和外电极10，外电极10位于下盖板2外侧面上，内电极8位于下盖板2内侧面的凹坑两侧。

本发明的实施例1中，所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述频率器件的上、下盖板1、2的各处棱边均设有圆倒角，以保证内电极8引出后与外电极9连接可靠；同时，上盖板1和下盖板2的长宽尺寸完全一致，且相对位置完全重合。

请参见图2，本实施例的制造方法的具体步骤如下：

步骤一、根据产品平面尺寸要求，制作二片长宽尺寸

完全一致的陶瓷片分别作为上、下盖板1、2待用，具体为：

(1)根据产品平面尺寸要求，制作二片长宽尺寸完全一致的陶瓷片，其中一片作为上盖板1待用；

(2)另外一片作为下盖板2，在其中一面上形成m*n个列阵下盖板凹坑5，其中，m≥1，n≥1；

(3)在上述陶瓷下盖板2外侧无凹坑面印刷银浆，烧结后形成外电极10；

(4)在陶瓷下盖板2的内侧有凹坑面制备内电极8待用；

步骤二、在下盖板凹坑5内点上导电胶7后，将晶片3一端与导电胶7粘合后完全落位在下盖板凹坑5内；当下盖板凹坑5内的所有位置都贴满晶片3后，放到专用粘片工作台上和上盖板1粘合，具体为：

(1)将晶片3用导电胶7分别粘到下盖板凹坑5内的m×n个位置上；

(2)粘好晶片3后，按产品电性能要求，对m×n个位置上的晶片3的谐振频率分别进行调整，使频率精度符合产品电性能要求；

(3)将粘合有晶片的下盖板放到粘片工作台上和上盖板粘合；为了加大振动空腔，则可将上盖板制成一片带m×n列阵凹坑的陶瓷上盖板；加热加压后，形成上、下盖板1、2粘在一起的复合片；

步骤三、将复合片按产品尺寸要求，切割成产品单元；

步骤四、引出产品单元的内电极8，形成独石型片式器件：将切割后的产品单元装入专用蒸发夹具，进行端面电极蒸发，使内电极8和外电极10导通。

实施例2：

如图3所示，为了加大振动空腔，所述该频率器件的上盖板上开有上盖板凹坑4；上盖板凹坑4的长度和宽度大于下盖板凹坑5的长度和宽度。

则该实施例的的制造方法中，步骤一还包括：利用喷砂方法将上盖板1制成一片带m×n列阵凹坑的陶瓷上盖板；

实施例3

为了增加晶片3下方的振动空间，本实施例的石英晶体频率器件的所述下盖板凹坑5包括上凹坑51和下凹坑52，所述上凹坑51的长度和宽度大于下凹坑52的长度和宽度(见图4)。

则所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法中，所述步骤一之(2)中下盖板2制作包括在下盖板形成凹坑作为下凹坑52后，再次形成一个上凹坑51。

实施例4

请参见图5，作为实施例3的一个优化方案，所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的下凹坑52内有二处突起的支架11，该支架11的高度小于下凹坑52的深度，支架11长度方向的距离小于晶片3长度。

则在制备时，所述步骤一之(2)除实施例3所包含的所有步骤外，还包括同时在下盖板2的每个下凹坑52中形成二个突起的支架11。

实施例5

再请参见图6，为了增加内外电极连接可靠性，该频率器件下盖板2内侧内电极处设有电极凹坑6，电极凹坑6中用银浆印刷制备附加内电极9，电极凹坑6的深度不小于附加内电极9的厚度。

因此，所述制备方法的步骤一还包括：在下盖板2内电极8处设电极凹坑6，电极凹坑6中用银浆印刷制备附加内电极9，电极凹坑6的深度不小于附加内电极9的厚度。

实施例6

作为上述实施例的变型，请参见图7并结合图9，所述下盖板2由一平板21和一孔板22粘结而成，孔板22中间的通孔和平板21共同构成下盖板凹坑5。

则所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，所述步骤一之(2)制作一个带m×n个通孔的孔板22和一平板21并将两者粘结在一起构成下盖板2。

实施例7

作为实施例6的一个优化方案(见图8并参考图9)所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件，所述平板21内中部表面设有内凹坑12、四周设有防溢凹坑13；所述内凹坑12的长度和宽度小于晶片3的长度和宽度，而防溢凹坑12围绕着晶片3；同时下盖板2的防溢凹坑13的外侧位置上还设有电极凹坑6，电极凹坑6中有用银浆印刷制备内电极8，电极凹坑6的深度不小于内电极8的厚度。

所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，所述步骤一还包括在下盖板凹坑5内形成内凹坑12、防溢凹坑13和电极凹坑6；在上述陶瓷下盖板2外侧和内侧电极凹坑6内印刷银浆，烧结后分别形成外电极10和附加内电极9。

Claims (6)

1.一种陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，其特征在于，该制造方法的具体步骤如下：

步骤一、根据产品平面尺寸要求，制作二片长宽尺寸完全一致的陶瓷片分别作为上、下盖板待用，具体为：

(1)根据产品平面尺寸要求，制作二片长宽尺寸完全一致的陶瓷片，其中一片作为上盖板待用；

(2)另外一片作为下盖板，利用喷沙方法在其中一面上形成m*n个列阵下凹坑，其中，m≥1，n≥1；或制作一个带m×n个列阵通孔的孔板和一底板并将两者粘结在一起构成下盖板；

(3)在上述陶瓷下盖板外侧无凹坑面印刷银浆，烧结后形成外电极；

(4)在陶瓷下盖板的内侧有凹坑面制备内电极待用；

步骤二、在下盖板凹坑内点上导电胶后，将石英晶片一端与导电胶粘合后完全落位在下盖板凹坑内；当下盖板凹坑内的所有位置都贴满晶片后，放到专用粘片工作台上和上盖板粘合，具体为：

(1)将石英晶片用导电胶分别粘到下盖板凹坑内的m×n个位置上；

(2)粘好晶片后，按产品电性能要求，对m*n个位置上的石英晶片的谐振频率分别进行调整，使频率精度符合产品电性能要求；

(3)将粘合有晶片的下盖板放到粘片工作台上和上盖板粘合；为了加大振动空腔，则可将上盖板制成一片带m×n列阵凹坑的陶瓷上盖板；

加热加压后，形成上、下盖板粘在一起的复合片；

步骤三、将复合片按产品尺寸要求，切割成产品单元；

步骤四、引出产品单元的内电极，形成独石型片式器件：将切割后的产品单元装入专用蒸发夹具，进行端面电极蒸发，使内电极和外电极导通。

2.根据权利要求1所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤一还包括在上盖板的一个表面利用喷沙方法形成m×n个和下盖板凹坑对应的上盖板凹坑。

3.根据权利要求2所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤一之(2)中下盖板制作包括在形成下盖板凹坑后，再次形成一个上凹坑。

4.根据权利要求3所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤一之(2)还包括同时在下盖板的每个下凹坑中形成二个突起的支架。

5.根据权利要求4所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤一还包括：在下盖板内电极处设电极凹坑，电极凹坑中用银浆印刷制备附加内电极，电极凹坑的深度不小于附加内电极的厚度。

6.根据权利要求5所述的陶瓷封装的片式石英晶体频率器件的制造方法，其特征在于，所述步骤一还包括在下盖板凹坑内形成防溢凹坑和电极凹坑；在上述陶瓷下盖板外侧和内侧电极凹坑内印刷银浆，烧结后分别形成外电极和附加内电极。

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