專利名稱：晶體振蕩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種晶體振蕩器，具體的說是通過采用共晶合金(eutectic alloy)保持晶體元件的晶體振蕩器。
背景技術：
舉例來說，晶體振蕩器以其作為頻率控制元件而知名，并且在例如通訊裝置的振蕩器中用作振蕩發(fā)生器。這種晶體振蕩器的一種類型是用于高穩(wěn)定性用途的晶體振蕩器，其中共晶合金被用作保持晶體元件，其中晶體元件被封裝在金屬容器內(nèi)。
圖3表示一個現(xiàn)有技術中的晶體振蕩器的例子，圖3A是通過縱向的剖面圖，圖3B是其必要元件的平面圖，圖3C是通過縱向剖面的局部放大圖。
如圖3所示，晶體振蕩器配有一個金屬基板1，支持件2，晶體元件3以及金屬罩4。金屬基座1具有圍繞外圓周的凸緣1b和至少一對封閉電樁(sealed terminal)5穿過金屬基座1的主體。在這里，兩對(共四個)封閉電樁5穿過金屬基座1。每個封閉電樁5的引線在晶體元件3的主表面?zhèn)壬斐?，引出到其另一個主表面。封閉電樁5安置于在同心圓上相互交叉的直線上。
每個支持件2由例如鎳(Ni)的金屬形成并且是基本上為L形截面的平板。一個封閉電樁5的向基板1的一個主表面伸出的前端(引線)被通過激光焊接到其L形的水平部分。在這種情況下，L形水平部分向中央部延伸并且其垂直部分的扁平表面面向晶體元件3。
晶體元件3是圖3B所示的環(huán)形的SC切割或AT切割的晶體。這種類型的晶體振蕩器具有一個提供在晶體元件3兩個主表面的每一個上的主表面電極6和在兩個主表面之間延伸形成的端面電極7。主表面電極6具有在兩個主表面上相互對立的方向上彼此面對的激勵電極(基極)6a和從每個激勵電極6a在相互相反的方向上延伸的引出電極6b。激勵電極6a和引出電極6b是通過在晶體元件3的兩個主表面上沉積形成的。如圖3C所示，由例如鉻(Cr)的材料形成的第一底層8a被沉積在晶體元件3的一個主表面上，并且將由金(Au)制的第一表面層9a疊加在第一底層8a的上面。
如圖3B所示，端面電極7在晶體元件3上形成一對從引出電極6b伸出的端部A和A’，另一對端部B和B’與A和A’垂直。這些端表面電極7中的每個都由鎳鉻合金(NiCr)形成，并且使之成形為在晶體元件3的兩個主表面之間延伸。要注意的是，形成的兩個主表面之間延伸的端表面電極7要使得端部A和A’疊加在引出電極6b上，而另外兩個端部B和B’直接形成在晶體元件3上。
如圖3C所示，由金鍺(AuGe)合金形成的共晶合金10插入在晶體元件3的兩個端部A和A’和另兩個端部B和B’中的每個端部的側(cè)表面與相應的支持件2的垂直表面之間。共晶合金10可以通過例如熔化而被固定到支持件2的垂直表面。晶體元件3的側(cè)表面借助于夾具或者類似物緊靠著四個支持件2，并且該組件被加熱到大約400。C。這導致共晶合金10被熔化，使得端表面，包括晶體元件3的主表面粘合到支持件2上從而在金屬基板1的上方水平地保持晶體元件3。
接著通過諸如冷焊的方法將金屬罩4粘合在金屬基板1上，從而將晶體元件3密封并裝在金屬罩4之內(nèi)。
在如此配置的晶體振蕩器中，晶體元件3可以通過共晶合金10被粘合到支持件2，而不是必須要利用諸如導電性膠粘劑，從而獲得有利的振蕩特性而不產(chǎn)生有機氣體。因此可以將其用于高穩(wěn)定性用途的晶體振蕩器。
由NiCr構(gòu)成的端表面電極7疊加在由Au制成的主表面電極6的引出電極6b之上。因此當共晶合金10被熔化時，主表面電極6的金(由Au制成的)被共晶合金10和NiCr的擴散吸收，從而防止通常所說的金腐蝕的現(xiàn)象的發(fā)生。如果將僅僅由NiCr制成的端表面電極7的端表面疊加在主表面電極6的引出電極6b上，那么共晶合金10就會流過主表面電極6(由Au制成的)上并且導致金腐蝕現(xiàn)象。結(jié)果，主表面電極6(由Au制成的)將會從晶體元件3上剝落，這將導致導電故障(參考日本專利公開文本No.2003-332876)。
另外，由于上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術的晶體振蕩器的端表面電極7僅由NiCr形成，因此其與共晶合金10的粘合強度微弱，導致有關低粘合強度的問題。沖擊等會致使晶體元件3從支持件2上分離，這就導致了抗沖擊性的惡化。
由于那個緣故，現(xiàn)有技術的振蕩器中的由NiCr制成的端表面電極7具有一結(jié)構(gòu)使得由Au制成的第二表面層9b疊加在由NiCr形成的第二底層8b上，如圖4所示。應該注意的是，第二底層8b(由NiCr制成)比第二表面層9b(由Au制成)更向晶體元件3的主表面的中央突出。然而，如果這樣，第二表面層9b(由Au制成)的金腐蝕會由于共晶合金10(由AuGe制成)而發(fā)生，因此與第二底層8b(由NiCr制成)的粘結(jié)強度變得更弱，這導致有關從晶體元件3意外的剝落的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種晶體振蕩器，其中防止這種剝落，并且通過以共晶合金粘結(jié)增加粘結(jié)強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種具有晶體元件的晶體振蕩器；在晶體元件的兩個主表面中的每個上形成的第一底層；主表面電極，其在這些第一底層的每一個上由Au制成的第一表面層形成；端面電極，其具有在晶體元件側(cè)面形成以在主表面電極之間延伸的第二底層和由Au制成的第二表面層；通過允許包括Au的共晶合金粘結(jié)到每個端面電極以在水平方向上保持晶體元件的扁平板狀的支持件；其上立有支持件的基板。在端面電極的第二底層和第二表面層之間提供中間層；中間層在主表面電極上方比第二表面層更向中央突出；中間層也由增加底層和第二表面層之間的粘結(jié)強度的金屬，共晶合金也是如此。
這種結(jié)構(gòu)保證了端面電極的第二表面層由Au形成，由于與包括Au的共晶合金的親和力，使粘結(jié)強度能夠增加。由于增加了第二表面層和共晶合金之間的粘結(jié)強度的中間層被插入在端面電極的第二底層和第二表面層之間，所以即使在第二表面層(由Au制成)發(fā)生金腐蝕，中間層增加了粘結(jié)強度，因此能夠防止剝落。
由于中間層在晶體元件的主表面上方比第二表面層更向中央突出，所以防止共晶合金一直流到第一表面層(由Au制成)，因此防止了金腐蝕。整體粘合強度通過使用共晶合金能夠因此增加，防止了主表面的金腐蝕，并使支持件和晶體元件之間能夠可靠粘結(jié)。
按照本發(fā)明，底層由Cr或NiCr構(gòu)成，中間層由鉑(Pt)或鈦(Ti)構(gòu)成。這與底層的Cr或NiCr產(chǎn)生有利的親和力，增加了相對于晶體元件的粘結(jié)強度。由于中間層的Pt或Ti對底層(由Cr或NiCr制成)和第二表面層(由Au制成)以及包括Au的共晶合金具有良好的親和力，所以二者的粘結(jié)強度可以被進一步增加。


圖1是縱向剖面的局部放大圖，描述了本發(fā)明的晶體振蕩器的具體實施方式
；圖2是縱向剖面的局部放大圖，描述了在制造本發(fā)明的晶體振蕩器的過程中怎樣防止熔融的共晶合金流動；圖3描述了晶體振蕩器的現(xiàn)有技術的例子，其中圖3A是通過它的縱向剖面圖，圖3B是其必要部件的平面圖，圖3C是其縱向剖面的局部放大圖；和圖4是縱向剖面局部放大圖，描述了現(xiàn)有技術的晶體振蕩器的另一個例子。
具體實施例方式
圖1和圖2示出了本發(fā)明的晶體振蕩器的一個具體實施方式
，其中圖1是通過本發(fā)明的晶體振蕩器的縱向剖面的局部放大圖，圖2是描述了怎樣防止熔融的共晶合金流動的縱向剖面的局部放大圖。
如圖1所示，在本發(fā)明的晶體振蕩器中基本上為C形的端面電極7通過共晶合金10(由AuGe合金制成)被粘結(jié)到L形的支持件2上(例如四個支持件)，以在金屬基板1上方水平地保持晶體元件3(參見圖3A)，其中端面電極7設在晶體元件3的兩個端部A和A‘和另外兩個端部B和B‘，晶體元件3具有主表面電極6。主表面電極6由用Cr制成的第一底層8a和疊加在其上用Au制成的第一表面層9a構(gòu)成。每個端面電極7由用NiCr制成的第二底層8b和用Au制成的第二表面層9b構(gòu)成。
在這情況下，由Pt形成的中間層11設置在每個端面電極7的第二底層8b(由NiCr合金制成)和第二表面層9b(由Au制成)之間。中間層11(由Pt制成)在兩個端部A和A‘的每一個處比第二表面層9b(由Au制成)更多的向中央突出，并且在另外兩個端部B和B‘處形成與第二表面層9b相同的長度。共晶合金10(由AuGe合金制成)熔融并填充每個端面電極7和相應的支持件2之間的空間，并在凝固時將晶體元件3的兩個端部A和A‘另外兩個端部B和B‘粘結(jié)到支持件2。
這種結(jié)構(gòu)通過端面電極7的第二表面層9b的Au與由AuGe形成的共晶合金10之間的金屬的親和力保證了相互的粘結(jié)強度的增加。每個端面電極7的中間層11(由Pt制成)在第二底層8b(由NiCr制成)和第二表面層9b(由Au制成)之間具有大的粘合強度，共晶合金10也具有大的粘結(jié)強度。因此，由于共晶合金10(由AuGe合金制成)的以及第二表面層9b(由Au制成)和中間層11(由Pt制成)之間的粘合強度增加了，所以剝落在它發(fā)生之前被防止，即使在第二表面層9b(由Au制成)和共晶合金10(由AuGe合金制成)之間發(fā)生金腐蝕。
如圖1所示，由于中間層11(由Pt制成)在晶體元件3的主表面上比第二表面層9b(由Au制成)更向中央突出，因此可以防止共晶合金10被熔化時(由AuGe合金制成)一直流到主表面電極6的第一表面層9a(由Au制成)，即使共晶合金10(由AuGe合金制成)流到第二表面層9b上(由Au制成)，如圖2所示。
因此能夠防止由共晶合金10(由AuGe合金制成)和第二底層8b(由NiCr制成)導致的第一表面層9a(由Au制成)的金腐蝕。這使整個共晶合金10(由AuGe合金制成)能夠增加，并且使每個支持件2和晶體元件3之間能夠可靠粘結(jié)，而不會由于主表面電極6的金腐蝕導致從晶體元件3上剝落。
在上述本發(fā)明的晶體振蕩器中，端表面電極7的中間層11由Pt構(gòu)成，但在其它實施方式中可以是另一種金屬，例如Ti?；舅枷胧抢靡环N可以增加第二底層8b和第二表面層9b之間的粘結(jié)強度的金屬，共晶合金10也是如此。由于主表面電極6的第一底層8a由Cr制成，端面電極7的第二底層由NiCr形成，但是Cr和NiCr的用法可以互換。
在本發(fā)明的晶體振蕩器中，端面電極7被描述為提供在兩個端部和另外兩個端部，但是該結(jié)構(gòu)還可以是使得端面電極7提供在從主表面電極6的引出電極6b延伸出的兩個端部，并且只支持這兩個端部。晶體元件3在上文描述為圓形，但是它同樣可以是方形的。另外，共晶合金10被描述為AuGe合金，但是它也可以允許例如金錫合金(AuSn)?；旧希簿Ш辖?0是一種使其包括Au的組分的熔化溫度低于晶體的轉(zhuǎn)換點溫度為攝氏573度的共晶合金。
權利要求
1.一種晶體振蕩器，其包括晶體元件；主表面電極，其由在所述晶體元件的兩個主表面中的每個上形成的第一底層和疊加在所述第一底層上的由Au制成的第一表面層構(gòu)成；端面電極，其具有在晶體元件上形成以在所述主表面電極上延伸的第二底層和由Au制成的覆蓋所述第二底層的第二表面層；用于在水平方向上保持所述晶體元件的支持件，所述支持件通過至少包括Au的共晶合金被粘結(jié)到所述端面電極；其上立有所述支持件的基板；其中在晶體振蕩器中，在所述端面電極的第二底層和第二表面層之間提供中間層；所述中間層在所述主表面電極上方比所述第二表面層更向中央突出；所述中間層由具有增加所述底層和所述第二表面層之間的粘結(jié)強度的特性的金屬形成，共晶合金也是由具有增加所述底層和所述第二表面層之間的粘結(jié)強度的特性的金屬形成。
2.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述第一底層由Cr形成。
3.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述第二底層由NiCr合金形成。
4.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述中間層由Pt或Ti形成。
5.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述第一表面層由Au形成。
6.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述第二表面層由Au形成。
7.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述共晶合金是AuGe合金或AuSn合金。
8.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述共晶合金是一種熔化溫度低于晶體的轉(zhuǎn)換點溫度為攝氏573度的共晶合金。
9.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述端面電極提供在所述晶體元件的兩個端部的每個端部以及垂直于該兩個端部的另外兩個端部的每個端部。
10.如權利要求1所述的晶體振蕩器，其中所述端面電極提供在所述晶體元件的唯一兩個端部的每個端部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶體振蕩器，包括晶體元件；主表面電極，由在晶體元件的兩個主表面中的每個上形成的第一底層和疊加在所述第一底層上的由Au制成的第一表面層構(gòu)成；端面電極，具有在晶體元件上形成以在主表面電極上延伸的第二底層和由Au制成的覆蓋第二底層的第二表面層；用于在水平方向上保持所述晶體元件的支持件，通過至少包括Au的共晶合金被粘結(jié)到端面電極；支持件位于其上的基板。在端面電極的第二底層和第二表面層之間提供中間層；所述中間層在所述主表面電極上方比所述第二表面層更向中央突出；所述中間層由金屬形成，該金屬具有增加所述底層和所述第二表面層之間的粘結(jié)強度的特性，共晶合金也是如此。本發(fā)明提供一種晶體振蕩器，其中用具有高粘結(jié)強度的共晶合金進行粘結(jié)，因此防止了電極的剝落。
文檔編號H03H9/02GK1705223SQ20051007520
公開日2005年12月7日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2004年6月3日
發(fā)明者巖崎貴彥, 小原茂, 幸喜源和, 中原正陽 申請人:日本電波工業(yè)株式會社