專利名稱：全金屬材料封裝型石英晶體諧振器及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石英晶體諧振器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在片式化SMD石英晶體諧振器系列產(chǎn)品中，石英晶體諧振器的基座大多數(shù)采用陶瓷/金屬(SEAM)和陶瓷/玻璃膠(GLASS)兩種封裝形式。而這兩種封裝形式所采用的均是陶瓷基座，只是封裝形式(金屬蓋與陶瓷基座可閥環(huán)電阻焊焊接、陶瓷基座與陶瓷蓋采用玻璃膠封裝)異同。但是，因我國(guó)對(duì)表面貼裝技術(shù)(SMT)起步較晚，相對(duì)片式化SMD石英晶體元器件小型化工藝技術(shù)要比歐美及日本落后3 5年，雖說(shuō)近年來(lái)我國(guó)在該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常迅猛，但從產(chǎn)業(yè)鏈前端的基礎(chǔ)材料(基座、上蓋、玻璃膠)至今仍依賴進(jìn)口。然而，在移動(dòng)通訊、移動(dòng)PC、便攜式小型化音像電子終端產(chǎn)品發(fā)展日新月異的市場(chǎng)環(huán)境下，晶體元器件的片式化率不斷提升。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2009年度全球產(chǎn)銷的各種頻率元器件的片式化率已接近50%，且我國(guó)(含外資企業(yè))的產(chǎn)能占全球的80%以上。但是，因其該產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)基礎(chǔ)材料受控于日本。特別是受國(guó)際金融危機(jī)沖擊后，由于日本的基座廠商對(duì)市場(chǎng)估計(jì)不足而停產(chǎn)或減量，從而導(dǎo)致今年全年各規(guī)格陶瓷基座供應(yīng)緊張，使得外資(日資、臺(tái)資)企業(yè)材料供應(yīng)可以基本保證正常經(jīng)營(yíng)；而中國(guó)企業(yè)受其控制，"巧婦難為無(wú)米之炊"使之產(chǎn)能利用率不足70%。因外商的材料壟斷制約著我國(guó)片式化SMD晶體元器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，且在產(chǎn)品價(jià)值上(主要基座材料費(fèi)用占據(jù)35%)我們一直在給外國(guó)人打工。如何突破制約我們發(fā)展的瓶頸，就要靠我們自己的創(chuàng)新、靠我們自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)去發(fā)展自己的產(chǎn)業(yè)，打敗壟斷我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。另外，上述的陶瓷/金屬蓋電阻焊封裝與陶瓷/玻璃膠封裝兩種形式，由它的工藝屬性決定了它的幾項(xiàng)不足
1.陶瓷/金屬蓋電阻焊封裝 1)因其封裝材料不同(陶瓷與金屬)而各自的熱膨脹系數(shù)不同，所以要實(shí)現(xiàn)高精
度產(chǎn)品要求必須要經(jīng)過(guò)兩次高溫退火處理來(lái)消除應(yīng)力，使之裝備投資和能耗提高； 2)封裝工藝為預(yù)焊加平行電阻焊，裝備組合繁瑣、造價(jià)高昂，使之投資利用率降低。 2.陶瓷/玻璃膠封裝 1)它采用燒結(jié)爐燒結(jié)封裝，長(zhǎng)度近15米的大型專業(yè)燒結(jié)爐除去高昂的裝備造價(jià)外，電加熱的純電阻電路決定了它的高耗能因素； 2)玻璃膠固化時(shí)的熱蒸發(fā)，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染；另外，相對(duì)歐盟的環(huán)保要求對(duì)產(chǎn)品的ROHS檢測(cè)能否達(dá)標(biāo)其玻璃膠將是難以突破的關(guān)口 ； 3)陶瓷基座在加工(預(yù)焊、焊接、測(cè)試、)制程中，在受高壓或沖擊時(shí)容易產(chǎn)生破裂，導(dǎo)致漏氣或功能失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全金屬材料封裝型石英晶體諧振器及其制備工藝，該產(chǎn)品具有體積小、片式化、性能優(yōu)越、使用方便、成本低的特點(diǎn)；其制備工藝具有工藝性好、生產(chǎn)效率高、成本低、材料充足、便于大規(guī)模批量生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。 本發(fā)明之一是這樣實(shí)現(xiàn)的一種全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，包括金屬外殼和振子，其特征在于具有金屬基座，金屬外殼和金屬基座間為焊接結(jié)構(gòu)，振子固定在金屬基座上，金屬基座上設(shè)有孔，孔中封裝有絕緣子，絕緣子中埋有振子引出導(dǎo)線，金屬基座下面設(shè)有帶絕緣墊片。 所述的焊接結(jié)構(gòu)為電阻焊封焊結(jié)構(gòu)較佳、密閉性好。 所述的絕緣墊片上設(shè)有印刷線路較佳，振子引出導(dǎo)線和印刷線路相連，印刷線路設(shè)有外接線端子。 所述的金屬外殼可以是由鋅白銅帶材料沖壓制成的，工藝簡(jiǎn)單、易于自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)； 所述的金屬基座可以是由冷軋鋼板材料沖壓制成的，材料造價(jià)低、工藝簡(jiǎn)單、易于自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)； 所述的金屬外殼、金屬基座所用的金屬材料也可以是其他的有色或黑色金屬材料只要二者可焊接即可。 所述的玻璃絕緣子為玻璃粉軋制、燒結(jié)而成，工藝成熟、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； 所述的金屬基座和振子間可以是以環(huán)氧樹脂和銀粉為主要材料配制的粘接劑的
粘接結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)在規(guī)格尺寸上可以變化。如可將8036規(guī)格縮小成5032規(guī)格，其特點(diǎn)是尺寸小，加工難度大。本發(fā)明可靠?jī)煞N全金屬封裝規(guī)格尺寸的產(chǎn)品來(lái)替代兩種片式化SMD陶瓷封裝的產(chǎn)品規(guī)格，如靠8036替代GLASS玻璃膠封裝的8045型產(chǎn)品；靠5032替代SEAM陶瓷/金屬封裝的5032產(chǎn)品等。 本發(fā)明之二是這樣實(shí)現(xiàn)的一種上述的全金屬材料封裝型石英晶體諧振器的制備
工藝，，其特征在于具有如下工序 1)、用鋅白銅帶材料沖壓制成金屬外殼； 2)、用冷軋鋼板材料沖壓制成金屬基座 3)、在基座上用玻璃粉燒結(jié)成帶引線的玻璃絕緣子； 4)、按照頻率、切型、振動(dòng)模式等參數(shù)要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的諧振器產(chǎn)品、加工出符合相關(guān)規(guī)格要求的石英晶片； 5)、在晶片上鍍膜使之符合逆壓電效應(yīng)所必須的電極；
6)、將石英晶片用導(dǎo)電膠粘接在基座引線焊接面上；
7)、基座、晶片、導(dǎo)電膠共同在固化爐中固化； 8)、調(diào)整頻率使之符合設(shè)計(jì)要求，將外殼扣在基座、晶片和導(dǎo)電膠組成的振子上；
9)、將外殼和振子用電阻封焊機(jī)封焊； 10)、將絕緣墊片套在石英晶體諧振器的引線上，在絕緣墊片用絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷引線。 本發(fā)明具有突出的技術(shù)創(chuàng)新效果它克服了已有技術(shù)之不足，很好解決了現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)期存在且一直未解決的金屬封裝SMD的小型化、片式化問(wèn)題；本發(fā)明產(chǎn)品具有體積小、片式化、性能優(yōu)越、成本低的特點(diǎn)；可以全金屬材料的電阻焊封裝的片式化SMD石英晶體諧振器，替代了相應(yīng)尺寸規(guī)格的8045GLASS-SMD陶瓷玻璃膠封裝與5032SEAM-SMD陶瓷/金屬電阻焊封裝產(chǎn)品。本發(fā)明制備工藝具有工藝性好、生產(chǎn)效率高、成本低、材料充足、便于大規(guī)模批量生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。 以下結(jié)合附圖及一實(shí)施例作詳述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為圖1的仰視圖。 圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、金屬外殼，2、金屬基座，3、導(dǎo)電膠，4、振子，5、絕緣墊片，6、印刷線路，7、玻璃絕緣子。
具體實(shí)施例方式產(chǎn)品實(shí)施例1 : 參見圖1 圖2，該全金屬石英晶體諧振器，包括外殼和基座，其特征在于外殼為金屬外殼1、基座為金屬基座2，金屬外殼1和金屬基座2間為焊接結(jié)構(gòu)，金屬基座2上設(shè)有孔，孔中封裝有絕緣子，絕緣子中埋有振子4引出導(dǎo)線，振子4固定在金屬基座2上，金屬基座2下面設(shè)有絕緣墊片5。焊接結(jié)構(gòu)為電阻焊封焊結(jié)構(gòu)。金屬外殼l是由鋅白銅帶材料沖壓制成的。金屬基座2是由冷軋鋼板材料沖壓制成的。絕緣子為玻璃粉燒結(jié)的絕緣子7。金屬基座2和振子4間為以環(huán)氧樹脂和銀粉為主要材料配制的粘接劑的粘接結(jié)構(gòu)。絕緣墊片5上設(shè)有印刷線路6。印刷線路，不僅起到石英晶體諧振器與PCB的絕緣作用，同時(shí)墊片上的印刷線路與PCB上的電路實(shí)現(xiàn)焊接。 例如本發(fā)明可以制成JS-SMD 8036、JS-SMD 5032兩種規(guī)格的產(chǎn)品，二者只是尺寸和參數(shù)不同。JS-SMD5032全金屬石英晶體諧振器頻率可覆蓋8. 000MHz 125. OOOMHz，頻率大小由晶片的切向和厚度決定；JS-SMD8036全金屬石英晶體諧振器頻率可覆蓋4. 000MHz 125. OOOMHz之間不同頻率。本發(fā)明是SMD石英晶體諧振器的一種新型結(jié)構(gòu)形式。
制備工藝實(shí)施例1 : 主要工藝是將金屬基座2上沖壓成的兩個(gè)孔中，埋入玻璃絕緣子7燒結(jié)成與基板絕緣的兩只帶有釘帽的引線，在埋有引出引線的基座內(nèi)腔的釘帽上靠導(dǎo)電膠將石英振子4點(diǎn)膠固化在兩端使之形成回路，爾后將外殼1靠電阻焊焊接形成密閉容腔，最后在基座2的底面上套上絕緣墊片5，再通過(guò)絲網(wǎng)印刷在墊片與基座的導(dǎo)線引出端印制接線電路。具體可為如下工序 1)、外殼由鋅白銅帶材料沖壓形成，材料厚度0. lmm，表面鍍鎳，平行度小于0. 02mm ; 2)、用冷軋A3鋼板材料沖壓成基座基板；
3)、在基座基板上用玻璃粉燒結(jié)引線； 4)、按照頻率、切型、振動(dòng)模式等要求設(shè)計(jì)諧振器規(guī)格參數(shù)、加工出3018規(guī)格或5018規(guī)格的石英晶片； 5)、在晶片上鍍膜使之符合逆壓電效應(yīng)所必須的電極；
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6)、將石英晶片用導(dǎo)電膠粘接在基座引線(釘帽)焊接面上；
7)、基座、晶片、導(dǎo)電膠共同在固化爐中固化； 8)、調(diào)整頻率使之符合設(shè)計(jì)要求，將外殼扣在基座、晶片和導(dǎo)電膠組成的振子上；
9)、將外殼和振子用電阻封焊機(jī)封焊形成密閉容腔，封焊技術(shù)成熟，漏氣率低；
10)、將絕緣墊片套在石英晶體諧振器的引線上，在絕緣墊片用絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷引線，引線采用絲網(wǎng)印刷的方式可實(shí)現(xiàn)體積小，不變形；
11)、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行老化和電性能分選。 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了替代陶瓷和玻璃封裝的SMD石英晶體諧振器的全新封裝技術(shù)。通過(guò)對(duì)石英晶片的加工，可生產(chǎn)4. 000MHz 125. OOOMHz之間不同頻率的SMD石英晶體諧振器。
更具體流程可表示為
晶片清洗+夾具上片卡晶片鍍膜—檢驗(yàn)卡點(diǎn)膠上片—檢驗(yàn)_>固化；+微調(diào)—中間檢驗(yàn)-Ht^-^真空烘烤卡封裝卡檢漏卡轉(zhuǎn)換夾具—士絕緣墊片丄
;絲網(wǎng)印刷引線卡回流汗沖擊—125。C老化48h —電性能測(cè)試—激光打i^^外觀檢驗(yàn)+自動(dòng)編帶—出廠檢驗(yàn)—貼標(biāo)識(shí)包裝—入庫(kù)
權(quán)利要求
一種全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，包括金屬外殼(1)和振子(4)，其特征在于具有金屬基座(2)，金屬外殼(1)和金屬基座(2)間為焊接結(jié)構(gòu)，振子(4)固定在金屬基座(2)上，金屬基座(2)上設(shè)有孔，孔中封裝有絕緣子，絕緣子中埋有振子(4)引出導(dǎo)線，金屬基座(2)下面設(shè)有絕緣墊片(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，其特征在于所述的焊接結(jié)構(gòu)為電阻焊封焊結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，其特征在于所述的絕緣墊片(5)上設(shè)有印刷線路(6)，振子(4)引出導(dǎo)線和印刷線路(6)相連，印刷線路(6)設(shè)有外接線端子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，其特征在于所述的金屬外殼(1)是由鋅白銅帶材料沖壓制成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，其特征在于所述的金屬基座(2)是由冷軋鋼板材料沖壓制成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，其特征在于所述的絕緣子為玻璃絕緣子(7)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全金屬材料封裝型石英晶體諧振器，其特征在于所述的金屬基座(2)和振子(4)間為以環(huán)氧樹脂和銀粉為主要材料配制的粘接劑的粘接結(jié)構(gòu)。
8. —種全金屬材料封裝型石英晶體諧振器的制備工藝，其特征在于具有如下工序1) 、用鋅白銅帶材料沖壓制成金屬外殼(1);2) 、用冷軋鋼板材料沖壓制成金屬基座(2);3) 、在基座上用玻璃粉燒結(jié)成帶引線的玻璃絕緣子(7);4) 、按照頻率、切型、振動(dòng)模式等參數(shù)要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的諧振器產(chǎn)品、加工出符合相關(guān)規(guī)格要求的石英晶片；5) 、在晶片上鍍膜使之符合逆壓電效應(yīng)所必須的電極；6) 、將石英晶片用導(dǎo)電膠粘接在基座引線焊接面上；7) 、基座、晶片、導(dǎo)電膠共同在固化爐中固化；8) 、調(diào)整頻率使之符合設(shè)計(jì)要求，將外殼扣在基座、晶片和導(dǎo)電膠組成的振子上；9) 、將外殼和振子用電阻封焊機(jī)封焊；10) 、將絕緣墊片套在石英晶體諧振器的引線上，在絕緣墊片用絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷引線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種全金屬材料封裝型石英晶體諧振器及其制備工藝，涉及石英晶體諧振器技術(shù)領(lǐng)域。金屬外殼和金屬基座間為焊接結(jié)構(gòu)，金屬基座上設(shè)有孔，孔中封裝有絕緣子，絕緣子中埋有振子引出導(dǎo)線，振子固定在金屬基座上，金屬基座下面設(shè)有絕緣墊片。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的金屬封裝SMD的小型化、片式化問(wèn)題，具有尺寸小、片式化、結(jié)構(gòu)新穎、生產(chǎn)效率高、成本低、性能優(yōu)越、材料充足、便于大規(guī)模批量生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。可以全金屬材料的電阻焊封裝的片式化SMD石英晶體諧振器，可替代相應(yīng)尺寸規(guī)格的8045GLASS-SMD陶瓷玻璃膠封裝與5032SEAM-SMD陶瓷/金屬電阻焊封裝產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H03H9/19GK101777883SQ20101003334
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者于清山 申請(qǐng)人:三河奧斯特電子有限公司