獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器及其製造方法
2023-10-30 18:46:02 1
專利名稱：獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種壓電陶瓷頻率器件的結構形式及其製造方法，具體涉及一種獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器的結構形式及其製造方法。
背景技術：
壓電陶瓷諧振器是用於產生時基振蕩頻率或進行選頻的一種電子元件。目前，壓電陶瓷諧振器廣泛地應用於通訊、電視、數碼產品以及工業自動化等領域。壓電陶瓷諧振器是利用壓電陶瓷在交變電場的作用下，會產生機械振動的原理製作而成。因此，它可不受外界電磁幹擾的影響。在使用中，不需要像其他頻率元件那樣，為防止電磁幹擾而進行複雜的屏蔽。對電子產品的小型化、集成化有著相當積極的意義。
由於壓電陶瓷振子是通過機械振動的方式進行工作。因此，它必須要有一個振動空間，也就是我們所說的壓電陶瓷諧振器的振動空腔。現有的壓電陶瓷諧振器都是將壓電陶瓷振子安裝在金屬支架上並用樹脂封裝而成。但是，這種產品體積較大、結構複雜。不適應日益發展的電子產品小型化趨勢。因此，人們開始想辦法生產體積小、結構簡單的片式產品。較普遍的辦法就是將厚度切變振動壓電陶瓷振子用導電膠粘在一個陶瓷做成的盒子中，這種陶瓷盒子一般都由一個陶瓷基座和一個陶瓷(或金屬)的帽蓋粘結而成，俗稱蓋帽型片式(見圖1)。但是這種型式的產品存在以下四大問題1、壓電陶瓷振子用導電膠粘在陶瓷基座上，當受到機械振動或熱衝擊時，易發生壓電陶瓷振子脫落，造成上機失效。
2、陶瓷基座和陶瓷帽蓋燒結時有形變，因此在粘結時容易造成氣密性不好。
3、電極引出方式採用壓電陶瓷振子電極通過導電膠和內電極連通後，再用導電漿料通過穿孔印刷的辦法實現內、外電極的連通，工藝比較複雜，而且易造成接觸不良導致引出不可靠。
4、壓電陶瓷振子和帽蓋很小，需要一個一個安裝。用手工裝配的話，定位精度很差而且效率低，不良率高；若用專用自動機器，則價格昂貴，製造成本高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是在原有蓋帽型片式厚度切變振動陶瓷諧振器的基礎上提供一種獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器以及該獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器的製造方法。該諧振器不僅使製造工藝獲得了簡化，而且提高了產品的可靠性。
為解決上述技術問題，本發明將厚度切變振動陶瓷諧振器設計為一種獨石型片式結構，包括蓋板、中間夾板、底板和壓電陶瓷振子，在蓋板和底板的內側相向面上均有凹坑，中間夾板上設有與蓋板和底板的凹坑相應數量的孔，並且相鄰的孔在長度方向是相連通的；當蓋板、中間夾板和底板合在一起時，蓋板、底板凹坑和中間夾板上的孔共同形成該諧振器的振動空腔；壓電陶瓷振子位於中間夾板的孔內，按蓋板、中間夾板和底板順序將壓電陶瓷振子端頭四周粘合固定；外電極位於蓋板或底板的外側面上。
為了保證壓電陶瓷振子在振動空腔內固定牢固以及其與外電極的有效連通，在所述蓋板、中間夾板和底板三層構成中，將壓電陶瓷振子兩端的端頭壓緊並粘結固定在蓋板和底板之間凹坑的坑臺上。
為實現上述目的，製造本發明的獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器的具體步驟如下步驟一根據產品尺寸要求，製作相應的蓋板、底板和中間夾板，具體為(1)在蓋板和底板的內側相對面上形成m×n列陣的蓋板凹坑和底板凹坑；
(2)根據需要在蓋板或底板上，用銀漿印上電極，燒銀後待用；(3)在中間夾板上形成和陶瓷振子尺寸相匹配的、m×n列陣的孔。
步驟二在專用粘片工作檯上將蓋板(或底板)和中間夾板粘合後，把壓電陶瓷振子置於中間夾板的孔內，再放到專用粘片工作檯上和底板(或蓋板)粘合，加熱加壓後形成複合片。
步驟三將複合片按產品尺寸要求，切割成產品單元。
步驟四將切割後的產品單元裝入專用蒸髮夾具，進行端面電極蒸發，使壓電陶瓷振子電極和外電極導通。
由於本發明採用帶凹坑的大陶瓷基板和帶孔的中間夾板代替小陶瓷基座和帽蓋，使整個生產過程不需使用價格昂貴的自動化機器就可高效完成，不但提高了效率，而且降低了成本；蓋板、底板的凹坑和中間夾板上的孔直接形成諧振器的振動空腔，使得產品厚度明顯變薄，僅為蓋帽式片式的四分之三左右，最薄可做到1毫米以下。壓電陶瓷振子置於中間夾板孔中，其兩端通過蓋板和底板粘結固定，不同於蓋帽型片式將陶瓷振子用導電膠粘在空腔中，避免了產品受外力後膠點脫落造成的失效；產品外電極通過蒸發直接與壓電陶瓷振子電極連接，不同於蓋帽型片式用導電膠將壓電陶瓷振子電極與基座電極連接，從而避免了導電膠接觸不良造成的不穩定以及熱衝擊帶來的不穩定，大大提高了產品的可靠性。
下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明圖1a和圖1b分別為現有技術的蓋帽型片式單元陶瓷諧振器的主視剖視圖和圖1a的A-A剖視圖；圖2a和圖2b分別為本發明的獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器主視剖視圖和圖2a的B-B剖視圖；圖3a和圖3b分別為印有外電極和形成蓋板凹坑的蓋板前視和後視圖；圖4為蓋板的側視剖面圖；圖5為中間夾板示意圖；
圖6a和圖6b分別為和中間夾板粘合後，裝有壓電陶瓷振子的底板主視圖和側視剖面圖；圖7為蓋板和底板粘合成複合片的分解示意圖；圖8為產品單元蒸發前後的示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2至圖6，從圖中可知，一種獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器，包括蓋板1、中間夾板2、底板3、壓電陶瓷振子4、多個蓋板凹坑5、底板凹坑6和與蓋板1和底板3相應數量並相對應的中間夾板孔7、壓電陶瓷振子電極8和外電極9。蓋板1、中間夾板2、底板3通過粘結結合在一起，其中的蓋板凹坑5、底板凹坑6和中間夾板孔7形成了該諧振器的多個空腔，圖中各為24個。其中，中間夾板孔7孔間或相鄰的孔由比孔的寬度要小的通孔或通道在長度方向上相連通，壓電陶瓷振子4位於中間夾板7的孔內，按蓋板1、中間夾板2和底板3順序將壓電陶瓷振子4端頭四周粘合固定。
從圖3a、圖3b和圖4可以看出，通過特定工藝先在蓋板1和底板3上形成m×n列陣的蓋板凹坑5和底板凹坑6，然後在蓋板1上用銀漿印上外電極9，燒銀後待用。
從圖5、圖6a和圖6b所示，在中間夾板2上形成和壓電陶瓷振子8尺寸相匹配的m×n列陣的中間夾板孔7；在專用粘片工作檯上將底板3和中間夾板7粘合後，壓電陶瓷振子4置於中間夾板孔7內，壓電陶瓷振子4兩端的則被壓緊並粘結固定在蓋板1和底板3之間由凹坑的坑壁形成的坑臺上。
從圖7可以看出，將蓋板1、中間夾板2、底板3、壓電陶瓷振子4粘合在一起成為複合片。此時壓電陶瓷振子4端頭四周被蓋板1、中間夾板2、底板3粘結固定，接著就可將複合片按產品尺寸要求切割成產品單元。
從圖8可以看出，將切割後的產品單元裝入專用蒸髮夾具，進行端面電極蒸發，蒸發後壓電陶瓷振子電極8與外電極9直接導通。端面電極蒸發後獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器就製作完成了。
權利要求
1.一種獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器，包括蓋板、中間夾板、底板、壓電陶瓷振子，其特徵在於在蓋板和底板的內側相向面上均設有凹坑，中間夾板上設有與蓋板和底板的凹坑相應的孔，並且相鄰的孔在長度方向是相連通的，在蓋板、中間夾板和底板合在一起時，這些凹坑和孔共同形成該諧振器的振動空腔，壓電陶瓷振子位於中間夾板的孔內，蓋板、中間夾板和底板與壓電陶瓷振子端頭四周粘合固定；並且所述底板或蓋板的外表面上印刷有外電極。
2.根據權利要求1所述的獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器，其特徵在於，在所述蓋板、中間夾板和底板三層構成中，壓電陶瓷振子的兩端的端頭壓緊並粘結固定在蓋板和底板之間凹坑的坑臺上。
3.根據權利要求1所述的獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器，其特徵在於，通過端面電極蒸發形成壓電陶瓷振子電極和外電極直接連通的導電層，使內外電極導通。
4.根據權利要求1所述的獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器的製作方法的具體步驟如下步驟一根據產品尺寸要求，製作相應的蓋板、底板和中間夾板，具體為(1)在蓋板和底板的內側相對面上形成m×n列陣的蓋板凹坑和底板凹坑；(2)根據需要在蓋板或底板上，用銀漿印上外電極，燒銀後待用；(3)在中間夾板上形成和陶瓷振子尺寸相匹配的m×n列陣的孔，並且相鄰的孔在長度方向是相連通的；步驟二在專用粘片工作檯上將蓋板或底板和中間夾板粘合後，把壓電陶瓷振子置於中間夾板的孔內，再放到專用粘片工作檯上和底板或蓋板粘合，加熱加壓後形成複合片；步驟三將複合片按產品尺寸要求，切割成產品單元；步驟四將切割後的產品單元裝入專用蒸髮夾具，進行端面電極蒸發，形成壓電陶瓷振子電極和外電極直接聯通的導電層，使內外電極導通。
全文摘要
本發明涉及一種獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器及其製造方法。該獨石型片式厚度切變振動陶瓷諧振器包括蓋板、中間夾板、底板、壓電陶瓷振子，具體製作步驟如下1.根據產品要求，製作蓋板、底板和中間夾板；2.在專用粘片工作檯上將蓋板和中間夾板粘合後，把壓電陶瓷振子置於中間夾板的孔內，再放到專用粘片工作檯上和底板粘合，加熱加壓後形成複合片。3.將複合片按產品尺寸要求，切割成產品單元。4.將切割後的產品單元裝入專用蒸髮夾具，進行端面電極蒸發，使壓電陶瓷振子電極和外電極導通。採用本發明的厚度切變振動陶瓷諧振器，產品可靠性獲得了極大提高；解決了產品小型化的技術問題；對整個生產過程而言，提高了生產效率，降低了生產成本。
文檔編號H03H9/02GK101075804SQ20061002659
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月16日 優先權日2006年5月16日
發明者姚一濱 申請人:上海晶賽電子有限公司