專利名稱：壓電裝置和使用它的壓電諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電裝置，本發(fā)明尤其涉及一種容納使用展布振動模式的壓電諧振器的壓電裝置。本發(fā)明還涉及壓電振蕩器，尤其涉及一種使用展布振動的壓電振蕩器。


圖19是一種已知的壓電裝置131的截面圖。壓電裝置131包括方形的壓電諧振器132，它具有展布振動模式的性質(zhì)，并由包含在金屬彈簧端子133中的電極板134夾住，壓電諧振器132如此容納在盒狀樹脂罩子135中。壓電諧振器132如此密封在樹脂罩子135中，從而樹脂罩子135的開口處設(shè)置有一個由薄紙制成的隔板136，并且有經(jīng)固化的密封樹脂137位于隔板136上，由此密封樹脂罩子135。
在包含薄紙隔板136的壓電裝置131中，在實際中難以實現(xiàn)自動插入隔板136，由此，無法有效地實現(xiàn)壓電裝置131的裝配。圖20所示的壓電裝置138包括具有展布振動模式的壓電諧振器132，它由包含在金屬彈簧端子133中的電極板134夾住。壓電諧振器132插入在內(nèi)部罩子139中，同時由電極板134夾住。內(nèi)部罩子139(容納壓電諧振器132)插入樹脂罩子135，其中內(nèi)部罩子139的開口朝下設(shè)置，并且由密封樹脂137密封樹脂罩子135的開口。
在圖19所示的壓電裝置131中，其中壓電諧振器132插入樹脂罩子135，同時由一對電極板134夾住，在這種壓電裝置134中難以實現(xiàn)自動裝配。按照相同的方式，在如圖20所示的壓電裝置138中，其中將壓電諧振器132插入內(nèi)部罩子139中，同時由一對電極板134夾住，在這種壓電裝置138中難以實現(xiàn)自動裝配。在壓電裝置131或在壓電裝置138中，當電極板134施加到壓電諧振器132的壓力減小時，裝配比較容易。但是，當其壓力減小時，壓電諧振器132無法由電極板134牢牢支持住，由此減低了產(chǎn)品的可靠性。當電極板134的壓力增加時，難以將壓電諧振器132插入樹脂罩子135和內(nèi)部罩子139中，由此使壓電裝置131和138的裝配困難。
確定使用展布振動的壓電諧振器132的諧振頻率fr，以便滿足表達式fr＝V/(2L)，其中V表示壓電物質(zhì)中傳播的聲速，L表示方形的壓電諧振器132的部件長度。在已知的壓電裝置諸如壓電裝置131或138中，當壓電裝置的工作頻率不同時，壓電諧振器132的尺寸必須根據(jù)工作頻率而改變，由此，必須根據(jù)壓電諧振器132的尺寸，制備各種尺寸的樹脂罩子135或內(nèi)部罩子139。必須制備尺寸非常適合于壓電諧振器132的尺寸的樹脂罩子135和內(nèi)部罩子139。當樹脂罩子135或內(nèi)部罩子139相對大時，壓電諧振器132移動，而無法適當?shù)毓潭ㄔ跇渲肿?3或者內(nèi)部罩子139內(nèi)。具有展布振動模式性質(zhì)的壓電諧振器132必須由電極板134在其中心支持于節(jié)點處。由此，在具有上述結(jié)構(gòu)的已知壓電裝置131和138中(必須根據(jù)壓電諧振器132的尺寸，形成各種尺寸的樹脂罩子135和內(nèi)部罩子139)，模制成本增加。
另外，通過使用插入設(shè)置在印刷電路板上的通孔等內(nèi)的彈簧端子133，將上述壓電裝置131和138安裝在印刷電路板上，其中該彈簧端子133從樹脂罩子135中突出，這在自動處理中難以執(zhí)行。在這種環(huán)境下，需要能夠表面安裝的壓電裝置。還研制了如圖21A和21B所示的壓電裝置141，其中包含電極板134(設(shè)置在如圖19和20所示的壓電裝置131和138中)的金屬彈簧端子133的引線140朝著壓電裝置131和138的每一個部件的相對的端部設(shè)置。引線140折疊成字母U的形狀，如圖21A和21B所示，由此允許以SMD式(表面安裝裝置)方式安裝壓電裝置141。
但是，在以SMD式方式安裝的壓電裝置141中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個問題，即，無法以穩(wěn)定的方法表面安裝壓電裝置141，當焊接時，在印刷電路板上安裝到適當?shù)奈恢玫耐饷妗?br> 圖14是陶瓷振蕩電路的一般配置的圖，其中反相放大器OP(可以使用一種微機)、偏置電阻器R和壓電諧振器62并聯(lián)，反相放大器OP的輸入端通過負載電容C1接地，并且反相放大器OP的輸出端通過負載電容C2接地。
研制了一種壓電振蕩器，它具有陶瓷振蕩電路，產(chǎn)生范圍從1到90MHz的諧振頻率，其中由壓電諧振器62兩端的負載電容C1和負載電容C2提供具有厚度或縱向振動模式或切向振動模式性質(zhì)的壓電諧振器62。如圖14的虛線所示，整體裝配壓電諧振器62和負載電容C1和C2。
當振蕩器頻率范圍從100到2000kHz時，使用展布振動模式壓電振蕩器。圖15示出已知的具有展布振動模式性質(zhì)的壓電振蕩器61的配置。圖15中，形成為方形的展布振動模式壓電諧振器62由由金屬彈簧端子63連接的電極板64夾住，并且這樣支持的壓電諧振器62容納在樹脂罩子65中。樹脂罩子65的開口由由薄紙制成的隔板66覆蓋，并且將密封樹脂67設(shè)置在隔板66上，并固化，由此將壓電諧振器62密封在樹脂罩子65中。
在具有這種結(jié)構(gòu)的壓電振蕩器中，難以在不增加尺寸的情況下將負載電容集合為整體。一種小型化的壓電振蕩器，它具有展布振動模式壓電諧振器(與負載電容成為整體)還未在實際中使用。這種類型的壓電振蕩器設(shè)置有分開的負載電容。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目的是提供一個能夠容易地裝配的展布振動模式的壓電裝置。本發(fā)明的第二個目的是提供一種適合表面安裝的展布振動模式的壓電裝置。本發(fā)明的第三個目的是提供一個能夠容納具有不同尺寸的展布振動模式的壓電諧振器的壓電裝置，其中不增加模制成本。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種包含與負載電容成為整體的展布振動模式的壓電諧振器的小型化的壓電振蕩器。
為此，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，壓電裝置包含基片、設(shè)置在基片上的金屬彈簧端子、設(shè)置得覆蓋設(shè)置有金屬彈簧端子的基片的蓋子，和使用展布振動的壓電諧振器。由蓋子和金屬彈簧端子有回彈力地夾住壓電諧振器。
根據(jù)本發(fā)明的壓電裝置是這樣形成的，即以這種方式裝配元件，以基片開始進行，然后，金屬彈簧端子在基片的頂上，壓電諧振器在金屬彈簧端子的頂上，蓋子在壓電諧振器的頂上。通過這樣的安排，可以容易地裝配各部件，并且可以提供一種適合于自動安裝的壓電裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的壓電裝置中，外部電極可以設(shè)置在基片的底部表面和周圍的一個位置上，外部電極連接到設(shè)置在壓電諧振器的上表面和底部表面上的電極。
通過上述安排，其中外部電極設(shè)置在基片的底部表面和周圍中的至少一個位置上，可以提供使用展布振動，并沒有引線的表面安裝壓電裝置，它能夠以穩(wěn)定的方式，安裝到印刷電路板等裝置上。
在壓電裝置中，壓電諧振器可以由設(shè)置在蓋子上的第一凸出部和設(shè)置在金屬彈簧端子上的第二凸出部夾住，其中蓋子由金屬材料制成。
通過這樣的安排，其中壓電諧振器由設(shè)置在金屬蓋子上的凸出部和設(shè)置在彈簧端子上的第二凸出部夾住，金屬蓋子用作一個終端，它和彈簧端子相對，并且壓電諧振器在金屬蓋子和彈簧端子之間，由此，減少了元件的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的壓電裝置可以包含邊框，它裝入了設(shè)置在基片上的壓電諧振器，以及由邊框的內(nèi)壁朝壓電諧振器突出的第三凸出部，第三凸出部的尺寸是可變的?？梢酝ㄟ^切割第三凸出部或用其它凸出部替代第三凸出部改變第三凸出部的尺寸，以結(jié)合到具有不同尺寸的邊框。
在包含第三凸出部(其中該凸出部的尺寸是可變的，并由裝入壓電諧振器的邊框的內(nèi)部朝壓電諧振器突出)的壓電裝置中，可以將具有不同尺寸的壓電諧振器容納到基片上，不需要改變基片的尺寸，是使通過根據(jù)要容納的壓電諧振器的尺寸改變設(shè)置在邊框的內(nèi)壁上的第三凸出部的尺寸成為可能的。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，壓電振蕩器包含基片；設(shè)置在基片上的金屬彈簧端子；設(shè)置在基片和金屬彈簧端子之間所形成的空間內(nèi)的負載電容，設(shè)置得覆蓋設(shè)置有金屬彈簧端子和負載電容裝置的基片，和使用展布振動的壓電諧振器的蓋子。壓電諧振器由蓋子和金屬彈簧端子有回彈力地夾住。
壓電振蕩器以整體的狀態(tài)形成，方法是以這種方式裝配元件，該方式由基片開始，然后負載電容在基片頂上，金屬彈簧端子在負載電容頂上，壓電諧振器和金屬彈簧端子頂上，蓋子在壓電諧振器頂上，由此使裝配的過程簡單?？梢匀菁{負載電容而不增加壓電振蕩器的外部尺寸，該壓電諧振器安裝在基片上，位于基片和金屬彈簧端子之間所形成的空間內(nèi)。
在壓電振蕩器中，基片可以設(shè)置有與設(shè)置在基片的底部表面上的外部電極相連的通孔，并且外部電極和負載電容通過填入通孔的導(dǎo)電材料相互電氣連接。
在根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器中，不需要在基片上形成布線，并且負載電容的電極可以容易地引導(dǎo)到外側(cè)，因為基片設(shè)置有與外部電極相連的通孔，并且外部電極和負載電容裝置通過填充有導(dǎo)電材料的通孔相互電氣連接。
壓電振蕩器可以由填充通孔的導(dǎo)電材料完全密封。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，壓電振蕩器包含基片，設(shè)置得覆蓋基片的蓋子；使用展布振動的壓電諧振器，所述壓電諧振器設(shè)置在基片和蓋子之間，以及安裝在基片的上表面和底部表面中的一個上的負載電容。
根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器的裝配過程可以簡化，因為壓電振蕩器是通過裝配其上表面或底部表面上設(shè)置有負載電容的基片、和使用展布振動，并然在基片和蓋子之間的壓電諧振器而形成的?？梢詫⒇撦d電容安裝在具有壓電裝置的基片的底部表面上，由此可以安裝負載電容，而不必增加壓電振蕩器的外部尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器還可以包含引線端子，設(shè)置在基片的底部表面上。外部封裝樹脂可以覆蓋包含了壓電諧振器、負載電容和引線端子的安裝端的基片和蓋子。
其底部表面上設(shè)置有引線端子的基片可以由外部封裝樹脂覆蓋。通過這樣的安排，可以容易地制造使用展布振動的壓電諧振器與負載電容整體裝配的引線型壓電振蕩器。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的壓電振蕩器的截面圖；圖2是圖1所示的壓電振蕩器的分解透視圖；圖3是用于圖1所示的壓電振蕩器中的基片的透視圖，從其底部看；圖4是負載電容的側(cè)視圖；圖5A是具有導(dǎo)電粘劑的基片的透視圖；圖5B是安裝在圖5A所示的基片上的負載電容的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的壓電振蕩器的截面圖；圖7是安裝在圖6所示的壓電振蕩器的基片上的負載電容的透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的壓電振蕩器的截面圖；圖9是圖8所示的壓電振蕩器的分解透視圖；圖10是用于圖9所示的壓電振蕩器中的基片的透視圖，從其底部看；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的壓電振蕩器的透視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的壓電振蕩器的側(cè)視圖；圖13A是用于圖12所示的壓電振蕩器中的基片的透視圖，從其頂部看；圖13B是用于圖12所示的壓電振蕩器中的基片的透視圖，從其底部看；圖14是陶瓷振蕩電路的方框圖；圖15是已知的壓電振蕩器的截面圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的壓電裝置的截面圖；圖17是圖16所示的壓電裝置的分解透視圖；圖18是圖17所示的基片的透視圖，從其底部看；圖19是已知的壓電裝置的截面圖；圖20是另一個已知的壓電裝置的截面圖；圖21A是要以SMD式方式安裝的壓電裝置的透視圖；和圖21B是圖21A所示的壓電裝置的側(cè)視圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實施例的壓電裝置100的截面圖。圖17是圖16所示的壓電裝置100的分解透視圖。如圖16中所示的壓電裝置100包括基片102、邊框103、彈簧端子104、壓電諧振器105和蓋子106?；?02包括基片底107(示于圖17中)，它由諸如環(huán)氧玻璃或陶瓷之類的材料制成，基片底107包括電極?；?07包括電極圖案108和109，它們分兩個部分形成在基片底107的上表面上，如圖17所示。基片底107包括外部電極110和111，它們分兩個部分形成在基片底107的底部表面上，如圖18所示。將設(shè)置在基片底107的上表面上的電極圖案108和109通過基本上為U形狀的通孔112和113連接到外部電極110和111。
邊框103由經(jīng)模制的樹脂(例如，經(jīng)噴射成形)制成，并且足夠地深，以容納彈簧端子104和壓電諧振器105。邊框103的內(nèi)部尺寸與最大的壓電諧振器105的尺寸相同，或更大。在邊框103的四個內(nèi)壁上各設(shè)置有一個凸出部114。每一個凸出部114的尺寸如此設(shè)置，從而凸出部114將容納在邊框103中的最小的壓電諧振器105支持在壓電諧振器105的每一個側(cè)面的中間部分(節(jié)點)，并且將壓電諧振器105放置得不能移動和旋轉(zhuǎn)。
當邊框103容納大于凸出部114所設(shè)置的大小的壓電諧振器105時，根據(jù)壓電諧振器105的尺寸切割邊框103的凸出部14，從而使壓電諧振器105能夠適當?shù)刂С衷谶吙?03中。通過這樣的安排，邊框103能夠普遍地適用于容納具有不同尺寸，即具有不同工作頻率的壓電諧振器105，由此，可減小元件的數(shù)量，從而降低產(chǎn)品的成本。尤其地，可以通過減少用于塑料部件的模子的數(shù)量使模子的成本最小化。具有凸出部114的邊框103(其尺寸通過切割來適當?shù)卦O(shè)定)通過設(shè)置在邊框103的下面部分上的粘劑115結(jié)合到基片102的上表面上的四周，如圖16所示。
根據(jù)本發(fā)明，雖然單個的基片102和邊框103結(jié)合到一起，以形成基片單元，基片102和邊框103可以相互整體地形成，以形成基片單元。元件的數(shù)量通過如此形成整體形式的基片單元而減少。如上面在本實施例中描述的，當由各個基片102和邊框103形成基片時，可以通過使用環(huán)氧玻璃基片、陶瓷基片等容易地形成電極圖案108和109，以及外部電極110和111。
由金屬制成的彈簧端子104的頂部的中心部分上包含凸出部116，并且如圖17所示，四個腿117放射狀地延伸。彈簧端子104的腿117基本上以字母C的形狀朝下延伸，由此具有回彈力。四個腿117的每一個都朝邊框103的中心延伸。沿邊框103的相對的角落相對的腿117的末端中間的距離設(shè)置得大致上與邊框103的相對距離中間的距離相同。由于這種配置，彈簧端子104容納在邊框103中，而不會防礙凸出部114，并且彈簧端子104的每一個腿117都位于邊框103的每一個角落處。由于電極圖案109暴露在邊框103的四個角落處，故彈簧端子104與基片102的電極圖案109接觸。
圖17所示的壓電諧振器105包括沿厚度方向極化的壓電基片，壓電基片設(shè)置有電極，形成在其上表面和底部表面上。在壓電基片的主表面的中心處設(shè)置有一個節(jié)點。當壓電諧振器105容納在邊框103中時，彈簧端子104的凸出部116與壓電諧振器105的中心附近接觸，并支持壓電諧振器105。邊框103的凸出部114與壓電諧振器105接觸或接近，位置在壓電諧振器105的每一個側(cè)面部件中間部分，并將壓電諧振器105放置在適當位置。
蓋子106由諸如鋁或銅之類的金屬材料制成，并形成為一形狀和尺寸，以便設(shè)置在基片102上，并覆蓋邊框103。蓋子106在其內(nèi)部表面的中心設(shè)置有凸出部118。容納在邊框103中的壓電諧振器105和彈簧端子104一起如此地密封在基片102和蓋子106中間，從而壓電諧振器105和彈簧端子104容納在邊框3中，將蓋子106放置在基片102上，以便覆蓋邊框103，并通過在將蓋子106按壓基片102時使絕緣粘劑119固化而將其邊緣上設(shè)置有絕緣粘劑119的蓋子106通過絕緣粘劑119結(jié)合到基片102。由于將電極圖案108設(shè)置在結(jié)合蓋子106的位置的部分內(nèi)，故在這個部分中使用導(dǎo)電粘劑120代替絕緣粘劑119，由此只將蓋子106電氣連接到電極圖案108。在蓋子106的內(nèi)部表面和壓電諧振器105的上表面之間由凸出部118提供接近于0.2mm的間隙。
當在將蓋子106對著基片102按壓而將蓋子106結(jié)合到基片102上時，分別將彈簧端子104的凸出部116和蓋子116的凸出部118按壓到壓電諧振器105的底部表面和上表面，以便將壓電諧振器105夾在設(shè)置在其中心的節(jié)點處，并且將壓電諧振器105電氣連接到彈簧端子104和蓋子106。彈簧端子104通過電極圖案109和通孔113，電氣連接到外部電極111，并且蓋子106通過導(dǎo)電粘劑120、電極圖案108和通孔112電氣連接到外部電極110，由此分別將設(shè)置在壓電諧振器105的上表面和底部表面上的電極引導(dǎo)到外部電極110和111。外部電極110和111在金屬箔、導(dǎo)電薄膜(諸如汽相沉淀薄膜)、導(dǎo)電厚膜(諸如經(jīng)烘焙的導(dǎo)電膏厚膜)之類上以平面圖案形成在基片102的底部表面上。通過這樣的安排，可以以穩(wěn)定的方式將壓電裝置100安裝到印刷電路板上，由此可以將壓電裝置100用作表面安裝裝置?？梢匀菀椎匕惭b根據(jù)本實施例的壓電裝置100，其中不必形成折疊狀態(tài)的引線，如圖21A和21B中所示的壓電裝置中那樣。
執(zhí)行壓電裝置100的裝配，如圖17所示的，沿朝上的方向上，一個元件在另一個的頂上，即按照基片102的底部、邊框103或彈簧端子104放置在基片102的頂上、壓電諧振器105放置在邊框103或彈簧端子104的頂上、最后蓋子106放置在壓電諧振器105的頂上，由此使制造過程簡單。這種方法尤其適合于自動裝配。通過改變凸出部114的尺寸，可以達到具有不同的展布振動模式性質(zhì)的各種尺寸的壓電諧振器105，由此具有單個尺寸的壓電裝置100用作各種工作頻率。
蓋子106可以由樹脂、陶瓷等等制成，并通過諸如電鍍的方式，在其內(nèi)部表面和底部表面上設(shè)置有導(dǎo)電薄膜?？梢栽趬弘娭C振器105和蓋子106之間設(shè)置由樹脂、陶瓷之類的材料制成的接線板，該接線板具有凸出部，并將接線板的引線引導(dǎo)到基片102的電極圖案108。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的壓電振蕩器1的截面圖。圖2是圖1所示的壓電振蕩器1的分解透視圖。如圖2所示，壓電振蕩器1包含基片2、邊框3、負載電容4、彈簧端子5、壓電諧振器6和蓋子7?；?包含由環(huán)氧玻璃樹脂、陶瓷之類的材料制成的基片底8，并且基片底上具有電極?；?的上表面上設(shè)置有三個電極圖案9、10和11，并且如圖3所示，在其底部表面上設(shè)置有三個外部電極12、13和14。設(shè)置在基片底8的一個側(cè)面處的電極圖案9通過U形的通孔15連接到外部電極12。沿基片底8的其它側(cè)面設(shè)置的電極圖案11通過U形通孔17連接到外部電極14。設(shè)置在基片底8的中心部分的電極圖案10通過通孔16連接到外部電極13。
用于根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器1的負載電容4是廣泛用于MHz頻帶振蕩器的負載電容，它包括兩個負載電容元件C1和C2，它們整體地形成，如圖4所示。負載電容4設(shè)置有介質(zhì)基片18，該基片18的底部表面的中心處具有公共電極(接地電極)19，并且介質(zhì)基片18的兩端處具有電容器電極20和21，它們從其底部表面延伸到上表面。負載電容元件C1形成在電容器電極20和公共電極19之間，而負載電容元件C2形成在電容器電極21和公共電極19之間。負載電容元件C1和C2通過公共電極19串聯(lián)。
負載電容4安裝在基片2上(如圖5B所示的狀態(tài)，即在安裝邊框3和彈簧端子5之前)。以這種方式將負載電容4安裝在基片上，從而導(dǎo)電粘劑22設(shè)置在電極圖案9、10和11上，以及設(shè)置在基片2的中心處的通孔16內(nèi)(見圖5A)，并且將負載電容4放置在基片2上，在將負載電容4對著基片按壓時使導(dǎo)電粘劑22固化。在這種處理中，通過導(dǎo)電粘劑22將負載電容4固定到基片2的上表面上，將電容器電極20和21分別電氣連接到電極圖案9和11，并且將公共電極19電氣連接到電極圖案10。通過通孔16將負載電容4的公共電極19電氣連接到設(shè)置在基片2的底部表面的中心處的外部電極13。
邊框3通過例如噴射模制，由經(jīng)模制的樹脂制成，并且足夠深，能夠容納彈簧端子5和壓電諧振器6。邊框3的內(nèi)部尺寸和最大的壓電諧振器6的尺寸相同或更大。邊框3的內(nèi)壁上的四個位置處設(shè)置有凸出部23，如圖2所示。凸出部23的尺寸設(shè)置得在最小的壓電諧振器6容納在邊框3中時，凸出部23將壓電諧振器6支持在壓電諧振器6的2外側(cè)的中心部分(節(jié)點)，并將壓電諧振器6放置得不能移動和旋轉(zhuǎn)。
當尺寸大于凸出部23所設(shè)置的尺寸的壓電諧振器6容納在邊框3中時，將凸出部23的尺寸切割到對應(yīng)于要容納的壓電諧振器6的尺寸。由此，可以使邊框3標準化，從而可以用于具有不同尺寸的壓電諧振器6，即，對于其中使用不同頻率的壓電諧振器6來說，可以減少元件數(shù)量，從而減少制造成本。當邊框3由模制的樹脂制成時，模子的成本最小化，因為僅僅使用了一個模子。具有凸出部23的邊框3(其尺寸通過切割設(shè)定)由設(shè)置在邊框3的底部表面上的粘劑24結(jié)合到基片2的上表面的周圍，以和基片2形成一個整體。
作為代替根據(jù)本實施例的安排(即，裝配單獨的基片2和邊框3以形成基片單元)，基片2和邊框3可以整體地形成。通過整體形成基片單元，可以減少元件的數(shù)量，同時，通過由本實施例一起裝配的各個基片2和邊框3形成基片單元，可以使用環(huán)氧玻璃樹脂基片、陶瓷基片之類的材料容易地形成電極圖案9、10和11，以及外部電極12、13和14。
金屬彈簧端子5具有凸出部25，設(shè)置在其頂部的中心部分，還有腿26，沿四個方向呈放射狀延伸。通過以字母C的形狀朝下延伸，使彈簧端子5的腿26具有回彈力。相對的腿26的末端之間的距離與由邊框3的內(nèi)壁形成的相對的角之間的距離相同。通過彈簧端子的這種配置，彈簧端子5容納在邊框3中，而不會防礙凸出部23，并且將彈簧端子5的腿26的末端放置在邊框3的內(nèi)壁的角落。由于將電極圖案11設(shè)置在這些角落中，故彈簧端子電氣連接到基片2的電極圖案11。
除了腿26的端子之外，彈簧端子5不和基片2接觸，由此在基片2和彈簧端子5之間形成空間。利用這個空間，將負載電容4安裝到基片2上。在負載電容4和彈簧端子5之間形成空隙，從而在負載電容4和彈簧端子5之間提供絕緣。
壓電諧振器6包括方形的壓電基片，它沿厚度方向極化，并且其上表面和底部表面上具有電極。節(jié)點設(shè)置在壓電基片的主表面的中心處。彈簧端子5的凸出部25將壓電諧振器6支持在邊框3中，凸出部25接觸壓電諧振器6的中心附近。邊框3的凸出部23將壓電諧振器6放置在準確位置上，凸出部23接觸壓電諧振器6的每一個外部側(cè)面的中間部分(節(jié)點)或與其接近。
蓋子7由諸如鋁或銅之類的金屬材料制成，并形成為某個形狀和尺寸，以便覆蓋邊框3，并安裝到基片2上。蓋子7的內(nèi)部表面的中心具有凸出部27。壓電諧振器6以這樣的方式，密封在基片2和蓋子7之間，從而其邊緣上設(shè)置有絕緣粘劑28的蓋子7設(shè)置在基片2上，以便覆蓋容納彈簧端子5和壓電諧振器6的邊框3，并且通過絕緣粘劑28將蓋子7結(jié)合到基片2時，其中絕緣粘劑在將蓋子7對著基片2按壓時固化。將電極圖案9設(shè)置在基片2的結(jié)合蓋子7的部分中，由此，蓋子7對應(yīng)于基片2的部分中的絕緣粘劑28由導(dǎo)電粘劑29代替，由此蓋子7電氣連接到電極圖案9。壓電諧振器6密封在蓋子7和基片2之間，其中蓋子7通過絕緣粘劑28和導(dǎo)電粘劑29，以及填有導(dǎo)電粘劑22的通孔19結(jié)合到基片2。
當通過將蓋子7對著基片2按壓而將蓋子7結(jié)合到基片2時，通過具有回彈力的彈簧端子5使彈簧端子5的凸出部25和蓋子7的凸出部27接觸，并將壓電諧振器6夾在其中心部分中的節(jié)點處，由此彈簧端子5和蓋子7相互電氣連接。由于彈簧端子5與電極圖案11接觸，故壓電諧振器6的底部表面上的電極和負載電容4的電容器電極21通過U形通孔17電氣連接到外部電極14。由于蓋子7通過導(dǎo)電粘劑29電氣連接到電極圖案9，故壓電諧振器6的上表面上的電極和負載電容4的電容器電極20通過U形通孔15電氣連接到外部電極12。通過這樣的安排，提供了一種壓電振蕩器，它的配置由圖14中的虛線揭示。
外部電極12、13和14可以以金屬箔、汽相沉淀薄膜之類的導(dǎo)電薄膜、經(jīng)烘焙的導(dǎo)電膏膜之類的導(dǎo)電厚膜等等的圖案，形成在基片2的底部表面上，由此，如此安排的壓電振蕩器1可以以穩(wěn)定的狀態(tài)安裝在印刷電路板上，并且可以用作表面安裝裝置。
如上所述，壓電振蕩器1是通過如圖2所示的朝上的順序裝配元件而形成的，即，過程由基片2開始，邊框3或負載電容4在基片頂上，彈簧端子5在邊框3或負載電容4的頂上，壓電諧振器6在彈簧端子5的頂上，以及蓋子7在壓電諧振器6的頂上。通過這種安排，可以簡化制造過程，并且能夠容易地自動化?？梢允咕哂胁煌ぷ黝l率的壓電振蕩器1的輪廓標準化，因為可以通過根據(jù)要使用的壓電諧振器6的尺寸設(shè)定凸出部23的尺寸來容納具有不同尺寸和不同展布振動模式性質(zhì)的壓電諧振器6。
蓋子7可以由樹脂、陶瓷等等材料制成，并且通過電鍍之類的方法在其內(nèi)部表面上以及邊緣設(shè)置導(dǎo)電薄膜。接線板可以設(shè)置在壓電諧振器6和由樹脂、陶瓷之類的材料制成的蓋子7之間，接線板的引線部分被引導(dǎo)到基片2的電極圖案11。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的壓電振蕩器的截面圖。圖7是安裝在圖6所示的壓電振蕩器的基片上的負載電容的透視圖。根據(jù)第三實施例的壓電振蕩器包括基片2，其上具有兩個負載電容(層疊電容器)4a和4b。壓電振蕩器的配置除上述情況外，與根據(jù)第二實施例的壓電振蕩器1是相同的。
雖然根據(jù)第二實施例的壓電振蕩器1設(shè)置有負載電容4，該負載電容4具有兩個負載電容元件C1和C2，根據(jù)第三實施例的壓電振蕩器如圖7所示，設(shè)置有負載電容4a，它對應(yīng)于負載電容元件C1，安裝在電極圖案9和10之間，還有負載電容4b，它對應(yīng)于負載電容元件C2，安裝在電極圖案10和11之間。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的壓電振蕩器31的截面圖。圖9是圖8所示的壓電振蕩器31的分解透視圖。壓電振蕩器31包含如圖9所示，基片2、邊框3、彈簧端子5、壓電諧振器6(它具有展布振動性質(zhì))、蓋子7和負載電容4a和4b?；?包括由環(huán)氧玻璃、陶瓷之類的材料制成的基片底8，該基片底8設(shè)置有電極。基片底8包括形成在上表面上的電極圖案9和11，以及形成在基片底8的底部表面上的外部電極12、13和14。圖10是用于壓電振蕩器31中的基片2的透視圖(從其底部看)。設(shè)置在基片2的一側(cè)上的電極圖案9通過通孔32連接到外部電極12，并且沿其它側(cè)面設(shè)置的電極圖案11通過通孔33連接到外部電極14。邊框3、彈簧端子5、具有展布振動性質(zhì)的壓電諧振器6和蓋子7具有和用于第二實施例中的基本上相同的配置。
通過設(shè)置在邊框3的底部表面上的粘劑24，將邊框3與基片2在基片2的上表面的周圍處整體地結(jié)合到一起。彈簧端子5容納在邊框3中，不妨礙凸出部23。彈簧端子5的腿26的末端位于邊框3的內(nèi)壁的角落。當將基片2的電極圖案11設(shè)置在這些角落時，彈簧端子5的連接到電極圖案11。彈簧端子5的凸出部25與容納在邊框3中的壓電諧振器6在其中心(節(jié)點)附近接觸，并支持它。邊框3的凸出部23(它接觸或接近于壓電諧振器6的每一個側(cè)面中心部分)將壓電諧振器6放置在正確位置。
其邊緣設(shè)置有絕緣粘劑28的蓋子7放置在基片2上，以覆蓋容納彈簧端子5和壓電諧振器6的邊框3，并且通過在將蓋子7對著基片2按壓時使絕緣粘劑28固化，將蓋子7結(jié)合到基片2，由此，將壓電諧振器6密封在基片2和蓋子7之間。由于將電極圖案9設(shè)置在結(jié)合蓋子7的位置的部分，故在蓋子7的與設(shè)置了電極圖案9相關(guān)的邊緣部分中由導(dǎo)電粘劑29代替絕緣粘劑28，由此將蓋子7電氣連接到電極圖案9。
當在將蓋子7對著基片2按壓而將蓋子7與基片2整體結(jié)合時，彈簧端子5的凸出部25和蓋子7的凸出部27由壓電諧振器6接觸，并將其夾在其上表面和底部表面的中心部分。壓電諧振器6因此電氣連接到彈簧端子5和蓋子7。由于彈簧端子5與電極圖案11接觸，故設(shè)置在壓電諧振器6的底部表面上的電極和負載電容4b的電極通過通孔33連接到外部電極14。由于蓋子7通過導(dǎo)電粘劑29連接到電極圖案9，故設(shè)置在壓電諧振器6的上表面上的電極和負載電容4a的電極通過通孔32連接到外部電極12。
如圖8所示，將負載電容4a和4b安裝到基片2的底部表面上。將導(dǎo)電粘劑34施加到外部電極12、13和14上，負載電容4a和4b放置在電極12、13和14上，并按壓到上面，并且使導(dǎo)電粘劑34固化。由此，通過導(dǎo)電粘劑34將負載電容4a和4b固定到基片2的底部表面。分別將設(shè)置在負載電容4a兩端的電極電氣連接到外部電極12和13，并且將設(shè)置在負載電容4b的兩端的電極電氣連接到外部電極13和14。通過這樣的安排，提供了一種壓電振蕩器31，它具有如圖14的虛線揭示的配置。
根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的壓電振蕩器31能夠用作小型化的表面安裝裝置，其中將壓電諧振器6和負載電容4a和4b整體地裝配。如圖9所示，裝配過程沿朝上的方向進行，即，從基片2，邊框3在基片2的頂上，彈簧端子5在邊框3內(nèi)，壓電諧振器6在彈簧端子5的頂上，蓋子7在壓電諧振器6的頂上，然后，負載電容4a和4b安裝到基片2的底部表面上，由此使制造過程簡單。
另外，根據(jù)本發(fā)明，圖4所示的第二實施例的負載電容4可以安裝到基片2的底部表面上。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的壓電振蕩器41的透視圖。壓電振蕩器41是安裝引線型的壓電振蕩器，其主要元件是表面安裝壓電振蕩器31，如圖8所示。引線端子42、43和44分別連接到形成在基片2的底部表面上的外部電極12、13和14，其方法是通過導(dǎo)電粘劑，在引線端子42、43和44中的每一個引線端子安裝端部進行焊接?；?和蓋子7(包含壓電諧振器6、負載電容4a和4b、以及引線端子42、43和44的安裝端)通過密封在諸如環(huán)氧樹脂之類的樹脂中，被封裝在樹脂制成的外部封裝45中，由此，將負載電容4a和4b裝入到壓電振蕩器41中。如圖11所示的引線端子42、43和44的下面部分彎曲，并使其端部平行，從而引線端子42、43和44的每一個下面的端部都位于從壓電振蕩器41的主要表面延伸的平面上。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的壓電振蕩器51的側(cè)視圖。壓電振蕩器51(它是引線安裝型壓電振蕩器)包含基片2，該基片2具有安裝在基片2的上表面上的負載電容4a和4b。
圖13A和13B是用于第六實施例中的基片2的透視圖，分別從其上表面和底部表面上看?；?的面積大于蓋子7的面積，從而負載電容4a和4b安裝在未被蓋子7覆蓋的區(qū)域上?；?的上表面上的由蓋子7覆蓋的位置中設(shè)置有兩個電極圖案9和11，并具有三個電極圖案52、53和54，它們在未被蓋子7覆蓋的位置上。設(shè)置在基片2的相對兩側(cè)處的電極圖案52和54分別連接到電極圖案9和11。電極圖案9和11通過通孔32和33分別連接到外部電極12和14。電極圖案53通過通孔55連接到設(shè)置的基片2的底部表面上的外部電極13。
邊框3、彈簧端子5和壓電諧振器6(和其它實施例中所使用的相同)容納在基片2和蓋子7之間。負載電容4a安裝在基片2的上表面上的電極圖案52和53上未被蓋子7覆蓋的位置。負載電容4b安裝在基片為的上表面上的電極圖案54和53上的未被蓋子7覆蓋的部分。引線端子42、43和44分別通過引線端子42、43和44的安裝端連接到外部電極12、13和14。蓋子7通過絕緣粘劑(圖中未示)(該絕緣粘劑施加在電極圖案52與電極圖案9連接，以及電極圖案54和電極圖案11連接的位置)結(jié)合到基片2。由此裝配而成的壓電振蕩器51密封在外部封裝樹脂45中，但是和引線端子42、43、44的安裝端部相對的端部除外。
可以以簡單的裝配過程形成根據(jù)本發(fā)明的壓電裝置，該過程由基片單元開始進行，彈簧端子在基片單元的頂上，壓電諧振器在彈簧端子的頂上，蓋子在壓電諧振器的頂上。由此，可以容易地使使用展布振動的壓電裝置的裝配自動化。
壓電裝置可以在底部表面或基片單元的周圍中的一個位置上設(shè)置外部電極，由此，提供了一種展布振動表面安裝的壓電裝置，它沒有引線，這樣可以以穩(wěn)定的方式安裝在印刷電路板上。
在根據(jù)本發(fā)明的壓電裝置中，壓電諧振器可以通過設(shè)置在金屬蓋子上的凸出部和設(shè)置在彈簧端子上的凸出部夾住，并且金屬蓋子用作一個終端，它和彈簧端子相對，并且在它和彈簧端子之間是壓電諧振器，由此，減少了元件的數(shù)量。通過這樣的安排，可以使裝配的處理簡單化，并且可以減少元件的成本。
根據(jù)本發(fā)明的壓電裝置包括邊框，該邊框設(shè)置有凸出部，所述凸出部由裝入壓電諧振器的內(nèi)部表面的壁朝壓電諧振器凸出，并且凸出部的尺寸是可變的。基片可以容納具有不同尺寸的壓電諧振器，而不需要改變基片的尺寸，這是通過根據(jù)壓電諧振器的尺寸設(shè)定凸出部的尺寸而成為可能的。由此，可以通過使基片和蓋子的之類的元件標準化而使壓電裝置的成本減小。特別地，模制樹脂元件的成本可以大為減小，因為模子的成本由于元件的標準化而減小了。另外，通過元件的標準化，可以使使用不同頻率的壓電裝置的外部尺寸標準化，其中，包含具有不同尺寸的壓電諧振器。
根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器以整體狀態(tài)形成，方法是將一個元件裝配到另一個元件的頂上，由此，使裝配的過程簡單?？梢匀菁{負載電容，而不增加壓電振蕩器的外部尺寸，因為將負載電容安裝在基片和彈簧端子之間的空間內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器中，基片可以設(shè)置有與外部電極相連的通孔，并且外部電極和負載電容通過填有導(dǎo)電材料的通孔相互電氣連接。通過這樣的安排，不需要在基片上形成布線圖案，并且負載電容的電極因為簡單的配置而可以容易地引導(dǎo)至外側(cè)。壓電振蕩器可以由填入通孔的導(dǎo)電材料完全地密封。
根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器是這樣形成的，裝配其上表面或底部表面上設(shè)置有負載電容的基片，和使用展布振動，容納在基片單元和蓋子之間的壓電諧振器，由此使裝配過程簡單。負載電容可以安裝在容納壓電裝置的基片的底部表面，由此，可以安裝負載電容，而不需要增加壓電振蕩器的外部尺寸。
在根據(jù)本發(fā)明的壓電振蕩器中，可以用外部封裝樹脂覆蓋其底部表面上設(shè)置有引線端子的基片。通過這樣的安排，可以容易地制造一種其中使用展布振動的壓電諧振器和負載電容整體裝配的引線安裝型壓電振蕩器，
權(quán)利要求
1.一種壓電裝置，其特征在于包含基片；設(shè)置在所述基片上的金屬彈簧端子；設(shè)置得覆蓋設(shè)置有所述金屬彈簧端子的所述基片的蓋子；和使用展布振動的壓電諧振器；其中，所述壓電諧振器由所述蓋子和所述金屬彈簧端子彈性地夾住。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于外部電極設(shè)置在所述基片的底部表面和周圍中至少一個位置上，所述外部電極連接到設(shè)置在壓電諧振器的上表面和底部表面上的電極。
3.如權(quán)利要求1和2中任一條所述的壓電裝置，其特征在于所述壓電諧振器由設(shè)置在所述蓋子上的第一凸出部和設(shè)置在所述金屬彈簧端子上的第二凸出部夾住，所述蓋子由金屬材料制成。
4.如權(quán)利要求1、2和3中任一條所述的壓電裝置，其特征在于裝入所述壓電諧振器的邊框設(shè)置在所述基片上，并且設(shè)置了由所述邊框的內(nèi)壁朝所述壓電諧振器突出的第三凸出部，所述第三凸出部的尺寸是可變的。
5.一種壓電振蕩器，其特征在于包含基片；設(shè)置在所述基片上的金屬彈簧端子；設(shè)置在所述基片和所述金屬彈簧端子之間所形成的空間內(nèi)的負載電容；覆蓋設(shè)置有所述金屬彈簧端子和所述負載電容裝置的所述基片的蓋子；和使用展布振動的壓電諧振器；其中，所述壓電諧振器由所述蓋子和所述金屬彈簧端子彈性地夾住。
6.如權(quán)利要求5所述的壓電振蕩器，其特征在于所述基片設(shè)置有與設(shè)置在所述基片底部表面上的外部電極相連的通孔，并且所述外部電極和所述負載電容通過填入通孔的導(dǎo)電材料電氣連接。
7.一種壓電振蕩器，其特征在于包含基片設(shè)置得覆蓋所述基片的蓋子；設(shè)置在所述基片和所述蓋子之間的使用展布振動的壓電諧振器；以及安裝在所述基片的上表面或底面之一上的負載電容。
8.如權(quán)利要求7所述的壓電振蕩器，其特征在于還包含設(shè)置在所述基片的底部表面上的引線端子；其中外部封裝樹脂覆蓋包含所述壓電諧振器、所述負載電容、以及所述引線端子的安裝端的所述基片和所述蓋子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種壓電振蕩器,包含具有安裝在其上的負載電容的基片,裝入設(shè)置在基片上的負載電容的邊框,和設(shè)置在邊框內(nèi)的金屬彈簧端子,其中,負載電容容納在基片和金屬彈簧端子之間形成的空間內(nèi)。壓電振蕩器還包含設(shè)置在金屬彈簧端子上的壓電諧振器。設(shè)置在基片上以覆蓋邊框的金屬蓋子的內(nèi)部表面處設(shè)置有凸出部。壓電諧振器由金屬彈簧端子和蓋子的凸出部支持。金屬彈簧端子電氣連接到形成在基片上的電極圖案,蓋子通過導(dǎo)電粘劑,結(jié)合到形成在基片上的另一個電極圖案,由此,設(shè)置在壓電諧振器上的兩個電極連接到設(shè)置在基片的底部表面上的外部電極。
文檔編號H03H9/05GK1271998SQ0010705
公開日2000年11月1日 申請日期2000年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月23日
發(fā)明者山本隆, 橫井雄行 申請人:株式會社村田制作所