專利名稱：電子元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元件，例如壓電部件及類似元件。
在現(xiàn)有技術(shù)中，公知形式的電子元件包括一個電子單元B1，一個支承件B2，一個樹脂層B3及一個焊料B6，如

圖11中所示。該電子元件B1在其邊緣上具有一個引線電極B4，并且支承件B2經(jīng)由一個間隙被放置在電子單元B1的對面。支承件B2具有一個外部連接端子B5，該端子在經(jīng)過槽口面對著引線電極B4的地方從支承件的上表面延伸到支承件的下表面。樹脂層B3放置在電子單元B1及支承件B2之間，并使電子單元B1與支承件B2粘合起來。焊料B6充滿在槽口的空間中并使引線電極B4與外部接線端子B5相連接。
然而，該現(xiàn)有技術(shù)的電子元件具有這樣的問題當(dāng)它們被安裝在印刷電路板P上時，使靠近電子單元B1的引線電極B4與靠近支承件B2的外部連接端子B5相連接的焊料B6趨于再熔化，并被吸收到印刷電路P上的焊料S上，其后果是在引線電極B4及外部連接端子B5之間形成有缺陷的連接，如圖12所示。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種電子元件，在其中可以避免由于焊料的跨接引起的有缺陷連接及斷接。
本發(fā)明的另一目的是提供一種電子元件，在其中，當(dāng)將電子元件安裝到涂有焊料層的印刷電路板上時，所填入的焊料不會再熔化及被吸收到焊層上。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種電子元件，它能利用將外部連接端子直接焊在印刷電路板上的導(dǎo)體上，從而直接地安裝到印刷電路板上。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種電子元件，在其中電子單元不易受到焊接熱量的影響，并且在其中可以阻止由于焊接電子單元的焊料引起的電子單元特性的降級。
本發(fā)明又一目的在于提供一種電子元件，在其中可以防止運輸及安裝時的破碎及另外的損壞，并且在其中不易發(fā)生粘接的脫離，甚至當(dāng)受到外部熱沖擊時也如此。
為了達到上述目的，本發(fā)明的電子元件包括一個電子單元，一個支承件，一個樹脂層及一個焊料。該電子單元在邊緣上具有一個引線電極。支承件被放置在經(jīng)由一個間隙G面對著電子單元的地方。該支承件在面對著上述引線電極的地方具有一個外部連接端子。樹脂層被放置在電子單元與支承件之間，從電子單元的邊緣縮入一段距離d，并且該層將電子單元與支承件粘接起來。距離d與間隙G滿足下列關(guān)系d＞G。焊料被填入在距離d上間隙G形成的空間中，并且將引線電極與外部連接端子連接起來。
由于上述的布置，也即支承件被放置在經(jīng)過間隙G面對著電子單元的地方;樹脂層被放置在電子單元及支承件之間，并從電子單元的邊緣縮進一段距離d;距離d與間隙G滿足關(guān)系d＞G;以及焊料填入到在距離d上間隙G形成的空間中，并將引線電極與外部連接端子連接起來，因此當(dāng)將電子元件安裝到涂有用以安裝電子部件的焊膏的印刷電路板上時，焊料不會再被熔化及被吸收到印刷電路板上的焊料層上。因而，不再會發(fā)生引線電極與外部連接端子之間的有缺陷的連接。并且由于距離d與間隙G具有關(guān)系d＞G，就不會發(fā)生焊料的跨接，而這種焊料跨接會發(fā)生在當(dāng)距離d變?yōu)榈扔诨蛐∮陂g隙G時。所以由于熔化的焊料表面張力所產(chǎn)生的焊料跨接中的斷接也不會發(fā)生了，甚至是在遭受到高溫如軟熔回焊時也是如此。
由于支承件具有一個外部連接端子以及焊料將引線電極與外端連接端子連接起來，就能夠通過支承件使不能直接地安裝到印刷電路板上的電子單元的安裝成為可能。這是由焊接外部連接端子而將電子安裝到印刷電路板上來完成的。并且在焊接時，電子單元很少受到焊接熱量的影響。由于粘接的焊料引起的電子單元性能的降級也就被防止了。
由于樹脂層粘接著電子單元及支承件，電子元件的機械強度增加了。由于這點，在運輸及安裝時電子元件的破碎及另外的損壞也被阻止了。并且，電子單元不易脫離對樹脂層的粘接，甚至在受到外部熱沖擊或類似情況時也是如此。
參照以下結(jié)合附圖的詳細說明，隨著對本發(fā)明的更深理解將易于獲得對本發(fā)明及其許多附屬優(yōu)點的更完整了解。其附圖為圖1本發(fā)明的電子元件的一個截面?zhèn)纫晥D;
圖2表示當(dāng)本發(fā)明的電子元件安裝在印刷電路板上時其焊料狀態(tài)的放大圖;
圖3表示焊料與焊料跨接狀態(tài)的圖;
圖4表示焊料跨接斷開狀態(tài)的圖;
圖5表示本發(fā)明的壓電元件的一個分解透視圖;
圖6本發(fā)明的壓電元件的一個正視圖;
圖7表示本發(fā)明壓電元件的一個截面正視圖;
圖8圖7中經(jīng)由剖線C8-C8的一個截面圖;
圖9圖6中經(jīng)由剖線C9-C9的一個截面圖;
圖10圖6中經(jīng)由剖線C10-C10的一個截面圖;
圖11一個傳統(tǒng)的電子元件的截面?zhèn)纫晥D;
圖12表示當(dāng)該傳統(tǒng)電子元件安裝到印刷電路板上時其焊料狀態(tài)的一個圖。
圖1表示本發(fā)明的電子元件，它包括一個電子單元A1，一個支承件A2，一個樹脂層A3，一個引線電極A4，一個外部連接端子A5及一個焊料A6。
電子單元A1在邊緣上具有引線電極A4。支承件A2被放置在經(jīng)由一個間隙G對著電子單元A1的地方，并在面對著引線電極A4的地方具有一個外部連接端子A5。樹脂層A3被放置在電子單元A1與支承件A2之間，它從電子單元A1的邊緣縮進去一段距離d。該層將電子單元A1與支承件A2粘連在一起。距離d與間隙G滿足關(guān)系d＞G。距離d的上限是由元件的尺寸確定的。例如對于壓電元件或類似元件，該距離應(yīng)為10G或較小。
焊料A6填充在距離d上間隙G形成的空間中，并將引線電極A4與外部連接端子A5連接起來。
如上所述，支承件A2被放置在經(jīng)由一個間隙G對著電子單元A1的地方，樹脂層A3被放置在電子單元A1及支承件A2之間，并從電子單元A1的邊緣縮進去一段距離d。距離d與間隙G的關(guān)系可表達成d＞G。焊料A6填充在距離d上間隙G形成的空間中，并將引線電極A4與外部連接端子A5連接起來。因為這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)將電子元件安裝到已涂有焊料的印刷電路板P上時，焊料A6不會再熔化及被吸收到該印刷電路板的焊料層上，如圖2中所示。因此，就不會引起引線電極A4及外部連接端子A5之間的有缺陷的連接。
同樣地，當(dāng)距離d與間隙G的關(guān)系為d＞G時，則不會發(fā)生焊料的跨接，這種跨接發(fā)生在當(dāng)距離d變得等于或小于間隙G時。如果G≤d，就發(fā)生如圖3中所示的焊料跨接。
并且，也不會發(fā)生由熔化的焊料的表面張力所引起的焊料跨接的斷開，甚至地電子元件遭受的高溫、如軟熔回焊中的高溫時也是如此。如果G≤d，則焊料跨接將會熔化并且由于焊料的表面張力將會引起跨接處的斷開，如圖4中所示。
由于支承件A2具有一個外部連接端子A5及焊料A6連接著引線電極A4與外部連接端子A5，則在將電子元件安裝在印刷電路板上時，利用焊接外部連接端子A5，使不能直接安裝在電路板上的電子單元經(jīng)由支承件A2的安裝成為可能。并且當(dāng)焊接時，電子單元不易受到焊接熱量的影響。由于粘接焊料引起電子單元A1性能的降級也被這種結(jié)構(gòu)防止了。
同時，由于樹脂層A3粘接著電子單元A1及支承件A2，該電子元件的機械強度增高了。由于這個，在運輸及安裝時電子單元的破碎及另外損壞也被阻止了。與此同時，電子單元不易脫離對樹脂層的粘接，甚至在受到熱沖擊或來自外部的類似情況時也是如此。
以下，將參照圖5至10對本發(fā)明應(yīng)用中的一個壓電元件的實例進行說明。在這些附圖中的壓電元件包括一個壓電襯底1，第一樹脂層2，第二樹脂層3，上支承件4，下支承件5及一個焊料20。
壓電襯底1具有諧振器6及7。每個諧振器6及7各具有一個上電極61，71及下電極62，63，72，73，它們的結(jié)構(gòu)是這樣的它們在壓電襯底1的上方及下方相互面對著。上電極61及71共同地與第一引線電極8相連接。第一引線電極8還具有一個在壓電襯底1兩側(cè)上形成的連續(xù)電容電極9。
下電極62及72彼此連續(xù)地經(jīng)由一個電容電極10相連接，該電容電極10位于電容電極9的反面，而下電極63及73由在壓電襯底1上構(gòu)成的第二引線電極64及74被傳導(dǎo)到壓電襯底1兩個角上的邊緣處。對應(yīng)這種電極的布置，還具有另外一種電極布置，其中電極62，63，72，73為上電極，而電極61及71為下電極，正好與圖中所示的布置相反。
第一引線電極11安裝在壓電襯底1的下側(cè)面上與上側(cè)面上的第一引線電極8相對置。在上側(cè)面上的第一引線電極8與在下側(cè)面上的第一引線電極11用導(dǎo)體12相連接，該導(dǎo)體12在上、下側(cè)面之間穿過壓電襯底1。導(dǎo)體12可作成任何形狀并可安裝在任何位置上，只要在該位置上不影響所需的振動模式，并且在該位置上能使第一引線電極8及11相互連接起來。在圖中所示的導(dǎo)體12是由將導(dǎo)電材料穿入在壓電襯底上作出的透孔中形成的，第一引線電極8及11和第二引線電極64及74均是利用薄膜技術(shù)如濺射或厚膜技術(shù)如印刷制成的。該透孔可利用燒結(jié)前的綠板沖壓或燒結(jié)后的激光加工來制作。上電極61及71，和下電極62，63，72，73也可利用薄膜技術(shù)如濺射或厚膜技術(shù)來制作。第一樹脂層2包括一個空心層21，一個密封層22及一個粘接層23。相似地，第二樹脂層3具有一個空心層31，一個密封層32及一個粘接層33?？招膶?1及31具有空心部分211，212，它們位于與諧振器6及7相對應(yīng)的地方，空心層并與壓電襯底1相接觸?？招牟糠?11，212及311，312具有孔213及313，它們留出用于諧振器6及7的上電極61及71和下電極62，63的空間?？招牟糠?11，212和311，312以這樣的方式構(gòu)成，即它們圍繞著由上電極61及71和下電極62，63，72，73組成的諧振器，并且在它們之間有一個經(jīng)過孔213及313的通路。密封層22及32是由一種絕緣樹脂作成的，并且粘接在空心層21及31上及密封住孔213及313。最理想的是用紫外線固化樹脂來制備密封層22及32。
上支承件4是由陶瓷材料、如礬土或類似材料作成的，并且用粘接層23粘接在密封層22的頂部。
下支承件5也由陶瓷材料、如礬土或類似材料作成，并且用粘接層33粘接在構(gòu)成第二樹脂層3的密封層32上。外部連接端子13，14及15構(gòu)成在與第一引線電極8及11和第二引線電極64及74相對置的位置上并位于下支承件5的一個邊緣上。外部連接端子13，14及15是利用厚膜工藝或鍍膜工藝或此兩者的結(jié)合構(gòu)成的。
第二樹脂層3被放置在壓電襯底1及下支承件5的中間，并從壓電襯底1的邊緣縮進一段距離d，這個層將壓電襯底1和下支承件5粘接在一起。距離d與間隙G滿足關(guān)系d＞G，間隙G是在第一引線電極11(或第二引線電極64及74)與外部連接端子13，14及15之間形成的。
焊料20填充在距離d上由間隙G形成的空間中，并將第一引線電極11(或第二引線電極64及74)與外部連接端子13，14及15連接起來。利用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)將其安裝在涂有焊料層的印刷電路板上時，焊料20不會再熔化成被印刷電路板上的焊料層吸收。因此，在第一引線電極11(或第二引線電極64及74)和外部連接端子13，14及15之間不會形成有缺陷的連接。
同時，由于距離d與間隙G的關(guān)系是這樣的，即d＞G，故不會引起焊料的跨接。因而，當(dāng)該電子元件遭受到高溫、如在軟熔回焊中的高溫時，不會有焊料的跨接再熔化。于是不會發(fā)生由于焊料的表面張力引起的跨接的斷開。距離d應(yīng)設(shè)定為10倍于間隙G的值或較小些。
由于下支承件5具有外部連接端子13，14及15，因此電子元件能夠利用焊接外部連接端子13，14及15被安裝到印刷電路板上。因為這個，即使壓電襯底1不能直接地被安裝在電路板上，也可以使壓電襯底經(jīng)由下支承件5安裝到電路板上。壓電襯底1不易遭受焊接熱量的影響，并且不易發(fā)生由于粘接焊料引起的壓電襯底1的特性的降級。
由于上支承件4及下支承件5分別被粘在第一樹脂層2及第二樹脂層3的表面上，壓電元件的機械強度增高了。由于這點，在運輸及安裝時壓電元件的破碎及其它的損壞能被阻止。同時，壓電襯底不易失去對樹脂層的粘連，甚至在受到熱沖擊或來自外部的類似情況時也是如此。
在該實施例中，壓電襯底1包括諧振器6及7，其中上電極61及71和下電極62，63，72，73以這樣的方式布置，即它們在壓電襯底的上、下側(cè)面上彼此面對著放置。第一樹脂層2及第二樹脂層3具有空心部分211，212，及311，312，并使得這些空心區(qū)域中的一組放置在壓電襯底1的上側(cè)面上，而另一組則放在其下側(cè)面上，其方式為空心部分211，212及311，312形成圍繞著諧振器6及7的振動空間。由此就由空心部分211，212及311及312可靠地產(chǎn)生出所需的振動空間。
而且，由于上電極61及71與安裝在下側(cè)面上的第一引線電極11利用穿過壓電襯底上、下側(cè)面之間的導(dǎo)體12形成連續(xù)通路，并且也由于下電極63及73與位于下側(cè)面上的第二引線電極64及74形成連續(xù)通路，就可以使上電極61及71和下電極63及73兩者均被引導(dǎo)到同一側(cè)面上，即下側(cè)面上。由于這點，用于諧振器6及7的外部引線路徑可以縮短，帶來了例如降低引線電感及改進性能等優(yōu)點。
由于下支承件5具有在外側(cè)上的外部連接端子13，14及15，及由于外部連接端子13，14及15與第一引線電極11及第二引線電極64及74形成連續(xù)通路，使得在下支承件5上的外部連接端子13，14及15起到對外連接端子的作用。由于這點，一些問題例如焊料浸入到從薄膜單元的諧振器6及7引出的第一引線電極11及第二引線電極64及74的問題可以被阻止。由于在下支承件5上的外部連接端子13，14及15能作成厚膜，則焊料浸入的作用可被忽略。
由于上支承件4及下支承件5是由陶瓷材料作成的，故在壓電襯底1及上支承件4之間的熱擴散系數(shù)及在壓電襯底1及下支承件5之間的熱膨脹系數(shù)是相同的，這就降低了由熱沖擊或類似情況引起的應(yīng)力，從而排除了壓電性能的降級。例如，當(dāng)壓電襯底1的熱膨脹系數(shù)的典型值為6×10-6/℃及上支承件4與下支承件5是由96%的礬土作成時，其支承件的熱膨脹系數(shù)值為7.5×10-6/℃。這就減小了壓電襯底1及上支承件4之間的熱膨脹系數(shù)的差別及減少了壓電襯底1及下支承件5之間的熱膨脹系數(shù)的差別。甚至當(dāng)它遭受到熱沖擊試驗中溫度的變化時，壓電元件特性的下降是微乎其微的。例如，在一個500周期的熱沖擊試驗后，其中每周期是在-55℃下30分鐘，在125℃下30分鐘，才能觀察到壓電性能很小的下降。
如上所述，本發(fā)明具有以下的工業(yè)應(yīng)用可能性(a)可提供一種電子元件，其中不容易發(fā)生由于焊料跨接或焊料跨接處斷開引起的有缺陷的連接;
(b)可提供一種電子元件，其中當(dāng)該電子元件安裝到涂有焊料層的印刷電路板上時所填入的焊料不會再熔化并且也不會被吸收到印刷電路板上的焊料層上。
(c)可提供一種電子元件，它可以利用焊接外部連接端子直接地安裝到線路板上;
(d)可提供一種電子元件，其中電子單元不容易遭受到焊接熱量的影響，并且其中可以防止由焊料粘接電子單元引起的電子單元性能的下降;
(e)可提供一種電子元件，其中可防止在運輸及安裝時引起的元件破碎及其它損壞，并且在其中不易發(fā)生電子單元脫離對樹脂層的粘接，甚至在遭受到熱沖擊或來自外部的類似情況時也如此。
權(quán)利要求
1.一種電子元件，它包括一個電子單元，在其邊緣上具有一個引線電極；一個支承件，它通過一個間隙G面對著所述電子單元放置，并在面對著所述引線電極的地方具有一個外部連接端子；一個樹脂層，它被放置在所述電子單元及所述支承件之間，并從所述電子單元的邊緣縮進一段距離d，它將所述電子單元與所述支承件粘接起來，所述距離d與所述間隙G滿足關(guān)系d＞G；及一個焊料，它填充在所述距離d上由所述間隙G形成的空間中，并將所述引線電極與所述外部連接端子連接起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子元件，其中所述電子單元是一個壓電單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電子元件，其中所述壓電單元包括一個壓電襯底及多個諧振器，所述諧振器中每個具一個上電極及兩個下電極，它們在所述壓電襯底的上、下側(cè)面上彼此相對地放置;及所述引線電極位于所述壓電襯底的下側(cè)面上，并包括一個第一引線電極及一個第二引線電極，它們中的每個被引到所述壓電襯底的邊緣，所述第一引線電極被連續(xù)地引導(dǎo)到所述上電極上，所述第二引線電極被連續(xù)地引導(dǎo)到所述下電極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電子元件，其中所述支承件是由陶瓷材料作成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電子元件，其中所述支承元件包括一個上支承件及一個下支承件，所述上支承件被放置在所述壓電單元的上面，而所述下支承件被放置在所述壓電單元的下面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電子元件，其中所述樹脂層構(gòu)成圍繞所述壓電電子單元諧振器的振動腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電子元件，其中所述樹脂層包括一個空心層及一個密封層，所述空心層包括具有位于空出所述上電極及所述下電極位置的多個孔的空心區(qū)域，而所述密封層被粘接在所述空心層上以便封住所述的孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的電子元件，其中所述樹脂層包括第一樹脂層及第二樹脂層，所述第一樹脂層被放置在所述上支承件與所述壓電單元之間，而所述第二樹脂層被放置在所述壓電單元與所述下支承件之間。
全文摘要
一種被安裝到印刷電路板上時不會產(chǎn)生引線電極與外部連接端子之間的缺陷連接的電子元件，包括電子單元A1，具有邊緣處的引線電極；支承件A2，經(jīng)過間隙G面對著電子單元。支承件A2在與引線電極A4相對處具有外部連接端子A5。樹脂層A3在電子單元A1及支承件A2之間，并從A1的邊緣處縮進一段距離d，且d＞G。樹脂層將電子單元與支承件粘接起來。焊料填在引線電極A4與外部連接端子A5之間的距離d上的由間隙G形成的空間中。
文檔編號H03H9/15GK1083284SQ9310975
公開日1994年3月2日 申請日期1993年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月26日
發(fā)明者鈴木嘉久, 菅原祐一, 石原進, 加藤郁夫 申請人:Tdk株式會社