专利名称：用于表面安装的晶体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及适于小型化的用于表面安装的晶体器件的技术领域，
特别是，涉及一种通过缝焊(seam welding)将晶体元件气密地封装在 其中的晶体器件。
背景技术：
用于表面安装的诸如晶体单元、晶体振荡器或晶体滤波器的晶体 器件就是通常所说的频率控制元件。例如，用于表面安装的晶体单元 (在下文，称作表面安装晶体单元)被结合到振荡器电路中，以作为 频率源或时间基准装入各种类型的电子设备中。近年来，其小型化已 经取得进一步的进展，例如，这使得其平面轮廓为2.0X 1.6 mm或更小。
图3是用于说明相关技术表面安装单元的示意图，其中图3 (a) 是相关技术表面安单元的剖视图，图3 (b)是没有金属盖子的相关技 术表面安装单元的平面图。
将相关技术表面安装单元构造成使得晶体元件2安放在其在平面 图中为长方形的陶瓷壳体1中，该陶瓷壳体的横截面形成为凹形。金 属盖子3通过缝焊接合于陶瓷壳体1的开口的端面，以气密地封装晶 体元件2。该陶瓷壳体1由底壁la和框架壁lb构成，并且金属环4， 例如通过银焊(未示出)，固定于用作开口的端面的框架壁lb的上表 面。
在这种情况下，将金属环4的外形做成小于陶瓷壳体1的外形， 以防止金属环4从陶瓷壳体1的开口的端面伸出。即，金属环4形成 为具有用于预计的间隙(误差公差)的外周边。于是，将金属环4的
3内周边做成基本上对应于陶瓷壳体1的框架壁lb的内周边，并且金属 环4的长边和短边的宽度做成彼此相等。
然后，将外部端子5设置在陶瓷壳体1的外底面(底壁la)的四 个拐角，而晶体保持端子6设置在内底面的一端的两侧。在外底面的 四个拐角处的一对彼此倾斜地面向的外部端子5穿过层压平面和未示 出的通孔(电极通孔)而电连接于内底面上的晶体保持端子6。另一对 彼此倾斜地面向的外部端子5穿过电极通孔等而电连接于金属环4。
晶体元件2形成为AT切割的金属元件，并且形成为长方形，例 如，其在晶体轴线(XY' Z')之中的X轴方向上较长，并且晶体元 件2的厚度是Y'轴，而晶体元件2的宽度是Z'轴。AT切割的金属 元件以厚度剪切振荡模式振荡，并且X轴的方向是厚度剪切振荡的位 移方向。晶体元件2在其两个主表面上具有激励电极7，而引出电极8 在用作其外周边部分的一端的两侧上延伸。引出电极8从其延伸的该 晶体元件的一端的延伸的两侧用导电的粘结剂10固定于晶体保持端子 6。由此，该引出电极8的一端的延伸的两侧电连接并且机械连接于晶 体保持端子6。为了如上所述的预计的间隙，金属盖子3形成为其平面 轮廓小于金属环4的平面轮廓。
缝焊在这一对辊式电极(roller electrode)之间供能，同时使一对 辊式电极(未示出)接触金属盖子3的彼此面向的一组边的一端侧， 以挤压这组边而旋转以便行进到另一端侧。由此，金属盖子3的外周 边表面上的Ni (镍)薄膜被焦耳热熔化，以便接合于金属环4。然后， 在金属盖子3的彼此面向的该组边接合于金属环4之后，另一组彼此 面向的边以相同的方式与其接合。
在这种情况下，金属盖子3相对于金属环4的面向表面基本上接 合于金属环4，并且金属盖子3相对于金属环4的接合表面(面向表面) 的宽度是所谓的密封路径。在这种情况下，如果作为焊接条件之一的焊接电流太小，那么产生未接合的部分而降低其气密性。与其相反， 如果焊接电流值太大，则引起飞溅，使得金属粉尘飞溅在陶瓷壳体内 部而粘结于晶体元件2，例如，这使其振荡性质变差。
由于这种原因，包括电极滚轮的旋转速度的诸如焊接电流的焊接 条件被严格限制。然而，实际上，如果焊接条件，例如焊接电流严格 限制在很小的范围内，那么焊接电流随着功率波动等而变化，这使得 产生气密性损失或飞溅。于是，通常，金属环4的宽度被加宽而使金 属盖子3的面向表面的宽度变宽。由此，不仅确保气密性并抑制飞溅 的发生，而且通过特别提高焊接电流的上限而使焊接条件放宽，以确 保其气密性并提高其生产率。
专利文献
PTL 1 JP-A-2007-173976 PTL 2 JP-A-2007-7585
发明内容
技术问题
然而，上面所述的相关技术表面安装单元的问题在于，表面安装 单元的平面轮廓做得越小，晶体元件2的电镀表面面积就做得越小， 这降低了其设计自由度。也就是，当晶体元件2的电镀表面面积做成 比较小时，产生例如，晶体阻抗(在下文叫做CI)增加，难以抑制寄 生信号(spurious)，增加电容器比例(C0/C1)以减少频率变化范围 等的负面效果。因此，设计自由度降低。
由于这种原因，例如，陶瓷壳体l的框架壁(框架壁lb)的宽度 可能变窄，以增加内底面的面积。然而，在这种情况下，在上述的缝 焊中金属环4的框架宽度也减小(变窄)，并且其密封路径也变窄。 因此，存在的问题是用于确保其气密性并抑制飞溅的焊接条件被严格 限制，因而降低其生产率。本发明的目的是通过缝焊提供一种晶体器件，其中陶瓷壳体内部 的面积做得比较大，以增加晶体单元(晶体元件)的设计自由度，并 且保持其生产率。
根据本发明的第一方面，提供一种用于表面安装的晶体器件，包 括陶瓷壳体，其在平面图中具有长方形形状，其横截面由底壁和框 架壁形成为凹形，并且其至少安放晶体元件；金属环，其具有环形形 状，并且其设置在陶瓷壳体的开口的端面处；以及金属盖子，其平面 轮廓做成小于金属环的平面轮廓，其中将用于表面安装的晶体器件构 造成使得金属盖子的外周边表面与金属环的外周边间隔开以便面向 金属环的表面，以被缝焊于金属环的该表面而气密地封装该晶体元件； 将金属环的长边和短边的宽度中的一个做成比另一个窄；将框架壁的 长边和短边的宽度中的一个做成比另一个窄；并且将面向金属环的表 面的金属盖子的长边和短边的宽度中的一个做成比另一个窄。
本发明的有益效果
根据本发明的第一方面，由于将用于缝焊的金属环的长边和短边 中的一个做成比另一个窄(小)，所以另一个金属环设置在其上的陶 瓷壳体的框架壁(框架壁)的宽度能够做成比较小。因此，将陶瓷壳 体内部的面积做成比较大，以安放外形尺寸大的晶体元件，以增加晶 体单元(晶体元件)的设计自由度。
在这种情况下，仅仅，将金属环的长边和短边的宽度中的一个做 成比较小，并且将面向金属环的表面的金属盖子的宽度中的一个做成 比较窄。因此，只要变窄的长边和短边的宽度中的一个所用的焊接条 件，具体说，焊接电流的上限被严格限制，那么就能够防止飞溅的发 生。由此，宽度比较大的长边和短边的另一个所用的焊接条件能够放 宽，以保持其生产率。根据本发明的第二方面，在用于表面安装的晶体器件中，其中 将金属环的短边的宽度做成比长边的宽度窄；将框架壁的短边的宽度 做成比长边的宽度窄；并且将面向金属环的表面的金属盖子的短边的 宽度做成比长边的宽度窄。据此，由于将金属环的短边的框架宽度做 成比长边的框架宽度窄，所以由于焊接条件的在焊接中的短边的变化 比在长边中的变化小了所述较窄的距离。因此，能够放宽电流的允许 范围。
图1是用于说明根据本发明的一个实施例的表面安装单元没有金
属盖子的平面图。
图2是示出应用本发明的另一个例子的表面安装振荡器的剖视图； 图3是用于说明相关技术表面安装单元的示意图，其中图3(a)
是相关技术表面安装单元的剖视图，图3 (b)是没有金属盖子的相关
技术表面安装单元的平面图。
附图标记表 1陶瓷壳体 2晶体元件
3 属盖了
4金属环 5外部端子 6晶体保持端子 7激励电极 8引出电极
9 IC芯片
具体实施例方式
图1是用于说明根据本发明的一个实施例的表面安装单元的平面 图。顺便说，与相关技术相同的部分用相同的符号表示，并且其描述被简化或省去。
如上所述，将在X轴的方向上较长的表面安装单元构造成使得晶
体元件2被安放在陶瓷壳体1中，该晶体元件2形成为AT切割的晶体 元件，该陶瓷壳体1在平面图中为长方形形状，其包括底壁la和框架 壁lb，其横截面形成为凹形。然后，金属盖子3通过缝焊接合于设置 在陶瓷壳体1的开口的端面处的金属环4，以气密地封装晶体元件2。 金属环4通过，例如，银焊固定于陶瓷壳体1的开口的端面(框架壁 lb的上表面)(参考图3)。
在这种情况下，用于表面安装单元的陶瓷壳体1的平面轮廓为2.0 X1.6mm，金属盖子3为1.81X1.41 mm。于是，金属环4的长边的框 架宽度w是0.175 mm，而短边的框架宽度d是0.165 mm，并且使得短 边的框架宽度d小于长边的框架宽度w。由此，陶瓷壳体1的长边的 框架壁的宽度wa做成为0.245 mm，而短边的框架壁的宽度da做成为 0.235 mm，并且短边的框架壁的宽度da做成比长边的框架壁的宽度 wa窄o
在这种情况下，由于金属环4和金属盖子3接合在一起，以使其 中心相互匹配，相对于面向金属环4的金属盖子3的周边表面的长边 和短边的宽度(即，密封路径)，长边的密封路径wl为0.125mm，而 短边的密封路径dl为0.115 mm。也就是说，短边的密封路径做成比长 边的密封路径小(窄)。
在如上所述的器件中，金属盖子3临时焊接于金属环4，该金属环 4设置在陶瓷壳体1的开口的端面处。然后，例如，使电极滚轮(未示 出)接触金属盖子3的彼此面向的一对短边，以进行缝焊。在这种情 况下，由于金属盖子3的短边的框架宽度d做成比较小，例如，该对 电极滚轮之间的电流值(允许值)比在相关技术中更加被严格限制并 且被控制，以进行焊接。其次，使电极滚轮接触金属盖子3的彼此面向的另一对长边，以 进行缝焊。在这种情况下，由于金属环4的长边的框架宽度W做成等 于相关技术的长边的框架宽度，所以即便用作焊接条件的焊接电流的 范围，具体说，最大电流值增加，飞溅也被防止。
考虑到这种情况，即，由于金属环4的短边的框架宽度d做成比 较小，陶瓷壳体l的彼此面向的该对短边的框架壁的宽度da也能够被 縮小。因此，在陶瓷壳体1内部的长度方向上的尺寸能够增加(内底 面的面积增加)，以能够安放外形尺寸大的晶体元件，这增加了晶体 单元的设计自由度。在这种情况下，由于用作形成为AT切割晶体元件 的晶体元件2的振动位移方向的X轴的方向能够被延长，因此能够基 本上将晶体阻抗(CI)做成很小。
于是，在这个实施例中，由于在金属环4的短边的方向上的框架 宽度da做成比较小，与将在长边的方向上的框架宽度da做成比较小的 情况相比，使得由于电流值等的变化引起的缝焊的影响比较小。然而， 即便在将长边的框架宽度wa做成比短边的框架宽度da小的情况下， 基本的有益效果是相同的，并且在本发明中不排除这种情况。
在上述实施例中，晶体元件形成为AT切割的晶体元件，其在X 轴的方向上较长。但是，例如，即便晶体元件2形成为其在Z'轴上较 长的AT切割的晶体元件，或形成为具有另一种切割角度的晶体元件， 基本的有益效果是相同的，并且当然是本发明能够应用到其。
而且，作为例子已经说明了表面安装单元。例如，如图2所示， 上述实施例能够以相同的方式应用于这样的情况，其中内壁凸肩设置 在陶瓷壳体1的凹形部分中，并且晶体元件2的一端的两侧与其固定， 并且IC芯片9例如通过倒装焊而固定于陶瓷壳体1的内底面，以形成 表面安装的振荡器。也就是，上述实施例能够以相同的方式应用到用 于表面安装的任何晶体器件中，其中至少晶体元件2被安放在其中。
9
权利要求
1.一种用于表面安装的晶体器件，包括陶瓷壳体，该陶瓷壳体在平面图中具有长方形形状，该陶瓷壳体得横截面由底壁和框架壁形成为凹形，并且该陶瓷壳体至少安放晶体元件；金属环，其具有环形形状，并且该金属环设置在所述陶瓷壳体的开口的端面处；以及金属盖子，其平面轮廓做成小于所述金属环的平面轮廓，其中将所述用于表面安装的晶体元件构造成使得所述金属盖子的外周边表面与所述金属环的外周边间隔开以便面向所述金属环的表面，以缝焊于所述金属环的该表面，从而气密地封装所述晶体元件；所述金属环的长边和短边的宽度中的一个做成比另一个窄；所述框架壁的长边和短边的宽度中的一个做成比另一个窄；并且面向所述金属环的表面的所述金属盖子的长边和短边的宽度中的一个做成比另一窄。
2. 根据权利要求1所述的用于表面安装的晶体器件，其中 所述金属环的短边的宽度做成比长边的宽度窄； 所述框架壁的短边的宽度做成比长边的宽度窄；并且 面向所述金属环的表面的所述金属盖子的短边的宽度做成比长边的宽度窄。
全文摘要
本发明提供一种晶体器件，其中陶瓷壳体的内部的面积做成比较大，以增加晶体单元(晶体元件)的设计自由度。在用于表面安装的晶体器件中，其被构造成使得至少晶体元件(2)被安放在在平面图中为长方形的陶瓷壳体(1)中，其包括底壁(1a)和框架壁(1b)，并且其横截面形成为凹形，金属盖子(3)通过缝焊接合于金属环(4)，该金属环(4)设置在陶瓷壳体(1)的开口的端面处，以气密地封装该晶体元件(2)，金属环的长边和短边的宽度中的一个比另一个窄。
文档编号H03H9/02GK101562435SQ20091013520
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月16日 优先权日2008年4月18日
发明者村濑重善, 石丸千里 申请人:日本电波工业株式会社