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将晶体元件气密地封装在其中的晶体器件。
背景技术：
诸如晶体单元、晶体振荡器或晶体滤波器的用于表面安装的晶体 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，称作表面安装单元)结合到振荡器电路中，以作为频率源 或时间基准安装到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，使得其平面轮廓为，例如，2.0X1.6 mm或更小。
图6A至6C是用于说明相关技术表面安装单元的一个例子的示意 图。图6A是相关技术表面安装单元的剖视图，图6B是没有金属盖子 的相关技术表面安装单元的平面图，而图6C是金属盖子与其接合的相 关技术表面安装单元的平面图。
相关技术表面安装单元200被构造成使得晶体元件2容纳在长方 形的陶瓷壳体1中，该陶瓷壳体1的横截面形成为凹形，并且金属盖 子3通过缝焊(seam welding)而接合，以气密地封装晶体元件2。该 陶瓷壳体l由底壁la和框架壁lb构成，并且例如通过银焊料(未示出)， 将金属环4固定于框架壁lb的上表面，该上表面用作陶瓷壳体1的开 口的端面(例如，见JP-A-2007-173976)。在这种情况下，使得金属环4的轮廓小于陶瓷壳体1的轮廓，以 防止金属环4从陶瓷壳体1的开口的端面伸出。于是，例如，金属环4
的外周边四个拐角形成为其曲率半径为rl的圆弧形式(曲线部分)。 将金属环4的外周边四个拐角设置成避开用于分割设置在陶瓷壳体1 的外周边四个拐角处的陶瓷片的通孔。金属环4的内周边与陶瓷壳体1 的框架壁lb的内周边相匹配。
于是，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通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通过电极通孔等连接于金属环4。
晶体元件2在其两个主表面上具有激励电极7，以及在其一端的两 侧上的从该激励电极7延伸的引出电极8。该引出电极8的一端的延伸 的两侧用导电的粘结剂9固定于晶体保持端子6，并且电连接并机械连 接该两个引出电极8。
金属盖子3形成为与金属环4的轮廓相似的形状，例如，在其外 周边四个拐角处具有其曲率半径为r2 (=rl)的圆弧形的曲线部分。由 此，金属环4的长边的长度Al和除了其外周边四个拐角的曲线部分之 外的长边的直线部分的长度A2之间的比例A2/A1，与金属盖子3的长 边的长度C1和除了其外周边四个拐角的曲线部分之外的长边的直线部 分的长度C2之间的比例C2/C1是相同的。
而且，金属环4的短边的长度B1和除了其外周边四个拐角的曲线 部分之外的短边的直线部分的长度B2之间的比例B2/B1，与金属盖子 3的短边的长度D1和除了其外周边四个拐角的曲线部分之外的短边的 直线部分的长度D2之间的比例D2/D1是相同的。顺便说，通过将金属 盖子3的外周边四个拐角的曲率半径r2设置成等于金属环4的外周边四个拐角的曲率半径rl，例如，即便当金属盖子3相对于金属环4前 后移动并且横向移动时，也能够防止金属盖子3的外周边四个拐角伸出。
缝焊在一对滚轮式电极之间供能，同时使这一对滚轮式电极(未
示出)接触金属盖子3的彼此面向的一组侧边的一端侧，以挤压这组 侧边，从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，以便接合到金属环4。于是，在 金属盖子3的彼此面向的一组侧边接合到金属环4之后，另一组彼此 面向的侧边以相同的方式与其接合(例如，见JP-A-2007-75857)。
然而，在具有上述结构的相关技术表面安装单元200中，由于防 止金属盖子3从金属环4伸出的圆弧形的曲线部分被设置到金属盖子3 的外周边四个拐角，因此存在一个问题，即根据用于进行将金属盖子3 的缝焊在金属环4上的焊接条件，引起气密性损失。
例如，当将在缝焊中的电极滚轮的速度保持恒定，并且电流值被 严格限制时，如图7A所示，在金属盖子3的表面上的Ni薄膜IO在其 直线部分和外周边四个拐角的曲线部分上完全均匀地熔化，以接合到 金属环4。顺便说，图7A是陶瓷壳体1的平面图(开口的端面图)， 缝焊之后金属盖子3被从该陶瓷壳体1去除。
在这种情况下，相对于金属环4在金属盖子3的外周边上的接触 面的Ni薄膜10被熔化以接合到金属环4。因此，金属环4与金属盖子 3之间的接触面基本上变成密封路径。顺便说，金属环4通过压力加工 而形成，并且倾斜表面形成在其内周边表面上，该倾斜表面产生金属 环4的表面的内周边的非接合区域。这些区域在附图中被省去。
与其相反，如果将电流值的允许范围扩大以减轻对其的限制，如 图7B所示，图7B是图7A的0形虚线所示部分的放大图，那么在外周边四个拐角的曲线部分上的Ni薄膜的熔化是不充分的，因此产生不 良接合，这使密封路径L变窄。于是，如果密封路径变窄，那么例如， 其接合强度也减小，这会由碰撞等导致气密性损失。
在这种情况下，由于在缝焊中电极滚轮沿着一组和另一组彼此面 向的各边在直线上行进，因此在外周边四个拐角的曲线部分中可能失
去电极滚轮与金属盖子3之间的接触。其主要原因是因为由于失去接
触而没有充分供给电流。于是，产生电流的波动等，即便电流值被严 格限制，实际上也会产生电极滚轮的速度变化。因此，增加了不良的 接合，并且可能降低表面安装单元的生产率。
因为将安装单元制造的越小，例如，如上所述其平面轮廓为2.0X 1.6mm或更小，那么这些问题越变得非常突出，金属环4的宽度做得 越窄，密封路径L (与金属盖子3的接合宽度)也越窄，以限制其悍接 条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶体器件，其中充分形成其外周边四个 拐角上的接合，以确保密封路径，以便可靠地保持气密性并且提高其 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，其 构造成使得至少晶体元件被安放在陶瓷壳体中，该陶瓷壳体在平面 图中具有长方形形状，并且其包括底壁和框架壁的横截面部分形成为
凹形；并且金属盖子通过缝焊接合到金属环，该金属盖子小于金属环 的轮廓，并且其外周边四个拐角形成为曲率半径为r2的圆弧形曲线部 分，该金属环设置在陶瓷壳体的开口的端面上，并且其外周边四个拐 角形成为曲率半径为rl的圆弧形曲线部分，其中用于表面安装的晶体 器件满足如下关系A2/AKC2/C1和B2/B1 <D2/D1，其中金属环的长 边的长度Al和除了金属环的外周边四个拐角的曲线部分之外的长边
6的直线部分的长度A2之间的比例是A2/A1，而金属环的短边的长度 Bl和除了金属环的外周边四个拐角的曲线部分之外的短边的直线部分 的长度B2之间的比例是B2/B1，并且其中金属盖子的长边的长度Cl 和除了金属盖子的外周边四个拐角的曲线部分之外的长边的直线部分 的长度C2之间的比例是C2/C1，而金属盖子的短边的长度Dl和除了 金属盖子的外周边四个拐角的曲线部分之外的短边的直线部分的长度 D2之间的比例是D2/D1。
根据本发明的第二方面，在用于表面安装的晶体器件中，其中金 属盖子的外周边四个拐角的曲率半径r2小于金属环的外周边四个拐角 的曲率半径rl.
根据本发明的第一方面，使得长边和短边的除了外周边四个拐角 之外的直线部分的长度长于相关技术的其长度。因此，能够增加在外 周边四个拐角上的焊接效率，以使接合很充分，并且能够确保在外周 边四个拐角上的密封路径。而且，还能够增大在缝焊中的电流值的允 许范围，因此能够提高晶体器件的生产率。
根据本发明的第二方面，由于金属盖子的外周边四个拐角的前端 与相关技术相比进一步朝着金属环伸出，因此即便存在不良接合的部 分(未熔化的部分)也能够确保其密封路径。
图1A至1C是用于说明本发明实施例的表面安装单元的示意图， 其中图1A是金属盖子与其接合的表面安装单元的平面图，图1B是由 图1A中的O形虚线所示部分的放大图，而图1C是该表面安装单元的 剖视图2A和2B是表面安装单元的示意图，其中图2A是该表面安装 单元的金属环的平面图，而图2B是金属盖子的平面图3是用于说明本发明的实施例的作用的示意性几何关系图；图4是用于说明本发明的作用的金属环的局部放大图； 图5是表面安装的振荡器的剖视图，用于说明应用本发明的另一 个例子；
图6A至6C是用于说明相关技术表面安装单元的示意图，其中图 6A是相关技术表面安装单元的剖视图，图6B是没有金属盖子的相关 技术表面安装单元的平面图，而图6C是金属盖子与其接合的相关技术 表面安装单元的平面图7A和7B是相关技术表面安装单元的示意图，其中图7A是相 关技术表面安装单元的平面图，其中金属盖子在缝悍之后从其去除， 而图7B是图7A中的O形虚线所示的部分的放大的视图。
具体实施例方式
图1A至图2B是用于说明本发明的一个实施例的表面安装单元的 示意图，其中图1A是金属盖子与其接合的表面安装单元的平面图，图 1B是图1A中的O形虚线所示部分的放大图，图1C是该表面安装单 元的剖视图，图2A是该表面安装单元的金属环的平面图，而图2B是 金属盖子的平面图。顺便说，与相关技术相同的部分用相同的符号表 示，并且简化或省去其描述。
将根据本发明的表面安装单元100构造成使得晶体元件2安放在 陶瓷壳体1中，并且金属盖子3接合到金属环4，该金属环4通过缝焊 设置在开口的端面，以便气密地封装晶体元件2。该陶瓷壳体l在平面 图中具有长方形形状，其包括底壁la和框架壁lb的横截面形成为凹形。 金属环4通过，例如，银焊料(未示出)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1C)。
在这种情况下，用作表面安装单元100的陶瓷壳体1的平面轮廓 如上所述是2.0X1.6 mm，框架壁在长边侧的宽度是0.235 mm，而框架 壁在短边侧的宽度是0.245 mm。金属环4具有小于陶瓷壳体的平面轮 廓，其为1.91X1.51 mm。于是，将金属环4构造成使得该金属环4的长边的框架宽度w为0.175 mm，而短边的框架宽度d为0.165 mm，并
且在其外周边四个拐角处具有其曲率半径为rl的圆弧形曲线部分。
将金属环4的长边的长度Al设置为1.91mm，而将除了两侧上的 曲线部分之外的直线部分的长度A2设置为1.58mm,而两者的比例 A2/A1为0.83。而将金属环4的短边的长度Bl设置为1.51mm，而其 直线部分的长度B2设置为1.16mm，而两者的比例B2/B1为0.77。于 是金属环4的外周边四个拐角的曲率半径rl设置为0.2 mm。
金属盖子3形成为1.81X1.41mm，其小于金属环4的轮廓，并且 在其外周边四个拐角处具有其曲率半径为r2的弧形曲线部分。将金属 盖子3的长边的长度C1设置为1.81 mm，将除了两侧上的曲线部分之 外的直线部分的长度C2设置为1.51mm，而两者的比例C2/C1为0.84。 将金属盖子3的短边的长度Dl设置为1， 41mm，其直线部分的长度 D2设置为l.llmm，两者的比例D2/D1为0.78。于是，金属盖子3的 外周边四个拐角的曲率半径r2设置为0.15mm。
也就是说，在这个实施例中，金属盖子3不形成为与现有技术不 同的形状，而是与金属环4不同的形状。也就是说，将金属盖子3的 长边和短边的长度Cl和Dl与相应的直线部分的长度C2和D2之间的 比例C2/C1和D2/D1做成大于金属环4的长边和短边的长度Al和Bl 与相应的直线部分的长度A2和B2之间的比例A2/A1和B2/B1(A2/AK C2/C1和B2/B1 <D2/D1)。于是，金属盖子3的曲率半径r2做成小于 金属环4的曲率半径rl (r2<rl)。
根据这种结构，金属盖子3的长边和短边的直线部分的长度Cl 和D1做成比相关技术的长，而曲线部分的长度变短。因此，当使得电 极滚轮与金属盖子3的彼此面向的一组长边和另一组短边接触以便直 线行进时，该电极滚轮密切接触相应边的虚拟两端。因此，即便在形成为圆弧形的外周边四个拐角中，通过焊接电流 也能够引起Ni薄膜的熔化。因此，即便具有其外周边四个拐角，将金 属盖子3接合到金属环4也变得很容易。由此，由于在外周边四个拐
角上Ni薄膜的熔化能够确保密封路径L。于是，能够放松焊接电流的
允许范围，并且能够提高表面安装单元ioo的生产率。
于是，在这个实施例中，使得金属盖子3的外周边四个拐角的曲 率半径r2小于金属环4的外周边四个拐角的曲率半径rl。因此，如图 3示意地所示，作为来自在外周边四个拐角之一的长边L和短边D之 间的直线部分的曲线的前端，具有较小的曲率半径的曲线R2比具有较 大曲率半径的曲线R1更接近虚拟角度P。
因此，即便电极滚轮没有接触形成为圆弧形的外周边四个拐角， 产生如图4所示的未焊接区域，未焊接的区域也很小。由此，而且， 充分地进行外周边四个拐角上的焊接，这使得能够确保密封路径L。
在上述实施例中，作为例子已经说明了表面安装单元100。例如， 如图5所示，上述实施例能够以相同的方式应用于内壁凸肩设置于陶 瓷壳体1的凹形部分的情况，并且晶体元件2的一端的两侧与其固定， 并且例如，通过翻转芯片键合，将IC芯片11固定于陶瓷壳体1的内 底面，以形成表面安装振荡器。S卩，能够以相同的方式将上述实施例 应用于用于表面安装的任何晶体器件，其中至少安放一个晶体元件2。
权利要求
1.一种用于表面安装的晶体器件，其构造成至少晶体元件安放在陶瓷壳体中，所述陶瓷壳体在平面图中具有长方形形状，并且其包括底壁和框架壁的横截面形成为凹形；并且金属盖子通过缝焊接合到金属环，所述金属盖子小于所述金属环的轮廓，并且该金属盖子的外周边四个拐角形成为曲率半径为r2的圆弧形曲线部分，所述金属环设置到所述陶瓷壳体的开口的端面上，并且该金属环的外周边四个拐角形成为曲率半径为r1的圆弧形曲线部分，其中该用于表面安装的晶体器件满足如下关系A2/A1＜C2/C1和B2/B1＜D2/D1，其中所述金属环的长边的长度A1和除了所述金属环的外周边四个拐角的曲线部分之外的长边的直线部分的长度A2之间的比例是A2/A1，而所述金属环的短边的长度B1和除了所述金属环的外周边四个拐角的曲线部分之外的短边的直线部分的长度B2之间的比例是B2/B1，并且其中所述金属盖子的长边的长度C1和除了所述金属盖子的外周边四个拐角的曲线部分之外的长边的直线部分的长度C2之间的比例是C2/C1，而所述金属盖子的短边的长度D1和除了所述金属盖子的外周边四个拐角的曲线部分之外的短边的直线部分的长度D2之间的比例是D2/D1。
2. 根据权利要求1所述的用于表面安装的晶体器件， 其中所述金属盖子的外周边四个拐角的曲率半径r2小于所述金属环的外周边四个拐角的曲率半径rl。
全文摘要
一种用于表面安装的晶体器件，其中金属盖子通过缝焊接合到金属环，满足如下关系A2/A1＜C2/C1和B2/B1＜D2/D1，其中A1是金属环的长边的长度，A2是除了其曲线部分之外的长边的直线部分的长度，B1是金属环的短边的长度，B2是除了其曲线部分之外的短边的直线部分的长度，C1是金属盖子的长边的长度，C2是除了其曲线部分之外的长边的直线部分的长度，D1是金属盖子的短边的长度，D2是除了其曲线部分之外的短边的直线部分的长度。
文档编号H03H9/05GK101562437SQ20091013520
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16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