专利名称：表面安装晶体振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于表面安装的晶体振荡器(下文称作“表面安装振荡器”)，且更具体地涉及一种保持了其可靠性的更薄轮廓的压控型表面安装振荡器。
背景技术：
因为表面安装振荡器是紧凑的和轻的，所以例如它们经常作为频率或者时间基准源安装在便携式电子设备中。随着近来电子装置趋向于更薄化，对于更薄轮廓的器件特别是它的高度尺寸产生了一个新的要求。在下面描述的专利文件中公开了一种这样的器件。
图2是一个表面安装振荡器的现有技术的例子的示意图，其中图2A是该振荡器去除顶盖的平面图，而图2B是贯穿该振荡器的垂直剖面图。
该表面安装振荡器具有容纳在主容器1中的晶体元件2和IC芯片3，并且由顶盖4密封和围起。该主容器1由陶瓷层堆叠形成，这些陶瓷层在平面图中形状为矩形并且具有垂直凹进部分。在纵向方向上主容器1的每一端具有一个内壁台阶部分5，且在它的外部表面有多个安装端子。应该注意位于一端的内壁台阶部分5被分成了的两个部分5c和5d，如图2A的左侧所示。
晶体元件2为矩形，例如为AT切口。晶体元件2的每一个主表面具有带有引出电极7的激发电极6，该引出电极7在纵向方向上从晶体元件2的相对侧的一个端部伸出。从每个引出电极7伸出的每个端部由导电胶粘剂8粘到具有晶体端子(未示出)的内壁台阶部分5中的一个上。该晶体端子由导电路径电连接到IC芯片3。
IC芯片3结合如放大器的元件形成振荡电路，并且被布置为平行于主容器1的内基座表面1e而又紧密接近于基座表面1e。例如，IC芯片3的无电路侧应该通过胶粘剂粘到主容器1的内基座表面1e。从提供在IC芯片3的电路表面两侧的IC端子伸出的焊线连接到内壁台阶部分5的一端和突出部分10。这些电路都电连接到提供在外表面的安装端子(未示出)。将芯片形式的电容器11a提供为与IC芯片3符合的电路元件。应该注意这个电容器11a是分立的元件，因为该电容器11a具有至少1000皮法(PF)的大容量而使它很难集成。在这种情况下，例如该电容器11a在电源和地面之间提供了偏压。
对于这种表面安装振荡器，晶体元件2、IC芯片3和另一个电容器11a平行布置在主容器1的内基座表面1e上。与其中芯片3和电容器11a布置在晶体元件2的较低表面上的构造相比较，这种表面安装振荡器由此能够使高度尺寸制造得较小。这就使得该器件适合于用作安装在较薄的电子装置中的表面安装振荡器。因为IC芯片3由焊线9(通过称作引线键合的工艺)连接到内壁台阶部分5和突出部分10，所以其可靠性比其中借助于如使用焊块的超声波压力焊接来连接的结构的可靠性要高。(参见日本已公开专利第9-83248号。)然而，上述现有技术的表面安装振荡器产生了一个问题，那就是例如当配置为压控振荡器时，高度尺寸已经减少的器件在平面中具有较大外部尺寸。换句话说，除了电容器11a之外，压控振荡器需要电路元件，诸如作为很难集成的分立元件(以芯片形式)的压控变容元件和电感。如果这些电路元件与晶体元件2和IC芯片3一起水平布置(在相同平面内)，那么外部尺寸在平面图中将变得很大，产生的问题就是这种构造不能应用于这种类型的表面安装振荡器。
由于这个原因，IC芯片3和诸如电容器11a、压控变容元件11b和电感11c的电路元件被布置在主容器1的齿状基座表面上以形成表面安装振荡器，其中晶体元件2的一个端部由内壁台阶部分5支持。然而，因为IC芯片3(其连同焊线9一起是最高的元件)和晶体元件2被布置为一个在另一个之上，所以产生问题就是如前面提到的高度尺寸增加的问题。
应该注意压控变容元件11b随着控制电压改变电容，且改变振荡频率。电感11c引起晶体振荡器的串联谐振频率降低且利用串联谐振频率扩大了反谐振频率的区域，因此扩大了振荡频率的振幅变化。这就是压控振荡器中必须有电感11c的原因。为了顾及焊线9的环高度的增加(用于焊线9的偏向的容差)，IC芯片3通常在封装之后是最高的元件。
本发明的一个目的是提供一种表面安装振荡器，其是高可靠性的但是在平面上和高度上具有小的尺寸，且更具体地提供一种压控型表面安装振荡器。
发明内容
本发明涉及一种表面安装晶体振荡器，其中IC芯片、晶体元件和电路元件通过引线键合而连接在一起且容纳在具有凹进部分的主容器中。该主容器在纵向方向沿着两侧具有一对相对的内壁台阶部分，且这对内壁台阶部分的每一个沿着纵向方向被分成了上部台阶部分和不同高度的下部台阶部分。该对内壁台阶部分的至少一个上部台阶部分支撑晶体元件的纵向方向上的一个端部，以使得晶体元件的纵向方向排列在主容器的横向方向上。电路元件布置在主容器的内基座表面上并低于晶体元件。IC芯片布置在主容器的内基座表面上，该IC芯片形成在该对内壁台阶部分的该对下部台阶部分之间，且从IC芯片引出的焊线连接到那些下部台阶部分。
这个构造确保了晶体元件和IC芯片被平行布置，而晶体元件布置在电路元件上面。与晶体元件、IC芯片和电路元件都在同一个平面的构造的外部尺寸相比能够进一步减少该平面图上的外部尺寸。因为电路元件低于晶体元件布置，所以高度尺寸能够做得较小，甚至当IC芯片通过引线键合而布置在较低表面上时也是如此。因为晶体元件的纵向尺寸跨过主容器的横向布置，所以能够减少主容器的纵向尺寸(参见图1A)。
此外，本发明确保了晶体元件的一个端部支撑在上部台阶部分上，其使用与插入它们之间的晶体元件具有相同材料的基架进行支撑。这能够使晶体元件的膨胀系数和基架的膨胀系数相同。因此能够防止由于膨胀系数的不同而引起的变形，甚至当晶体元件是小的且以纵向尺寸跨越主容器的横向排列时也能够防止变形，所以能够以有利的方式保持振动特征。
在本发明中，电路元件至少可以是压控变容元件和电感器。这就使得能得到适用于电压控制的表面安装振荡器。
图1是根据本发明的表面安装振荡器(压控型)的实施例的示意图，图1A是该表面安装振荡器去除顶盖的平面图，图1B是沿着图1A的线A-A取的剖面图；图2是表面安装振荡器的现有技术的例子的示意图，图2A是该表面安装振荡器去除顶盖的平面图，图2B是穿过该表面安装振荡器的纵剖面图；和图3是去除顶盖的表面安装振荡器的现有技术的例子的示意图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的一种表面安装振荡器的实施例，图1A是该表面安装振荡器去除顶盖的平面图，图1B是沿着图1A的线A-A的剖面图。
本发明的表面安装振荡器是压控型。晶体元件2、IC芯片3和很难集成的电路元件(电容器11a、压控变容元件11b和电感11c)容纳在主容器1中，其中从该晶体元件2抽出的引出电极(未示出)在纵向方向上延伸在该晶体元件2的一个端部的两侧上，在该IC芯片3中至少集成了振荡电路且该IC芯片通过引线键合(焊线9)而被连接，主容器1是由陶瓷层堆叠1a、1b、1c和1d以凹进形式形成且由顶盖4密封和围起。
由四层陶瓷层堆叠1形成的主容器1沿着它的纵向方向并沿着两个侧边缘具有一对内壁台阶部分5。该对内壁台阶部分5的每一个由沿着纵向方向的上部台阶部分5a和不同高度的下部台阶部分5b形成。在这种情况下，从内基座表面到上部台阶部分5a的高度被设定为高于电路元件的高度但是低于包括焊线的IC芯片3的高度。
晶体元件2的两侧支撑在上部台阶部分5a上，引出电极7从该晶体元件2的两侧伸出。那就是说，晶体元件2的纵向方向上的两个端部作为主容器1的横向方向被支撑。
在这种情况下，由与晶体元件2(AT切口)的材料相同的材料形成的基架12的两端作为该对平行的上部台阶部分5a之间的桥而被粘贴。晶体元件2的端部的两侧由导电胶粘剂8粘贴在基架12的顶面上。在基架12的一个端部的两侧上有晶体端子，用于提供与抽出端子的电连接，该晶体端子通过布线图案(未示出)连接到IC芯片3。
IC芯片3布置(粘贴)在主容器1的内基座表面1e上，内基座表面1e形成在一对下部台阶部分5b之间。从IC芯片3的电路表面(IC端子)伸出的焊线9连接到内壁台阶部分5的这些下部台阶部分5b。该焊线9也连接到内基座表面上的(印刷电路)电路图案。
电路元件由大容量电容器11a、电压控制的压控变容元件11b和具有大频率可变振幅的电感11c所组成，如前面所述这些元件很难集成。电容器11a和电感11c粘贴到成为晶体元件2的下表面的内基座表面，并且电容器11a粘贴到晶体元件2和IC芯片3之间的内基座表面1e。
应该注意，在这种情况下有两个电感11c。它们是串联连接的小电感器件以减少高度尺寸。这是因为大电感元件的高度也将会是较高的，并且因此也将增加外部尺寸。
因为这种构造确保了将晶体元件2和IC芯片3平行布置在水平平面中，并且确保了晶体元件2布置在电路元件11a、11b和11c的上面，所以与其中所有元件都在同一平面中的构造的外部尺寸相比其能够进一步减少平面图中的外部尺寸。附带地，主容器1的外部尺寸能够制造成符合现有的7mm×5mm的标准。
因为电路元件11a、11b和11c低于晶体元件2而布置，所以与在其中将引线键合连接的IC芯片3布置在晶体元件2的下表面上的构造相比其能够进一步减少高度尺寸。此外，因为晶体元件2的纵向尺寸布置在主容器1的横向方向上，所以能够减少主容器1的纵向尺寸。
晶体元件2也通过两个端部而粘贴到由与晶体元件2的材料相同的材料(AT切口)形成的基架12上。因此基架12的膨胀系数和晶体元件2的膨胀系数相同，因此能够消除由于热冲击引起的晶体元件2的变形。这就使得能得到有利的振动特性，甚至当晶体元件2是较小的且采用晶体元件2的纵向尺寸跨越主容器1的横向放置时也能得到有利的振动特性。
这就确保了根据本发明的表面安装振荡器的这个实施例除了在平面上和高度上具有小的尺寸外还是高可靠的，使得能得到特别适合于作为电压控制器件的表面安装振荡器。
上述本发明的实施例是一种压控型，但是对于本领域普通技术员显而易见的是本发明也能够应用到其中布置了大量的电路元件的其它类型的表面安装振荡器。此外，基架12被描述为具有两个粘贴到该对上部台阶部分5a的端部，但是该构造也可以是仅仅一个基架12的端部被粘贴。此外，晶体元件2被描述为具有两个支撑在基架12上的端部，但是该构造也可以是引出电极7从这两个端部延伸出且支撑在基架12上。
通过此晶体元件2的两个端部支撑在基架12上，基架12可以仅提供在一个上部台阶部分5a上。在这种情况下，因为基架12的膨胀系数和晶体元件2的膨胀系数相同，所以能够以相似的方式抑制由于热冲击而产生的变形，从而保持了有利的振动特性。另外，根据具体要求诸如频率稳定性可以使基架12不是绝对必需的。
权利要求
1.一种表面安装晶体振荡器，在该表面安装晶体振荡器中，IC芯片、晶体元件和电路元件通过引线键合连接在一起并且容纳在具有凹进部分的主容器内；其中该主容器在它的纵向方向上沿着两侧具有一对相对的内壁台阶部分，并且该对内壁台阶部分的每一个沿着纵向方向被分离成上部台阶部分和处于不同高度的下部台阶部分；该对内壁台阶部分的至少一个该上部台阶部分支撑该晶体元件的纵向方向上的一个端部，使得该晶体元件的纵向方向排列在该主容器的横向方向；该电路元件布置在该主容器的低于该晶体元件的内基座表面上；并且该IC芯片布置在该主容器的内基座表面上，该内基座表面形成在该对内壁台阶部分的该对下部台阶部分之间，并且从该IC芯片引出的焊线连接到该下部台阶部分。
2.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其中将与该晶体元件相同材料的基座插入到该晶体元件端部和该上部台阶部分之间，从而该晶体元件的至少一个端部支撑在该内墙内壁台阶部分的该上部台阶部分上。
3.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其中该电路元件至少包括电容器、压控变容元件和电感器。
全文摘要
本发明涉及一种表面安装晶体振荡器，其中IC芯片、晶体元件和电路元件通过引线键合连接在一起并且容纳在具有凹进部分的主容器内。主容器在它的纵向方向上沿着两侧具有一对相对的内壁台阶部分，并且这对内壁台阶部分的每一个沿着纵向方向被分离成上部台阶部分和处于不同高度的下部台阶部分。该对内壁台阶部分的至少一个上部台阶部分支撑晶体元件的纵向方向上的一个端部，使得晶体元件的纵向方向排列在该主容器的横向方向上。电路元件布置在主容器的低于晶体元件的内基座表面上。此外，IC芯片布置在主容器的内基座表面上，该内基座表面形成在该对内壁台阶部分的该对下部台阶部分之间，并且由IC芯片引出的焊线连接到下部台阶部分上。
文档编号H03H9/05GK1713523SQ200510077719
公开日2005年12月28日 申请日期2005年6月22日 优先权日2004年6月23日
发明者细川康范, 吉川徹, 高土平治 申请人:日本电波工业株式会社