[发明专利]用于表面安装的石英晶体器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有在容器内密封装入石英晶体坯的结构的石英 晶体器件，具体涉及一种即使在该器件受到机械冲击时仍能正常操作并 维持其良好振动特性的用于表面安装的的石英晶体器件。

背景技术

具有密封装入容器中的石英晶体坯的石英晶体单元，和将这样的晶 体单元与具有采用该晶体单元的电路的IC(集成电路)芯片进行集成的 石英晶体振荡器，一般被称为“石英晶体器件”。石英晶体器件用于各种 电子设备。例如，具有密封装入容器中的晶体坯的表面安装晶体单元又 小又轻，并因此与振荡电路一起包含在由移动电话代表的便携式电子设 备中作为频率和时间基准源。

近些年来，这些石英晶体器件逐渐形成得更加紧凑。拿表面安装晶 体单元来说，将容器的平面外部尺寸定义为5×3.2mm或3.2×2.5mm的 标准正在执行，并且各种类型的晶体坯已根据它们的应用和功能容纳在 这些容器中。此外，尺寸比这些标准化尺寸小得多的晶体单元也进行了 实际应用。另外在施加机械冲击时需要这些缩小尺寸的石英晶体器件保 持其振动特性，特别是防止频率变化。

图1A是示出常规表面安装晶体单元结构实例的横截面图，以及图 1B是图1A中示出的晶体单元移去盖子后的平面图。

图示的表面安装晶体单元由容纳在用于表面安装的容器本体1中的 晶体坯2构成，被金属盖子5覆盖并密封在容器中。容器本体1例如由 叠层陶瓷构成并具有实质上是矩形的外形，也就是说，当在布线板上安 装这个晶体单元时，具有矩形顶视图的实质上平坦的长方体。在容器本 体1的顶面形成凹槽以容纳晶体坯2。在凹槽内底面上设置位于内底面 一侧两端附近的一对支撑端子3。支撑端子3用于在凹槽内电并机械支 撑晶体坯2。通过缝焊法将金属盖子5焊接到容器本体1的顶面以封闭 凹槽，从而在凹槽中密封晶体坯2。

在容器本体1外底面的四个角上为容器本体1提供外部端子4，也 就是说，当在布线板上安装时该表面面向布线板。使用外部端子4以将 容器本体1表面安装在布线板上。每个外部端子4形成为实质上为矩形 的导电层。在这四个外部端子4中，设置位于容器本体1外底面一个对 角线的两端处的一对外部端子4通过在容器本体1陶瓷层间的层叠面中 形成的导电通路电连接到一对支撑端子3。此外，剩余的两个外部端子4 作为接地端。用作接地端的外部端子4通过在容器本体1中形成的导电 通路(未示出)电连接到金属盖子5。

晶体坯2由例如如图2中示出的实质上为矩形的AT切割(AT-cut) 的石英晶体坯构成。在晶体坯2的两个主表面上形成激励电极6a。形成 激励电极6a的位置构成晶体坯2的振动区域。引出电极6b从该对激励 电极6a向晶体坯2一端的两侧延伸。在晶体坯2该端的位置上，形成引 出电极6b以在晶体坯2的两个主表面间折回。在该对引出电极6b引出 位置处，通过使用例如导电粘合剂7等将这些引出电极6b固定到支撑端 子3上，从而将晶体坯2固定在容器本体1的凹槽内，并将其电连接和 机械连接到容器本体1上。

导电粘合剂7例如为热固型并且预先涂覆在支撑端子3上作为底涂 层。在固定晶体坯2时，将晶体坯2一端的两侧置于导电粘合剂7上， 然后导电粘合剂7热固化。

替代地，也可以将导电粘合剂应用到支撑端子3上作为底涂层，将 晶体坯2一端的两侧置于导电粘合剂7上，进一步将导电粘合剂7应用 到晶体坯2一端两侧上的顶面上作为顶涂层，然后热固化导电粘合剂7。

众所周知，AT切割的晶体坯以厚度切变振动模式操作并且具有反比 于其厚度的振动频率。沿晶体坯2纵向的横截面形状的实例包括倾斜状、 凸起状和平面状。如图3A所示，倾斜状的晶体坯具有中心部分的宽度的 特定范围上为常数的厚度，并且从中心部分向周边减小。如图3B所示， 凸起状的晶体坯具有逐渐变化的厚度，在晶体坯中心厚度为最大值。如 图3C所示，平面状的晶体坯在整个范围内具有恒定的厚度。当振动频率 大约为30MHz或更大时，将晶体坯2形成为平面状。另外，当振动频率 低于30MHz时，通过边缘打磨将晶体坯2形成为倾斜状或凸起状，以将 振动能量限定在晶体坯2的中心区域内并降低晶体坯2的晶体阻抗 (crystal impedance)(CI)。