专利名称：独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种压电陶瓷频率器件的结构形式及其制造方法，具体涉及一种独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器的结构形式及其制造方法。
背景技术：
压电陶瓷谐振器是用于产生时基振荡频率或进行选频的一种电子元件。目前，压电陶瓷谐振器广泛地应用于通讯、电视、数码产品以及工业自动化等领域。压电陶瓷谐振器是利用压电陶瓷在交变电场的作用下，会产生机械振动的原理制作而成。因此，它可不受外界电磁干扰的影响。在使用中，不需要像其他频率元件那样，为防止电磁干扰而进行复杂的屏蔽。对电子产品的小型化、集成化有着相当积极的意义。
由于压电陶瓷振子是通过机械振动的方式进行工作。因此，它必须要有一个振动空间，也就是我们所说的压电陶瓷谐振器的振动空腔。现有的压电陶瓷谐振器都是将压电陶瓷振子安装在金属支架上并用树脂封装而成。但是，这种产品体积较大、结构复杂。不适应日益发展的电子产品小型化趋势。因此，人们开始想办法生产体积小、结构简单的片式产品。较普遍的办法就是将厚度切变振动压电陶瓷振子用导电胶粘在一个陶瓷做成的盒子中，这种陶瓷盒子一般都由一个陶瓷基座和一个陶瓷(或金属)的帽盖粘结而成，俗称盖帽型片式(见图1)。但是这种型式的产品存在以下四大问题1、压电陶瓷振子用导电胶粘在陶瓷基座上，当受到机械振动或热冲击时，易发生压电陶瓷振子脱落，造成上机失效。
2、陶瓷基座和陶瓷帽盖烧结时有形变，因此在粘结时容易造成气密性不好。
3、电极引出方式采用压电陶瓷振子电极通过导电胶和内电极连通后，再用导电浆料通过穿孔印刷的办法实现内、外电极的连通，工艺比较复杂，而且易造成接触不良导致引出不可靠。
4、压电陶瓷振子和帽盖很小，需要一个一个安装。用手工装配的话，定位精度很差而且效率低，不良率高；若用专用自动机器，则价格昂贵，制造成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在原有盖帽型片式厚度切变振动陶瓷谐振器的基础上提供一种独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器以及该独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器的制造方法。该谐振器不仅使制造工艺获得了简化，而且提高了产品的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明将厚度切变振动陶瓷谐振器设计为一种独石型片式结构，包括盖板、中间夹板、底板和压电陶瓷振子，在盖板和底板的内侧相向面上均有凹坑，中间夹板上设有与盖板和底板的凹坑相应数量的孔，并且相邻的孔在长度方向是相连通的；当盖板、中间夹板和底板合在一起时，盖板、底板凹坑和中间夹板上的孔共同形成该谐振器的振动空腔；压电陶瓷振子位于中间夹板的孔内，按盖板、中间夹板和底板顺序将压电陶瓷振子端头四周粘合固定；外电极位于盖板或底板的外侧面上。
为了保证压电陶瓷振子在振动空腔内固定牢固以及其与外电极的有效连通，在所述盖板、中间夹板和底板三层构成中，将压电陶瓷振子两端的端头压紧并粘结固定在盖板和底板之间凹坑的坑台上。
为实现上述目的，制造本发明的独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器的具体步骤如下步骤一根据产品尺寸要求，制作相应的盖板、底板和中间夹板，具体为(1)在盖板和底板的内侧相对面上形成m×n列阵的盖板凹坑和底板凹坑；
(2)根据需要在盖板或底板上，用银浆印上电极，烧银后待用；(3)在中间夹板上形成和陶瓷振子尺寸相匹配的、m×n列阵的孔。
步骤二在专用粘片工作台上将盖板(或底板)和中间夹板粘合后，把压电陶瓷振子置于中间夹板的孔内，再放到专用粘片工作台上和底板(或盖板)粘合，加热加压后形成复合片。
步骤三将复合片按产品尺寸要求，切割成产品单元。
步骤四将切割后的产品单元装入专用蒸发夹具，进行端面电极蒸发，使压电陶瓷振子电极和外电极导通。
由于本发明采用带凹坑的大陶瓷基板和带孔的中间夹板代替小陶瓷基座和帽盖，使整个生产过程不需使用价格昂贵的自动化机器就可高效完成，不但提高了效率，而且降低了成本；盖板、底板的凹坑和中间夹板上的孔直接形成谐振器的振动空腔，使得产品厚度明显变薄，仅为盖帽式片式的四分之三左右，最薄可做到1毫米以下。压电陶瓷振子置于中间夹板孔中，其两端通过盖板和底板粘结固定，不同于盖帽型片式将陶瓷振子用导电胶粘在空腔中，避免了产品受外力后胶点脱落造成的失效；产品外电极通过蒸发直接与压电陶瓷振子电极连接，不同于盖帽型片式用导电胶将压电陶瓷振子电极与基座电极连接，从而避免了导电胶接触不良造成的不稳定以及热冲击带来的不稳定，大大提高了产品的可靠性。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明图1a和图1b分别为现有技术的盖帽型片式单元陶瓷谐振器的主视剖视图和图1a的A-A剖视图；图2a和图2b分别为本发明的独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器主视剖视图和图2a的B-B剖视图；图3a和图3b分别为印有外电极和形成盖板凹坑的盖板前视和后视图；图4为盖板的侧视剖面图；图5为中间夹板示意图；
图6a和图6b分别为和中间夹板粘合后，装有压电陶瓷振子的底板主视图和侧视剖面图；图7为盖板和底板粘合成复合片的分解示意图；图8为产品单元蒸发前后的示意图。
具体实施例方式
请参阅图2至图6，从图中可知，一种独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器，包括盖板1、中间夹板2、底板3、压电陶瓷振子4、多个盖板凹坑5、底板凹坑6和与盖板1和底板3相应数量并相对应的中间夹板孔7、压电陶瓷振子电极8和外电极9。盖板1、中间夹板2、底板3通过粘结结合在一起，其中的盖板凹坑5、底板凹坑6和中间夹板孔7形成了该谐振器的多个空腔，图中各为24个。其中，中间夹板孔7孔间或相邻的孔由比孔的宽度要小的通孔或通道在长度方向上相连通，压电陶瓷振子4位于中间夹板7的孔内，按盖板1、中间夹板2和底板3顺序将压电陶瓷振子4端头四周粘合固定。
从图3a、图3b和图4可以看出，通过特定工艺先在盖板1和底板3上形成m×n列阵的盖板凹坑5和底板凹坑6，然后在盖板1上用银浆印上外电极9，烧银后待用。
从图5、图6a和图6b所示，在中间夹板2上形成和压电陶瓷振子8尺寸相匹配的m×n列阵的中间夹板孔7；在专用粘片工作台上将底板3和中间夹板7粘合后，压电陶瓷振子4置于中间夹板孔7内，压电陶瓷振子4两端的则被压紧并粘结固定在盖板1和底板3之间由凹坑的坑壁形成的坑台上。
从图7可以看出，将盖板1、中间夹板2、底板3、压电陶瓷振子4粘合在一起成为复合片。此时压电陶瓷振子4端头四周被盖板1、中间夹板2、底板3粘结固定，接着就可将复合片按产品尺寸要求切割成产品单元。
从图8可以看出，将切割后的产品单元装入专用蒸发夹具，进行端面电极蒸发，蒸发后压电陶瓷振子电极8与外电极9直接导通。端面电极蒸发后独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器就制作完成了。
权利要求
1.一种独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器，包括盖板、中间夹板、底板、压电陶瓷振子，其特征在于在盖板和底板的内侧相向面上均设有凹坑，中间夹板上设有与盖板和底板的凹坑相应的孔，并且相邻的孔在长度方向是相连通的，在盖板、中间夹板和底板合在一起时，这些凹坑和孔共同形成该谐振器的振动空腔，压电陶瓷振子位于中间夹板的孔内，盖板、中间夹板和底板与压电陶瓷振子端头四周粘合固定；并且所述底板或盖板的外表面上印刷有外电极。
2.根据权利要求1所述的独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器，其特征在于，在所述盖板、中间夹板和底板三层构成中，压电陶瓷振子的两端的端头压紧并粘结固定在盖板和底板之间凹坑的坑台上。
3.根据权利要求1所述的独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器，其特征在于，通过端面电极蒸发形成压电陶瓷振子电极和外电极直接连通的导电层，使内外电极导通。
4.根据权利要求1所述的独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器的制作方法的具体步骤如下步骤一根据产品尺寸要求，制作相应的盖板、底板和中间夹板，具体为(1)在盖板和底板的内侧相对面上形成m×n列阵的盖板凹坑和底板凹坑；(2)根据需要在盖板或底板上，用银浆印上外电极，烧银后待用；(3)在中间夹板上形成和陶瓷振子尺寸相匹配的m×n列阵的孔，并且相邻的孔在长度方向是相连通的；步骤二在专用粘片工作台上将盖板或底板和中间夹板粘合后，把压电陶瓷振子置于中间夹板的孔内，再放到专用粘片工作台上和底板或盖板粘合，加热加压后形成复合片；步骤三将复合片按产品尺寸要求，切割成产品单元；步骤四将切割后的产品单元装入专用蒸发夹具，进行端面电极蒸发，形成压电陶瓷振子电极和外电极直接联通的导电层，使内外电极导通。
全文摘要
本发明涉及一种独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器及其制造方法。该独石型片式厚度切变振动陶瓷谐振器包括盖板、中间夹板、底板、压电陶瓷振子，具体制作步骤如下1.根据产品要求，制作盖板、底板和中间夹板；2.在专用粘片工作台上将盖板和中间夹板粘合后，把压电陶瓷振子置于中间夹板的孔内，再放到专用粘片工作台上和底板粘合，加热加压后形成复合片。3.将复合片按产品尺寸要求，切割成产品单元。4.将切割后的产品单元装入专用蒸发夹具，进行端面电极蒸发，使压电陶瓷振子电极和外电极导通。采用本发明的厚度切变振动陶瓷谐振器，产品可靠性获得了极大提高；解决了产品小型化的技术问题；对整个生产过程而言，提高了生产效率，降低了生产成本。
文档编号H03H9/02GK101075804SQ20061002659
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者姚一滨 申请人:上海晶赛电子有限公司