专利名称：小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器的制作方法
技术领域：
本发明小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，用于要求耐热并作表面贴装的电子设备。
背景技术：
随着信息产业的发展，电子设备向轻、薄、短、小方向发展，推动了超小型电子器件表面贴装技术的应用，从而需要各种类型的片式电子元器件。
目前，片式压电陶瓷谐振器是由压电陶瓷振子、底板和外壳组成的，底板上下设有互相连通的引出电极，压电陶瓷振子用胶粘结在底板上，再在上面用胶粘上外壳，这种结构方式，由于外壳壁厚较薄，与底板的粘接处较小，易脱落；同时，由于外壳必须有一头空腔，压电陶瓷振子与外壳四壁之间必须有空隙，因此，这种结构的压电陶瓷谐振器可靠性较差，体积也难于进一步缩小。
发明内容
本发明的目的是提供一种小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，由于上、下底板分别直接粘结在芯片正反面上，且粘接处接触面较大，故解决了可靠性差的问题，克服了尺寸大的缺点。
一种由陶瓷上底板(2)、压电陶瓷振子芯片(1)和陶瓷下底板(3)直接粘结压实在一起的小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，其特征是上底板(2)的一面有左电极(8)、中间电极(9)、右电极(10)；下底板(3)的一面有左电极(11)、中间电极(12)、右电极(13)，并在上底板(2)和下底板(3)的反面分别各有一个谐振空腔；上底板(2)和下底板(3)之间粘接有芯片(1)，三者通过高温胶粘结成一个整体谐振器，谐振器两侧有左电极(14)、中间电极(15)和右电极(16)；芯片(1)正面左右各有一个左电极(17)和一个右电极(18)，芯片(1)反面左、右亦各有一个左电极(19)和右电极(20)。
本发明的机理是在陶瓷上底板的下面和陶瓷下底板的上面分别各开有一个内凹谐振空腔，并且这两个内凹空腔正对着压电陶瓷振子芯片的正、反两面电极，从而在厚度方向振动下能显示优异的压电性能，省去了传统的用胶粘的易脱落的外壳；此外，上、下陶瓷底板输入、输出电极分别与接地电极间形成内藏电容，即本发明片式高频压电陶瓷谐振器的上、下陶瓷底板也可设置有内藏电容，从而和压电陶瓷振子一起可构成高频振荡电路，这就是本片式高频压电陶瓷谐振器的工作机理。
上、下陶瓷底板的左、右电极与压电陶瓷振子芯片外壁的左、右电极相连通后成为引出四周相环连的输入、输出电极，而上、下陶瓷底板上、下面的中间电极与上、下陶瓷底板两侧壁及压电陶瓷振子两侧壁的中间电极形成四周相环连的接地电极。
压电陶瓷谐振子芯片和上、下陶瓷底板通过高温胶直接粘结在一起，故节省了空间，压实成为一个整体后，再通过切割的方式，分割成一个个小尺寸的片式高频压电陶瓷谐振器。因此，该结构形式可缩小尺寸，增加可靠性。
图1本发明小尺寸片式高频压电谐振器结构图。
图1A为谐振器结构正视示意图。
图中(2)陶瓷上底板、(8)上底板左电极、(9)上底板中间电极、(10)上底板右电极。
图1B为谐振器结构右视示意图。
图中(1)压电陶瓷振子芯片、(2)陶瓷上底板、(3)陶瓷下底板。
图1C为谐振器结构后视示意图。
图中(3)陶瓷下底板、(11)下底板左电极、(12)下底板中间电极、(13)下底板右电极。
图1D为谐振器结构俯视示意图。
图中(1)压电陶瓷振子芯片、(2)陶瓷上底板、(3)陶瓷下底板、(14)谐振器侧面左电极、(15)谐振器侧面中间电极、(16)谐振器侧面右电极。
图2本发明小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器纵向剖视示意图。
图中(1)压电陶瓷振子芯片、(2)陶瓷上底板、(8)上底板左电极、(9)上底板中间电极、(10)上底板右电极、(17)芯片左电极、(18)芯片右电极。
图3陶瓷上底板(2)倒置立体结构图。
图中上底板(2)中央为下凹空腔。
图4陶瓷下底板(3)立体结构图。
图中下底板(3)中央为下凹空腔，与图3相同。
图5压电陶瓷振子芯片(1)正面结构图。
图中(1)压电陶瓷振子芯片、(17)芯片(1)正面左电极、(18)芯片(1)正面右电极。
图6压电陶瓷振子芯片(1)反面结构图。
图中(1)压电陶瓷振子芯片、(19)芯片(1)反面左电极、(20)芯片(1)反面右电极。
图724小片组成的压电陶瓷振子芯片(1)大片结构示意图。
图824小片组成的陶瓷上底板(2)或下底板(3)正视结构示意图。
图中圆圈为各上底板(2)或下底板(3)下凹空腔。
图924小片组成的陶瓷上底板(2)或下底板(3)侧视结构示意图。
图10本发明小尺寸片式高频压电谐振器等效电路示意图。
图中左、右电容分别为底板输入端、输出端电极与底板接地电极之间的内藏电容，中间上部为压电陶瓷振子芯片(2)。
具体实施例方式参见图1B这种片式高频压电陶瓷谐振器包括压电陶瓷振子芯片(1)、陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)。
参见图1A陶瓷上底板(2)上有上底板左电极(8)、上底板中间电极(9)和上底板右电极(10)。
参见图1C陶瓷下底板(3)上有下底板左电极(11)、下底板中间电极(12)和下底板右电极(13)。
参见图1D陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)两者压结在压电陶瓷振子芯片(1)上，即芯片(1)位于上底板(2)和下底板(3)之间。
参见图2陶瓷上底板(2)压实在压电陶瓷振子芯片(1)上，同样陶瓷下底板(3)也压实在压电陶瓷振子芯片(1)上(图中未画出)，三者构成本小尺寸片式高频压电谐振器。
参见图3和图4陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)的反面中央各有一个下凹的圆形空腔。
参见图5压电陶瓷振子芯片(1)正面有左电极(17)、右电极(18)。左电极(17)为长方形，右电极(18)由横向长方形连接圆形和纵向长方形电极而组成。
参见图6压电陶瓷振子芯片(1)反面有左电极(19)、右电极(20)。左电极(19)由横向长方形连接圆形和纵向长方形电极而组成，右电极(20)为长方形。
参见图7和图8、图9，为了提高生产效益，，在本发明的生产制造工艺中，压电陶瓷振子芯片(1)和陶瓷上底板(2)、陶瓷下底板(3)均采用大片，将三者先粘结压实成整体，再用机割方式分割成24个小尺寸的片式高频压电陶瓷谐振器。
由图3、图4、图5和图6可知，当陶瓷上底板(2)和陶瓷下底板(3)分别压结在压电陶瓷振子芯片(1)上时，上底板(2)和下底板(3)的两个中央谐振空腔正对着压电陶瓷振子芯片(1)的正面电极(18)和反面电极(19)的中央圆形电极部分。因此，无需传统的易脱落的谐振器外壳，从而使谐振器尺寸减小，可靠性增加。
本发明小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器的生产工艺过程简述如下对压电陶瓷按配方先进行配料，将各组份原料混合在一起进行混料，再压滤、预烧、粉碎、喷雾造粒、成型、排去粘合剂、再烧结、研磨、清洗、测量陶瓷振子厚度、在振子芯片两面蒸镀银铜合金、对振子进行高压极化，使其产生压电效应，再用频率计来分选振子芯片、在压电陶瓷振子芯片上，用丝网印刷方法，采用防腐油墨，印上电极图形，再用稀硝酸腐蚀去未保护的银铜合金部分，用香蕉水把防腐油墨清洗去，再用清水冲洗即可制成芯片上的电极。
对于上底板(2)和下底板(3)的成型，是用金属模具连续自动地冲出带有圆形下凹空腔的底板。再用高温胶将上底板(2)、下底板(3)与压电陶瓷振子芯片粘结起来，用3公斤的压力使其压实，压实后，再在120℃高温下，固化3小时。最后用切割机将压实固化后的大片陶瓷振子切割到预定的尺寸，用频率计、网格分析仪来测试谐振器，合格后，打上产品标记。
在上底板(2)和下底板(3)的左边、中间和右边的对应电极的两个侧面涂有导电胶，使上、下两面和对应两侧面形成各个对应联通的四周环形的输入电极、输出电极及中间接地电极，且输入、输出电极与芯片左、右电极分别相联通。
由于压电陶瓷振子芯片正、反两面电极的设计形状和方法如图5、图6所示，故组装后的谐振器，就无正、反之分，即谐振器的任意一个上、下面可随意贴装在印刷电路板上。因为组装后芯片正面的右电极(18)与反面的左电极(19)对应于上底板的右电极(10)及下底板左电极(11)相连通，同理，芯片正面的左电极(17)与反面的右电极(20)对应于上底板的左电极(8)和下底板的右电极(13)相连通。另外，上底板(2)上的中间电极(9)与下底板(3)上的中间电极(12)对应于压电陶瓷谐振器两侧中间电极(15)，相连接后形成环形中间接地电极。
参见图10上述陶瓷底板四周环形的输入电极、输出电极分别与四周环形的中间电极之间形成左、右内藏电容。
参见图7压电陶瓷振子芯片(1)上的电极镀层表面呈银白色，电极完整，厚度均匀，无花银，无油污，银层附着牢固，无翘皮。
图中共有六行、四列，可按上下、左右对称中心线切割成24小片芯片(1)。芯片厚度0.4毫米。
参见图8陶瓷上底板(2)或下底板(3)共有六行四列，可切割成24小块上底板(2)或下底板(3)。
对于陶瓷底板要求应平整，无明显变形，无残缺，用银浆印刷烧制而成的输入、输出电极和接地电极镀层牢固，应能承受500克拉力，底板厚度0.4～0.45毫米。
本发明整个高频压电陶瓷谐振器厚度为2毫米，面积为4.12×3.56平方毫米，胶层厚度每层为0.4毫米。
谐振器的上底板(2)、下底板(3)和芯片(1)均为长方体，构成长方体的谐振器。
权利要求
1.一种由陶瓷上底板(2)、压电陶瓷振子芯片(1)和陶瓷下底板(3)直接粘结压实在一起的小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，其特征是上底板(2)的一面有左电极(8)、中间电极(9)、右电极(10)；下底板(3)的一面有左电极(11)、中间电极(12)、右电极(13)，并在上底板(2)和下底板(3)的反面分别各有一个谐振空腔；上底板(2)和下底板(3)之间粘接有芯片(1)，三者通过高温胶粘结成一个整体谐振器，谐振器两侧有左电极(14)、中间电极(15)和右电极(16)；芯片(1)正面左、右各有一个左电极(17)和一个右电极(18)，芯片(1)反面左、右亦各有一个左电极(19)和右电极(20)。
2.根据权利要求1所述的小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，其特征是上底板(2)和下底板(3)的反面谐振空腔为下凹圆形空腔。
3.根据权利要求1所述的小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，其特征是压电陶瓷振子芯片(1)正面左电极(17)和反面右电极(20)为长方形；芯片(1)正面右电极(18)和反面左电极(19)的图形由横向长方形连接圆形和纵向长方形而组成。
4.根据权利要求1所述的小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，其特征是上底板(2)和下底板(3)的两个中央谐振空腔正对着芯片(1)的正面电极(18)和反面电极(19)的中央圆形电极部分。
5.根据权利要求1所述的小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，其特征是上底板(2)和下底板(3)的左边、中间和右边的对应电极的两个侧面涂有导电胶，使上、下两面和对应两侧面形成各个对应联通的四周环形的输入和输出电极及中间接地电极，且输入、输出电极与芯片左、右电极分别相联通。
6.根据权利要求1所述的小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器，其特征是上底板(2)、下底板(3)和芯片(1)均为长方体，构成长方体谐振器。
全文摘要
本发明小尺寸片式高频压电陶瓷谐振器用于耐热的表面贴装电子设备，上底板(2)和下底板(3)通过高温胶分别直接粘结在芯片(1)的正、反面，三者粘结成一个整体谐振器。芯片(1)正面左电极(17)和反面右电极(20)为长方形；正面右电极(18)和反面左电极(19)的图形由横向长方形连接圆形和纵向长方形而组成；上底板(2)和下底板(3)的反面谐振腔为下凹圆形空腔，并且正对着芯片(1)的正面电极(18)和反面电极(19)的中央圆形电极部分。上底板(2)和下底板(3)的左边、中间和右边的对应电极的两个侧面涂有导电胶，形成四周环形输入、输出及中间接地电极。本谐振器体积小、可靠性高。
文档编号H03H9/15GK1728549SQ20051004077
公开日2006年2月1日 申请日期2005年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者严盛喜 申请人:严盛喜