專利名稱：用于表面安裝的晶體器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及適于小型化的用于表面安裝的晶體器件的技術領域， 特別是涉及一種通過縫焊將晶體元件氣密地封裝在其中的晶體器件。
背景技術：
諸如晶體單元、晶體振蕩器或晶體濾波器的用于表面安裝的晶體 器件就是通常所說的頻率控制元件。例如，用于表面安裝的晶體單元 (在下文，稱作表面安裝單元)結合到振蕩器電路中，以作為頻率源 或時間基準安裝到各種類型的電子設備中。近年來，其小型化已經取 得進一步的進展，使得其平面輪廓為，例如，2.0X1.6 mm或更小。
圖6A至6C是用于說明相關技術表面安裝單元的一個例子的示意 圖。圖6A是相關技術表面安裝單元的剖視圖，圖6B是沒有金屬蓋子 的相關技術表面安裝單元的平面圖，而圖6C是金屬蓋子與其接合的相 關技術表面安裝單元的平面圖。
相關技術表面安裝單元200被構造成使得晶體元件2容納在長方 形的陶瓷殼體1中，該陶瓷殼體1的橫截面形成為凹形，并且金屬蓋 子3通過縫焊(seam welding)而接合，以氣密地封裝晶體元件2。該 陶瓷殼體l由底壁la和框架壁lb構成，并且例如通過銀焊料(未示出)， 將金屬環4固定于框架壁lb的上表面，該上表面用作陶瓷殼體1的開 口的端面(例如，見JP-A-2007-173976)。在這種情況下，使得金屬環4的輪廓小于陶瓷殼體1的輪廓，以 防止金屬環4從陶瓷殼體1的開口的端面伸出。于是，例如，金屬環4
的外周邊四個拐角形成為其曲率半徑為rl的圓弧形式(曲線部分)。 將金屬環4的外周邊四個拐角設置成避開用于分割設置在陶瓷殼體1 的外周邊四個拐角處的陶瓷片的通孔。金屬環4的內周邊與陶瓷殼體1 的框架壁lb的內周邊相匹配。
于是，外部端子5設置在陶瓷殼體1的外底面(底壁la)的四個 拐角，而晶體保持端子6設置在內底面的一端的兩側。在外底面的四 個拐角處的一對彼此傾斜地面向的外部端子5通過層壓平面和未示出 的通孔(電極通孔)而電連接于內底面上的晶體保持端子6。另一對彼 此傾斜地面向的外部端子5通過電極通孔等連接于金屬環4。
晶體元件2在其兩個主表面上具有激勵電極7，以及在其一端的兩 側上的從該激勵電極7延伸的引出電極8。該引出電極8的一端的延伸 的兩側用導電的粘結劑9固定于晶體保持端子6，并且電連接并機械連 接該兩個引出電極8。
金屬蓋子3形成為與金屬環4的輪廓相似的形狀，例如，在其外 周邊四個拐角處具有其曲率半徑為r2 (=rl)的圓弧形的曲線部分。由 此，金屬環4的長邊的長度Al和除了其外周邊四個拐角的曲線部分之 外的長邊的直線部分的長度A2之間的比例A2/A1，與金屬蓋子3的長 邊的長度C1和除了其外周邊四個拐角的曲線部分之外的長邊的直線部 分的長度C2之間的比例C2/C1是相同的。
而且，金屬環4的短邊的長度B1和除了其外周邊四個拐角的曲線 部分之外的短邊的直線部分的長度B2之間的比例B2/B1，與金屬蓋子 3的短邊的長度D1和除了其外周邊四個拐角的曲線部分之外的短邊的 直線部分的長度D2之間的比例D2/D1是相同的。順便說，通過將金屬 蓋子3的外周邊四個拐角的曲率半徑r2設置成等于金屬環4的外周邊四個拐角的曲率半徑rl，例如，即便當金屬蓋子3相對于金屬環4前 后移動并且橫向移動時，也能夠防止金屬蓋子3的外周邊四個拐角伸出。
縫焊在一對滾輪式電極之間供能，同時使這一對滾輪式電極(未
示出)接觸金屬蓋子3的彼此面向的一組側邊的一端側，以擠壓這組 側邊，從而旋轉以便行進到另一端側。由此，金屬蓋子3的外周邊表 面上的Ni (鎳)薄膜被焦耳熱熔化，以便接合到金屬環4。于是，在 金屬蓋子3的彼此面向的一組側邊接合到金屬環4之后，另一組彼此 面向的側邊以相同的方式與其接合(例如，見JP-A-2007-75857)。
然而，在具有上述結構的相關技術表面安裝單元200中，由于防 止金屬蓋子3從金屬環4伸出的圓弧形的曲線部分被設置到金屬蓋子3 的外周邊四個拐角，因此存在一個問題，即根據用于進行將金屬蓋子3 的縫焊在金屬環4上的焊接條件，引起氣密性損失。
例如，當將在縫焊中的電極滾輪的速度保持恒定，并且電流值被 嚴格限制時，如圖7A所示，在金屬蓋子3的表面上的Ni薄膜IO在其 直線部分和外周邊四個拐角的曲線部分上完全均勻地熔化，以接合到 金屬環4。順便說，圖7A是陶瓷殼體1的平面圖(開口的端面圖)， 縫焊之后金屬蓋子3被從該陶瓷殼體1去除。
在這種情況下，相對于金屬環4在金屬蓋子3的外周邊上的接觸 面的Ni薄膜10被熔化以接合到金屬環4。因此，金屬環4與金屬蓋子 3之間的接觸面基本上變成密封路徑。順便說，金屬環4通過壓力加工 而形成，并且傾斜表面形成在其內周邊表面上，該傾斜表面產生金屬 環4的表面的內周邊的非接合區域。這些區域在附圖中被省去。
與其相反，如果將電流值的允許范圍擴大以減輕對其的限制，如 圖7B所示，圖7B是圖7A的0形虛線所示部分的放大圖，那么在外周邊四個拐角的曲線部分上的Ni薄膜的熔化是不充分的，因此產生不 良接合，這使密封路徑L變窄。于是，如果密封路徑變窄，那么例如， 其接合強度也減小，這會由碰撞等導致氣密性損失。
在這種情況下，由于在縫焊中電極滾輪沿著一組和另一組彼此面 向的各邊在直線上行進，因此在外周邊四個拐角的曲線部分中可能失
去電極滾輪與金屬蓋子3之間的接觸。其主要原因是因為由于失去接
觸而沒有充分供給電流。于是，產生電流的波動等，即便電流值被嚴 格限制，實際上也會產生電極滾輪的速度變化。因此，增加了不良的 接合，并且可能降低表面安裝單元的生產率。
因為將安裝單元制造的越小，例如，如上所述其平面輪廓為2.0X 1.6mm或更小，那么這些問題越變得非常突出，金屬環4的寬度做得 越窄，密封路徑L (與金屬蓋子3的接合寬度)也越窄，以限制其悍接 條件。
發明內容
本發明的目的是提供一種晶體器件，其中充分形成其外周邊四個 拐角上的接合，以確保密封路徑，以便可靠地保持氣密性并且提高其 生產率。
根據本發明的第一方面，提供一種用于表面安裝的晶體器件，其 構造成使得至少晶體元件被安放在陶瓷殼體中，該陶瓷殼體在平面 圖中具有長方形形狀，并且其包括底壁和框架壁的橫截面部分形成為
凹形；并且金屬蓋子通過縫焊接合到金屬環，該金屬蓋子小于金屬環 的輪廓，并且其外周邊四個拐角形成為曲率半徑為r2的圓弧形曲線部 分，該金屬環設置在陶瓷殼體的開口的端面上，并且其外周邊四個拐 角形成為曲率半徑為rl的圓弧形曲線部分，其中用于表面安裝的晶體 器件滿足如下關系A2/AKC2/C1和B2/B1 <D2/D1，其中金屬環的長 邊的長度Al和除了金屬環的外周邊四個拐角的曲線部分之外的長邊
6的直線部分的長度A2之間的比例是A2/A1，而金屬環的短邊的長度 Bl和除了金屬環的外周邊四個拐角的曲線部分之外的短邊的直線部分 的長度B2之間的比例是B2/B1，并且其中金屬蓋子的長邊的長度Cl 和除了金屬蓋子的外周邊四個拐角的曲線部分之外的長邊的直線部分 的長度C2之間的比例是C2/C1，而金屬蓋子的短邊的長度Dl和除了 金屬蓋子的外周邊四個拐角的曲線部分之外的短邊的直線部分的長度 D2之間的比例是D2/D1。
根據本發明的第二方面，在用于表面安裝的晶體器件中，其中金 屬蓋子的外周邊四個拐角的曲率半徑r2小于金屬環的外周邊四個拐角 的曲率半徑rl.
根據本發明的第一方面，使得長邊和短邊的除了外周邊四個拐角 之外的直線部分的長度長于相關技術的其長度。因此，能夠增加在外 周邊四個拐角上的焊接效率，以使接合很充分，并且能夠確保在外周 邊四個拐角上的密封路徑。而且，還能夠增大在縫焊中的電流值的允 許范圍，因此能夠提高晶體器件的生產率。
根據本發明的第二方面，由于金屬蓋子的外周邊四個拐角的前端 與相關技術相比進一步朝著金屬環伸出，因此即便存在不良接合的部 分(未熔化的部分)也能夠確保其密封路徑。
圖1A至1C是用于說明本發明實施例的表面安裝單元的示意圖， 其中圖1A是金屬蓋子與其接合的表面安裝單元的平面圖，圖1B是由 圖1A中的O形虛線所示部分的放大圖，而圖1C是該表面安裝單元的 剖視圖2A和2B是表面安裝單元的示意圖，其中圖2A是該表面安裝 單元的金屬環的平面圖，而圖2B是金屬蓋子的平面圖3是用于說明本發明的實施例的作用的示意性幾何關系圖；圖4是用于說明本發明的作用的金屬環的局部放大圖； 圖5是表面安裝的振蕩器的剖視圖，用于說明應用本發明的另一 個例子；
圖6A至6C是用于說明相關技術表面安裝單元的示意圖，其中圖 6A是相關技術表面安裝單元的剖視圖，圖6B是沒有金屬蓋子的相關 技術表面安裝單元的平面圖，而圖6C是金屬蓋子與其接合的相關技術 表面安裝單元的平面圖7A和7B是相關技術表面安裝單元的示意圖，其中圖7A是相 關技術表面安裝單元的平面圖，其中金屬蓋子在縫悍之后從其去除， 而圖7B是圖7A中的O形虛線所示的部分的放大的視圖。
具體實施例方式
圖1A至圖2B是用于說明本發明的一個實施例的表面安裝單元的 示意圖，其中圖1A是金屬蓋子與其接合的表面安裝單元的平面圖，圖 1B是圖1A中的O形虛線所示部分的放大圖，圖1C是該表面安裝單 元的剖視圖，圖2A是該表面安裝單元的金屬環的平面圖，而圖2B是 金屬蓋子的平面圖。順便說，與相關技術相同的部分用相同的符號表 示，并且簡化或省去其描述。
將根據本發明的表面安裝單元100構造成使得晶體元件2安放在 陶瓷殼體1中，并且金屬蓋子3接合到金屬環4，該金屬環4通過縫焊 設置在開口的端面，以便氣密地封裝晶體元件2。該陶瓷殼體l在平面 圖中具有長方形形狀，其包括底壁la和框架壁lb的橫截面形成為凹形。 金屬環4通過，例如，銀焊料(未示出)固定于陶瓷殼體1的開口的 端面(框架壁lb的上表面)(參考圖1C)。
在這種情況下，用作表面安裝單元100的陶瓷殼體1的平面輪廓 如上所述是2.0X1.6 mm，框架壁在長邊側的寬度是0.235 mm，而框架 壁在短邊側的寬度是0.245 mm。金屬環4具有小于陶瓷殼體的平面輪 廓，其為1.91X1.51 mm。于是，將金屬環4構造成使得該金屬環4的長邊的框架寬度w為0.175 mm，而短邊的框架寬度d為0.165 mm，并
且在其外周邊四個拐角處具有其曲率半徑為rl的圓弧形曲線部分。
將金屬環4的長邊的長度Al設置為1.91mm，而將除了兩側上的 曲線部分之外的直線部分的長度A2設置為1.58mm,而兩者的比例 A2/A1為0.83。而將金屬環4的短邊的長度Bl設置為1.51mm，而其 直線部分的長度B2設置為1.16mm，而兩者的比例B2/B1為0.77。于 是金屬環4的外周邊四個拐角的曲率半徑rl設置為0.2 mm。
金屬蓋子3形成為1.81X1.41mm，其小于金屬環4的輪廓，并且 在其外周邊四個拐角處具有其曲率半徑為r2的弧形曲線部分。將金屬 蓋子3的長邊的長度C1設置為1.81 mm，將除了兩側上的曲線部分之 外的直線部分的長度C2設置為1.51mm，而兩者的比例C2/C1為0.84。 將金屬蓋子3的短邊的長度Dl設置為1， 41mm，其直線部分的長度 D2設置為l.llmm，兩者的比例D2/D1為0.78。于是，金屬蓋子3的 外周邊四個拐角的曲率半徑r2設置為0.15mm。
也就是說，在這個實施例中，金屬蓋子3不形成為與現有技術不 同的形狀，而是與金屬環4不同的形狀。也就是說，將金屬蓋子3的 長邊和短邊的長度Cl和Dl與相應的直線部分的長度C2和D2之間的 比例C2/C1和D2/D1做成大于金屬環4的長邊和短邊的長度Al和Bl 與相應的直線部分的長度A2和B2之間的比例A2/A1和B2/B1(A2/AK C2/C1和B2/B1 <D2/D1)。于是，金屬蓋子3的曲率半徑r2做成小于 金屬環4的曲率半徑rl (r2<rl)。
根據這種結構，金屬蓋子3的長邊和短邊的直線部分的長度Cl 和D1做成比相關技術的長，而曲線部分的長度變短。因此，當使得電 極滾輪與金屬蓋子3的彼此面向的一組長邊和另一組短邊接觸以便直 線行進時，該電極滾輪密切接觸相應邊的虛擬兩端。因此，即便在形成為圓弧形的外周邊四個拐角中，通過焊接電流 也能夠引起Ni薄膜的熔化。因此，即便具有其外周邊四個拐角，將金 屬蓋子3接合到金屬環4也變得很容易。由此，由于在外周邊四個拐
角上Ni薄膜的熔化能夠確保密封路徑L。于是，能夠放松焊接電流的
允許范圍，并且能夠提高表面安裝單元ioo的生產率。
于是，在這個實施例中，使得金屬蓋子3的外周邊四個拐角的曲 率半徑r2小于金屬環4的外周邊四個拐角的曲率半徑rl。因此，如圖 3示意地所示，作為來自在外周邊四個拐角之一的長邊L和短邊D之 間的直線部分的曲線的前端，具有較小的曲率半徑的曲線R2比具有較 大曲率半徑的曲線R1更接近虛擬角度P。
因此，即便電極滾輪沒有接觸形成為圓弧形的外周邊四個拐角， 產生如圖4所示的未焊接區域，未焊接的區域也很小。由此，而且， 充分地進行外周邊四個拐角上的焊接，這使得能夠確保密封路徑L。
在上述實施例中，作為例子已經說明了表面安裝單元100。例如， 如圖5所示，上述實施例能夠以相同的方式應用于內壁凸肩設置于陶 瓷殼體1的凹形部分的情況，并且晶體元件2的一端的兩側與其固定， 并且例如，通過翻轉芯片鍵合，將IC芯片11固定于陶瓷殼體1的內 底面，以形成表面安裝振蕩器。S卩，能夠以相同的方式將上述實施例 應用于用于表面安裝的任何晶體器件，其中至少安放一個晶體元件2。
權利要求
1.一種用于表面安裝的晶體器件，其構造成至少晶體元件安放在陶瓷殼體中，所述陶瓷殼體在平面圖中具有長方形形狀，并且其包括底壁和框架壁的橫截面形成為凹形；并且金屬蓋子通過縫焊接合到金屬環，所述金屬蓋子小于所述金屬環的輪廓，并且該金屬蓋子的外周邊四個拐角形成為曲率半徑為r2的圓弧形曲線部分，所述金屬環設置到所述陶瓷殼體的開口的端面上，并且該金屬環的外周邊四個拐角形成為曲率半徑為r1的圓弧形曲線部分，其中該用于表面安裝的晶體器件滿足如下關系A2/A1＜C2/C1和B2/B1＜D2/D1，其中所述金屬環的長邊的長度A1和除了所述金屬環的外周邊四個拐角的曲線部分之外的長邊的直線部分的長度A2之間的比例是A2/A1，而所述金屬環的短邊的長度B1和除了所述金屬環的外周邊四個拐角的曲線部分之外的短邊的直線部分的長度B2之間的比例是B2/B1，并且其中所述金屬蓋子的長邊的長度C1和除了所述金屬蓋子的外周邊四個拐角的曲線部分之外的長邊的直線部分的長度C2之間的比例是C2/C1，而所述金屬蓋子的短邊的長度D1和除了所述金屬蓋子的外周邊四個拐角的曲線部分之外的短邊的直線部分的長度D2之間的比例是D2/D1。
2. 根據權利要求1所述的用于表面安裝的晶體器件， 其中所述金屬蓋子的外周邊四個拐角的曲率半徑r2小于所述金屬環的外周邊四個拐角的曲率半徑rl。
全文摘要
一種用于表面安裝的晶體器件，其中金屬蓋子通過縫焊接合到金屬環，滿足如下關系A2/A1＜C2/C1和B2/B1＜D2/D1，其中A1是金屬環的長邊的長度，A2是除了其曲線部分之外的長邊的直線部分的長度，B1是金屬環的短邊的長度，B2是除了其曲線部分之外的短邊的直線部分的長度，C1是金屬蓋子的長邊的長度，C2是除了其曲線部分之外的長邊的直線部分的長度，D1是金屬蓋子的短邊的長度，D2是除了其曲線部分之外的短邊的直線部分的長度。
文檔編號H03H9/05GK101562437SQ20091013520
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月16日 優先權日2008年4月16日
發明者村瀨重善, 石丸千里 申請人:日本電波工業株式會社