双晶片并联表贴石英晶体谐振器及制备方法

摘要

本发明提供了一种双晶片并联表贴石英晶体谐振器及制备方法，属于电子元器件技术领域，包括管壳，管壳内设有第一导电体和第二导电体，第一导电体的高度高于第二导电体的高度，第一导电体上固定有第一谐振晶片；第二导电体上固定有第二谐振晶片，第一谐振晶片和第二谐振晶片通过高度不同的第一导电体和第二导电体实现并联相连，第一谐振晶片与第二谐振晶片平行。本发明提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器，能够降低等效电阻，提高负载牵引力，适应管壳小型化的需求。

说明书

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域，更具体地说，是涉及一种双晶片并联表贴石英晶体谐振器及制备方法。

背景技术

石英晶体谐振器(英文：quartz crystal unit或quartz crystal resonator，常被标识为Xtal，Extenal Crystal Osillator，外部晶振器，因为晶振单元常常作为电路外接，简称石英晶体或晶振)，是利用石英晶体(又称水晶)的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子元件，属于被动元件。该元件主要由石英晶片、管壳、外壳、银胶、银等成分组成。根据引线状况可分为直插(有引线)与表面贴装(无引线)两种类型。当前常见的主要封装型号有HC-49U、HC-49/S、GLASS、UM-1、UM-4、UM-5与SMD。

SMD是surface mounted devices的缩写，意为表面贴装器件。该系列外形尺寸：7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm、3×2.5mm、2.5×2.0mm、2×1.6mm等。

石英晶体谐振器是利用石英晶体的压电效应而制成的谐振元件。其主体是其中的石英晶片，由于晶片过薄，易氧化，在制造工艺中，通常是将晶片置于管壳内，然后充满氮气保护或真空环境下将管壳密封。晶片固定是利用导电胶将晶片的电极与管壳电极连接，客户在使用时，直接将管壳外电极焊接在电路板中。

目前，参见图22，表贴石英晶体谐振器均采用一只石英谐振晶片。由于表贴石英晶体谐振器的封装尺寸越做越小。受到封装的制约，晶片尺寸越来越小，造成石英晶体谐振器的等效电阻偏大、负载牵引力偏低。这种情况，泛音晶体的情况尤为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双晶片并联表贴石英晶体谐振器，旨在解决目前的表贴石英晶体谐振器等效电阻偏大、负载牵引力偏低等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种双晶片并联表贴石英晶体谐振器，包括：管壳，所述管壳内设有第一导电体和第二导电体，所述第一导电体的高度高于所述第二导电体的高度，所述第一导电体上固定有第一谐振晶片；所述第二导电体上固定有第二谐振晶片，所述第一谐振晶片和所述第二谐振晶片通过高度不同的所述第一导电体和所述第二导电体实现并联相连，所述第一谐振晶片与所述第二谐振晶片平行。

作为本申请另一实施例，所述第一导电体包括第一焊盘和与所述第一焊盘不相连的第二焊盘，所述第二导电体包括与所述第一焊盘连接的第一引线和与所述第二焊盘相连的第二引线；所述第一谐振晶片固定在所述第一焊盘和所述第二焊盘上，所述第二谐振晶片固定在所述第一引线和所述第二引线上。

作为本申请另一实施例，所述第一焊盘与所述第一引线的高度差为0.2±0.05mm，所述第二焊盘与所述第二引线的高度差为0.2±0.05mm；所述第一焊盘和所述第二焊盘的高度相同，所述第一引线和所述第二引线的高度相同。

作为本申请另一实施例，所述第一谐振晶片的正面设有金属化电极区A1、金属化电极区B1和金属化电极区C1，所述金属化电极区A1位于所述第一谐振晶片的中间，所述金属化电极区B1和金属化电极区C1位于所述第一谐振晶片的同一端，所述金属化电极区A1与所述金属化电极区B1相连；所述第一谐振晶片的背面对应设有金属化电极区A2、金属化电极区B2和金属化电极区C2，所述金属化电极区A2与所述金属化电极区C2相连；所述金属化电极区B2和金属化电极区C2分别连接所述第一焊盘和所述第二焊盘。

作为本申请另一实施例，所述第二谐振晶片的正面设有金属化电极区D1、金属化电极区E1和金属化电极区F1，所述金属化电极区D1位于所述第二谐振晶片的中间，所述金属化电极区E1和金属化电极区F1位于所述第二谐振晶片的同一端，所述金属化电极区D1与所述金属化电极区E1相连；所述第二谐振晶片的背面对应设有金属化电极区D2、金属化电极区E2和金属化电极区F2，所述金属化电极区D2与所述金属化电极区F2相连；所述金属化电极区E2和金属化电极区F2分别连接所述第一引线和第二引线。

作为本申请另一实施例，所述第一焊盘上设有第一焊盘胶点，所述第二焊盘上设有第二焊盘胶点，所述第一引线上设有第一引线胶点，所述第二引线上设有第二引线胶点，所述第一谐振晶片的两个部位分别与所述第一焊盘胶点和第二焊盘胶点固定连接，所述第二谐振晶片的两个部位分别与所述第一引线胶点和所述第二引线胶点连接。

作为本申请另一实施例，所述第一焊盘和所述第二焊盘设置在所述管壳的同一端。

作为本申请另一实施例，所述第二谐振晶片的固定端与所述第一谐振晶片的固定端位于同一端。

作为本申请另一实施例，所述第一焊盘和所述第二焊盘的上表面分别设有金属化层，所述第一引线和所述第二引线分别连接所述第一焊盘和所述第二焊盘上的金属化层。

本发明还提供一种基于所述的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的制备方法，包括以下步骤：

第一谐振晶片和第二谐振晶片的正面和背面金属化处理；

在管壳内，第一焊盘与第一引线相连，第二焊盘与第二引线相连；

在第一焊盘、第二焊盘、第一引线和第二引线上点胶；

第一谐振晶片的金属化区与第一焊盘和第二焊盘上的胶接；

第二谐振晶片的金属化区与第一引线和第二引线胶接；第一谐振晶片和第二谐振晶片并联完成；

管壳封帽。

本发明提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明双晶片并联表贴石英晶体谐振器，在表贴管壳结构的基础上，利用管壳内部走线和焊盘的连接关系，在走线位置和焊盘位置分别放置一只石英谐振晶片，使两只石英谐振晶片形成并联关系，降低石英晶体谐振器的等效电阻、提高负载牵引力。由于并联的两个谐振晶片处于上下方位的平行关系，由于管壳的腔体在高度方向本来就具有一定的空间，因此上下方位并联的两个谐振晶片，不会导致管壳外形尺寸在宽度、长度和高度上的增大，在降低等效电阻，提高负载牵引力的同时，能够适应管壳小型化的需求。

本发明在现有小尺寸管壳的基础上，通过采用上下并联的写照晶片，即可达到等效电阻小，负载牵引力大的效果。

本发明提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的制备方法，制备的谐振器为两个谐振晶片并联连接，具有等效电阻小、负载牵引力大的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的结构示意图一；

图2为图1提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的立体结构示意图；

图3为图1提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的结构示意图二；

图5为图4提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的立体结构示意图；

图6为图4提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的内部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的结构示意图三；

图8为图7提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的立体结构示意图；

图9为图7提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的内部结构示意图；

图10为本发明实施例提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的结构示意图四；

图11为图10提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的立体结构示意图；

图12为图10提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的内部立体结构示意图；

图13为图10提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的内部主视结构示意图；

图14为本发明实施例提供的第二谐振晶片的正面立体结构示意图；

图15为本发明实施例提供的第二谐振晶片的背面立体结构示意图；

图16为本发明实施例提供的第一谐振晶片的正面立体结构示意图；

图17为本发明实施例提供的管壳的背面立体结构示意图；

图18为本发明实施例提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的结构简图一；

图19为本发明实施例提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的结构简图二；

图20为本发明实施例提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的结构原理图；

图21为本发明提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的振荡电路图；

图22为背景技术提供的石英晶体谐振器的结构原理图。

图中：1、管壳；2、第一焊盘；3、第一引线；4、第二引线；5、第二焊盘；6、第二焊盘胶点；7、第一焊盘胶点；8、第一引线胶点；9、第二引线胶点；10、金属化电极区F1；11、第二谐振晶片；12、金属化电极区D1；13、金属化电极区E1；14、金属化电极区B1；15、金属化电极区A1；16、第一谐振晶片；17、金属化电极区C1；18、金属化电极区F2；19、金属化电极区D2；20、金属化电极区E2；21、背面焊盘。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图20，现对本发明提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器进行说明。所述双晶片并联表贴石英晶体谐振器，包括管壳1，所述管壳1内设有第一导电体和第二导电体，所述第一导电体的高度高于所述第二导电体的高度，所述第一导电体上固定有第一谐振晶片16；所述第二导电体上固定有第二谐振晶片11，所述第一谐振晶片16和所述第二谐振晶片11通过高度不同的所述第一导电体和所述第二导电体实现并联相连，所述第一谐振晶片16与所述第二谐振晶片11平行。

本发明提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器，与现有技术相比，本发明双晶片并联表贴石英晶体谐振器，在表贴管壳1结构的基础上，利用管壳1内部走线和焊盘的连接关系，在走线位置和焊盘位置分别放置一只石英谐振晶片，使两只石英谐振晶片形成并联关系，降低石英晶体谐振器的等效电阻、提高负载牵引力。由于并联的两个谐振晶片处于上下方位的平行关系，由于管壳1的腔体在高度方向本来就具有一定的空间，因此上下方位并联的两个谐振晶片，不会导致管壳1外形尺寸在宽度、长度和高度上的增大，印制，在降低等效电阻，提高负载牵引力的同时，能够适应管壳1小型化的需求。

本发明在现有小尺寸管壳1的基础上，通过采用上下并联的写照晶片，即可达到等效电阻小，负载牵引力大的效果。

相对于传统结构的石英晶体谐振器，本发明外形尺寸、功耗、装配工艺、实用性、可靠性等特性保持一致。

例如，参见图18至图20，第一谐振晶片16的静态电容、动态电容、等效电阻、动态电感、牵引力分别为C

第二谐振晶片11的静态电容、动态电容、等效电阻、动态电感、牵引力分别为C

两个谐振晶片并联后的静态电容C

C

C

如果两个谐振晶片的规格相同，也即，静态电容、动态电容、等效电阻和动态电感均相同，则晶体等效电阻R降低50％，负载牵引力Ts增大50％。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图12，第一导电体包括第一焊盘2和与第一焊盘2不相连的第二焊盘5，第二导电体包括与第一焊盘2连接的第一引线3和与第二焊盘5相连的第二引线4；第一谐振晶片16固定在第一焊盘2和第二焊盘5上，第二谐振晶片11固定在第一引线3和第二引线4上。其中，管壳1的背面还设有背面焊盘21。

作为本发明提供的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的一种具体实施方式，请参阅图3，第一焊盘2与第一引线3的高度差为0.2±0.05mm，第二焊盘5与第二引线4的高度差为0.2±0.05mm；第一焊盘2和第二焊盘5的高度相同，第一引线3和第二引线4的高度相同。本实施例通过焊盘和引线的高度差，即可实现两个谐振晶片的并联，制作简单方便。通过这样的结构设计，既保证焊盘与对应的引线相连，又能保证后续两个谐振晶片的装配互不影响。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图7至图16，第一谐振晶片16的正面设有金属化电极区A1、金属化电极区B1和金属化电极区C1，金属化电极区A1位于第一谐振晶片16的中间，金属化电极区B1和金属化电极区C1位于第一谐振晶片16的同一端，金属化电极区A1与金属化电极区B1相连；第一谐振晶片16的背面对应设有金属化电极区A2、金属化电极区B2和金属化电极区C2，金属化电极区A2与金属化电极区C2相连；金属化电极区B2和金属化电极区C2分别连接第一焊盘2和第二焊盘5。通过对谐振晶片正面和背面的金属化处理，实现电连接。本文中所称的正面是远离管壳1腔体底面的一面，背面与焊盘或引线直接接触。关于正面和背面的金属化区，以正面为参照，当谐振晶片翻转180°后，背面的金属化区与原来正面的金属化区重合或一致，也即位置形状均一致。

本实施例的解释为，参见图14及图15，正面和背面的金属化电极区A1和A2的形状和位置正对，正面的金属化电极区B1与背面的金属化电极区B2正对，正面的金属化电极区C1和背面的金属化电极区C2正对。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅7至图16，第二谐振晶片11的正面设有金属化电极区D1、金属化电极区E1和金属化电极区F1，金属化电极区D1位于第二谐振晶片11的中间，金属化电极区E1和金属化电极区F1位于第二谐振晶片11的同一端，金属化电极区D1与金属化电极区E1相连；第二谐振晶片11的背面对应设有金属化电极区D2、金属化电极区E2和金属化电极区F2，金属化电极区D2与金属化电极区F2相连；金属化电极区E2和金属化电极区F2分别连接第一引线3和第二引线4。第二谐振晶片11的结构解释与上述第一谐振晶片16相同，在此不再赘述。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4至图12，第一焊盘2上设有第一焊盘胶点7，第二焊盘5上设有第二焊盘胶点6，第一引线3上设有第一引线胶点8，第二引线4上设有第二引线胶点9，第一谐振晶片16的两个部位分别与第一焊盘胶点7和第二焊盘胶点6固定连接，第二谐振晶片11的两个部位分别与第一引线胶点8和第二引线胶点9连接。本发明通过四个胶点，即可将两个谐振晶片固定，固定连接简单方便。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图12，第一焊盘2和第二焊盘5设置在管壳1的同一端。也即第一谐振晶片16的一端固定，另一端悬空。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图12，第二谐振晶片11的固定端与第一谐振晶片16的固定端位于同一端。第二谐振晶片11的一端固定，另一端也悬空。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，第一焊盘2和第二焊盘5的上表面分别设有金属化层，第一引线3和第二引线4分别连接第一焊盘2和第二焊盘5上的金属化层。

本发明还提供一种基于所述的双晶片并联表贴石英晶体谐振器的制备方法，包括以下步骤：

第一步，第一谐振晶片16和第二谐振晶片11的正面和背面金属化处理，参见图14至图16；

第二步，在管壳1内，第一焊盘2与第一引线3相连，第二焊盘5与第二引线4相连，参见图1至图3；

第三步，在第一焊盘2、第二焊盘5、第一引线3和第二引线4上点胶，参见图4至图6；

第四步，第一谐振晶片16的金属化区与第一焊盘2和第二焊盘5上的胶接，参见图7至图9；

第五步，第二谐振晶片11的金属化区与第一引线3和第二引线4胶接；第一谐振晶片16和第二谐振晶片11并联完成，参见图10至图13；

第六步，管壳1封帽。参见图21，管壳1封帽后，作为选频元件，装入振荡电路，通过调节调谐电压，改变调谐电容值CL，从而实现振荡电路的输出功率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。