一种基于激光焊接的压电晶体谐振器制造技术

一种基于激光焊接的压电晶体谐振器，包括金属上盖、压电石英晶片和多层共烧陶瓷基座，多层共烧陶瓷基座具有形成谐振腔的凹槽，凹槽边缘有用于和金属上盖形成气密性焊接封装的连接层，多层共烧陶瓷基座的正反面设有电气连接的金属点胶盘和金属焊盘，压电石英晶片设置有两个安装电极，金属上盖焊接边缘处设计有应力释放沟台阶和热应力释放结构，热应力释放结构为位于金属上盖上表面的环或者为位于金属上盖下表面的沟槽。本实用新型专利技术可以减小和避免焊接热应力对产品的破坏和损伤，省去表面镀层处理，简化了生产工艺流程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光焊接的压电晶体谐振器
本技术涉及到压电晶体谐振器，具体指一种基于激光焊接的压电晶体谐振器。
技术介绍
压电石英晶体谐振器是电子电路中的基本电子元器件，由于其频率的准确性和稳定性等特点，主要用作电路和电子产品中的时钟和时基，或频率参考源。广泛应用在数码产品，微处理器，计算机、通讯设备和各种电子系统及电子产品。激光焊接以高功率密度的光束照射工件，使得工件表层发热并产生特定的熔池，从而达成材料的熔接和焊接。激光焊接是一种精密而高效的焊接方法，已越来越多的运用到精密小尺寸元器件和薄片材料的焊接中。但是目前压电晶体频率器件沿用了平行缝焊工艺的基座和上盖，由于上盖熔接部位表面形态有差异，厚度也不尽相同，导致需求的焊接功率不同，在批量生产时有焊接质量、工艺参数不稳定的问题。同时由于使用上盖的材质是可伐合金，焊接后的焊点容易氧化，为达到防氧化和耐腐蚀的要求需要再次进行表面电镀处理，增加了工序流程和生产成本。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中压电石英晶体中存在的上述问题，提供一种上盖结构改良的基于激光焊接的压电晶体谐振器。为实现以上目的，本技术的技术解决方案是：一种基于激光焊接的压电晶体谐振器，包括金属上盖、压电石英晶片和多层共烧陶瓷基座，所述多层共烧陶瓷基座具有形成谐振腔的凹槽，凹槽边缘有用于和金属上盖形成气密性焊接封装的连接层，多层共烧陶瓷基座的正反面设有电气连接的金属点胶盘和金属焊盘，所述压电石英晶片设置有两个安装电极，通过导电胶和多层共烧陶瓷基座的凹槽内的金属点胶盘形成稳定的电气连接，所述金属上盖为平板型，金属上盖焊接边缘处设计有应力释放沟台阶和热应力释放结构，热应力释放结构为位于金属上盖上表面的环或者为位于金属上盖下表面的沟槽，整个压电晶体谐振器是由金属上盖和固定有压电石英晶片的多层共烧陶瓷基座通过激光焊接的工艺密封封装而成。所述连接层为金属环或者金属镀层。本技术的有益效果为：本技术的有益效果是可以减小和避免焊接热应力对产品的破坏和损伤，降低了对上盖材质温度系数和热应力的要求，拓宽材料的选用范围，可以直接采用耐腐蚀的合金材料，省去表面镀层处理，简化了生产工艺流程。在大批量生产中，还可以确保焊接位置的厚度、表明粗糙度，为激光焊机的工艺参数、焊接质量和产品的质量水平提供了良好保障，具有明显优势和市场竞争力。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中多层共烧陶瓷基座矩阵示意图；图3是本技术中金属上盖矩阵示意图；图4为本技术中金属上盖的结构示意图；图5是本技术中多层共烧陶瓷基座的俯视图。图中：金属上盖1，应力释放沟台阶101，热应力释放结构102，压电石英晶片2，安装电级21，多层共烧陶瓷基座3，凹槽31，连接层32，金属点胶盘33，金属焊盘34。具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明：参见图1至图5，一种基于激光焊接的压电晶体谐振器，包括金属上盖1、压电石英晶片2和多层共烧陶瓷基座3，所述多层共烧陶瓷基座具有形成谐振腔的凹槽31，凹槽31边缘有用于和金属上盖1形成气密性焊接封装的连接层32，多层共烧陶瓷基座3的正反面设有电气连接的金属点胶盘33和金属焊盘34，所述压电石英晶片2设置有两个安装电极21，通过导电胶和多层共烧陶瓷基座3的凹槽31内的金属点胶盘33形成稳定的电气连接，所述金属上盖1为平板型，金属上盖1焊接边缘处设计有应力释放沟台阶101和热应力释放结构102，热应力释放结构102为位于金属上盖1上表面的环或者为位于金属上盖1下表面的沟槽，整个压电晶体谐振器是由金属上盖1和固定有压电石英晶片2的多层共烧陶瓷基座3通过激光焊接的工艺密封封装而成。所述连接层32为金属环或者金属镀层。本技术可以减小和避免焊接热应力对产品的破坏和损伤，降低了对上盖材质温度系数和热应力的要求，拓宽材料的选用范围，可以直接采用耐腐蚀的合金材料，省去表面镀层处理，简化了生产工艺流程。在大批量生产中，还可以确保焊接位置的厚度、表明粗糙度，为激光焊机的工艺参数、焊接质量和产品的质量水平提供了良好保障，具有明显优势和市场竞争力。本技术是在一片多层共烧陶瓷基座3上，设计多个晶体谐振器单元，并排列成矩阵形式，每个谐振器单元具有独立的电气连接，形成陶瓷基座单元的阵列。将金属薄片通过蚀刻工艺，制成与多层共烧陶瓷基座3阵列相对应的金属上盖1的阵列，每个金属上盖1单元有应力释放沟台阶101和热应力释放结构102，热应力释放结构102为位于金属上盖1上表面的环或者为位于金属上盖1下表面的沟槽，在环境温度变化时，产生的热应力通过沟槽的形变而释放，减少和避免了对焊接部位的作用和损伤，解决了基座和上盖由于材质和材料温度系数不同，而引起的热应力对焊接部位的损害，降低了上盖材质与基座在温度系数方面的匹配要求，可使用防锈耐氧化的蚀合金材质作为上盖的基材，比如铁合金不锈钢或铝合金等，同时也解决了激光焊接后的焊迹容易生锈的问题，省略了焊接后的表面电镀处理。应力释放台阶和沟槽（或环）同时也增加了热阻，减少了焊接时热量的扩散，有降低焊接功率和稳定焊接参数的作用。本技术方案可采用如下方法实现：使用多层共烧陶瓷基座3阵列，每个基座单元具有独立的电气连接焊盘和输出焊盘，以及用于和金属上盖1进行气密性焊接的连接层32，连接层32为金属环或者金属镀层。将制作上盖的金属薄片预先切割成和基座相应尺寸，并使用双面研磨机，研磨至需要的厚度。并使用特定的研磨砂的材质和粒度，然后通过溶剂对上盖表面钝化处理，控制上盖的表面粗糙度。采用双面光刻腐蚀的方式，加工与基座尺寸对应的应力释放沟台阶101和热应力释放结构102。用导电胶将镀有安装电极21的压电石英晶片2，装配到每个谐振器基座单元。并使用离子刻蚀的方法进行频率调整。使用激光焊接机将上盖和基座焊接在一起。金属上盖1通过不限于平面研磨和表面腐蚀的的方式控制上盖的厚度和表面粗糙度。金属上盖1焊接边缘的应力释放沟台阶101和热应力释放结构102，通过不限于光刻腐蚀的方法获得。所述固定有压电石英晶片2的多层共烧陶瓷基座3和特殊设计的金属上盖1通过激光焊接的工艺进行密封封装。本技术基于激光焊接工艺，对上盖进行平面研磨和表面腐蚀清洗，可以精确控制上盖的厚度，也可以通过研磨砂的粒度和表面钝化处理的溶剂调整上盖表面的粗糙度。从而改善了焊接功率的一致性，为激光焊机过程中获得稳定的熔池提供了良好保障，很好地解决了因表面反射和吸收不同，引起的焊接功率不一致，熔池不稳定的问题，提高了焊接质量。以上所述，仅仅是对本技术实施的具体描述，并不代表本技术所实施的所有方式。在本技术目的及技术方案的基础上所做的等同变化及修饰，均在本技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光焊接的压电晶体谐振器，包括金属上盖（1）、压电石英晶片（2）和多层共烧陶瓷基座（3），其特征在于：所述多层共烧陶瓷基座具有形成谐振腔的凹槽（31），凹槽（31）边缘有用于和金属上盖（1）形成气密性焊接封装的连接层（32），多层共烧陶瓷基座（3）的正反面设有电气连接的金属点胶盘（33）和金属焊盘（34），所述压电石英晶片（2）设置有两个安装电极（21），通过导电胶和多层共烧陶瓷基座（3）的凹槽（31）内的金属点胶盘（33）形成稳定的电气连接，所述金属上盖（1）为平板型，金属上盖（1）焊接边缘处设计有应力释放沟台阶（101）和热应力释放结构（102），热应力释放结构（102）为位于金属上盖（1）上表面的环或者为位于金属上盖（1）下表面的沟槽，整个压电晶体谐振器是由金属上盖（1）和固定有压电石英晶片（2）的多层共烧陶瓷基座（3）通过激光焊接的工艺密封封装而成。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光焊接的压电晶体谐振器，包括金属上盖（1）、压电石英晶片（2）和多层共烧陶瓷基座（3），其特征在于：所述多层共烧陶瓷基座具有形成谐振腔的凹槽（31），凹槽（31）边缘有用于和金属上盖（1）形成气密性焊接封装的连接层（32），多层共烧陶瓷基座（3）的正反面设有电气连接的金属点胶盘（33）和金属焊盘（34），所述压电石英晶片（2）设置有两个安装电极（21），通过导电胶和多层共烧陶瓷基座（3）的凹槽（31）内的金属点胶盘（33）形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻信东，
申请(专利权)人：湖北泰晶电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42