小尺寸封装的压电谐振器制造技术

一种封装的压电谐振器包括：具有盖体（１４０；２４０）的壳体（１７０；２７０），以及容纳在所述壳体中的压电谐振器元件（１１０）。压电谐振器元件包括具有两个平行振动臂（１１２，１１４）的平面音叉状部分、以及用于将谐振器元件（１１０）固定到壳体（１７０）的底部（１７２）的附加连接臂（１１８）。盖体（１４０，２４０）的内表面为阶梯状，从而形成第一部分（１４２）和第二部分（１４４），盖体在第一部分具有第一厚度，盖体在第二部分具有实质上大于第一厚度的第二厚度，第一部分（１４２）至少在振动臂（１１２，１１４）的远端部分（１６６，１６８）上延伸，第二部分（１４４）至少在连接臂（１１８）的一部分上延伸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及封装的压电谐振器，或者换句话说，涉及由压电谐振器和容纳 该压电谐振器的壳体构成的器件。更具体地，本专利技术涉及小尺寸封装的压电谐 振器，其最通常用于制造频率发生器，这些频率发生器特别用于例如钟表学、 信息技术、电信以及医学领域的多种领域中的便携式电子设备。
技术介绍
以受让人名义申请的现有技术文件US7,084,556中己经公开了这样的小尺 寸封装谐振器，在此以参考方式将该文件引入。图l中描述的谐振器10用来安 装在封装体中。该谐振器10包括音叉状部分，该音叉状部分具有两个平行臂12、 14，它们ilii连接部16彼itb^接、并承载着使它们振动的电极20、 22，这些电 极连接到用来电连接到壳体外部的连接焊盘28、 30。图2是用于接收对应于本专利
的一类压电谐振器的己知封装体(显示 为移除了盖体)的顶视图。己知的是，封装体的尺寸取决于该谐振器的总体形 状，其可根据考虑的实施例而改变。平行六面体形的封装体70包括由平底72 和四个侧面74以及盖体(未示出)构成的壳体。在平底72上布置两个导电元 件，例如薄导电层、柱或凸起78和80，以便与该谐振器IO (图l)的连接焊盘 28、 30接触。在该谐振器10安装到该壳体70内之后，可通过将盖体的边缘真 空焊接到该壳体的侧面74上而将该盖体固定。这可通过加热及施压、借助焊接 框(未示出)而完成。在已知的方式中，图2中的壳体的平底72和四个侧面74 可通过蚀刻陶瓷层而形成。如果用于壳体的盖体不由与该封装体其余部分相同 的陶瓷制成，则该盖体可由例如金属、玻璃或硅制成。大部分传统谐振器的一个问题是，它们被设计为仅在它们的一个端部处连 接到支撑衬底。用这种设计很难保证该谐振器的平面音叉状部分被合适地定位 以及与该支撑衬底平行对准。在未对准的情况下，存在谐振器的振动臂与该支 撑衬底的表面或该封装体的盖体碰撞的危险。为了防止这种后果，必须在谐振 器的上方和下方提供足够的间隙。这种对间隙的需求严重地限制了设计更薄并4且更加紧凑的封装压电谐振器的可能。在先专利文件US7,084,556 M提供改进的音叉谐振器部分地解决了上面的问题，该改进的音叉谐振器包括连接到连接部16并位于音叉状部分的臂12、14之间、与所述臂12、 14实质上等距离的附加中央连接臂18 (图l)。如图l中描述的，基部62可进一步形ft义在与该连接部16相对的连接臂的末端。根据所描述的示例，该基部延伸出该振动臂12和14，并优选承载该谐振器的连接焊盘28、 30。该谐振器10 i!31将该基部62和/或该连接臂18经由至少一个连接点连接到壳体的底部而安装在该壳体内。该基部优选用于将该谐振器10连接到其封装体的内部，并且用于将电极20、 22电连接至封装体内部的导电元件(未示出)。专利文件US7,084，556公开的为谐振器提供至少一个连接臂意歸--种相当大的改进。然而，还存在对更加细薄并且更加紧凑的封装压电谐振器的需求。因此，本专利技术的一个目的是进一步改善封装的压电谐振器的细薄性和紧凑性。实现这一结果的一种方式是降低容纳该压电谐振器的封装体的盖体的厚度。然而，封装体的内部通常保持在真空条件下。因此，盖体经受着封装体外部的大气施加的相当大的压力。在很多情况下，大气压力足以导致盖体严重地下陷。由于振动臂与盖体间的间隙应该最小化，因此盖体的这种下陷可弓胞振动臂与盖体的下侧之间的碰撞。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是限制盖体的下陷，以便振动臂与盖体的下侧之间保持足够的间隙。为了这一目的，本专利技术涉及根据所附权利要求1的封装压电谐振器。技术人员将会理解，根据本专利技术，盖体的内表面为阶梯状并包括在连接臂上面延伸的、实质上厚度更大的部分。因此，盖体的任何显著下陷会引起盖体的这一较厚部分靠在连接臂上。因此会阻止盖体的任何进一步的下陷。此外，在振动臂的远端部分上延伸的盖体部分具有更薄的厚度。这确保了间隙仍然足以避免振动臂与盖体的下侧的任何碰撞的危险。附图说明通过阅读随后的参考附图的描述将会清楚本专利技术的其它特征及优点，其中图1是对应于本专利
的现有技术的一类压电谐振器的实例；图2是用于接收图1所示鄉压电谐振器的合ig^装的顶视亂图3a是根据本专利技术特定实施例的安装在封装中的压电谐振器的顶视图图3b是图3a中封装的谐振器的侧视图；图4是对应于本专利技术替代实施例的封装的谐振器的侧视图。具体实施例方式在图3a和3b中示出的实施例中，根据本专利技术的由附图标记110标明的谐振器包括音叉状部分，该音叉状部分具有由连接部116连接的两个振动臂112与114，位于臂112和114之间且与所述臂平行的中皿接臂118连接到该连接部116。齡组件由一块石英制成。如图3a所示，中央臂118稍长于振动臂112及114。该中央臂的远端加宽为延伸至振动臂之外的基部162。该基部162用于将谐振器110固定到其封装体的底部以及用于将銜皆振器的驱动电极(未示出)电连接到在封装体内部形成的导电柱或凸起178及180。振动臂112和114中的每一个的远端加宽为鳍状体(flipper)(分别为166和168)，该鳍状体几乎为振动臂剩余部分的两倍宽。为了减小谐振器的总宽度，矩形的鳍状体优选关于振动臂的纵轴线非对称布置。更确切地，如图3a中所示，鳍状体166、 168可朝向中央臂118偏移。在这种情况下，为了在鳍状体166、168与中央臂118之间提供足够的横向间隙，该中央臂包括缩窄部分176。如图3a中所示，该縮窄部分176在鳍状体166和168之间延伸。由现有技术可知，提供具有鳍状体的振动臂的优点在于，可从振动臂的总长度中减去该鳍状体的长度而不改变谐振器的性能，因此可相应地降低该谐振器的长度。如图3a和3b所示，连接臂118位于形成在封装体170的平底上的固定柱或凸起182上。如前面提到的，谐振器110也固定于导电柱178和180。技术人员因而可以理解，在本专利技术中，柱178、 180和182形成了用于将该谐振器110固定在封装体170内部的三脚架。该三脚架也提供了振动臂与平底H2之间的足够间隙。例如，连接臂118和基部162可粘接或焊接至上述三个柱。如图3a所示，位于固定柱182和连接部116之间的连接臂118的部分j尤选至少为一个振动臂宽度的1.5倍。而且，在本实施例中，退耦装置(deco叩hng means) 150布置在TO连接部116的中央臂上。提供这些退耦装置以便将中央连接臂118与振动臂112和114机械地退耦。如图示，可ilil中央臂118每一侧的凹口 150的形式来实现该退耦装置。该退耦装置布置在固定柱182和连接部116之间，优选更靠,接部116。这类谐振器的通常情况是，振动臂I12和114承载两组电极(未示出)，这两组电极可与图1中示出的电极组20和22相似的方式布置并彼ili^接。这两个电极组进一步连接到形成在基部162背面上的两个导电连接焊盘(未示出)。这些连接焊盘布置为分别与导电柱178和180接触。由现有技术可知，为了降低谐振器消耗的能量，可在每个振动臂的前侧或后侧中的至少一侧进一步形成至少一个沟槽(未示出)。沟槽的存在允许产生激发电场，该激发电场更加均匀并且局部更强，而且对该激发电场来说，即使在缩小了振动件的尺寸时在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装的压电谐振器，包括：　具有盖体（１４０；２４０）的壳体（１７０；２７０），以及容纳在所述壳体中的压电谐振器元件（１１０），压电谐振器元件包括：　平面音叉状部分，所述平面音叉状部分具有彼此由连接部（１１６）连接的两个平行振 动臂（１１２，１１４）；以及　连接臂（１１８），所述连接臂（１１８）从所述连接部沿着所述平面音叉状部分的平面延伸，所述连接臂（１１８）通过至少一个连接点（１７８，１８０，１８２）固定地连接到所述壳体（１７０）的底部（１７２），并且至少 所述连接臂的主体部分（１１８）布置为与所述振动臂平行且并排，　其特征在于，盖体（１４０，２４０）的内表面为阶梯状，从而形成第一部分（１４２）和第二部分（１４４），盖体在第一部分（１４２）具有第一厚度，盖体在第二部分（１４４）具有实质上 大于第一厚度的第二厚度，第一部分（１４２）至少在振动臂（１１２，１１４）的远端部分（１６６，１６８）上延伸，第二部分（１４４）至少在连接臂（１１８）的一部分上延伸。

【技术特征摘要】
EP 2007-12-13 07123177.31、一种封装的压电谐振器，包括具有盖体(140；240)的壳体(170；270)，以及容纳在所述壳体中的压电谐振器元件(110)，压电谐振器元件包括平面音叉状部分，所述平面音叉状部分具有彼此由连接部(116)连接的两个平行振动臂(112，114)；以及连接臂(118)，所述连接臂(118)从所述连接部沿着所述平面音叉状部分的平面延伸，所述连接臂(118)通过至少一个连接点(178，180，182)固定地连接到所述壳体(170)的底部(172)，并且至少所述连接臂的主体部分(118)布置为与所述振动臂平行且并排，其特征在于，盖体(140，240)的内表面为阶梯状，从而形成第一部分(142)和第二部分(144)，盖体在第一部分(142)具有第一厚度，盖体在第二部分(144)具有实质上大于第一厚度的第二厚度，第一部分(142)至少在振动臂(112，114)的远端部分(166，168)上延伸，第二部分(144)至少在连接臂(118)的一部分上延伸。2、 根据权利要求1所述的封装的压电谐振器，其中所述连接臂(118)位 于所述振动臂(112， 114)之间。3、 根据权利要求2所述的封装的压电谐振器，其中所述连接臂(118)通 过位于所述振动臂(112， 114)之间的中央连接点(182)固定i,接到所述壳 体(170)的底部(172)。4、 根据权利要求2所述的封装的压电谐振器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S达拉皮亚扎，
申请(专利权)人：伊塔瑞士钟表制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]