專利名稱：表面安裝結構和包含在其中的表面安裝型電子元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種表面安裝結構和包含在這種表面安裝結構中的表面安裝型電子元件。
作為傳統的表面安裝型電子元件的例子，已知一種壓電元件通過將其上設置有振蕩電極的壓電基片設置在兩個外部基片之間而形成。外部基片與壓電基片確定一個包封的振蕩空間，并保護壓電基片不受機械應力的影響。
在另一類型的已知的表面安裝型壓電元件中，其上設置有振蕩電極的壓電基片固定地安裝到底基片上，并設置蓋件覆蓋壓電基片。蓋件和底基片確定一個包封的空間，并保護壓電基片不受外部機械應力的影響。
但是，在傳統的表面安裝型壓電元件中，壓電諧振器由例如外部基片或蓋件覆蓋(具有包封功能和其它空間確定功能)覆蓋，從而產品的高度非常大。由此，當將這種壓電元件安裝到印刷電路板或其它基片上時，整個器件的高度非常高，從而它不是適合于達到減小高度的表面安裝結構。另外，由于壓電諧振器的厚度根據諸如諧振頻率之類的規(guī)格而不同，這種部件難以達到統一的高度。
為了克服上述問題，本發(fā)明的較佳實施例提供了一種適合于達到最小化高度的表面安裝結構和用于這種表面安裝結構的表面安裝型電子元件。
本發(fā)明的一個較佳實施例提供了一種表面安裝結構，它包含其安裝表面上具有外部連接電極的第一基片；安裝在所述第一基片的所述安裝表面上，并電氣連接到外部連接電極的單元；以及其上安裝有所述第一基片，并包含電氣連接到所述外部連接電極的電路圖案的第二基片；其中，所述第一基片固定到所述第二電極，并且第一基片的外部連接電極電氣連接到第二基片的電路圖案，其中第一基片的安裝表面設置在所述第二基片一側。
用于將第一基片固定到第二基片，并將第一基片的外部連接電極電氣連接到第二基片的電路圖案的材料和構件的例子包括各向異性導體和導電粘劑。還可以使用其它合適的材料的構件。
作為上述獨特安排和結構的結果，第二基片對表面安裝型電子元件的蓋件和覆蓋基片元件具有封裝功能和保護功能。由此，可以省略在傳統元件中所必須的蓋件，由此，整個表面安裝結構的高度有了非常顯著的減小。
另外，通過為第一基片設置凹口以容納至少一部分電子元件單元，或者通過為第二基片設置凹口、通孔或者這種開口部件，以容納至少一部分電子元件單元，減小了電子元件單元的可視的有效高度，并且由此大大減小了整個表面安裝結構的高度。
從本發(fā)明的較佳實施例的詳細描述和附圖，本發(fā)明的特點、要素、優(yōu)點和特征是顯然的。


圖1是分解透視圖，示出根據本發(fā)明的第一較佳實施例的表面安裝型電子元件；圖2是透視圖，示出圖1的表面安裝型電子元件的安裝結構；圖3是圖2所示的表面安裝型電子元件的安裝結構的垂直剖面圖；圖4是示出根據本發(fā)明的第二較佳實施例的表面安裝型電子元件的分解透視圖；圖5是示出圖4所示的表面安裝型電子元件的安裝結構的垂直剖面圖；圖6是圖4所示的表面安裝型電子元件的等效電路圖；圖7是包含在本發(fā)明的表面安裝型電子元件的第三較佳實施例中的多層絕緣基片的分解透視圖；圖8是根據第三較佳實施例的表面安裝型電子元件的分解透視圖；圖9是示出圖8所示的表面安裝型電子元件的安裝結構的垂直截面圖；圖10是示出本發(fā)明的表面安裝型電子元件的第四較佳實施例的分解透視圖；和圖11是示出圖10所示的表面安裝型電子元件的安裝結構的垂直截面圖。
下面將參照附圖，描述本發(fā)明的表面安裝結構和包含在這種表面安裝結構中的表面安裝型電子元件的較佳實施例。雖然在下面的描述中，作為一個例子提供了壓電元件的安裝結構，但是本發(fā)明還可以適用于其它類型的表面安裝型電子元件，諸如電感器、電容器和電阻器以及其它部件。
如圖1所示，表面安裝型壓電元件1最好包含絕緣基片2以及安裝在絕緣基片2上的壓電諧振器6。在絕緣基片2的安裝表面2a的右手端和左手端上，安裝有從前側延伸到后側的外部連接電極3和4。較好地，將導電粘劑部分5設置在外部連接電極3和4的端部(換句話說，設置在絕緣基片2的邊緣上)。用于形成導電粘劑部分5的材料最好是焊料、導電膏或其它適當的材料，并且絕緣基片2的材料最好是玻璃環(huán)氧、鋁土、樹脂或其它適當的材料。
壓電諧振器6最好包含壓電基片7以及設置在壓電基片7相對的主表面上的振蕩電極8和9。振蕩電極8的引出部分8a繞過壓電基片7的一個端部延伸到相對側。振蕩電極9的一個引出部分9a延伸到壓電基片7的另一端用于形成壓電基片7的材料最好包含諸如PZT之類的陶瓷、石英和LiTaO3。壓電諧振器6最好利用厚度滑動振蕩模式。雖然在壓電諧振器6中最好在單個壓電基片上設置單個諧振器，但是還可以在單個壓電基片上安裝多個諧振器。較好地，通過導電粘劑10，將壓電諧振器6固定到絕緣基片2的安裝表面2a上，并且將振蕩電極8的引出部分8a電氣連接到外部連接電極3的大致中心部分，將振蕩電極9的引出部分9a電氣連接到外部連接電極4的中心部分。
如圖2和3所示，將如上所述構成的表面安裝型壓電元件1安裝到印刷電路板11上，其上安裝有壓電諧振器6的安裝表面2a設置得面對印刷電路板11的表面。當通過使用自動安裝機器安裝這個壓電元件1時，壓電元件1平坦的頂部表面2b可由吸嘴支持，從而可以以穩(wěn)定的方式有效地完成自動安裝。
較好地，在印刷電路板11中設置凹口12，并在這個凹口12中容納壓電諧振器6的一部分。較好地，凹口12的縱向和橫向尺寸大于壓電諧振器6的縱向和橫向尺寸，但小于絕緣基片2的縱向和橫向尺寸。另外，電路圖案13和14以及空白圖案15和16從凹口12延伸到印刷電路板11上。將導電粘劑部分5固定到電路圖案13和14的端部13a和14a，以及空白圖案15和16。同時，將外部連接電極3和4電氣連接到電路圖案13和14的端部13a和14a。通過這種方法，通過導電粘劑部分5將外部連接電極3和4以及電路圖案13和14的相對部分電氣連接，由此，電極不暴露在壓電元件1的頂部表面2b上，并且防止了諸如不希望出現的短路之類的問題。電路圖案13和14的其它端部13b和14b電氣連接到安裝在印刷電路板11上的IC(集成電路)元件18。
在上述構成的表面安裝結構中，較好地，將壓電元件1的壓電諧振器6設置在絕緣基片2和印刷電路板11之間，并由絕緣基片2和印刷電路板11確定壓電諧振器6的振蕩空間。即，印刷電路板11還用作壓電諧振器6的蓋子和保護器。由此，可以省略傳統使用的蓋件，從而使整個表面安裝結構的高度最小化。另外，由于將用于容納壓電元件1的凹口12設置在印刷電路板11中，故大大減小了壓電元件1的有效高度，由此使整個表面安裝結構的高度最小化。
下面將參照包含電容器的三端壓電元件描述本發(fā)明的第二較佳實施例。如圖4所示，較好地，表面安裝型壓電元件20包含絕緣基片32、安裝在絕緣基片32上的壓電諧振器6和電容器元件26以及框形的各向異性導體28。在絕緣基片32的安裝表面32a的右手和左手部分以及大致中心部分上，分別設置外部連接電極33、34和35。沿絕緣基片32的外部周圍設置各向異性導體28，并將外部連接電極33到35的端部電氣連接到各向異性導體28。各向異性導體28整個地安裝到絕緣基片32上，從而其導電方向大致上垂直于絕緣基片32。
較好地，電容器元件26包含介質基片24以及設置在介質基片24的相對主表面上的電容電極21、22和23。電容電極21的引出部分21a繞過介質基片24的一個端部延伸到相對側。電容電極22的引出部分22a繞過介質基片24的另一個端部延伸到相對側。在電容電極21和23相對的部分以及電容電極22和23相對的部分分別設置電容器C1和C2。較好地，壓電諧振器6類似于參照第一較佳實施例描述的壓電諧振器，從而省略了對它的詳細描述。
通過導電粘劑10或其它適當的連接材料，將電容器元件26和壓電諧振器6固定到絕緣基片32的安裝表面32a上。同時，將振蕩電極8的引出部分8a和電容電極21的引出部分21a電氣連接到外部連接電極33的大致中心部分，將振蕩電極9的引出部分9a和電容電極22的引出部分22a電氣連接到外部連接電極34的大致中心部分，并將電容電極23電氣連接到外部連接電極35的大致中心部分。
如圖5所示，將如上構成的表面安裝型壓電元件20安裝到印刷電路板11上，其中安裝表面32a設置在印刷電路板11側。較好地，在印刷電路板11中設置凹口12，并在凹口12中容納壓電諧振器6和電容器元件26的至少一部分。另外，電路圖案13和14以及G從凹口12延伸到印刷電路板11上。對各向異性導體28加壓硬化，其中電路圖案13、14和G接觸各向異性導體28，并安裝到印刷電路板11，由此將壓電元件20固定到印刷電路板11上。同時，通過各向異性導體28，將外部連接電極33、34和35電氣連接到電路圖案13、14和G。圖6是壓電元件20的等效電路圖。
如上所述構成的表面安裝結構具有和第一較佳實施例的表面安裝結構相同的優(yōu)點。尤其是，將壓電諧振器6和壓電元件20的電容器單元26設置在絕緣基片32和印刷電路板11之間，并由絕緣基片32、印刷電路板11和各向異性導體28確定完全封閉的振蕩空間。
在第三較佳實施例中，表面安裝型壓電元件的絕緣基片包含內裝電容器。如圖7所示，表面安裝型壓電元件的絕緣基片41較佳地包含在其表面上具有外部連接電極53、54和55的介質片42、其表面上具有電容電極43和44的介質片42以及其表面上具有接地側電容電極45的介質片42。在電容電極43和45相對的部分以及電容電極44和45相對的部分中，分別設置電容器C1和C2。通過設置在介質片42中的通孔46，將外部連接電極53電氣連接到電容電極43。類似地，通過通孔47將外部連接電極54電氣連接到電容電極44，并通過通孔48將外部連接電極55電氣連接到電容電極45。片42相互層疊，然后整體地燒制，以確定多層的絕緣基片41。
下面，如圖8所示，將框形各向異性導體28整體地安裝到具有內裝型電容器的絕緣基片41的安裝表面41a的外部周圍部分，并將外部連接電極53到55的端部電氣連接到各向異性導體28。將壓電諧振器6通過導電粘劑10固定到絕緣基片41的安裝表面41a，并將振蕩電極8的引出部分8a電氣連接到外部連接電極53的大致中心部分，將振蕩電極9的引出部分9a電氣連接到外部連接電極54的大致中心部分。
如圖9所示，如上所述構成的表面安裝型壓電元件51安裝在印刷電路板11上，其中其上設置有壓電諧振器6的安裝表面41a設置在印刷電路板11側。較好地，在印刷電路板11上設置通孔61，并將壓電諧振器6的至少一部分容納在這個通孔61中。較好地，通孔61的縱向和橫向尺寸大于壓電諧振器6的縱向和橫向尺寸，但小于絕緣基片41的縱向和橫向尺寸。另外，電路圖案13、14和G從通孔61延伸到印刷電路板11。對各向異性導體28加壓硬化，其中電路圖案13和14以及G接觸各向異性導體28，并安裝到印刷電路板11，由此，將壓電元件51固定到印刷電路板。同時，通過各向異性導體28，將外部連接電極53、54和55分別電氣連接到電路圖案13、14和G。
如上所述構成的表面安裝結構具有和第二較佳實施例的表面安裝結構相同的優(yōu)點。較好地，根據需要用耐熱型帶子63或其它類似的材料覆蓋印刷電路板11的通孔61的開口，由此確定了完全封閉的振蕩空間。
如圖10所示，較好地，表面安裝型壓電元件71包括介質基片72、安裝在介質基片72上的壓電諧振器76和框形的各向異性導體28。在介質基片72的安裝表面72a中設置凹口80。從介質基片72的前側延伸到后側的外部連接電極73、74和75分別位于凹口80底表面的右手和左手部分以及大致中心部分。電容器C1和C2分別設置在外部連接電極73和75之間以及外部連接電極74和75之間。
將各向異性導體28整體安裝到介質基片72的外部周圍部分，并將外部連接電極73到75的各個端部電氣連接到各向異性導體28。
較好地，壓電諧振器76包含壓電基片77，并且壓電基片77相對的主表面上設置有振蕩電極78和79。壓電諧振器76以厚度縱向振蕩模式振動。將壓電諧振器76的至少一部分容納在介質基片72的凹口80中，并較好地，通過導電粘劑10或其它適當的連接材料固定到那里。同時，將振蕩電極78的引出部分78a電氣連接到外部連接電極73，并且將振蕩電極79的引出部分79a電氣連接到外部連接電極74。
如圖11所示，將如上所述構成的具有內裝電容器的表面安裝型壓電元件71安裝在印刷電路板11上，其中將安裝表面72a設置在印刷電路板11側。在印刷電路板11上設置電路圖案13、14和G。將各向異性導體28安裝到印刷電路板11上，使各向異性導體28接觸電路圖案13、14和G，由此將壓電元件71安裝到印刷電路板11。同時，通過各向異性導體28，將外部連接電極73、74和75分別電氣連接到電路圖案13、14和G。
如上所述構成的表面安裝結構具有和第二較佳實施例的表面安裝結構相同的優(yōu)點。尤其是，當使用第四較佳實施例的壓電元件71時，不需要在印刷電路板11中設置凹口或通孔，從而可以容易地設計和制造印刷電路板11。
本發(fā)明的表面安裝結構和包含在表面安裝結構中的表面安裝型壓電元件不限于上述的較佳實施例。在不背離本發(fā)明的要旨的條件下，可以有修改。在上述較佳實施例中，不是絕對需要在壓電元件1、20、51和71上設置導電粘劑5、各向異性導體28等等。還可以將這些元件與印刷電路板11整體地設置在一起。
從上述的描述顯然可以看出，根據本發(fā)明的較佳實施例，第二基片提供了蓋件、外部基片元件的封裝功能和保護功能，以及其它諸如以前由傳統的蓋件完成的功能。由此，可以省略傳統所需的蓋件，由此可以使整個表面安裝結構的高度最小化。
另外，通過為第一基片設置容納電子元件單元的凹口，或通過為第二基片設置容納電子元件單元的凹口或通孔，大大減小了電子元件單元的有效高度，從而使整個表面安裝結構的高度最小化。
雖然已經參照本發(fā)明的較佳實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是熟悉本領域的技術人員將知道，在不背離本發(fā)明的主旨的條件下可以有上述和其它細節(jié)和形式上的修改。
權利要求
1.一種表面安裝結構，其特征在于包含其安裝表面上具有外部連接電極的第一基片；安裝在所述第一基片的所述安裝表面上，并電氣連接到所述外部連接電極的電子元件單元；及其上安裝有所述第一基片，并包含電氣連接到所述外部連接電極的電路圖案的第二基片；其中，所述第一基片固定到所述第二基片，并且所述第一基片的外部連接電極電氣連接到所述第二基片的電路圖案，其中所述第一基片的安裝表面設置在所述第二基片側上。
2.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于還包含各向異性導體，其中第一基片通過各向異性導體安裝到第二基片，并且所述第一基片的外部連接電極通過所述各向異性導體電氣連接到第二基片的電路圖案。
3.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于還包含導電粘劑，其中第一基片通過所述導電粘劑安裝到第二基片，并且第一基片的外部連接電極通過導電粘劑電氣連接到第二基片的電路圖案。
4.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于在第一基片中設置凹口，并且電子元件單元的至少一部分設置在所述凹口中。
5.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于，在第二基片中設置凹口和通孔中的至少一個，并且電子元件單元的至少一部分設置在所述凹口中。
6.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于電子元件單元是包含相互電氣連接并固定的壓電諧振器和電容器元件的復合元件。
7.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于電子元件單元是壓電諧振器，并且內裝電容器包含在第一基片中。
8.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于電子元件單元的主要部分設置在第一基片中。
9.如權利要求1所述的表面安裝結構，其特征在于電子元件單元的主要部分設置在第二基片中。
10.如權利要求1所述的表面安裝型電子元件，其特征在于電子元件單元是壓電元件、電感器、電容器和電阻器中的一種。
11.一種表面安裝型電子元件，其特征在于包含其安裝表面上具有外部連接電極的第一基片；安裝在所述第一基片的所述安裝表面上，并電氣連接到外部連接電極的電子元件單元；和其上安裝有所述第一基片，并包含電氣連接到所述外部連接電極的電路圖案的第二基片；其中，所述第一基片安裝到所述第二基片，并且所述第一基片的外部連接電極電氣連接到所述第二基片的電路圖案，其中第一基片的安裝表面設置在所述第二基片側上。
12.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件，其特征在于沿第一基片的外部周圍設置框形的各向異性導體。
13.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件，其特征在于在第一基片中設置凹口，并且將電子元件單元的至少一部分設置在所述凹口中。
14.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件，其特征在于在第二基片中設置凹口和通孔中的至少一個，并且電子元件單元的至少一部分設置在凹口中。
15.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件，其特征在于電子元件單元是電氣連接并固定的壓電諧振器和電容器元件的復合單元。
16.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件，其特征在于電子元件單元是壓電諧振器，并且第一基片具有內裝電容器。
17.如權利要求11所述的表面安裝結構，其特征在于電子元件單元的主要部分設置在第一基片內。
18.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件，其特征在于電子元件單元的主要部分設置在第一基片內。
19.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件，其特征在于電子元件單元的主要部分設置在第二基片中。
20.如權利要求11所述的表面安裝型電子元件單元，其特征在于電子元件單元是壓電元件、電感器、電容器和電阻器中的一種。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種表面安裝結構,以使電子元件的高度尺寸最小化。將表面安裝型電子元件設置在表面安裝結構上。表面安裝型電子元件包括含有絕緣基片的壓電元件單元和安裝在絕緣基片的安裝表面上的壓電諧振器。壓電元件元件安裝在印刷電路板上,其中將安裝表面設置得和印刷電路板面對面。在印刷電路板中形成凹口,并在凹口中容納壓電元件元件的一部分。導電粘劑位于設置在安裝表面上的外部連接電極上,并固定地安裝到印刷電路板上的電路圖案,從而壓電元件元件固定到印刷電路板。另外,將外部連接電極電氣連接到電路圖案。
文檔編號H03H9/05GK1270495SQ0010494
公開日2000年10月18日 申請日期2000年3月29日 優(yōu)先權日1999年3月30日
發(fā)明者吉田龍平, 天野常男 申請人:株式會社村田制作所