(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 210780701 U(45)授权公告日 2020.06.16
(21)申请号 202020130508.4(22)申请日 2020.01.20
(73)专利权人 郑州登电银河科技有限公司
地址 452470 河南省郑州市登封市卢店镇
创新创业园区9号楼(72)发明人 刘永良 潘亚蕊 解华林 赵书华 (74)专利代理机构 郑州睿信知识产权代理有限
公司 41119
代理人 李天龙(51)Int.Cl.
H03H 9/05(2006.01)H03H 9/19(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
CN 210780701 U(54)实用新型名称
电子元件及其陶瓷封装基座(57)摘要
本实用新型涉及一种电子元件及其陶瓷封装基座，能够解决现有技术中表面光滑的电极粘接石英晶体谐振器易脱落、不可靠的问题。陶瓷封装基座，包括基板，其上设置有印刷电路；电极，布置印刷电路上，具有用于与封装晶体粘接固定的粘接面；所述粘接面上设置有凹凸结构，用于增加粘接封装晶体用胶水与粘接面的粘接面积。凹凸结构增加了胶水的粘接面积，提高了粘接强度，并且胶水进入到凹凸结构的下凹空间中的部分，在随封装晶体移动时与下凹空间的壁面挡止配合，从而阻碍封装晶体与电极的相对移动，提高了连接强度，降低封装晶体因振动而从电极上脱落的风险，保证了连接的可靠性。
CN 210780701 U
权 利 要 求 书
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1.陶瓷封装基座，包括：基板，其上设置有印刷电路；电极，布置印刷电路上，具有用于与封装晶体粘接固定的粘接面；其特征在于，
所述粘接面上设置有凹凸结构，用于增加粘接封装晶体用胶水与粘接面的粘接面积。2.根据权利要求1所述的陶瓷封装基座，其特征在于，所述电极为蜂窝体或者所述电极的部分为蜂窝体，粘接面设置在蜂窝体上，蜂窝体表面的凹凸结构形成所述凹凸结构。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷封装基座，其特征在于，电极内设置有胶水填充空间，与凹凸结构中的下凹部分连通，以使胶水进入到电极内部，用于增加胶水的填充量以提高粘接强度。
4.根据权利要求1或2所述的陶瓷封装基座，其特征在于，电极表面设有金属镀层。5.根据权利要求4所述的陶瓷封装基座，其特征在于，所述金属镀层包括由内向外依次设置的镍镀层和金镀层。
6.电子元件，包括：陶瓷封装基座，具有安装腔；封装晶体，安装在陶瓷封装基座的安装腔内；其中，陶瓷封装基座包括基板，基板上设置有印刷电路，印刷电路中布置有与封装晶体连接的电极，所述电极具有用于与封装晶体粘接固定的粘接面；
其特征在于，所述粘接面上设置有凹凸结构，用于增加粘接封装晶体用胶水与粘接面的粘接面积。
7.根据权利要求6所述的电子元件，其特征在于，所述电极为蜂窝体或者所述电极的部分为蜂窝体，粘接面设置在蜂窝体上，蜂窝体表面的凹凸结构形成所述凹凸结构。
8.根据权利要求6或7所述的电子元件，其特征在于，电极内设置有胶水填充空间，与凹凸结构中的下凹部分连通，以使胶水进入到电极内部，用于增加胶水的填充量以提高粘接强度。
9.根据权利要求6或7所述的电子元件，其特征在于，电极表面设有金属镀层。10.根据权利要求9所述的电子元件，其特征在于，所述金属镀层包括由内向外依次设置的镍镀层和金镀层。
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说 明 书
电子元件及其陶瓷封装基座
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技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电子元件及其陶瓷封装基座。
背景技术
[0002]现有技术中的陶瓷封装基座，以金属与陶瓷共烧技术为基础，作为半导体封装作业的承载介质，具有较好的电性互连、耐高温及抗变形的特点，而在半导造业广泛应用。例如授权公告号为CN205609495U，授权公告日为2016.09.28的专利文件，该文件公开了现有技术中大多数陶瓷封装基座所采用的结构，即陶瓷封装基座包括陶瓷封装基底和封装晶体，陶瓷封装基底上设置印刷电路，印刷电路上设置有与封装晶体连接的电极，封装晶体通过可导电的胶水例如银胶等粘接固定在电极上。[0003]现有技术中，封装晶体大多采用贴片式石英晶体谐振器（SMD晶体谐振器），该谐振器的工作原理是利用晶体的压电效应，即晶体薄片受到外加突变电场的作用时，会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，产生共振。陶瓷封装基底中用于与石英晶体谐振器粘接固定的电极表面平整光滑，石英晶体谐振器高频工作时会由于振动而与从电极上脱落，导致石英晶体谐振器会与电极电连接断开，石英晶体谐振器停止工作，可靠性较差。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种陶瓷封装基座，能够解决现有技术中表面光滑的电极粘接石英晶体谐振器易脱落、不可靠的问题；
[0005]本实用新型另外的目的在于提供一种使用该陶瓷封装基座的电子元件，具有运行可靠的优点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型中的陶瓷封装基座采用如下技术方案：[0007]陶瓷封装基座，包括：[0008]基板，其上设置有印刷电路；[0009]电极，布置印刷电路上，具有用于与封装晶体粘接固定的粘接面；[0010]所述粘接面上设置有凹凸结构，用于增加粘接封装晶体用胶水与粘接面的粘接面积。
[0011]其有益效果在于：凹凸结构增加了胶水的粘接面积，提高了粘接强度，并且胶水进入到凹凸结构的下凹空间中的部分，在随封装晶体移动时与下凹空间的壁面挡止配合，从而阻碍封装晶体与电极的相对移动，提高了连接强度，降低封装晶体因振动而从电极上脱落的风险，保证了连接的可靠性。[0012]进一步的，所述电极为蜂窝体或者所述电极的部分为蜂窝体，粘接面设置在蜂窝体上，蜂窝体表面的凹凸结构形成所述凹凸结构。[0013]其有益效果在于：采用蜂窝体的表面来形成凹凸结构，制作过程简单，便于实现。[0014]进一步的，电极内设置有胶水填充空间，与凹凸结构中的下凹部分连通，以使胶水
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进入到电极内部，用于增加胶水的填充量以提高粘接强度。[0015]其有益效果在于：进入到胶水填充空间内的胶水，固化后与位于下凹部分内的胶水连接，一方面来讲，增加了电极与胶水的粘接面积，增大了粘接力，另一方面，增加了胶水自身的连接节点，封装晶体与电极相对移动需要克服的胶水粘接力变大，从而提高了电极与封装晶体的粘接强度，保证稳定的连接关系。[0016]进一步的，电极表面设有金属镀层。[0017]其有益效果在于：金属镀层可以提高电极的整体导电性。[0018]进一步的，所述金属镀层包括由内向外依次设置的镍镀层和金镀层。[0019]其有益效果在于：镍镀层可进一步增强蜂窝状多孔结构基体的导电性，配合金金镀层可进一步优化导电性和耐腐蚀性。[0020]为实现上述目的，本实用新型中的电子元件采用如下技术方案：[0021]电子元件，包括：[0022]陶瓷封装基座，具有安装腔；[0023]封装晶体，安装在陶瓷封装基座的安装腔内；[0024]其中，陶瓷封装基座包括基板，基板上设置有印刷电路，印刷电路中布置有与封装晶体连接的电极，所述电极具有用于与封装晶体粘接固定的粘接面；[0025]所述粘接面上设置有凹凸结构，用于增加粘接封装晶体用胶水与粘接面的粘接面积。
[0026]其有益效果在于：凹凸结构增加了胶水的粘接面积，提高了粘接强度，并且胶水进入到凹凸结构的下凹空间中的部分，在随封装晶体移动时与下凹空间的壁面挡止配合，从而阻碍封装晶体与电极的相对移动，提高了连接强度，降低封装晶体因振动而从电极上脱落的风险，保证了连接的可靠性。[0027]进一步的，所述电极为蜂窝体或者所述电极的部分为蜂窝体，粘接面设置在蜂窝体上，蜂窝体表面的凹凸结构形成所述凹凸结构。[0028]其有益效果在于：采用蜂窝体的表面来形成凹凸结构，制作过程简单，便于实现。[0029]进一步的，电极内设置有胶水填充空间，与凹凸结构中的下凹部分连通，以使胶水进入到电极内部，用于增加胶水的填充量以提高粘接强度。[0030]其有益效果在于：进入到胶水填充空间内的胶水，固化后与位于下凹部分内的胶水连接，一方面来讲，增加了电极与胶水的粘接面积，增大了粘接力，另一方面，增加了胶水自身的连接节点，封装晶体与电极相对移动需要克服的胶水粘接力变大，从而提高了电极与封装晶体的粘接强度，保证稳定的连接关系。[0031]进一步的，电极表面设有金属镀层。[0032]其有益效果在于：金属镀层可以提高电极的整体导电性。[0033]进一步的，所述金属镀层包括由内向外依次设置的镍镀层和金镀层。[0034]其有益效果在于：镍镀层可进一步增强蜂窝状多孔结构基体的导电性，配合金金镀层可进一步优化导电性和耐腐蚀性。
附图说明
[0035]图1为本实用新型中电子元件实施例1 的结构示意图，为更好表示电极位置，将封
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装晶体用虚线表示；
[0036]图2为图1电子元件中陶瓷封装基座的俯视图；
[0037]图3为图1电子元件中陶瓷封装基座的局部剖视图；[0038]图4为图1电子元件中电极的结构示意图；
[0039]图5为图1电子元件中电极与封装晶体粘接结构的示意图；[0040]图中：
[0041]10-陶瓷封装基座；11-基板；12-环台；20-封装晶体；[0042]30-电极；31-第一电极；32-第二电极； 321-印刷电路；322-蜂窝体；[0043]323-粘接面；3231-凹坑；3232-通道；33-第三电极；40-胶水。
具体实施方式
[0044]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0045]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0046]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0047]以下结合实施例对本实用新型中电子元件及其陶瓷封装基座的特征和性能作进一步的详细描述。
[0048]本实用新型中电子元件的实施例1：如图1及图2所示，电子元件包括陶瓷封装基座10，陶瓷封装基座10中具有一个下沉的安装腔，安装腔内布置有封装晶体20，本实施例中封装晶体20为现有技术中常用的贴片式的石英晶体谐振器，陶瓷封装基座10上设置有印刷电路，印刷电路能够实现石英晶体谐振器与外界电路的导通。印刷导体上设置有位于安装腔内的电极30，石英晶体谐振器的导电端子通过能够导电的胶水粘接固定在电极30上，既实现石英晶体谐振器在结构上与陶瓷封装基座10相对固定，又能够实现石英晶体谐振器与陶瓷封装基座10电路导通。
[0049]本实用新型主要针对于陶瓷封装基座10进行改进，现对陶瓷封装基座10的具体结构进行详细说明。[0050]如图3所示，陶瓷封装基座10包括矩形的基板11，基板11中印刷有金属浆料，金属
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浆料在烧结固化后形成了能够实现导通电路的印刷电路，印刷电路中用于与封装晶体20导电连接的导电端即电极30位于安装腔中。本实施例中，基板11上的电极30布置有三个，分别为第一电极31、第一电极32及第三电极33，这三个电极构成了现有技术中常见的三点支撑结构。
[0051]陶瓷封装基座10还包括叠设在基板11上的环台12，环台12的外轮廓与基板11的轮廓吻合，使环台12的内侧壁与基板11的板面围成了用于安装、容纳封装晶体20的安装腔。[0052]现以第二电极32为例，来说明电极的具体结构。如图4及图5所示，基板11上金属浆料成型后的导体分为两部分，分别为靠近基板11的印刷电路321，以及位于印刷电路321上的、靠近封装晶体20的蜂窝体322，蜂窝体322作为电极，朝向封装晶体20的一面为电极与封装晶体20粘接固定的粘接面323。[0053]具体来讲，蜂窝体322为多孔蜂窝状结构，多孔蜂窝状结构包括基体，基体与封装晶体20粘接的侧面为粘接面323，在粘接面323上设置有增大接触面积的凹凸结构，即设置有朝向基体内部延伸的、作为凹凸结构中下凹部分的凹坑3231，在胶水粘接电极30及封装晶体20时，胶水40能够进入到凹坑3231中，使胶水40的粘接面积变大。[0054]基体的内部具有连通凹坑3231的、作为胶水填充空间的通道3232，从而使胶水40能够进入到电极内部，进一步地增加了胶水40的粘接面积及胶水40的填充量，提高了胶水40对电极30与封装晶体20的约束能力。
[0055]印刷电路321及蜂窝体322都是由金属浆料烧结而成，而在蜂窝体322形成多孔蜂窝状结构的原因是在烧结之前，蜂窝体322内混入了造孔剂，烧结过程中造孔剂受热分解而在固化的金属浆料中形成了孔洞。[0056]其具体过程是，将金属浆料印刷在基板11上，金属浆料由以下材料组成：[0057]1）钨粉72%；[0058]2）无机添加剂6%，其中氧化铝5.6%、二氧化硅0.3%、高岭土0.05%，滑石粉0.05%；碳粉10%，粒径为15μm；[0059]3）有机载体共12%，其中松油醇9%份、丁基卡必醇1.5%，塑化剂邻苯二甲酸二丁酯0.05%，触变剂氢化蓖麻油0.15%，流平剂卵磷脂0.1%，粘结剂乙基纤维素1.2%。[0060]现在基板11上印刷形成印刷电路321的金属浆料，然后再在金属浆料中加入造孔剂，在印刷电路321上进行二次印刷来形成蜂窝体322。印刷是指将印刷刮刀在倒有金属浆料的不锈钢丝网上进行挤压运动，将金属浆料透过不锈钢丝网上的特殊图形而印制在基板11上。
[0061]将金属浆料分两次印刷在基板11上后，经过1550℃高温烧结，即可同时得到印刷电路321及蜂窝体322。其中使用的造孔剂为碳粉或是淀粉。[0062]另外，该金属浆料的制备方法如下：[0063]1）将钨粉、无机添加剂添加至球磨罐中，以无水乙醇为溶剂，氧化铝球为球磨介质，混合球磨96h，球磨后经100目筛网过滤分离磨球，将过滤所得浆料在70℃烤箱进行烘干12h，再经250目过筛得到混合粉体；[00]2）将有机载体中的各成分混匀，再加入碳粉、混合粉体，经高速剪切机预混合，再经三辊研磨机研磨，即得金属浆料。
[0065]当印刷电路321及蜂窝体322成型后，在电极表面镀有金属镀层，金属镀层分别为
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靠近蜂窝体322本体的、厚度为2-8μm的镍镀层，位于镍镀层外层的、厚度为0.1-1μm的金镀层。在其他实施例中，蜂窝体322成型后还可以不再设置金属镀层，或是仅使用镍镀层或金镀层；或是当金属浆料里的导电金属粉完全满足导电性能的要求，可以不用在电极上进行设置金属镀层。
[0066]第一电极31、第二电极32及第三电极33结构相同，都为蜂窝体，此处不再重复说明。
[0067]本实用新型中的电子元件并不局限于上述实施例1中提供的技术方案，还可以采用以下实施例中提供的技术方案：
[0068]本实用新型中电子元件的实施例2：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中，电极为实心结构，电极朝向封装晶体的一面，为与封装晶体粘接固定的粘接面，在粘接面上设置有向上凸出的凸点，相邻凸点之间的下凹空间能够容纳更多的胶水，增加了胶水与电极粘接面的粘接面积，凸点的形状可以采用锥形、圆柱形、半球形或是方柱形。[0069]本实用新型中电子元件的实施例3：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中，电极为实心结构，电极朝向封装晶体的一面，为与封装晶体粘接固定的粘接面，在粘接面上设置有向下凹的凹陷，粘接面上的凹陷相对于平面来讲增加了与胶水接触的粘接面积，在电极与封装晶体之间能够容纳更多的胶水。凹陷的形状可以采用球坑、锥形孔、圆柱形孔或是方柱形孔。
[0070]本实用新型中电子元件的实施例4：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中，电极包括两部分，分别为与封装晶体连接的部分，以及与印刷电路连接的部分。其中与封装晶体连接的部分为蜂窝体，由印刷浆料烧结固化而成。与印刷电路连接的部分为实心结构，由印刷浆料烧结固化而成。
[0071]本实用新型中陶瓷封装基座的结构与上述电子元件实施例中的陶瓷封装基座结构相同，因此关于陶瓷封装基座的实施例不再重复说明。[0072]以上所述的具体实施方式，对本实用新型的实用新型目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡是在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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