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Dokumentenidentifikation DE69331949T2 30.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0659032
Titel ELEKTRONISCHES BAUELEMENT
Anmelder TDK Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder SUZUKI, Yoshihisa, Chuo-ku, Tokyo 103, JP;
SUGAWARA, Yuuichi, Chuo-ku, Tokyo 103, JP;
ISHIHARA, Susumu, Chuo-ku, Tokyo 103, JP;
KATOH, Ikuo, Chuo-ku, Tokyo 103, JP
Vertreter Rehberg und Kollegen, 37073 Göttingen
DE-Aktenzeichen 69331949
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.07.1993
EP-Aktenzeichen 939149563
WO-Anmeldetag 05.07.1993
PCT-Aktenzeichen PCT/JP93/00923
WO-Veröffentlichungsnummer 0009405134
WO-Veröffentlichungsdatum 03.03.1994
EP-Offenlegungsdatum 21.06.1995
EP date of grant 22.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.10.2003
IPC-Hauptklasse H04R 17/00
IPC-Nebenklasse H05K 1/18   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Komponenten, wie beispielsweise piezoelektrische Teile und dergleichen.

STAND DER TECHNIK

Die heute am besten bekannte elektronische Komponente dieses Typs weist ein elektronisches Element, ein Trägerelement, eine Harzschicht und ein Lötmetall auf. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, weist das elektronische Element B1 eine Zuleitungselektrode B4 an der Kante auf, und das Trägerelement B2 ist jenseits eines Spalts G dem elektronischen Element B1 gegenüberliegend angeordnet. Das Trägerelement B2 hat einen externen Anschluss B5, der sich von der vorderen Oberfläche zu der hinteren Oberfläche des Trägerelements B2 an einem Ort erstreckt, der der Zuführungselektrode B4 über die Nut gegenüberliegt. Die Harzschicht B3 ist zwischen dem elektronischen Element B1 und dem Trägerelement B2 angeordnet und bindet das elektronische Element B1 an das Trägerelement B2 an. Das Lötmetall B6 füllt den Raum an der Nut und verbindet die Zuführungselektrode B4 mit dem externen Anschluss B5.

Die elektronische Komponente des Stands der Technik hat jedoch, wie in Fig. 12 gezeigt ist, ein Problem dahingehend, dass, wenn sie auf einer Schaltkarte P montiert wird, das Lötmetall B6, das die Zuführungselektrode B4, welche benachbart dem elektronischen Element B1 ausgebildet ist, mit dem externen Anschluss B5, der benachbart dem Abstützelement B2 ausgebildet ist, verbindet, dazu neigt, wieder aufzuschmelzen und in das auf die Schaltkarte P aufgebrachte Lötmetall S absorbiert zu werden, was in eine fehlerhafte Verbindung zwischen der Zuführungselektrode B4 und dem externen Anschluss B5 resultiert.

Patent Abstracts of Japan, Band 15, Nr. 280 (E-1090) vom 16.07.1991 und JP-A-03 097312 (Murata) vom 23.04.1991 offenbaren eine elektronische Komponente, die ein piezoelektrisches Element umfasst, das eine Zuführungselektrode an einer Kante, ein Trägerelement, welches an einem Ort angeordnet ist, der dem piezoelektrischen Element jenseits eines Spalts gegenüberliegt, und einen externen Anschluss aufweist, der der Zuführungselektrode gegenüberliegt. In der Konstruktion dieser elektronischen Komponente wird jedoch kein Lot verwendet.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine elektronische Komponente aufzuzeigen, bei der fehlerhafte Verbindungen einschließlich unterbrochener Verbindungen aufgrund von Lotbrückung verhindert werden.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Komponente bereitzustellen, die durch Anlöten der externen Anschlüsse an auf einer Schaltkarte ausgebildete Leiter direkt auf der Schaltkarte montiert werden kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Komponente bereitzustellen, bei der das auffüllende Lötmetall, das die Zuführungselektrode mit dem externen Anschluss verbindet, nicht wieder aufschmilzt und so verhindert wird, dass es in die Lötpaste absorbiert wird, die auf die Schaltkarte aufgetragen wird, wenn die elektronische Komponente darauf montiert wird.

Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Komponente bereitzustellen, bei der es nicht wahrscheinlich ist, dass ihr elektronisches Element den Auswirkungen der Löthitze ausgesetzt wird, und bei der es möglich ist, eine Verschlechterung der Eigenschaften des elektronischen Elements, welche durch an dem Element anhaftendes Lötmetall verursacht würde, zu verhindern.

Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Komponente bereitzustellen, bei der ein Abplatzen oder andere Schäden, die während des Transports und des Montierens verursacht werden, verhindert werden können und bei der es selbst im Fall von äußeren thermischen Schocks oder dergleichen nicht wahrscheinlich ist, dass ein Haftungsverlust auftritt.

Um die obigen Ziele zu erreichen, weist die elektronische Komponente der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, ein elektronisches Element, ein Trägerelement, eine Harzschicht und ein Lötmetall auf. Das elektronische Element weist eine Zuleitungselektrode an der Kante auf. Das Trägerelement ist an einem Ort positioniert, der dem elektronischen Element über einen Spalt G gegenüberliegt. Das Trägerelement hat einen externen Anschluss an einem Ort, der der vorgenannten Zuleitungselektrode gegenüberliegt. Die Harzschicht ist zwischen dem elektronischen Element und dem Trägerelement angeordnet, sie ist um einen Abstand d von der Kante des elektronischen Elements eingezogen, und sie bindet das elektronische Element und das Trägerelement aneinander an. Der Abstand d erfüllt die folgende Relativbeziehung zu dem Spalt G: d > G.

Das Lötmetall füllt den Raum auf, der von dem Spalt G über den Abstand d gebildet wird und verbindet die Zuleitungselektrode und den externen Anschluss.

Aufgrund der vorgenannten Anordnung, d. h. dass das Trägerelement an einem Ort angeordnet ist, der dem elektronischen Element über den Spalt G gegenüberliegt, dass die Harzschicht zwischen dem elektronischen Element und dem Trägerelement angeordnet und um den Abstand d von der Kante des elektronischen Elements eingezogen ist, dass die Relativbeziehung des Abstands d zu dem Spalt G durch d > G ausgedrückt wird und dass das Lötmetall den Raum auffüllt, der durch den Spalt G über den Abstand d gebildet wird, und die Zuleitungselektrode mit dem externen Anschluss verbindet, schmilzt das Lötmetall nicht wieder auf, um in die Lötpaste absorbiert zu werden, die auf die Schaltkarte aufgebracht wird, wenn die elektronische Komponente darauf montiert wird. Deshalb werden fehlerhafte Anschlüsse zwischen der Zuleitungselektrode und dem externen Anschluss nicht auftreten. Außerdem wird keine Lotbrückung, die auftritt, wenn der Abstand d gleich oder kleiner als der Spalt G wird, auftreten, weil die Relativbeziehung des Abstands d zu dem Spalt G durch d > G ausgedrückt ist. Entsprechend werden Kontaktunterbrechungen bei der Lotüberbrückung, die ein Ergebnis der Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmetalls sind, nicht auftreten, selbst wenn die elektronische Komponente hohen Temperaturen ausgesetzt ist, wie beispielsweise beim Aufschmelzlöten.

Da das Trägerelement einen externen Anschluss aufweist und das auffüllende Lötmetall die Zuleitungselektrode mit dem externen Anschluss verbindet, wird es möglich, das elektronische Element über das Trägerelement direkt auf der Schaltkarte zu montieren. Dies kann durch Anlöten des externen Anschlusses des elektronischen Elements an die Schaltkarte bewerkstelligt werden. Außerdem ist es während des Lötens weniger wahrscheinlich, dass das elektronische Element den Auswirkungen der Löthitze ausgesetzt wird. Herabsetzungen der Eigenschaften des elektronischen Elements, die durch an dem Element anhaftendes Lötmetall verursacht werden, können ebenfalls verhindert werden.

Da die Harzschicht das elektronische Element und das Trägerelement aneinander anbindet, ist die mechanische Stärke der elektronischen Komponente erhöht. Aus diesem Grund werden ein Absplittern und andere Beschädigungen, denen die elektronische Komponente während des Transports und während der Montage ausgesetzt ist, verhindert. Außerdem ist es selbst im Fall von externen thermischen Schocks oder dgl. weniger wahrscheinlich, dass das elektronische Element seine Haftung an der Harzschicht verliert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein kompletteres Anerkenntnis der Erfindung und viele anhängende Vorteile derselben werden besser verständlich, wenn auf die folgende detaillierte Beschreibung und die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei

Fig. 1 eine Querschnittseitenansicht der elektronischen Komponente der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Querschnittsseitenansicht ist, die den Zustand des Lötmetalls zeigt, wenn die elektronische Komponente der vorliegenden Erfindung auf der Schaltkarte montiert wird;

Fig. 3 eine Querschnittsseitenansicht ist, die den Zustand der Lotbrückung zeigt;

Fig. 4 einen Querschnittsseitenansicht ist, die den Zustand zeigt, in dem die Lotbrückung unterbrochen ist;

Fig. 5 eine perspektivische Explosionszeichnung ist, die die piezoelektrische Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 einen Vorderansicht der piezoelektrischen Komponente der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 7 eine Querschnittsvorderansicht ist, die die piezoelektrische Komponente der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 einen Querschnittsansicht von Fig. 7 ist, die entlang der Linie C8-C8 aufgenommen ist;

Fig. 9 eine Querschnittansicht von Fig. 6 ist, die entlang der Linie C9-C9 aufgenommen ist;

Fig. 10 eine Querschnittsansicht von Fig. 6 ist die entlang der Linie C10-C10 aufgenommen ist,

Fig. 11 eine Querschnittseitenansicht einer konventionellen elektronischen Komponente ist;

Fig. 12 eine Ansicht ist, die den Zustand des Lötmetalls zeigt, wenn die konventionelle elektronische Komponente auf der Schaltkarte montiert wird.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt die elektronische Komponente der vorliegenden Erfindung, die ein elektronisches Element A1, ein Trägerelement A2, eine Harzschicht A3, eine Zuleitungselektrode A4, einen externen Anschluss A5 und ein Lötmetall A6 aufweist.

Das elektronische Element A1 weist die Zuleitungselektrode A4 an der Kante auf. Das Trägerelement A2 ist an einem Ort positioniert, der dem elektronischen Element A1 über einen Spalt G gegenüberliegt, und weist einen externen Anschluss A5 an einem Ort auf, der der Zuleitungselektrode A4 gegenüberliegt. Die Harzschicht A3 ist zwischen dem elektronischen Element A1 und dem Trägerelement A2 angeordnet und um den Abstand D von der Kante des elektronischen Elements A1 eingezogen. Diese Schicht bindet das elektronische Element A1 und das Trägerelement A2 aneinander an. Dia Relativbeziehung des Abstands d zu dem Spalt G wird als d > G ausgedrückt. Die obere Grenze für den Abstand d wird durch die Größe der Komponente bestimmt. Zum Beispiel bei piezoelektrischen Komponenten und dergleichen sollte sie 10 G oder kleiner sein.

Das Lötmetall A6 füllt den Raum aus, der durch den Spalt G über den Abstand d gebildet ist und verbindet die Zuleitungselektrode A4 und den externen Anschluss A5.

Aufgrund der vorgenannten Struktur, d. h., dass das Trägerelement A2 an einem Ort positioniert ist, der dem elektronischen Element A1 über den Spalt G gegenüberliegt, dass die Harzschicht A3 zwischen dem elektronischen Element A1 und dem Trägerelement A2 positioniert und um den Abstand d von der Kante des elektronischen Elements A1 eingezogen ist, dass der Abstand d und der Spalt G die Relativbeziehung d > G erfüllen und dass das Lötmetall A6 den Raum ausfüllt, der durch den Spalt G über den Abstand d gebildet ist, und die Zuleitungselektrode A4 mit dem externen Anschluss A4 verbindet, schmilzt das Lötmetall A6 nicht wieder auf, um in die Lötpaste absorbiert zu werden, die auf die Schaltkarte aufgetragen wird, wenn die elektronische Komponente darauf montiert wird, wie in Fig. 2 illustriert ist. Entsprechend treten fehlerhafte Anschlüsse zwischen der Zuleitungselektrode A4 und dem externen Anschluss A5 nicht auf.

Außerdem tritt, da die Relativbeziehung des Abstands d mit zu dem Spalt G als d > G ausgedrückt ist, eine Lotbrückung, die auftritt, wenn der Abstand d gleich oder kleiner als der Spalt G wird, nicht auf. Falls G ≥ d ist, tritt eine Lotbrückung S auf, wie sie in Fig. 3 illustriert ist.

Außerdem tritt keine Unterbrechung von Lotbrückungen auf, die durch Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmetalls verursacht wird, selbst wenn die elektronische Komponente einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, wie beispielsweise beim Aufschmelzlöten. Falls G ≥ d ist, wird die Lotbrückung P schmelzen und aufgrund der Oberflächenspannung des Lötmetalls wird eine Unterbrechung der Brücke auftreten, wie in Fig. 4 illustriert ist. Da das Trägerelement A2 einen externen Anschluss A5 hat, und das Lötmetall A6 die Zuleitungselektrode A4 und den externen Anschluss A5 verbindet, wird es möglich, ein elektronisches Element A1 direkt auf der Schaltkarte zu montieren. Außerdem ist es während des Lötens weniger wahrscheinlich, dass das elektronische Element dem Effekt der Löthitze ausgesetzt wird. Herabsetzungen der Eigenschaften des elektronischen Elements A1, die durch anhaftendes Löltmetall verursacht werden, können durch diese Struktur ebenfalls verhindert werden.

Außerdem wird die mechanische Stärke der elektronischen Komponente verbessert, da die Harzschicht A3 das elektronische Element A1 und das Trägerelement A2 aneinander anbindet. Aus diesem Grund werden ein Abplatzen und andere Beschädigungen, denen das elektronische Element während des Transports und während der Montage ausgesetzt ist, verhindert. Zur selben Zeit ist es weniger wahrscheinlich, dass das elektronische Element seine Anhaftung an der Harzschicht verliert, selbst wenn ein thermischer Schock oder dergleichen von außen auftritt.

Als nächstes wird ein konkretes Beispiel einer piezoelektrischen Komponente in einer Anwendung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 10 beschrieben. Die piezoelektrische Komponente in den Zeichnungen umfasst ein piezoelektrisches Substrat 1, eine erste Harzschicht 2, eine zweite Harzschicht 3, ein vorderes Trägerelement 4, ein hinteres Trägerelement 5 und ein Lötmetall 20.

Das piezoelektrische Substrat 1 weist Resonatoren 6 und 7 auf. Jeder der Resonatoren weist vordere Elektroden 61 und 67 und hintere Elektroden 62 und 63 sowie 72 und 73 auf, die in solcher Weise ausgebildet sind, dass sie einander an der Vorder- und Rückseite des piezoelektrischen Substrats 1 gegenüberliegen. Die vorderen Elektroden 61 und 71 sind gemeinsam an eine erste Komponente 8 einer ersten Zuleitungselektrode angeschlossen. Die erste Zuleitungselektrode weist außerdem eine durchgehende Kondensatorelektrode 9 auf, die auf beiden Seilen des piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet ist.

Die hinteren Elektroden 62 und 72 sind über eine Kondensatorelektrode 10, die gegenüber der Kondensatorelektrode 9 angeordnet ist, durchgehend miteinander verbunden, und die hinteren Elektroden 63 und 73 leiten über zweite und dritte Zuleitungselektroden 64 und 74, die an dem piezoelektrischen Substrat 1 ausgebildet sind, zu den Kanten in beiden Ecken des piezoelektrischen Substrats 1. Bezüglich der Anordnung der Elektroden ist es möglich, eine andere Anordnung zu treffen, in der die Elektroden 62 und 63 sowie 72 und 73 die vorderen Elektroden uni die Elektroden 61 und 71 die hinteren Elektroden sind, im Gegensatz zu der in den Zeichnungen gezeigten Anordnungen.

Eine zweite Komponente 11 der ersten Zuleitungselektrode ist an der Hinterseite des piezoelektrischen Substrats 1 gegenüber der ersten Komponente 8 der ersten Zuleitungselektrode auf der Vorderseite montiert. Die erste Komponente 8 der ersten Zuleitungselektrode, die auf der vorderen Seite des piezoelektrischen Substrats montiert ist, und die zweite Komponente 11 der ersten Elektrode, die auf der hinteren Seite des piezoelektrischen Substrats montiert ist, sind über einen Leiter 12 miteinander verbunden, der zwischen der Vorderseite und der Hinterseite und durch das piezoelektrische Substrat 1 hindurch verläuft. Der Leiter 12 kann jede Form annehmen und kann an jedem Ort montiert sein, solange er in einer Position ist, in der er nicht den gewünschten Schwingungsmode beeinträchtigt, und in einer Position, in der die erste und die zweite Komponente 8 und 11 der ersten Zuleitungselektrode miteinander verbunden werden können. Der Leiter 12, der in der Zeichnung gezeigt ist, kann durch Anbringen von leitendem Material innerhalb eines Durchgangslochs erzeugt werden, das in dem piezoelektrischen Substrat erzeugt ist, zusammen mit der ersten Zuleitungselektrode 8, 11 und der zweiten und dritten Zuleitungselektrode 64 und 74, die mittels einer Dünnfilmtechnologie, wie beispielsweise Sputtern, oder einer Dickfilmtechnologie, wie beispielsweise Drucken, ausgebildet werden. Das Durchgangsloch kann durch Ausstanzen aus dem Grünling vor dem Sintern oder eine Laserstrahlbearbeitung nach dem Sintern erzeugt werden. Die vorderen Elektroden 61 und 71 und die hinteren Elektroden 62 und 63 sowie 72 und 73 können auch durch Anwenden einer Dünnfilmtechnologie, wie beispielsweise Sputtern, oder durch Anwenden einer Dickfilmtechnologie, wie beispielsweise Drucken, erzeugt werden. Die ersten Harzschicht 2 umfasst eine Hohlschicht 21, eine Dichtungsschicht 22 und eine Bindungsschicht 23. In gleicher Weise umfasst die zweite Harzschicht 3 eine Hohlschicht 31, eine Dichtungsschicht 32 und eine Bindungsschicht 33. Die Hohlschichten 21 und 31 haben hohle Bereiche 211 und 212 sowie 311 und 312 an Orten, die den Resonatoren 6 und 7 entsprechen und in Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat 1 stehen. Die hohlen Bereiche 211 und 212 sowie 311 und 312 haben Öffnungen 213 und 313, welche Raum für die vorderen Elektroden 61 und 71 und die hinteren Elektroden 62 und 63 sowie 72, 73 der Resonatoren 6 und 7 lassen. Die hohlen Bereiche 211 und 212 sowie 311 und 312 sind in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie die Resonatoren umgeben, die aus den vorderen Elektroden 61 und 64 und den hinteren Elektroden 62 und 63 sowie 72 und 73 ausgebildet sind, und es gibt über Öffnungen 213 und 313 einen Pfad zwischen ihnen. Die Dichtungsschichten 22 und 23, die aus einem isolierenden Harz ausgebildet sind, sind auf die Hohlschichten 21 und 31 aufgeklebt und dichten die Öffnung 213 und 313 ab. Es ist wünschenswert, die Dichtungsschichten 22 und 32 mit einem ultravioletthärtendem Harz zu präparieren. Das vordere Trägerelement 4 ist aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Aluminiumoxyd oder dergleichen, ausgebildet und durch die Bindungsschicht 23 oben an die Dichtungsschicht 22 angebunden.

Das hintere Trägerelement 5 setzt sich aus keramischem Material, wie beispielsweise Aluminiumoxyd oder dergleichen, zusammen und es ist über die Bindungsschicht 33 an die Oberfläche der Dichtungsschicht 32 angebunden, die die zweite Harzschicht 3 ausmacht. Externe Anschlüsse 14, 13 und 15 sind an Positionen ausgebildet, die jeweils der ersten Zuleitungselektrode 11 und der zweiten und dritten Zuleitungselektrode 64 und 74 an einer Kante des hinteren Trägerelements 5 gegenüberliegen. Die externen Anschlüsse 13, 14 und 15 sind durch Anwendung von Dickfilmtechnologie oder Galvanisierungstechnologie oder einer Kombination dieser beiden ausgebildet.

Die zweite Harzschicht 3 ist zwischen dem piezoelektrischen Substrat 1 und dem hinteren Trägerelement 5 angeordnet, um den Abstand d von der Kante des piezoelektrischen Substrats 1 eingezogen und bindet das piezoelektrische Substrat 1 und das hintere Trägerelement 5 aneinander an. Der Abstand d erfüllt die Relativbeziehung d > G zu dem Spalt G, der zwischen der ersten Zuleitungselektrode 11 (oder der zweiten und dritten Zuleitungselektrode 64 und 74) und den externen Anschlüssen 13, 14 und 15 ausgebildet ist.

Das Lötmetall 20 füllt den Raum, der durch den Spalt G über den Abstand d ausgebildet ist, und verbindet die erste Zuleitungselektrode 11 (oder die zweite und dritte Zuleitungselektrode 64 und 74) und die externen Anschlüsse 13, 14 und 15. Bei dieser Struktur schmilzt das Lötmetall 20 nicht wieder auf, um in die Lötpaste absorbiert zu werden, die auf die Schaltkarte aufgebracht wird, wenn die elektronische Komponente hierauf montiert wird.

Deshalb werden keine fehlerhaften Verbindungen zwischen der ersten Zuleitungselektrode 11 (oder der zweiten und dritten Zuleitungselektrode 64 und 74) und den externen Anschlüssen 13, 14 und 15 auftreten.

Außerdem wird keine Lotbrückung auftreten, da die Relativbeziehung des Abstands d zu dem Spalt G als d > G ausgedrückt ist. Entsprechend gibt es keine Lotbrückung, die aufschmilzt, wenn die elektronische Komponente einer höheren Temperatur ausgesetzt wird, wie beispielsweise beim Aufschmelzlöten. So wird keine Unterbrechung der Brückung aufgrund von Oberflächenspannungen des Lötmetalls auftreten. Der Abstand d sollte mit einem Wert vom Zehnfachen des Spalts G oder weniger festgelegt werden.

Da das hintere Trägerelement 5 externe Anschlüsse 13, 14 und 15 aufweist, kann die elektronische Komponente durch Anlöten der externen Anschlüsse 13, 14 und 15 auf der Schaltkarte montiert werden. Aus diesem Grund ist es möglich, das piezoelektrische Substrat 1 über das hintere Trägerelement 5 zu montieren, selbst wenn das piezoelektrische Substrat 1 nicht direkt auf der Schaltkarte montiert werden kann. Es ist unwahrscheinlich, dass das piezoelektrische Substrat 1 den Auswirkungen der Löthitze ausgesetzt wird, und es ist unwahrscheinlich, dass eine Herabsetzung der Eigenschaften des piezoelektrischen Substrats aufgrund von anhaftendem Lötmetall auftritt.

Da das vordere Trägerelement 4 und das hintere Trägerelement 5 an die Oberflächen der ersten Harzschicht 2 bzw. der zweiten Harzschicht 3 angebunden sind, ist die mechanische Stärke der piezoelektrischen Komponente erhöht. Aus diesem Grund können ein Abplatzen und andere Beschädigungen, denen die piezoelektrischen Komponente während des Transports und der Montage ausgesetzt ist, verhindert werden. Außerdem ist es selbst im Fall eines thermischen Schocks oder dergleichen von außen weniger wahrscheinlich, dass das piezoelektrische Substrat seine Anhaftung an der Harzschicht verliert.

In der beispielhaften Umsetzung umfasst das piezoelektrische Substrat 1 Resonatoren 6 und 7, wobei vordere Elektroden 61 und 71 und hintere Elektroden 62 und 63 sowie 72 und 73 in solcher Weise angeordnet sind, dass sie einander an der vorderen und hinteren Seite des piezoelektrischen Substrats gegenüberliegen. Die erste Harzschicht 2 und die zweite Harzschicht 3 haben hohle Bereiche 211 und 212 sowie 311 und 312, so dass ein Satz dieser hohlen Bereiche über der Vorderseite des piezoelektrischen Substrats 1 und der andere Satz über der hinteren Seite des piezoelektrischen Substrats in solcher Weise angeordnet ist, dass die hohlen Bereiche 211 und 212 sowie 311 und 312 einen Raum für die Vibration um die Resonatoren 6 und 7 ausbilden. Der erforderliche Vibrationsraum wird derart durch die hohlen Bereiche 211 und 212 sowie 311 und 312 zuverlässig erzeugt.

Da die vorderen Elektroden 61 und 71 in durchgehendem Kontakt mit der ersten Zuleitungselektrode 11 stehen, die auf der hinteren Seite über den Leiter 12, welcher zwischen der vorderen und der hinteren Seite des piezoelektrischen Substrats 1 verläuft, montiert ist, und da auch die hinteren Elektroden 63 und 73 in durchgehendem Kontakt mit den zweiten und dritten Zuleitungselektroden 64 und 74 stehen, die an der hinteren Seite angeordnet sind, ist es außerdem möglich, sowohl die vorderen Elektroden 61 und 71 also auch die hinteren Elektroden 63 und 73 an derselben Seite herauszuziehen, nämlich an der hinteren Seite. Aus diesem Grund kann der externe Leitungspfad für die Resonatoren 6 und 7 kurz sein, mit den Vorteilen, wie beispielsweise einer reduzierten Leitungsinduktivität und der verbundenen Verbesserung in den Eigenschaften usw.

Da das hintere Trägerelement 5 die externen Anschlüsse 13, 14 und 15 an der Außenseite aufweist und da die externen Anschlüsse 13, 14 und 15 in durchgehendem Kontakt mit der ersten Zuleitungselektrode 11 und den zweiten und dritten Zuleitungselektroden 64 und 74 stehen, funktionieren die externen Anschlüsse 13, 14 und 15, die an dem hinteren Trägerelement 5 angeordnet sind als externe Anschlüsse. Aus diesem Grund können Probleme, wie beispielsweise das Lotauslaugen in die erste Zuleitungselektrode 11 und die zweite und dritte Zuleitungselektrode 64 und 74, die sich von den Resonatoren 6 und 7, welche Dünnfilmelemente sind, erstrecken, verhindert werden. Da die externen Anschlüsse 13, 14 und 15 an dem hinteren Trägerelement 5 als ein Dickfilm ausgebildet sein können, kann der Effekt des Lotauslaugens ignoriert werden.

Da das vordere Trägerelement 4 und das hintere Trägerelement 5 aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Aluminiumoxyd ausgebildet sind, sind die thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem piezoelektrischen Substrat 1 und dem vorderen Trägerelement 4 und zwischen dem piezoelektrischen Substrat 1 und dem hinteren Trägerelement 5 ähnlich, wodurch Spannungen, die durch thermischen Schock und dergleichen verursacht werden, und Verschlechterungen der piezoelektrischen Eigenschaften verhindert werden. Zum Beispiel ist, wenn ein typischer Wert für den thermischen Expansionskoeffizienten für das piezoelektrische Substrat 1 6 · 10&supmin;&sup6;/ºC ist und das vordere Trägerelement 4 und das hintere Trägerelement 5 aus 96% Aluminiumoxyd zusammengesetzt sind, der Wert 7,5 · 10&supmin;&sup6;/ºC. Dies reduziert den Unterschied zwischen den thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem piezoelektrischen Substrat 1 und dem vorderen Trägerelement 4 und zwischen dem piezoelektrischen Substrat 1 und dem hinteren Trägerelement 5. Selbst wenn es Temperaturänderungen in thermischen Schocktests ausgesetzt wird, sind Verschlechterungen der piezoelektrischen Eigenschaften insignifikant. Zum Beispiel werden in einem thermischen Schocktest von 500 Zyklen, wobei ein Zyklus 30 min. bei 55ºC und 30 min. bei 125ºC umfasst, nur geringe Verschlechterungen der piezoelektrischen Eigenschaften beobachtet.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Wie oben beschrieben worden ist, hat die vorliegende Erfindung die folgenden Möglichkeiten industrieller Anwendung:

(a) Eine elektronische Komponente kann bereitgestellt werden, bei der eine fehlerhafte Verbindung aufgrund von Lotbrückung und Lotbrückungsunterbrechung unwahrscheinlich sind.

(b) Es kann eine elektronische Komponente bereitgestellt werden, in der das auffüllende Lötmetall nicht wieder aufschmilzt und so daran gehindert wird, in die Lötpaste absorbiert zu werden, die auf die Schaltkarte aufgetragen wird, wenn die elektronische Komponente darauf montiert wird.

(c) Eine elektronische Komponente kann bereitgestellt werden, die durch Anlöten der externen Anschlüsse direkt auf einer Schaltkarte montiert werden kann.

(d) Eine elektronische Komponente kann bereitgestellt werden, bei der es unwahrscheinlich ist, dass das elektronische Element dem Effekt der Löthitze ausgesetzt wird und bei der es möglich ist, eine Verschlechterung der Eigenschaften des elektronischen Elements zu verhindern, welche durch an dem Element anhaftendes Lötmetall verursacht wird.

(e) Eine elektronische Komponente kann bereitgestellt werden, bei der ein Abplatzen oder andere Beschädigungen, die während des Transports und während des Montierens verursacht werden, verhindert werden und bei der es nicht wahrscheinlich ist, dass das elektronische Element seine Anhaftung an der Harzschicht verliert, selbst wenn es einem thermischen Schock oder dergleichen von außen ausgesetzt wird.


Anspruch[de]

1. Elektronische Komponente mit:

einem piezoelektrischen Element, das mindestens eine Zuleitungselektrode (A4; 11, 64, 74) an einer Kante aufweist; einem Trägerelement (A2; 5), das an einem Ort angeordnet ist, der dem piezoelektrischen Element unter Zwischenordnung eines Spalts G gegenüberliegt, und einem externen Anschluss (A5; 14, 13, 15) für jede Zuleitungselektrode (A4; 11, 64, 74) an einen Ort, der der Zuleitungselektrode (A4; 11, 64, 74) gegenüberliegt;

dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente weiterhin aufweist:

eine Harzschicht (A3; 3), die zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Trägerelement (A2; 5) angeordnet ist, wobei die Harzschicht (A3; 3) um einen Abstand d von der einen Kante des piezoelektrischen Elements eingezogen ist und dazu dient, das piezoelektrische Element an das Trägerelement (A2; 5) anzubinden, wobei der Abstand d die Beziehung d > G erfüllt, wobei G der Spalt ist; und

wobei bei jeder Zuleitungselektrode (A4; 11, 64, 74) ein Lötmetall (A6; 20) den Raum ausfüllt, der von dem Spalt G über den Abstand d gebildet wird, und die Zuleitungselektrode (A4; 11, 64, 74) und den entsprechenden externen Anschluss (A5; 14, 13, 15) miteinander verbindet.

2. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei:

das piezoelektrische Element ein piezoelektrisches Substrat (1) und eine Mehrzahl von Resonatoren (6, 7) aufweist, wobei die Resonatoren (6, 7) jeweils eine vordere Elektrode (61, 71) und zwei hintere Elektroden (63, 73) aufweisen, wobei die jeweiligen vorderen und hinteren Elektroden einander gegenüberliegend jeweils an der Vorder- und Hinterseite des piezoelektrischen Substrats (1) angeordnet sind; und

wobei drei Zuleitungselektroden (11, 64, 74) an der Unterseite des piezoelektrischen Substrats (1) vorgesehen sind und eine erste Zuleitungselektrode (11) und eine zweite und eine dritte Zuleitungselektrode (64, 74) ausbilden, von denen sich jede zu der Kante des piezoelektrischen Substrats (1) erstreckt, wobei die erste Zuleitungselektrode (11) an die vorderen Elektroden (61, 71) angeschlossen ist und wobei die zweite und die dritte Elektrode (64, 74) an die hinteren Elektroden (63, 73) angeschlossen sind.

3. Elektronische Komponente nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trägerelement (A2; 5) aus einem keramischen Material besteht.

4. Elektronische Komponente nach Anspruch 2, wobei das Trägerelement ein hinteres Trägerelement (5) ist, das an der Hinterseite des piezoelektrischen Elements angeordnet ist, und wobei die elektronische Komponente weiterhin ein vorderes Trägerelement (4) aufweist, das an der Vorderseite des piezoelektrischen Elements angeordnet ist.

5. Elektronische Komponente nach Anspruch 4, wobei die Harzschicht (3) um die Resonatoren (6, 7) des piezoelektrischen Elements herum einen Vibrationshohlraum Vibration ausbildet.

6. Elektronische Komponente nach Anspruch 5, wobei die Harzschicht (3) eine Hohlschicht (31) und eine Abdichtungsschicht (32) umfasst, wobei die Hohlschicht (31) hohle Bereiche (311, 312) mit einer Mehrzahl von Öffnungen an Orten frei von der Frontelektrode (61, 71) und der Rückelektroden (63, 73) aufweist und wobei die Abdichtungsschicht (32) an die Hohlschicht (31) angeheftet ist, um die Öffnungen abzudichten.

7. Elektronische Komponente nach einem der Ansprüche 4, 5 und 6, die weiterhin eine zusätzliche Harzschicht (2) aufweist, die zwischen dem vorderen Trägerelement (4) und dem piezoelektrischen Element liegt.







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