專(zhuān)利名稱(chēng)：震蕩器封裝結(jié)構(gòu)及其元件安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頻率控制裝置領(lǐng)域，尤指震蕩器封裝結(jié)構(gòu)及其元件安裝方法。
背景技術(shù)：
溫度補(bǔ)償石英震蕩器(Temperature Compensated CrystalOscillator，TCXO)為電子產(chǎn)品中常用的頻率控制器。一典型的溫度補(bǔ)償石英震蕩器是利用一壓電元件(Piezoelectric Material)，通常為一石英晶體，其與一溫度補(bǔ)償電路作為一穩(wěn)定可靠的頻率輸出裝置，特別是可應(yīng)用于需要高頻且處于溫度變化環(huán)境中的可動(dòng)式電子產(chǎn)品如行動(dòng)電話、傳呼機(jī)或無(wú)線調(diào)制解調(diào)器等。而隨著電子產(chǎn)品尺寸趨于輕薄短小，溫度補(bǔ)償石英震蕩器的封裝結(jié)構(gòu)亦需符合此趨勢(shì)。
圖1為習(xí)知技術(shù)中一溫度補(bǔ)償石英震蕩器100的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，該溫度補(bǔ)償石英震蕩器100包含一壓電元件101、一溫度補(bǔ)償集成電路102、復(fù)數(shù)個(gè)電容103、一輸入/輸出墊(未顯示)、一遮蓋104以及一外殼105可收納這些電子元件并與該遮蓋104形成一密合空間。
一壓電元件的特性在于對(duì)該壓電元件施加應(yīng)力時(shí)，會(huì)使得其表面產(chǎn)生電荷而造成電位差，相反地，對(duì)該壓電元件外加一電場(chǎng)時(shí)可導(dǎo)致其形變，進(jìn)而可產(chǎn)生一射頻(Radio Frequency)。
因此，當(dāng)提供一電壓于該壓電元件101時(shí)，該壓電元件101可產(chǎn)生一共振頻率。但若該外殼內(nèi)的溫度改變，則該共振頻率可能會(huì)因該外殼105內(nèi)的溫度變化而產(chǎn)生一微小的偏移(Drift)，因此，一溫度補(bǔ)償裝置通常整合為一溫度補(bǔ)償集成電路102則置于該外殼105內(nèi)以提供關(guān)于環(huán)境溫度的補(bǔ)償信息。
然而，上述的溫度補(bǔ)償石英震蕩器100結(jié)構(gòu)將該壓電元件101與該溫度補(bǔ)償集成電路102封裝于同一密閉空間內(nèi)，一方面，該結(jié)構(gòu)并不利于縮小該溫度補(bǔ)償石英震蕩器100整體的封裝體積，另一方面，在該溫度補(bǔ)償集成電路102上通常會(huì)覆以一環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)作為保護(hù)該溫度補(bǔ)償集成電路102與其它電子零件之用，而該環(huán)氧樹(shù)脂會(huì)對(duì)該壓電元件101造成污染，因而影響其共振頻率的改變。
因此，一改良的溫度補(bǔ)償石英震蕩器結(jié)構(gòu)如圖2A與圖2B所示。
圖2A為改良的一溫度補(bǔ)償石英震蕩器200剖視圖。
該溫度補(bǔ)償石英震蕩器200的主體結(jié)構(gòu)為一平臺(tái)201，復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)邊202于該平臺(tái)201周?chē)蛏涎由觳⒔K止于復(fù)數(shù)個(gè)金屬構(gòu)成的接觸孔210而形成一向上開(kāi)放的容器204，其中這些接觸孔210用以連接外部電路，而另有復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)邊203于該平臺(tái)201周?chē)蛳卵由於纬梢幌蛳麻_(kāi)放的容器205。該向上開(kāi)放的容器204內(nèi)的平臺(tái)201的中央部分可配置一溫度補(bǔ)償集成電路206與復(fù)數(shù)個(gè)電容207或其它電子元件；而該向下開(kāi)放的容器205內(nèi)的平臺(tái)201則可配置一壓電元件208并與一遮蓋209共同形成一密封環(huán)境。該溫度補(bǔ)償石英震蕩器200，其結(jié)構(gòu)是將溫度補(bǔ)償集成電路206與壓電元件208分別配置于該平臺(tái)201的上下兩側(cè)，如此，該溫度補(bǔ)償集成電路206在覆以環(huán)氧樹(shù)脂保護(hù)后，該壓電元件208將會(huì)因其密封于該向下開(kāi)放的容器205中而不受到污染。因此，可維持該壓電元件208共振頻率的穩(wěn)定性與可靠性。
然而，若欲縮小溫度補(bǔ)償石英震蕩器結(jié)構(gòu)的尺寸與體積時(shí)，使用上述的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一些限制與困難。
圖2B為該溫度補(bǔ)償石英震蕩器200的俯視圖。圖2B中，在該溫度補(bǔ)償石英震蕩器200上側(cè)的側(cè)邊202上具有復(fù)數(shù)個(gè)金屬構(gòu)成的焊墊211，這些焊墊211用以將該溫度補(bǔ)償石英震蕩器200接合于其所應(yīng)用的電子產(chǎn)品的印刷電路板或其它基板之上。由于該些供結(jié)合用的焊墊211必須具備固定大小的面積，所以在縮小該溫度補(bǔ)償石英震蕩器200的尺寸的同時(shí)，該平臺(tái)201上表面可供該溫度補(bǔ)償集成電路206與其它電子元件所使用的面積亦隨之縮小，如此，將會(huì)增加該溫度補(bǔ)償集成電路206與其它電子元件安裝的困難度，進(jìn)而導(dǎo)致成本增加或良率降低等問(wèn)題。
綜上所述，為解決習(xí)知技術(shù)中無(wú)法同時(shí)克服溫度補(bǔ)償石英震蕩器尺寸的縮小與避免壓電元件遭受污染的問(wèn)題，本發(fā)明提出一震蕩器封裝結(jié)構(gòu)與其元件安裝方法，其可同時(shí)解決習(xí)知技術(shù)中溫度補(bǔ)償石英震蕩器所引起的問(wèn)題或限制，并進(jìn)一步可應(yīng)用于其它震蕩器封裝或相關(guān)半導(dǎo)體元件封裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一震蕩器封裝結(jié)構(gòu)與其元件安裝的方法，其是利用流體的毛細(xì)現(xiàn)象與表面張力的原理而可同時(shí)縮小震蕩器的尺寸并保護(hù)該壓電元件不受污染。本發(fā)明所提出的震蕩器封裝結(jié)構(gòu)，其包含一平臺(tái)包含一上表面、一下表面；復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)邊于該上表面的周?chē)蛏涎由煲桓叨榷c該平臺(tái)的該上表面共同形成一向上開(kāi)放的容器可至少收納一壓電元件；一上遮蓋覆于該向上開(kāi)放的容器而形成一密閉環(huán)境；一印刷電路分布于該下表面可接合至少一電子元件；復(fù)數(shù)個(gè)相同高度的支架分布于該印刷電路上；一下遮蓋接合于該些支架并與該下表面共同形成一部份開(kāi)放的環(huán)境，其中該下遮蓋具有一灌膠孔；以及一可塑性材料經(jīng)由該灌膠孔填充于該部分開(kāi)放的環(huán)境。
本發(fā)明提出一震蕩器封裝結(jié)構(gòu)元件安裝的方法，其包含提供一封裝結(jié)構(gòu)具有一上端開(kāi)放的容器與一下表面；接合并密封一壓電元件于該上端開(kāi)放的容器中；接合復(fù)數(shù)個(gè)電子元件于該封裝結(jié)構(gòu)的下表面；制作復(fù)數(shù)個(gè)支架于該封裝結(jié)構(gòu)的下表面；接合一具有一灌膠孔的下遮蓋于該些支架以形成一部份開(kāi)放環(huán)境；填充一可塑性材料經(jīng)由該灌膠孔于該部分開(kāi)放的環(huán)境；以及調(diào)整該壓電元件的頻率。
以上所述的本發(fā)明所提出的震蕩器封裝結(jié)構(gòu)與其元件安裝方法可實(shí)質(zhì)上解決習(xí)知技術(shù)所引起的溫度補(bǔ)償石英震蕩器尺寸限制與壓電元件的污染問(wèn)題，通過(guò)本發(fā)明所提出的震蕩器封裝結(jié)構(gòu)可縮小震蕩器尺寸并達(dá)到保護(hù)壓電元件不受污染，并進(jìn)一步可應(yīng)用于其它震蕩器封裝或相關(guān)半導(dǎo)體元件封裝。


圖1是習(xí)知技術(shù)中一溫度補(bǔ)償石英震蕩器100的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A是改良的一溫度補(bǔ)償石英震蕩器200的剖視圖。
圖2B是該溫度補(bǔ)償石英震蕩器200的俯視圖。
圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的元件俯視分解圖。
圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的元件仰視分解圖。
圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的元件安裝示意圖。
圖6A是本發(fā)明中填充一可塑性材料401于該下遮蓋340與該平臺(tái)301的下表面307共同形成一部份開(kāi)放的環(huán)境的示意圖。
圖6B與6C是本發(fā)明中該填充材料401因毛細(xì)現(xiàn)象與表面張力所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明的震蕩器封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中100溫度補(bǔ)償石英震蕩器101壓電元件102溫度補(bǔ)償集成電路 103電容104遮蓋 105外殼200溫度補(bǔ)償石英震蕩器201平臺(tái)202側(cè)邊 203側(cè)邊204向上開(kāi)放的容器205向下開(kāi)放的容器206溫度補(bǔ)償集成電路 207電容208壓電元件 209遮蓋210接觸孔211焊墊300震蕩器301平臺(tái)302上表面303側(cè)邊304焊墊 305側(cè)面306導(dǎo)通電極 307下表面308內(nèi)部電路 309焊墊310壓電元件 311電極312焊墊 320上遮蓋330支架 340下遮蓋341灌膠孔342焊墊350集成電路 351電容352金屬線400針筒401可塑性材料402內(nèi)凹結(jié)構(gòu)403外凸結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
下面將配合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖3至圖7為本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的元件分解俯視圖。如圖3所示，本發(fā)明的震蕩器300封裝結(jié)構(gòu)其主要包含一平臺(tái)301、一壓電元件310、一集成電路350(圖4)、一上遮蓋320、復(fù)數(shù)個(gè)支架330以及一下遮蓋340。
該平臺(tái)301可為一陶瓷材料構(gòu)成，其具有一上表面302、一下表面307以及復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)面305，其中該上表面302的周?chē)糠窒蛏涎由煲桓叨榷纬蓮?fù)數(shù)個(gè)側(cè)邊303，這些側(cè)邊303頂端具有復(fù)數(shù)個(gè)焊墊309，其中這些焊墊309可為一具有特定厚度的金屬墊或一厚度較薄的金屬鍍膜，圖3中以金屬鍍膜表示的。該些側(cè)邊303、焊墊309與該平臺(tái)301的上表面302共同形成一向上開(kāi)放的容器，其中該平臺(tái)301的上表面302于該向上開(kāi)放的容器內(nèi)并配置有復(fù)數(shù)個(gè)焊墊304。一壓電元件310上配置復(fù)數(shù)個(gè)焊墊312與電極311，其中該壓電元件310可為一AT-CUT石英晶體或其它相似結(jié)構(gòu)物。該壓電元件310可與該平臺(tái)301的上表面302的這些焊墊304接合，通過(guò)這些焊墊304、312與電極311可導(dǎo)通該壓電元件310可與該平臺(tái)301的側(cè)面305上的復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)通電極306或是一內(nèi)部電路308。
一上遮蓋320接著覆蓋于該平臺(tái)301與該些側(cè)邊303所共同形成該向上開(kāi)放的容器上，其中該上遮蓋可包含一金屬。將該上遮蓋320與該平臺(tái)30一同經(jīng)一高溫環(huán)境后，該上遮蓋320與該些側(cè)邊303頂端的這些焊墊309接合，于是該上遮蓋320與該向上開(kāi)放的容器共同形成一密閉環(huán)境，其中該密閉環(huán)境可完整收納該壓電元件310。
圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的元件分解仰視圖。該平臺(tái)301的下表面307具有一內(nèi)部電路308，該內(nèi)部電路308可配置復(fù)數(shù)個(gè)電容351并可透過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)金屬線352接合一集成電路350，其中該集成電路350可為一溫度補(bǔ)償集成電路。此外，復(fù)數(shù)個(gè)相同高度的支架330配置于該下表面307的內(nèi)部電路308上，其中該些支架330至少包含一導(dǎo)電材料而其高度可為200μm至1000μm。
圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的元件安裝示意圖。一下遮蓋340可由一陶瓷材料或一印刷電路板材料構(gòu)成，該下遮蓋340具有一灌膠孔341與復(fù)數(shù)個(gè)焊墊342，其中這些焊墊342以相同數(shù)目平均分布于該下遮蓋340的上下表面并相互導(dǎo)通。接著，如圖5所示，將該下遮蓋340通過(guò)這些焊墊342接合該些支架330，一方面，該下遮蓋340可與該平臺(tái)301的下表面307共同形成一部份開(kāi)放的環(huán)境，另一方面，通過(guò)該些焊墊342可導(dǎo)通該部分開(kāi)放。環(huán)境中所收納的電子元件至一外部電路。
圖6A是本發(fā)明中填充一可塑性材料于該下遮蓋340與該平臺(tái)301的下表面307共同形成一部份開(kāi)放的環(huán)境的示意圖。
如圖6所示，當(dāng)該上遮蓋320與該下遮蓋340安裝至該平臺(tái)301后，接著以一針筒400經(jīng)由該下遮蓋340的灌膠孔341填充一可塑性材料401至該下遮蓋340與該平臺(tái)301的下表面307所共同形成的該部份開(kāi)放的環(huán)境，其中該可塑性材料401可為一環(huán)氧樹(shù)脂。由于該下遮蓋340與該平臺(tái)301的下表面307間的距離是以該些支架330的高度所決定，其可為200μm至1000μm，因此當(dāng)該可塑性材料401被注射于該部份開(kāi)放的環(huán)境時(shí)會(huì)因其流體本身的毛細(xì)現(xiàn)象而擴(kuò)散并充滿該部份開(kāi)放的環(huán)境，再者，該填充的可塑性材料401擴(kuò)散至該部份開(kāi)放的環(huán)境的邊界時(shí)亦會(huì)因流體本身的表面張力而終止該邊界處，其可視該可塑性材料401的填充量而可形成一內(nèi)凹結(jié)構(gòu)402(圖6C)或外凸結(jié)構(gòu)403(圖6C)。藉此原理，對(duì)于該可塑性材料401的填充量可具有一緩沖空間而降低過(guò)量或是不足的狀況發(fā)生，因而可提高該震蕩器300的良率。
圖7為本發(fā)明的震蕩器封裝結(jié)構(gòu)示意圖。該可塑性材料401填充完畢后，經(jīng)由一加熱步驟將其中所包含的溶劑揮發(fā)并產(chǎn)生固化而可得到如圖7中所示的結(jié)構(gòu)。最后，調(diào)整該震蕩器300的輸出頻率并測(cè)試其功能，即完成本發(fā)明的震蕩器300封裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明至此所提出的震蕩器封裝結(jié)構(gòu)及其元件安裝方法實(shí)質(zhì)上可應(yīng)用于溫度補(bǔ)償石英震蕩器與其它震蕩器領(lǐng)域，甚至于相關(guān)的半導(dǎo)體元件的封裝。因此，對(duì)于熟知該技術(shù)者應(yīng)清楚明了而可進(jìn)行未背離本發(fā)明的精神與范圍的修飾與變更。因此，本發(fā)明所揭示而可涉及于本發(fā)明的修飾與變更都應(yīng)當(dāng)納入以下的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一震蕩器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一平臺(tái)包含一上表面、一下表面；復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)邊于該上表面的周?chē)蛏涎由煲桓叨榷c該平臺(tái)的該上表面共同形成一向上開(kāi)放的容器可至少收納一壓電元件；一上遮蓋覆于該向上開(kāi)放的容器而形成一密閉環(huán)境；一內(nèi)部電路分布于該下表面可接合至少一電子元件；復(fù)數(shù)個(gè)相同高度的支架分布于該內(nèi)部電路上；一下遮蓋接合于這些支架并與該下表面共同形成一部份開(kāi)放的環(huán)境，其中該下遮蓋具有一灌膠孔；以及一可塑性材料經(jīng)由該灌膠孔填充于該部分開(kāi)放的環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該平臺(tái)進(jìn)一步包含復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)面，這些側(cè)面上分布有復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)通電極可導(dǎo)通該內(nèi)部電路至一外部電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該平臺(tái)的材料可為一陶瓷材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)邊頂端進(jìn)一步包含復(fù)數(shù)個(gè)焊墊，該些焊墊用以接合該上遮蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，這些焊墊可為一具有特定厚度的金屬或一金屬鍍膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該壓電元件可為一AT-CUT石英晶體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該至少一電子元件可為一集成電路與復(fù)數(shù)個(gè)電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該上遮蓋至少包含一金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，這些支架至少包含一導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該下遮蓋可為一陶瓷材料或一印刷電路板材料所構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該下遮蓋進(jìn)一步包含一上表面與一下表面，其中該下遮蓋的該上表面與該下表面分別分布有復(fù)數(shù)個(gè)金屬焊墊可導(dǎo)通這些支架至一外部電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該可塑性材料可為一環(huán)氧樹(shù)脂。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，其是利用毛細(xì)現(xiàn)象與表面張力將該可塑材料限制于該下遮蓋、該些支架與該下表面共同形成的該部份開(kāi)放的環(huán)境中。
14.一震蕩器封裝的元件安裝方法，其特征在于，包含提供一封裝結(jié)構(gòu)具有一上端開(kāi)放的容器與一下表面；接合并密封一壓電元件于該上端該放的容器中；接合復(fù)數(shù)個(gè)電子元件于該封裝結(jié)構(gòu)的下表面；制作復(fù)數(shù)個(gè)支架于該封裝結(jié)構(gòu)的下表面；接合一具有一灌膠孔的下遮蓋于這些支架以形成一部份開(kāi)放環(huán)境；填充一可塑性材料經(jīng)由該灌膠孔至該部分開(kāi)放的環(huán)境；以及調(diào)整該震蕩器的頻率并測(cè)試該震蕩器的功能。
全文摘要
本發(fā)明提出一震蕩器封裝結(jié)構(gòu)與其元件安裝的方法，其是利用流體的毛細(xì)現(xiàn)象與表面張力的原理而可同時(shí)縮小震蕩器的尺寸并保護(hù)該壓電元件不受污染。本發(fā)明所提出的震蕩器封裝結(jié)構(gòu)，其包含一平臺(tái)包含一上表面、一下表面；復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)邊于該上表面的周?chē)蛏涎由煲桓叨榷c該平臺(tái)的該上表面共同形成一向上開(kāi)放的容器可至少收納一壓電元件；一上遮蓋覆于該向上開(kāi)放的容器而形成一密閉環(huán)境；一印刷電路分布于該下表面可接合至少一電子元件；復(fù)數(shù)個(gè)相同高度的支架分布于該印刷電路上；一下遮蓋接合于該些支架并與該下表面共同形成一部分開(kāi)放的環(huán)境，其中該下遮蓋具有一灌膠孔；以及一可塑性材料經(jīng)由該灌膠孔填充于該部分開(kāi)放的環(huán)境。
文檔編號(hào)H03B5/32GK1691494SQ20041003279
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者姜健偉 申請(qǐng)人:臺(tái)灣晶技股份有限公司