CN103441745A - 晶体振荡器的封装结构及封装方法 - Google Patents

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邝国华
陈永康
董靓
周志健
刘政谚
冯良
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Abstract

本发明公开一种晶体振荡器的封装结构，包括晶体以及集成电路裸片，所述晶体和所述集成电路裸片均固定安装在基板的第一表面上，所述集成电路裸片通过金线绑定在所述基板上，所述基板、晶体以及集成电路裸片外部整体设置有环氧树脂封装层；本发明中还公开了封装上述晶体振荡器的方法，采用环氧树脂进行封装能够提高振荡器承受物理冲击的能力，环氧树脂封装制作过程简单、生产设备造价低；振荡器结构能够承受高温，优化信号连接减小信号失真，增加屏蔽层减小电磁干扰。

Description

晶体振荡器的封装结构及封装方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种晶体振荡器的封装结构及封装方法。
背景技术
石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件，长期以来，石英晶体振荡器都是用陶瓷来封装的，并由日本厂商所垄断。
陶瓷封装的优势在于它的导热性，高温稳定性，良好的平面性和平滑度。
如图1、2、3所示，现有的陶瓷封装振荡器都是用层叠式结构的陶瓷基座11、把集成电路12绑定或压合到陶瓷基座11上的接点13，再把晶体14连接在另外较高的一层，最后才盖上、接合金属盖15。
但是，陶瓷封装振荡器制作复杂、脆性大，容易发生碎裂，承受物理冲击及高速移动时受力能力差，生产过程中使用的设备造价高。
所以目前市场上急需要一种既简单，而且可以使用通用材料来制作的晶体振荡器，解决陶瓷封装振荡器脆性大以及受力方面的不足，用以取代昂贵并且制作复杂的陶瓷封装。
发明内容
本发明解决的技术问题是：通过提供一种采用环氧树脂化合物进行封装的石英晶体振荡器及方法，解决传统陶瓷封装结构复杂、脆性大、生产成本高的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种晶体振荡器的封装结构，包括晶体以及集成电路裸片，所述晶体和所述集成电路裸片均固定安装在基板的第一表面上，所述集成电路裸片通过金线绑定在所述基板上，所述基板、晶体以及集成电路裸片外部整体设置有环氧树脂封装层。
作为一种优选的技术方案，所述基板采用高耐热基板。
作为一种优选的技术方案，所述基板包括位于基板第一表面的基板面层和位于基板第二表面的基板底层，所述晶体以及集成电路裸片均设置在所述基板面层上，所述基板底层设置在所述基板面层非设置有所述晶体以及集成电路裸片的一侧，所述基板面层与所述基板底层之间设置有金属屏蔽层。
作为一种优选的技术方案，所述基板面层与基板底层之间还设置有基板夹层，所述基板面层与基板夹层之间设置有第一金属屏蔽层，所述基板夹层与基板底层之间设置有第二金属屏蔽层。
作为一种优选的技术方案，所述晶体外部设置有屏蔽层。
作为一种优选的技术方案，所述晶体采用表面贴装的方式安装在所述基板上。
一种封装如上所述的晶体振荡器的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、提供一个基板：所述基板上至少具有由金属引线片组成的晶体安装电路区域以及集成电路安装电路区域，所述电路区域的周围邻接着封装区域；
步骤B、封装晶体：将晶体封装在屏蔽层中；
步骤C、安装晶体：采用表面贴装的方式将封装好的晶体固定安装在基板上；
步骤D、安装集成电路：将集成电路安装在基板上，并与基板上的金属引线片连接；
步骤E、封装晶体振荡器：将晶体、集成电路和基板采用环氧树脂进行封装，一体形成采用环氧树脂进行封装的晶体振荡器。
作为一种优选的技术方案，步骤C中，采用非导电粘合物将晶体主体粘合在基板上，采用导电粘合物将晶体导电触点粘合在金属导电片上。
作为一种优选的技术方案，所述步骤D具体包括：
步骤D1、固定集成电路：采用固定物料将集成电路固定在基板上；
步骤D2、绑定集成电路：打金线将集成电路绑定。
作为一种优选的技术方案，封装完成后对晶体振荡器进行切割。
本发明的有益效果为：采用环氧树脂进行封装能够提高振荡器承受物理冲击的能力，环氧树脂封装制作过程简单、生产设备造价低；振荡器结构能够承受高温，优化信号连接减小信号失真，增加屏蔽层减小电磁干扰。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为现有陶瓷封装晶体振荡器结构示意图。
图2为现有陶瓷封装晶体振荡器分解图。
图3为现有陶瓷封装晶体振荡器屏蔽结构示意图。
图4为本发明所述环氧树脂化合物封装晶体振荡器结构示意图。
图5为本发明所述环氧树脂化合物封装晶体振荡器分解图。
图6为本发明所述环氧树脂化合物封装晶体振荡器屏蔽结构示意图。
图7为本发明所述封装方法流程图。
图1～3中：
11、陶瓷基座；12、集成电路；13、接点；14、晶体；15、金属盖。
图4～6中：
21、环氧树脂封装层；22、集成电路；23、石英晶体；24、基板面层；25、第一金属屏蔽层；26、基板夹层；27、第二金属屏蔽层；28、基板底层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图4、5所示，于本实施例中，晶体振荡器包括集成电路22、石英晶体23以及基板，本发明中将集成电路22以及石英晶体23均安装在基板的第一表面上后通过环氧树脂封装层21进行封装。
基板采用高耐热超薄基板，包括第一表面和第二表面，第一表面为基板面层24，第二表面为基板底层28，基板面层24与基板底层28之间设置有第一金属屏蔽层25以及第二金属屏蔽层27，在第一金属屏蔽层25与第二金属屏蔽层27之间设置有基板夹层26。在基板面层24上设置有由金属引线片组成的安装电路。
将石英晶体23封装在金属屏蔽层中，并采用表面贴装的方式将其固定安装在基板面层24上，通过导电触点与基板电连接。
集成电路22采用裸片，固定安装在基板面层24上，并通过金线绑定在基板上。
在基板上同时设置集成电路22以及石英晶体23，石英晶体23与集成电路22的管脚连线距离短，能够减小寄生电容和噪音的干扰。将石英晶体23封装在金属壳里，且在基板中设置成网状的第一金属屏蔽层25与第二金属屏蔽层27使整个石英晶体23处于双重电磁保护下工作，与现有陶瓷封装的振荡器比较，本发明所述结构能够有效的提高器件对电磁干扰和自身电磁的耐受性。如图3所示为现有陶瓷封装晶体振荡器屏蔽结构示意图，图6为本发明所述环氧树脂化合物封装晶体振荡器屏蔽结构示意图，经测试可发现两者相比较本发明所述的环氧树脂化合物封装晶体振荡器屏蔽结构EMI（电磁干扰）减小1～2dB。
另外本发明中采用高耐热超薄基板其耐热性强，能够在≥170℃的高温下不受影响，相较于传统板材≥130℃的耐热性能有较大的提升，而且其更为轻巧，体积小，能够被应用于移动设备领域中。
且本申请中的封装选用符合欧盟规格的无卤成分环氧树脂化合物，完全满足RoHS要求有利于人体健康及环境保护，而且其气密性好，热膨胀系数较低仅为1×10-5/℃，除了保证集成电路绑定用的金属线不被影响外更能在高达150℃温度下工作，具有良好的水分吸收特性（0.17%）保证了振荡器产品的耐久性。
此外，环氧树脂化合物把集成电路22、石英晶体23和导线周围都凝固在封装里，变得非常坚固，比较陶瓷封装的振荡器、晶体只依靠绑定或压合的方式贴在基座上，耐冲击性能和可承受的G力有绝对的优势。
同时，因为整个生产完全是使用标准的半导体封装流程，选用的都是通用材料，完全避免了使用陶瓷封装上的昂贵物料和减少对个别供应商的依赖，非常适合大批量生产，在交付周期上也会得到保证。
下面介绍如上所述的晶体振荡器的封装方法：如图7所示其包括以下步骤：
步骤A、提供一个基板：所述基板上至少具有由金属引线片组成的晶体安装电路区域以及集成电路安装电路区域，所述电路区域的周围邻接着封装区域；
步骤B、封装晶体：将石英晶体23封装在屏蔽层中；
步骤C、安装晶体：采用表面贴装的方式将封装好的石英晶体23固定安装在基板上；
步骤D、安装集成电路：将集成电路22安装在基板上，并与基板上的金属引线片连接；
步骤E、封装晶体振荡器：将石英晶体23、集成电路22和基板采用环氧树脂进行封装，一体形成采用环氧树脂进行封装的晶体振荡器。
其中，步骤C中，采用非导电粘合物将石英晶体23主体粘合在基板上，采用导电粘合物将晶体导电触点粘合在金属导电片上。
优选的，所述步骤D具体包括：
步骤D1、固定集成电路：采用固定物料将集成电路22固定在基板上；
步骤D2、绑定集成电路：打金线将集成电路22绑定。
优选的，封装完成后对晶体振荡器进行切割。
需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶体振荡器的封装结构，其特征在于,包括晶体以及集成电路裸片，所述晶体和所述集成电路裸片均固定安装在基板的第一表面上，所述集成电路裸片通过金线绑定在所述基板上，所述基板、晶体以及集成电路裸片外部整体设置有环氧树脂封装层。
2.根据权利要求1所述的晶体振荡器的封装结构，其特征在于，所述基板采用高耐热基板。
3.根据权利要求1或2所述的晶体振荡器的封装结构，其特征在于，所述基板包括位于基板第一表面的基板面层和位于基板第二表面的基板底层，所述晶体以及集成电路裸片均设置在所述基板面层上，所述基板底层设置在所述基板面层非设置有所述晶体以及集成电路裸片的一侧，所述基板面层与所述基板底层之间设置有金属屏蔽层。
4.根据权利要求3所述的晶体振荡器的封装结构，其特征在于，所述基板面层与基板底层之间还设置有基板夹层，所述基板面层与基板夹层之间设置有第一金属屏蔽层，所述基板夹层与基板底层之间设置有第二金属屏蔽层。
5.根据权利要求1所述的晶体振荡器的封装结构，其特征在于，所述晶体外部设置有屏蔽层。
6.根据权利要求1所述的晶体振荡器的封装结构，其特征在于，所述晶体采用表面贴装的方式安装在所述基板上。
7.一种封装如权利要求1至6中任一项所述的晶体振荡器的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、提供一个基板：所述基板上至少具有由金属引线片组成的晶体安装电路区域以及集成电路安装电路区域，所述电路区域的周围邻接着封装区域；
步骤B、封装晶体：将晶体封装在屏蔽层中；
步骤C、安装晶体：采用表面贴装的方式将封装好的晶体固定安装在基板上；
步骤D、安装集成电路：将集成电路安装在基板上，并与基板上的金属引线片连接；
步骤E、封装晶体振荡器：将晶体、集成电路和基板采用环氧树脂进行封装，一体形成采用环氧树脂进行封装的晶体振荡器。
8.根据权利要求7所述的封装晶体振荡器的方法，其特征在于，步骤C中，采用非导电粘合物将晶体主体粘合在基板上，采用导电粘合物将晶体导电触点粘合在金属导电片上。
9.根据权利要求7所述的封装晶体振荡器的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：
步骤D1、固定集成电路：采用固定物料将集成电路固定在基板上；
步骤D2、绑定集成电路：打金线将集成电路绑定。
10.根据权利要求7所述的封装晶体振荡器的方法，其特征在于，封装完成后对晶体振荡器进行切割。
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