CN107508595A - 由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，包含一基板、一晶体封装、一晶体片、一金属盖、一第一集成电路芯片与一封盖。晶体封装设于基板上，晶体封装的中央底部设有第一集成电路芯片，晶体片设于晶体封装中，并由金属盖密封。晶体封装具有一内嵌加热层，其建立相对第一集成电路芯片与晶体片的一对称式热场。或者，一内嵌加热式陶瓷载体基板位于第一集成电路芯片与晶体片之间，以建立相对第一集成电路芯片与晶体片的一对称式热场。封盖与基板结合，以覆盖晶体封装与金属盖。

Description

由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器

技术领域

本发明关于一种晶体振荡器，且特别关于一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，其中内嵌加热式陶瓷封装建立一对称式热场，以达到良好的热均匀性。

背景技术

如图1所示，恒温控制晶体振荡器的主要部分为陶瓷载体基板10，其位于整个恒温槽的中央区域。在陶瓷载体基板10的上方与下方，分别有一简易晶体封装12与一集成电路芯片14。集成电路芯片14包含一加热器16、一温度传感器18、一振荡电路与一温控电路。集成电路芯片14以一保护填充材(overcoating filling)15涂布。晶体片20设于简易晶体封装12的空腔中，并以一金属盖22密封。在晶体片20与集成电路芯片14组合后，主要的陶瓷载体基板10、简易晶体封装12与集成电路芯片14藉由连接焊锡26于一印刷电路板基板24上，并与一外部封盖28结合，以形成一密封腔体空间。

在恒温控制晶体振荡器中，加热器16整合在集成电路芯片14中，并用于保持特定的工作温度。至于另一个关键组件，即温度传感器18亦整合于集成电路芯片14中。集成电路芯片14的下方表面的加热器16，经由焊锡26，陶瓷载体基板10，与晶体封装12对晶体片20加热。此结构相对于加热器16属于非对称性热场，因此晶体片20与集成电路芯片14之间存在有明显的温度梯度差异，换言之，此结构的热场对称性不佳，温度均匀性不够好，此将影响控制恒温槽的温度均匀性的效果。如图2所示，当恒温控制晶体振荡器工作在环境温度摄氏-40度时，介于晶体片20与集成电路芯片14的温差DT为摄氏4.07度。当恒温控制晶体振荡器工作在环境温度摄氏85度时，介于晶体片20与集成电路芯片14的温差DT为摄氏0.31度。换言之，当恒温控制晶体振荡器工作在愈低温时，介于晶体片20与集成电路芯片14的温差就愈大。这是因为加热器16将热由集成电路芯片14传送至晶体片20，而造成晶体片20与集成电路芯片14之间的线性温度梯度。此线性温度梯度的明显差异建立于一非对称热场与劣质的热均匀性。

因此，本发明在针对上述的困扰，提出一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，以解决现有技术所产生的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，安装一集成电路芯片与一晶体片在一内嵌加热层的相异两侧，使内嵌加热层建立一对称式热场，以达到良好的热均匀性，且保持恒温槽的稳定性，又降低功率消耗。

为达上述目的，本发明提供一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，其包含一基板、一内嵌加热式晶体陶瓷封装、一晶体片(crystal blank)、一金属盖、一第一集成电路(IC)芯片、第一导线、一填充材、焊锡与一封盖。基板的中央顶部设有一第一空腔，内嵌加热式晶体陶瓷封装具有一第一内嵌加热层。内嵌加热式晶体陶瓷封装透过焊锡设于基板上，且位于第一空腔的上方，内嵌加热式晶体陶瓷封装的顶部设有一第二空腔，内嵌加热式晶体陶瓷封装的中央底部位于第一空腔的上方。晶体片设于内嵌加热式晶体陶瓷封装上，并位于第二空腔中。金属盖设于内嵌加热式晶体陶瓷封装上，以密封第二空腔。第一集成电路芯片设于内嵌加热式晶体陶瓷封装的中央底部上，第一集成电路芯片具有一第一温度传感器，且第一内嵌加热层建立相对第一集成电路芯片与晶体片的一对称式热场。第一集成电路芯片与晶体片相对第一内嵌加热层为结构式对称，第一集成电路芯片透过第一导线连接内嵌加热式晶体陶瓷封装，第一集成电路芯片与第一导线以一填充材涂布。封盖覆盖内嵌加热式晶体陶瓷封装与金属盖，并与基板结合以形成一腔体。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，该第一集成电路芯片、该第一导线与该填充材皆位于该第一空腔中。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，该基板为印刷电路板。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，该内嵌加热式晶体陶瓷封装的该中央底部更设有一第三空腔，且该第一集成电路芯片、该第一导线与该填充材皆位于该第三空腔中。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，该基板为印刷电路板。

根据本发明提出的的恒温控制晶体振荡器，其中，更包含一第二温度传感器，且该基板的该中央顶部更设有一第四空腔，其连通该第一空腔，并设于该第一空腔的上方，该第四空腔大于该第一空腔，该内嵌加热式晶体陶瓷封装与该金属盖设于该第四空腔中，该基板为内嵌加热式陶瓷基板，其具有位于该第一空腔的下方的一第二内嵌加热层，该第二温度传感器设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该封盖密封该第一空腔与该第四空腔，以形成该腔体，且该封盖为金属盖。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，该内嵌加热式陶瓷基板更具有至少一第三内嵌加热层，其围绕该第一空腔，并位于该第二内嵌加热层的上方。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，更包含一第二集成电路芯片，其设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该第二温度传感器整合于该第二集成电路芯片中，该第二集成电路芯片透过第二导线连接该内嵌加热式陶瓷基板，该第二集成电路芯片与该第二导线以底层填料涂布。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，更包含一第二温度传感器，且该基板的该中央顶部更设有一第四空腔，其连通该第一空腔，并设于该第一空腔的上方，该第四空腔大于该第一空腔，该内嵌加热式晶体陶瓷封装与该金属盖设于该第四空腔中，该基板为内嵌加热式陶瓷基板，其具有一第二内嵌加热层与至少一第三内嵌加热层，该第二内嵌加热层位于该第一空腔的下方，该第三内嵌加热层围绕该第一空腔，并位于该第二内嵌加热层的上方，该第二温度传感器设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该封盖为内嵌加热式陶瓷盖体，其设于该内嵌加热式陶瓷基板上，以密封该第一空腔与该第四空腔，以形成该腔体，且该内嵌加热式陶瓷盖体具有位于该金属盖的上方的一第四内嵌加热层。

根据本发明提出的恒温控制晶体振荡器，其中，更包含一第二集成电路芯片，其设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该第二温度传感器整合于该第二集成电路芯片中，该第二集成电路芯片透过第二导线连接该内嵌加热式陶瓷基板，该第二集成电路芯片与该第二导线以底层填料涂布。

本发明亦提供一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，其包含一印刷电路板、一内嵌加热式陶瓷载体基板、一晶体封装、一晶体片(crystal blank)、一金属盖、一集成电路(IC)芯片、导线、一保护填充材、第一焊锡、第二焊锡与一封盖。印刷电路板的中央顶部设有一第一空腔，内嵌加热式陶瓷载体基板具有一第一内嵌加热层。内嵌加热式陶瓷载体基板透过第一焊锡设于印刷电路板上，且位于第一空腔的上方。晶体封装透过第二焊锡设于内嵌加热式陶瓷载体基板上，且晶体封装的顶部设有一第二空腔。晶体片设于晶体封装上，并位于第二空腔中。金属盖设于晶体封装上，以密封第二空腔。集成电路芯片设于内嵌加热式陶瓷载体基板的底部，且位于第一空腔中。集成电路芯片具有一温度传感器，第一内嵌加热层建立相对集成电路芯片与晶体片的一对称式热场，集成电路芯片透过导线连接内嵌加热式陶瓷载体基板，集成电路芯片与导线以一保护填充材涂布。封盖覆盖印刷电路板、晶体封装、内嵌加热式陶瓷载体基板与金属盖，并与印刷电路板结合，以形成一密闭腔体空间。

根据本发明提供的恒温控制晶体振荡器，其中，该晶体封装为内嵌加热式晶体陶瓷封装，其具有一第二内嵌加热层，该集成电路芯片与该晶体片相对该第一内嵌加热层与该第二内嵌加热层为结构式对称，该第一内嵌加热层与该第二内嵌加热层建立该对称式热场。

本发明更提供一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，其包含一印刷电路板、一陶瓷载体基板、一内嵌加热式晶体封装、一晶体片(crystal blank)、一金属盖、一集成电路(IC)芯片与一封盖。印刷电路板的中央顶部设有一第一空腔，陶瓷载体基板透过第一焊锡设于印刷电路板上，且位于第一空腔的上方。内嵌加热式晶体封装具有一内嵌加热层，内嵌加热式晶体封装透过第二焊锡设于陶瓷载体基板上，且内嵌加热式晶体封装的顶部设有一第二空腔。晶体片(crystal blank)设于内嵌加热式晶体封装上，并位于第二空腔中。金属盖设于内嵌加热式晶体封装上，以密封第二空腔。集成电路芯片设于陶瓷载体基板的底部，且位于第一空腔中。集成电路芯片具有一温度传感器，内嵌加热层建立相对集成电路芯片与晶体片的一对称式热场，集成电路芯片透过导线连接陶瓷载体基板，且集成电路芯片与导线以一保护填充材涂布。封盖覆盖印刷电路板、内嵌加热式晶体封装、陶瓷载体基板与金属盖，并与印刷电路板结合，以形成一密闭腔体空间。

附图说明

图1为先前技术的恒温控制晶体振荡器的结构示意图。

图2为先前技术的恒温控制晶体振荡器的非对称式热梯度的关系图。

图3为本发明的恒温控制晶体振荡器的第一实施例的示意图。

图4为本发明的恒温控制晶体振荡器的第一实施例的对称式热梯度关系图。

图5为本发明的恒温控制晶体振荡器的第二实施例的示意图。

图6为本发明的恒温控制晶体振荡器的第三实施例的示意图。

图7为本发明的恒温控制晶体振荡器的第四实施例的示意图。

图8为本发明的恒温控制晶体振荡器的第五实施例的示意图。

图9为本发明的恒温控制晶体振荡器的第六实施例的示意图。

图10为本发明的恒温控制晶体振荡器的第七实施例的示意图。

图11为本发明的恒温控制晶体振荡器的第八实施例的示意图。

图12为本发明的恒温控制晶体振荡器的第九实施例的示意图。

图13为本发明的恒温控制晶体振荡器的第十实施例的示意图。

附图标记说明：10-陶瓷载体基板；12-晶体封装；14-集成电路芯片；15-保护填充材；16-加热器；18-温度传感器；20-晶体片；22-金属盖；24-印刷电路板基板；26-焊锡；28-封盖；30-基板；32-内嵌加热式晶体陶瓷封装；34-晶体片；36-金属盖；38-第一集成电路芯片；40-第一导线；42-填充材；44-焊锡；46-封盖；48-第一空腔；50-第一内嵌加热层；52-第二空腔；54-第一温度传感器；56-第三空腔；58-第二温度传感器；60-第四空腔；62-第二内嵌加热层；64-第三内嵌加热层；66-第二集成电路芯片；68-第二导线；70-底层填料；72-第四内嵌加热层；74-印刷电路板；76-内嵌加热式陶瓷载体基板；78-第一焊锡；80-晶体封装；82-第二焊锡；84-晶体片；86-金属盖；88-集成电路芯片；90-导线；92-保护填充材；94-封盖；96-第一空腔；98-第一内嵌加热层；100-第二空腔；102-温度传感器；104-第二内嵌加热层；106-陶瓷载体基板。

具体实施方式

本发明的实施例将藉由下文配合相关图式进一步加以解说。尽可能的，于图式与说明书中，相同标号代表相同或相似构件。于图式中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于图式中或描述于说明书中的组件，为所属技术领域中具有通常技术者所知的形态。本领域的通常技术者可依据本发明的内容而进行多种的改变与修改。

以下请参阅图3与图4。以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器(OCXO)的第一实施例。此由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器包含一基板30、一内嵌加热式晶体陶瓷封装32、一晶体片(crystal blank)34、一金属盖36、一第一集成电路(IC)芯片38、第一导线40、一填充材42、焊锡44与一封盖46。基板30以印刷电路板为例。基板30的中央顶部设有一第一空腔48，内嵌加热式晶体陶瓷封装32具有一第一内嵌加热层50。内嵌加热式晶体陶瓷封装32透过焊锡44设于基板30上，且位于第一空腔48的上方，内嵌加热式晶体陶瓷封装32的顶部设有一第二空腔52，内嵌加热式晶体陶瓷封装32的中央底部位于第一空腔48的上方。晶体片34设于内嵌加热式晶体陶瓷封装32上，并位于第二空腔52中。金属盖36设于内嵌加热式晶体陶瓷封装32上，以密封第二空腔52。第一集成电路芯片38设于内嵌加热式晶体陶瓷封装32的中央底部上。第一集成电路芯片38与晶体片34位于第一内嵌加热层50的相异两侧。第一集成电路芯片38具有一第一温度传感器54，且第一内嵌加热层50建立相对第一集成电路芯片38与晶体片34的一对称式热场。第一集成电路芯片38与晶体片34相对第一内嵌加热层50为结构式对称，第一集成电路芯片38透过第一导线40连接内嵌加热式晶体陶瓷封装32，第一集成电路芯片38与第一导线40以一填充材42涂布并保护。第一集成电路芯片38、第一导线40与填充材42位于第一空腔48中。封盖46覆盖内嵌加热式晶体陶瓷封装32与金属盖36，并与基板30结合以形成一腔体。

在第一实施例中，第一集成电路芯片38与晶体片34相对第一内嵌加热层50为结构式对称，因此第一内嵌加热层50同时均匀地向上且向下对结构进行加热。因为此恒温槽结构的热场是呈现对称的，故介于第一集成电路芯片38与晶体片34之间的温度梯度非常小，此代表热均匀性良好。如图4所示，当恒温控制晶体振荡器工作在环境温度摄氏-40度时，介于第一集成电路芯片38与晶体片34之间的温差DT为摄氏0.09度。当恒温控制晶体振荡器工作在环境温度摄氏85度时，介于第一集成电路芯片38与晶体片34之间的温差DT为摄氏0.01度。换言的，当恒温控制晶体振荡器工作在一环境温度时，第一集成电路芯片38的温度非常接近晶体片34的温度。因此，恒温槽的温控效果也非常好，且内嵌式加热器具有良好的热导性，其有益于保持控制恒温槽的温度的热效率，以达到良好的热均匀性，且保持恒温槽的稳定度，又降低功率消耗。

请参阅图3与图5。以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第二实施例。第二实施例与第一实施例差别在于内嵌加热式晶体陶瓷封装32的结构与第一集成电路芯片38、第一导线40与填充材42的位置。与第一实施例相较，第二实施例的内嵌加热式晶体陶瓷封装32的中央底部更设有一第三空腔56，且第一集成电路芯片38、第一导线40与填充材42皆位于第三空腔56中。如图3所示，因为内嵌加热式晶体陶瓷封装32的底部平面结构，第一集成电路芯片38对于内嵌加热式晶体陶瓷封装32的组合是使用一保护填充(overcoatingfilling)过程保护第一集成电路芯片38与连接内嵌加热式晶体陶瓷封装32上的接垫的集成电路的接合导线40，此保护填充过程是一复杂过程。如图5所示，其为图3的延伸，以公开一较简易的结构来取代内嵌加热式晶体陶瓷封装32，并简化利用H型内嵌加热式晶体陶瓷封装32的保护填充过程。第一实施例利用内嵌加热式晶体陶瓷封装32的底侧上的平面结构，而第二实施例是利用内嵌加热式晶体陶瓷封装32的底侧上的空腔结构，以组合第一集成电路芯片38。在第二实施例中，第一集成电路芯片38设于第三空腔56中，且第一导线40连接内嵌加热式晶体陶瓷封装32的接垫，接着再使用一底层填料(underfilling)填充第三空腔56，以保护第一集成电路芯片38与第一导线40。所以，底层填充(underfilling)过程比保护填充过程更简易。第二实施例亦为如第一实施例的对称式结构，因此第二实施例亦能达到良好的恒温槽的温控效果。

上述实施例使用结合内嵌加热式晶体陶瓷封装的印刷电路板，以形成热对称式恒温槽结构，进而达到良好的热均匀性，此热均匀性造成良好的恒温槽的稳定性。然而，此结构在气密度上不够好，且印刷电路板的成本高于陶瓷基板。

请参阅图6，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第三实施例。第三实施例与第一实施例差别在于基板30与封盖46的结构。此外，与第一实施例相比，第三实施例更包含一第二温度传感器58。在第三实施例中，基板30的中央顶部更设有一第四空腔60，其连接第一空腔48，并设于第一空腔48的上方。第四空腔60大于第一空腔48，内嵌加热式晶体陶瓷封装32与金属盖36设于第四空腔60中。基板30为内嵌加热式陶瓷基板，其具有一第二内嵌加热层62，此第二内嵌加热层62位于第一空腔48的下方，以避免来自于基板30底部的热散逸。第二温度传感器58设于内嵌加热式陶瓷基板上，并位于第一空腔48中，封盖46密封第一空腔48与第四空腔60，以形成一气密真空腔体，且封盖46为一金属盖。

如图6所示，其更公开一结构，此结构利用内嵌加热式陶瓷基板代替第一实施例与第二实施例的位于底部的印刷电路板。与印刷电路板相比，陶瓷基板具有较低成本与较简易的结构，容易进行节省成本的量产。此外，内嵌加热式陶瓷基板以一外部金属盖密封，以形成一气密真空腔体，此气密真空腔体指内部的恒温槽的腔体为热隔绝，以减少恒温槽的热分布上的热损失。对晶体的部位而言，与第一实施例相同，皆是分别与位于内嵌加热式晶体陶瓷封装32的上下两侧的晶体片34及第一集成电路芯片38组合。最后，内嵌加热式陶瓷基板以外部金属盖密封，以形成一气密真空恒温槽的腔体。

在第三实施例中，晶体片34与第一集成电路芯片38的温度稳定性由第一内嵌加热层50与第一温度传感器54所维持。第二内嵌加热层62结合一分离且独立的第二温度传感器58，且受控于第一集成电路芯片38，并用于降低由外部周围温度改变的变化造成的热散逸与功效，进而达到恒温槽的极高稳定性。

请参阅图7，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第四实施例。第四实施例与第三实施例差别在于基板30的结构。与第三实施例相比，第四实施例的内嵌加热式陶瓷基板更具有至少一第三内嵌加热层64，其围绕第一空腔48，并位于第二内嵌加热层62的上方，以避免来自于基板30底部的热散逸。举例来说，围绕第一空腔48的第三内嵌加热层64的数量为一。第二内嵌加热层62与第三内嵌加热层64能降低由外部周围温度改变的变化，以达到较佳的恒温槽温度控制。第三实施例结合陶瓷基板的高气密密封与恒温槽的腔体中的真空密封，形成高效率的微小化恒温槽，其相似于双恒温槽的结构，以大幅提升恒温槽的稳定度，进而增加晶体振荡器的温度稳定度。

请参阅图8，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第五实施例。第五实施例与第四实施例差别在于第二温度传感器58的位置与第三内嵌加热层64的数量。此外，与第四实施例相比，第五实施例更包含一第二集成电路芯片66、第二导线68与一底层填料(underfilling)70。在第五实施例中，第二集成电路芯片66设于内嵌加热式陶瓷基板上，并位于第一空腔48中。第二温度传感器58整合于第二集成电路芯片66中，第二集成电路芯片66透过第二导线68连接内嵌加热式陶瓷基板，且第二集成电路芯片66与第二导线68以底层填料70涂布。第二集成电路芯片66结合第二温度传感器58、第二内嵌加热层62与第三内嵌加热层64，以较佳地控制底部的内嵌加热陶瓷基板的温度。因此，第五实施例提供一微小化双恒温槽的结构，其具有极高热效率与高恒温槽的稳定度。

第三实施例、第四实施例与第五实施例公开使用内嵌加热式陶瓷基板的恒温控制晶体振荡器的三种态样。陶瓷基板能结合外部金属盖，以形成一气密密封来达到气密封装，进而达到极高的恒温槽的稳定度。然而，恒温槽的温度仍然透过位于封装的顶侧的外部金属盖而受到影响。

请参阅图9，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第六实施例。第六实施例与第四实施例差别在于封盖46的结构。在第六实施例中，封盖46为内嵌加热式陶瓷盖体，其设于内嵌加热式陶瓷基板，以密封第一空腔48与第四空腔60来形成气密真空腔体。此内嵌加热式陶瓷盖体具有一第四内嵌加热层72，其位于金属盖36的上方，以避免来自顶部的热散逸。

如图9所示，其为第三实施例、第四实施例与第五实施例的延伸，以解决在第三实施例、第四实施例与第五实施例中，介于外部周围温度与外顶部的金属盖之间的接口所造成的问题。第六实施例更利用一外部的内嵌加热式陶瓷盖体代替外部金属盖。第二内嵌加热层62、第三内嵌加热层64与第四内嵌加热层72共同由第二温度传感器58与第一集成电路芯片38所控制。整个内嵌加热式陶瓷基板与外部的内嵌加热式陶瓷盖体结合，以形成具有一内真空恒温槽的腔体的一气密封装，所以内部的内嵌加热式晶体陶瓷封装32为热隔离，以对抗外部的温度变化。在此腔体中，晶体片34与第一集成电路芯片38的温度由第一内嵌加热层50来维持。第六实施例为微小化的双恒温槽的结构，其能有效地提升晶体振荡器的温度稳定度。

请参阅图10，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第七实施例。第七实施例与第五实施例差别在于封盖46的结构。在第七实施例中，封盖46为内嵌加热式陶瓷盖体，其位于内嵌加热式陶瓷基板上，以密封第一空腔48与第四空腔60来形成气密真空腔体。内嵌加热式陶瓷盖体具有一第四内嵌加热层72，其位于金属盖36的上方，以避免来自顶部的热散逸。

第七实施例与第五实施例相同，同样利用第二集成电路芯片66控制第二内嵌加热层62、第三内嵌加热层64与第四内嵌加热层72，以达到在控制恒温槽的温度上有更好的效果。第七实施例能利用与外部的内嵌加热式陶瓷盖体结合的一温控内嵌加热式陶瓷基板覆盖整个温控内嵌加热式晶体陶瓷封装，因此内嵌加热式晶体陶瓷封装32位于一真空密封式热隔绝腔体中，以减少恒温槽的热散逸，并对抗由外部周围温度改变的变化造成的效果。所以，第七实施例能形成极小的双恒温槽的结构，并有效提升微小化晶体振荡器的温度的稳定度。

请参阅图11，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第八实施例。此由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器包含一印刷电路板74、一内嵌加热式陶瓷载体基板76、第一焊锡78、一晶体封装80、第二焊锡82、一晶体片(crystal blank)84、一金属盖86、一集成电路(IC)芯片88、导线90、一保护填充材(overcoating filling)92与一封盖94。印刷电路板74的中央顶部设有一第一空腔96，内嵌加热式陶瓷载体基板76具有一第一内嵌加热层98。内嵌加热式陶瓷载体基板76透过第一焊锡78设于印刷电路板74上，且位于第一空腔96的上方。晶体封装80透过第二焊锡82设于内嵌加热式陶瓷载体基板76上，且晶体封装80的顶部设有一第二空腔100。晶体片84设于晶体封装80上，并位于第二空腔100中。金属盖86设于晶体封装80上，以密封第二空腔100。集成电路芯片88设于内嵌加热式陶瓷载体基板76的底部，且位于第一空腔96中。集成电路芯片88具有一温度传感器102，集成电路芯片88与晶体片84分别位于第一内嵌加热层98的相异两侧，第一内嵌加热层98建立相对集成电路芯片88与晶体片84的一对称式热场，集成电路芯片88透过导线90连接内嵌加热式陶瓷载体基板76，集成电路芯片88与导线90以保护填充材92涂布。假如集成电路芯片88直接设于晶体封装80上，则当晶体片84特性不佳时，晶体片84、集成电路芯片88与晶体封装80必须同时更换。然而，在第八实施例中，集成电路芯片88设于内嵌加热式陶瓷载体基板76上。因此，当晶体片84特性不佳时，可以节省集成电路芯片88以避免浪费。封盖94覆盖印刷电路板74、晶体封装80、内嵌加热式陶瓷载体基板76与金属盖86，并与印刷电路板74结合，以形成一密闭腔体空间。

第一内嵌加热层98同时向上与向下对结构加热，所以热均匀性良好。因此，介于集成电路芯片88与晶体片84之间的热梯度是小的。此结构能够在控制恒温槽的温度上达到极佳的稳定性与良好的热均匀性，并保持晶体振荡器的良好的温度稳定性，又减少功率消耗。为了减少介于简易晶体封装80与内嵌加热式陶瓷载体基板76之间的温差，对于利用介于简易晶体封装80与内嵌加热式陶瓷载体基板76之间的接口上的额外导热材质是有帮助的。

请参阅图12，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第九实施例。第九实施例与第八实施例差别在于晶体封装80的结构。在第九实施例中，晶体封装80为内嵌加热式晶体陶瓷封装，其具有一第二内嵌加热层104，且集成电路芯片88与晶体片84相对第一内嵌加热层98与第二内嵌加热层104为结构式对称，第一内嵌加热层98与第二内嵌加热层104建立相对集成电路芯片88与晶体片84的一对称式热场。第九实施例利用第一内嵌加热层98与第二内嵌加热层104形成一具有双加热器的恒温槽结构。集成电路芯片88控制第一内嵌加热层98与第二内嵌加热层104增加加热器功能的效率。第九实施例亦为利用加热器同时对上侧与下侧加热的一对称式热场结构。此具有双加热器的恒温槽结构有益于维持恒温槽的稳定度。

请参阅图12与图13，以下介绍本发明的恒温控制晶体振荡器的第十实施例。第十实施例与第九实施例差别在于内嵌加热式陶瓷载体基板76以一陶瓷载体基板106替代。因此，第二内嵌加热层104建立相对集成电路芯片88与晶体片84的一对称式热场。

第二内嵌加热层104同时对结构进行向上与向下的加热，故热均匀性良好。因此，介于集成电路芯片88与晶体片84之间的热梯度是小的，此结构在控制恒温槽的温度上能达到极佳的稳定度与良好的热均匀度，并维持晶体振荡器的良好的温度稳定性，且降低功率消耗。为了减少介于晶体封装80与陶瓷载体基板106之间的温差，对于利用介于晶体封装80与内嵌加热式陶瓷载体基板76之间的接口上的额外导热材质是有帮助的。

综上所述，本发明安装内嵌加热层在基板上，芯片与晶体片相对于加热层呈现热对称的结构，以建立一对称式热场，进而达到良好的热均匀性，且维持恒温槽的稳定度，又降低功率消耗。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，包含：

一基板，其中央顶部设有一第一空腔；

一内嵌加热式晶体陶瓷封装，具有一第一内嵌加热层，该内嵌加热式晶体陶瓷封装透过焊锡设于该基板上，且位于该第一空腔的上方，该内嵌加热式晶体陶瓷封装的顶部设有一第二空腔，该内嵌加热式晶体陶瓷封装的中央底部位于该第一空腔的上方；

一晶体片，设于该内嵌加热式晶体陶瓷封装上，并位于该第二空腔中；

一金属盖，设于该内嵌加热式晶体陶瓷封装上，以密封该第二空腔；

一第一集成电路芯片，设于该内嵌加热式晶体陶瓷封装的该中央底部上，该第一集成电路芯片具有一第一温度传感器，且该第一内嵌加热层建立相对该第一集成电路芯片与该晶体片的一对称式热场，且该第一集成电路芯片与该晶体片相对该第一内嵌加热层为结构式对称，该第一集成电路芯片透过第一导线连接该内嵌加热式晶体陶瓷封装，该第一集成电路芯片与该第一导线以一填充材涂布；以及

一封盖，覆盖该内嵌加热式晶体陶瓷封装与该金属盖，并与该基板结合以形成一腔体。

2.根据权利要求1所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，该第一集成电路芯片、该第一导线与该填充材皆位于该第一空腔中。

3.根据权利要求2所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，该基板为印刷电路板。

4.根据权利要求1所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，该内嵌加热式晶体陶瓷封装的该中央底部更设有一第三空腔，且该第一集成电路芯片、该第一导线与该填充材皆位于该第三空腔中。

5.根据权利要求4所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，该基板为印刷电路板。

6.根据权利要求2所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，更包含一第二温度传感器，且该基板的该中央顶部更设有一第四空腔，其连通该第一空腔，并设于该第一空腔的上方，该第四空腔大于该第一空腔，该内嵌加热式晶体陶瓷封装与该金属盖设于该第四空腔中，该基板为内嵌加热式陶瓷基板，其具有位于该第一空腔的下方的一第二内嵌加热层，该第二温度传感器设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该封盖密封该第一空腔与该第四空腔，以形成该腔体，且该封盖为金属盖。

7.根据权利要求6所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，该内嵌加热式陶瓷基板更具有至少一第三内嵌加热层，其围绕该第一空腔，并位于该第二内嵌加热层的上方。

8.根据权利要求7所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，更包含一第二集成电路芯片，其设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该第二温度传感器整合于该第二集成电路芯片中，该第二集成电路芯片透过第二导线连接该内嵌加热式陶瓷基板，该第二集成电路芯片与该第二导线以底层填料涂布。

9.根据权利要求2所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，更包含一第二温度传感器，且该基板的该中央顶部更设有一第四空腔，其连通该第一空腔，并设于该第一空腔的上方，该第四空腔大于该第一空腔，该内嵌加热式晶体陶瓷封装与该金属盖设于该第四空腔中，该基板为内嵌加热式陶瓷基板，其具有一第二内嵌加热层与至少一第三内嵌加热层，该第二内嵌加热层位于该第一空腔的下方，该第三内嵌加热层围绕该第一空腔，并位于该第二内嵌加热层的上方，该第二温度传感器设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该封盖为内嵌加热式陶瓷盖体，其设于该内嵌加热式陶瓷基板上，以密封该第一空腔与该第四空腔，以形成该腔体，且该内嵌加热式陶瓷盖体具有位于该金属盖的上方的一第四内嵌加热层。

10.根据权利要求9所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，更包含一第二集成电路芯片，其设于该内嵌加热式陶瓷基板上，并位于该第一空腔中，该第二温度传感器整合于该第二集成电路芯片中，该第二集成电路芯片透过第二导线连接该内嵌加热式陶瓷基板，该第二集成电路芯片与该第二导线以底层填料涂布。

11.一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，包含：

一印刷电路板，其中央顶部设有一第一空腔；

一内嵌加热式陶瓷载体基板，其具有一第一内嵌加热层，该内嵌加热式陶瓷载体基板透过第一焊锡设于该印刷电路板上，且位于该第一空腔的上方；

一晶体封装，透过第二焊锡设于该内嵌加热式陶瓷载体基板上，且该晶体封装的顶部设有一第二空腔；

一晶体片，设于该晶体封装上，并位于该第二空腔中；

一金属盖，设于该晶体封装上，以密封该第二空腔；

一集成电路芯片，设于该内嵌加热式陶瓷载体基板的底部，且位于该第一空腔中，该集成电路芯片具有一温度传感器，该第一内嵌加热层建立相对该集成电路芯片与该晶体片的一对称式热场，该集成电路芯片透过导线连接该内嵌加热式陶瓷载体基板，该集成电路芯片与该导线以一保护填充材涂布；以及

一封盖，覆盖该晶体封装、该内嵌加热式陶瓷载体基板与该金属盖，并与该印刷电路板结合，以形成一密闭腔体空间。

12.根据权利要求11所述的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，该晶体封装为内嵌加热式晶体陶瓷封装，其具有一第二内嵌加热层，该集成电路芯片与该晶体片相对该第一内嵌加热层与该第二内嵌加热层为结构式对称，该第一内嵌加热层与该第二内嵌加热层建立该对称式热场。

13.一种由内嵌加热式陶瓷封装组成的恒温控制晶体振荡器，其特征在于，包含：

一印刷电路板，其中央顶部设有一第一空腔；

一陶瓷载体基板，其透过第一焊锡设于该印刷电路板上，且位于该第一空腔的上方；

一内嵌加热式晶体封装，具有一内嵌加热层，该内嵌加热式晶体封装透过第二焊锡设于该陶瓷载体基板上，且该内嵌加热式晶体封装的顶部设有一第二空腔；

一晶体片，设于该内嵌加热式晶体封装上，并位于该第二空腔中；

一金属盖，设于该内嵌加热式晶体封装上，以密封该第二空腔；

一集成电路芯片，设于该陶瓷载体基板的底部，且位于该第一空腔中，该集成电路芯片具有一温度传感器，该内嵌加热层建立相对该集成电路芯片与该晶体片的一对称式热场，该集成电路芯片透过导线连接该陶瓷载体基板，且该集成电路芯片与该导线以一保护填充材涂布；以及

一封盖，覆盖该内嵌加热式晶体封装、该陶瓷载体基板与该金属盖，并与该印刷电路板结合，以形成一密闭腔体空间。