CN1099754C - 压电振荡器和电压控制振荡器及其制造方法 - Google Patents

压电振荡器和电压控制振荡器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

在内装半导体集成电路和压电振子的压电振荡器和内装半导体集成电路、压电振子和其他电子元件的电压控制振荡器中，提供一种小型且薄型的表面安装式的压电振荡器和电压控制振荡器。压电振子使用截面形状呈椭圆或跑道形状(长圆形)的压电振子，利用树脂封装半导体集成电路和电子元件而构成压电振荡器和电压控制振荡器。

Description

压电振荡器和电压控制振荡器及其制造方法
本发明涉及内装半导体集成电路和压电振子的压电振荡器、以及内装半导体集成电路和压电振子及其他电子元件的电压控制振荡器及它们的制造方法。
近年来，在HDD(硬盘驱动器)或便携式计算机等小型信息机器及便携电话和汽车电话等移动通信机器的小型轻量化非常显著，从而，它们所使用的压电振荡器和电压控制振荡器也要求小型薄型化。另外，与此同时，这些装置的电路基板也要求是可以两面安装的表面安装(SMD)式的电路基板。
因此，下面用压电振子使用晶体振子的图19(a)、19(b)的结构图所示的晶体振荡器和图20(a)、20(b)的结构图所示的电压控制振荡器(VCXO)说明现有的压电振荡器和电压控制振荡器的一例。
在图19(a)、19(b)所示现有的晶体振荡器的结构中，CMOS等IC芯片101利用导电性粘接剂等粘接固定在引线框102的一部分即岛部103上，利用Au引线104与输入输出用引线端子105连接。另外，将晶体振子片安装在截面约φmm的圆筒形盒内的晶体振子106固定在内部引线107上，与IC芯片101的栅极端子108及漏极端子109连接。并且，利用传送模方法等，用环氧树脂系列的树脂模制材料将IC芯片101、晶体振子106和包含输入输出用引线端子105的一部分封装起来，形成晶体振荡器的树脂封壳110。
另外，在图20(a)、20(b0中，现有的电压控制振荡器的结构是将装配着晶体管111和变容二极管112等电路元件的基板113用焊锡等焊接固定到金属壳封装的管座114上，再将晶体振子115与基板113连接固定。并且，外壳116通常是利用电阻焊等方法气密封装的分立式结构。另外，安装到移动通信机器等装置内的电路基板上之后，为了进行频率调整，广泛使用将微调电容器等安装到基板113上，并在外壳116上设置调整用的孔的形式。
以上所述的现有的压电振荡器和电压控制振荡器内部装有圆筒形盒的直径约φ3mm的压电振子，因此，压电振荡器和电压控制振荡器是大型的，其高度约4.5mm～7mm以上，并且其容积总共约0.5cc～7mm以上，并且其容积总共约0.5cc～1.0cc，由于其安装面积和使用的元件高度的限制等原因，向HDD、便携式计算机、携带电话及汽车电话等比较小型的电子机器内装配时，非常困难。
然而，为了使利用树脂封装的压电振荡器和电压控制振荡器薄型化，使内装的压电振子的厚度变薄即可，为此，考虑了如下两种技术。
第一，是缩小内装的压电振子片从而减小圆筒形的压电振子的直径的方法。假定求将压电振子的直径减小到约φ1.5mm时的压电振子片的截面尺寸，则得其尺寸为0.5～0.7(W)×5.6(L)mm。将其与现有的内装在约φ3mm的压电振子盒内的压电振子片进行比较，现有的尺寸为1.8～2.0(W)×5.6(L)mm。但是，为了使晶体等压电振子片这样小型化保持其特性，需要高精度的设计和加工技术，现在，由于成本高，还不太适用。
另外，第二种技术就是如本发明所示的那样，通过将压电振子构成为截面呈椭圆或跑道形状(长圆形)而实现薄型化的方法。按照该方法，内装在压电振子片的尺寸可以直接使用现有的尺寸。因此，压电振子片可以用现有的成本进行制造。
使用第二种技术构成压电振荡器的例子，详见特开平4-259104号公报，其中，介绍了使用其截面的一面具有平面部的压电振子的小型振荡器。
然而，在用树脂封装压电振荡器和电压控制振荡器的工序中，注入封装材料时对内装的半导体集成电路及压电振子等施加均匀的注入压。特别是压电振子在盒的内部具有中空的结构，压电振子片安装在其内部。因此，盒整体必须具有不会由于封装时的注入压而变形的结构。这是为了防止盒变形引起压电振子片与盒内表面接触和防止盒变形产生的应力引起内部的压电振子片及固定部等形变。
另外，其变形还随压电振子的形状而异，与圆筒形(现有的圆柱形)相比，使用结构分析软件等分析截面呈概圆或跑道形状的压电振子时可知，对于封装时的注入压那样的均匀的压力，变形分析结果不一样，在随圆的短轴方向或跑道形状的平行部(直线部)附近发生大的变形。并且，在实际的封装实验中也得出证实这一点的结果。
另外，当构成压电振荡器和电压控制振荡器时，由于因封装成形时的收缩引起的盒的变形随配置压电振子的位置而异所以，对春位置也必须考虑最佳的配置和结构。这是由于封装成形时因封装材料的收缩发生热应力，而该热应力值随压电振荡器和电压控制振荡器的各封装位置而异的缘故。
然而，按照特开平4-259104号公报，IC固定在其截面的一面具有平面部的压电振子的平面部，将该压电振子和IC配置在压电振荡器的大致中央位置，用树脂进行封装成形。
但是，为了将IC固定在压电振子的平面部，必须具有大于IC的面积的平面部，如果IC增大，必须与其一致行扩大平面部。即，扩大压电振子的平面部，就是跑道形状的平行部延长，在进行上述封装注入时对压电振子的压力便增大，从而盒的变形更大。
另外，相对于压电振子，IC一侧的封装厚度大，所以，成形时的热应力引起的压电振子的变形也比相反一侧(未固定IC的一侧)大。
如上所述，为了使压电振子的截面呈椭圆或跑道形状从而使压电振荡器和电压控制振荡器实现薄型化，必须对压电振子的截面形状和安装压电振子的位置等提出最佳结构设计。
另外，电压控制振荡器也要求压电振荡器实现振荡频率的高精度化。本发明提供一种高精度地并且可以简单地进行该振荡频率的调整的结构。
本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提出的，目的在于廉价地提供小型且薄型的高精度的压电振荡器和电压控制振荡器。
本发明第1方面所述的特征在于：在内装半导体集成电路和压电振子的压电振荡器中，半导体集成电路装配在引线框的岛上，利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线，具有椭圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子与半导体集成电路相邻地配置，压电振子的引线与引线框的一部分连接，且与半导体集成电路连接，配置可以从外部控制半导体集成电路的数据的信号输入用引线端子，并且，除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子外，用树脂将半导体集成电路、压电振子和引线框体地封装，且通过使用信号输入用引线端子输入信号，进行振荡频率调整。
本发明第2方面所述的特征在于：在第1方面中，封装内部装有压电振子用的上侧和下侧树脂厚度相等。
本发明3方面所述的特征在于：在第1方面中，使压电振子的盒表面露出到压电振荡器的外部。
本发明第4方面所述的特征在于：在第1方面中，压电振子的盒截面的短轴方向或平行部(直线部)比盒截面的其他部分厚。
本发明第5方面所述的特征在于：在第1方面中，使用在240℃～260℃高温时的弯曲强度具有2Kg/mm以上强度的封装材料。
本发明第6方面所述的特征在于：在第1方面中，将支持利用树脂一体封装的压电振荡器的支持用引线端子设在引线框上。
本发明第7方面所述的特征在于：在第1、6方面中，将控制半导体集成电路的数据信号输入用引线端子相对于半导体集成电路与压电振子平行地配置在装有压电振子一侧的相反一侧。
本发明第8方面所述的特征在于：在第7方面中，半导体集成电路在与压电振子相对的边以外的三边上形成输入输出点。
本发明第9方面所述的特征在于：在第1方面中，压电振子是晶体振子。
本发明第10方面所述的特征在于：包括将半导体集成电路装配到引线框的岛上并利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线的工序、将压电振子与半导体集成电路相邻地定位到引线框上并将压电振子的引线与引线框的一部分连接的工序、除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子外用树脂将半导体集成电路和压电振子以及引线框一体地封装工序、切断联结内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子等的连线的工序、向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序和对内部引线端子的外侧部分进行弯曲加工并切断信号输入用引线端子和支持用引线端子等从引线框切割分离压电振荡器的工序。
本发明第12方面所述的特征在于：在第10方面中，在向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序中，在将多个压电振荡器与引线框连接的状态下进行频率调整。
本发明第13方面所述的特征在于：在内装半导体集成电路、压电振子和其他电子元件的电压控制振荡器中，半导体集成电路装配在引线框的岛上，利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线，具有椭圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子与半导体集成电路和电子元件相邻地配置，压电振子的引线与引线框的一部分连接，再将电子元件装配到在引线框上形成的接线部，进而与半导体集成电路连接，配置从外部控制半导体集成电路的数据信号输入用引线端子，并且除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用端子外，用树脂将半导体集成电路、压电振子和电子元件一体地封装，进而通过使用信号输入用引线端子输入信号，进行振荡频率调整。
本发明第14方面所述的特征在于：在第13方面中，封装内部装有压电振子的上侧和下侧的树脂厚度相等。
本发明第15方面所述的特征在于：在第13方面中，使压电振子的盒表面露出到电压控制振荡器的外部。
本发明第16方面所述的特征在于：在第13方面中，压电振子的盒截面的短轴方向或平行部(直线部)比盒截面的其他部分厚。
本发明第17方面所述的特征在于：在第13方面中，使用在240℃～260℃高温时的弯曲强度具有2Kg/mm以上强度的封装材料。
本发明第18方面所述的特征在于：在13方面中，将支持利用树脂一体地封装的压电振荡器的支持用引线端子设在引线框上。
本发明第19方面所述的特征在于：在第13和18方面中，将控制半导体集成电路的数据信号输入用引线端子相对于半导体集成电路与压电振子平行地配置在装有压电振子的一侧的相反一侧。
本发明第20方面所述的特征在于L在第19方面中，半导体集成电路在与压电振子相对的边以外的三边上形成输入输出点。
本发明第21方面所述的特征在于：在第13方面中，压电振子是晶体振子。
本发明第22方面所述的特征在于：在第13方面中，电子元件是变容二极管。
本发明第23方面所述的特征在于：包括将半导体集成电路装配到引线框的岛上并利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线的工序、将压电振子与半导体集成电路相邻地定位到引线框上并将压电振子的引线与引线框的一部分连接和工序、将电子元件装配到在引线框上形成的接线部的工序、除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子外用树脂将半导体集成电路和电压振子以及引线框一体地封装工序、切断联结内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子等的连线的工序、向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序和对内部引线端子的外侧部分进行弯曲加工并切断信号输入用引线端子和支持用引线端子等从引线框切割分离电压控制振荡器的工序。
本发明第24方面所述的特征在于：在第23方面中，在向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序中，从信号输入用引线端子和VC端子输入数据。
本发明第25方面所述的特征在于：在第23方面中，在向信号四舍五入主用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序中，在将多个电压控制振荡器与引线框连接的状态下进行频率调整。
本发明第26方面所述的特征在于：在第22方面中，在半导体集成电路的反相器的输入输出端子间具有串联的压电振子和变容二极管，将隔直流电容器连接在变容二极管和反相器之间，将偏置电阻连接在压电振子和变容二极管与地之间，并且，从变容二极管和隔直流电容器之间输入信号。
图1是本发明的压电振荡器的一个实施例的结构图。(a)为平面图，(b)为剖面图；
图2是本发明的压电振荡器的电路框图；
图3是安装在本发明的压电振荡器和电压控制振荡器内的压电振子的结构图；(a)是图3(b)的A-A剖面图，(b)是侧视图；
图4是将本发明的压电振荡器配置在传送模型中的配置图；9a)是平面图，(b)是侧视图，(c)是图4(a)的A-A剖面图；
图5是本发明的压电振荡器的频率调整工序的结构图；
图6是本发明的压电振荡器的外观斜视图；
图7是本发明的压电振荡器的另一实施例的电路图；
图8是本发明的压电振荡器的频率调整工序的结构图；
图9是本发明的压电振荡器的频率调整用的理想曲线图；
图10是本发明的电压控制振荡器的一个实施例的结构图；(a)是平面图，(b)是剖面图；
图11是本发明的电压控制振荡器的电路结构图；
图12是本发明的电压控制振荡器的电路框图；
图13是本发明的电压控制振荡器的另一实施例的结构图；
图14是本发明的压电振荡器和电压控制振荡器的其他实施例的结构图；
图15是安装在本发明的压电振荡器和电压控制振荡器内的压电振子的具体的结构图；(a)是椭圆形状的实施例，(b)是跑道形状的实施例；
图16是利用结构分析软件得到的变形分析结果；(a)是现有例的变形特性，(b)是本实施例的变形特性；
图17是本发明的压电振荡器和电压控制振荡器使用的封装材料的特性表；
图18是相对于封装时的注入压的压电振子盒的变形特性的曲线图；
图19是现有的压电振荡器的结构图；(a)是平面图，(b)是剖面图；
图20是现有的电压控制振荡器的结构图。(a)是平面图，(b)是剖面图。
下面，参照附图以压电振子使用晶体振子的SOJ(Small Outline J-Lead Packages)形状的树脂封装的晶体振荡器和电压控制振荡器为例说明本发明的压电振荡器和电压控制振荡器的一个实施例。但是，对于本发明的晶体振荡器和电压控制振荡器的结构来说，由于相同的方面多，所以，对相同的方面将在晶体振荡器一项中详细说明，避免重复。
图1、图2、图5、图6、图7、图8和图9分别是第1、2、6、7、8、9、10、11和12方面所述的发明的晶体振荡器的结构图、电路结构图和表示制造方法的配置图以及晶体振荡器使用的晶体振子的结构图等。
如图1(a)的平面图和图1(b)的剖面图所示，具有振荡电路的CMOS半导体集成电路(IC芯片：以后简写为IC芯片)3利用导电性粘接剂等粘接到由42％Ni和58％Fe构成的42合金或由Cu合金系列等高导电性金属材料构成的引线框1的岛部2上IC芯片3的接线点与围绕在岛部2的周围的内部引线端子4利用Au引线接合线5连接。内装矩形AT晶体振子片6的晶体振子7利用电阻点焊或激光焊接等方法固定到利用Au引线接合线5将其引线8与用于使IC芯片3的晶体振子7产生振荡的XG端子(栅极一侧)9及XR端子(漏极一侧)10连接的内部引线端子11a、11b的中途的固定区域12a、12b上，同时实现电气连接。
这里，由于引线8跨越内部引线端子11b、11c与固定区域12a、12b连接，所以，如图1(b)所示，进行弯曲加工，另外，为了使引线8伸长到固定区域12a、12b，进行调节引线8的长度并切断的加工。这样加工的晶体振子7与IC芯片3相邻地定位到引线框1上。
另外，确定晶体振子7的位置，使晶体振子7的上下树脂厚度相等。在本实施例中，使上下树脂厚度为约0.4mm。
用于调整晶体振荡器13的振荡频率的信号输入用引线端子(分别是D0端子14、D1端子15、D2端子16、D3端子17、D4端子18、D5端子19、D6端子20和控制端子21)设置在晶体振荡器13的纵向的侧面(长边一侧)。这样，在晶体振荡器13的结构中信号输入用引线端子相对于IC芯片3配置在与晶体振子7平行且与晶体振子7相对的一侧。
并且，配置有VSS端子22、VDD端子23、OUT端子24、NC/OE端子25的输入输出用的各端子。
另外，进行振荡频率调整时用于支持晶体振荡器13的支持用引线端子26、27、28、29设在引线框1上。
这里，如图2中的电路框图所示，IC芯片3是内部具有振荡电路30、电容阵列31、寄存器32、PROM33、控制电路34和输出缓冲器35等并通过从外部输入频率调整数据和分频设定数据等进行编程、通过控制电容阵列31改变XG端子9的电容值从而具有调整来自OUT端子24的晶体振荡时的振荡频率的功能的单片半导体元件。
但是，振荡电路30是内部由反馈电阻、CMOS反相器、栅极和漏极的各个电容构成的电路，电容阵列31是由附属于栅极电容的频率调整用的7个电容构成的。另外，寄存器32在振荡频率的调整工序中，具有记录利用外部的编程输入的频率调整数据的功能，PROM33写入并保存该频率调整的数据。另外，控制电路34是利用设定在PROMS33寄存器32内的频率调整数据控制电容阵列31的电路，输出缓冲器35具有放大来自振荡电路30的振荡信号的功能。
本发明的晶体振荡器13所需要的IC芯片3的各接线点，如图1(a)所示，只形成在与晶体振子7相对的边以外的其余的三个边上，各接线点利用Au引线接合线5与内部引线端子4连接。
另外，如图3(a)(图3(b)的A-A剖面图)和图3(b)所示，本发明的晶体振子7的形状是截面呈跑道形状(长圆形)，其结构是将矩形的AT晶体振子片6固定在密封端子36的内部引线37上，并利用盒38封装/这里，AT晶体振子片6可以使用和现有例相同的尺寸。这样，通过使密封端子36和盒38呈跑道形状，内部便可安装和现有例相同尺寸的AT晶体振子片6，从而，晶体振子7的尺寸可以实现非常薄型化，厚度只有约1.5mm。另外，晶体振子7的截面形状不限于跑道形状也可以是椭圆形状。
另外，如图4(a)的平面图、4(b)的侧视图和图4(c)的剖面图(图4(a)的A-A剖面)所示，将如上构成的引线框1设置到传送模具39中，留出内部引线端子4和信号输入用引线端子(分别是D0端子14、D1端子5、D2端子16、D3端子17、D4端子18、D5端子19、D6端子20和控制端子21)的外侧部分，利用传送模对晶体振荡器13进行树脂封装。这里，在本实施例中，封装材料注入用的栅极部40配置在晶体振荡器13的短边一侧，通过使封装材料与晶体振子7的盒顶部41冲击，可以使封装材料注入时封装材料的流动均匀。
在这样进行树脂封装之后，切断联结输入输出用的各端子和信号输入用引线端子(分别是D0端子14、D1端子15、D2端子16、D3端子17、D4端子18、D5端子19、D6端子20和控制端子21)等的接线等。从而可以获得具有多个(本实施例为10个)与引线框1呈连接状态的图5所示结构的晶体振荡器13。在该状态下，晶体振荡器13利用支持用引线端子26、27、28、29与引线框1连接。这里，支持用引线端子26、27、28、29分别是独立的，与其他输入输出用的端子及信号输入用引线端子不连接。
并且，图5中的黑色圆点符号表示进行频率调整时使用的针探头等的接触位置。由于晶体振荡器13这样被支持着，所以，在将多个晶体振荡器与引线框1连接的状态下可以进行频率调整加工。另外，还可以同时对多个进行频率调整。因此，频率调整工序可以成排地进行，从而可以制造廉价的晶体振荡器。
然后，将经过上述频率调整后的晶体振荡器13与引线框1切割分离。在该切割分离工序中，首先，通过VSS端子22、VDD端子23、OUT端子24、NC/OE端子25的输入输出用的各端子进行弯曲加工，切断信号输入用引线端子(分别是D0端子14、D1端子15、D2端子16、D3端子17、D4端子18、D5端子19、D6端子20和控制端子21)，最后切断联结支持用引线端子26、27、28、29和引线框1的部分，将晶体振荡器13分离下来，便可得到图6所示的SOJ式的晶体振荡器。
如果采用上述结构，则晶体振荡器的高度约2.0mm，并且其容积约0.2cc，可以获得小型并且薄型化的晶体振荡器。
另外，由于晶体振子的截面形状的缘故，晶体振子周围的树脂厚度是均匀的，提高了封装时的封装材料的填充度，从而可以得到不会发生对装开裂等现象的可靠性高的晶体振荡器。
以上说明的晶体振荡器是可以调整振荡频率的高精度的晶体振荡器，但是，同样也可以构成只具有图7所示振荡电路的通用CMOS电路的晶体振荡器。
下面，详细说明具有图5所示结构的晶体振荡器的振荡频率的调整方法。
如图8所示，在将多个晶体振荡器13与引线框1联结的状态下，设定频率调整器42，自动地按照以下顺序调整振荡频率。
使设定在频率调整器42上的针探头43等与晶体振荡器13的各端子接触。并且，将电压加到VDD端子23和VSS端子22上，使内装的晶体振子7发生振荡。这里，将图9所示的理想曲线的最小(MIN)数据输入频率调整器42的计数器。然后，将晶体振荡器13的控制端子21设定为高电平，将NC/OE端子25设定为低电平。这时，电容阵列31从PROM33切换到寄存器32，寄存器32成为动作状态。并且，从NC/OE端子25输入N个脉冲。通过该操作在寄存器32中设定数据N。并且，临视从OUT端子24输出的振荡频率(F1)。如果该振荡频率(F1)与图9所示的目标频率(F0)一致，频率调整即告结束，频率不同时，就反复进行上述操作。
通过将根据以上频率监视的结果确定的数据写入PROM33，保存振荡频率的频率调整结果。即，通过使以二进制形式表示的数据与D0端子14～D6端子20对应，切断数据为0的端子PROM33中构成的熔丝，进行数据的写入。另外，熔丝的切断是通过对VDD端子23＝GND将写入电压加到该端子上进行的。
图8是频率调整的一个实施例，这里，使针探头43接触的方向不限于本实施例，可以从任何方向进行接触。另外，压电振荡器向频率调整器42设定的方向，不论是封壳的正面或反面都可以。
另外，上述制造工序的流程是一个例子，对其顺序没有特别限制。
图10、图11和图12分别是第13、14、18、19、20、21、22、23、24、25和26方面所述的发明的电压控制振荡器的结构图、电路结构图和框图。
如图10(a)的平面图和图10(b)的剖面图所示，CMOSIC芯片53利用导电性粘接剂等粘接到由42％Ni和58％Fe构成的42合金或由Cu合金系列等高导电性金属材料构成的引线框51的岛部52上，IC芯片53的接线点与围绕在岛部52的周围的内部引线端子54利用Au引线接合线55连接。内装矩形AT晶体振子片56的晶体振子57利用电阻点焊或激光焊接等方法固定到利用Au引线接合线55将其引线58与用于使IC芯片53的晶体振子57产生振荡的XG端子(栅级一侧)59及XR端子(漏极一侧)60连接的内部引线端子61、62的中途的固定区域63、64上，同时实现电气连接。
这里，由于晶体振子57的引线58跨越内部引线端子60、65与固定区域63、64连接，所以，如图10(b)所示的那样，进行弯曲加工，另外，为了使引线58伸长到固定区域63、64，进行调节引线8的长度并切断的加工。这样加工的晶体振子57便被定位到引线框51上了。
本实施例的晶体振子57的形状和在晶体振荡器一项所述的图3中的晶体振子7相同，截面具有跑道形状(长圆形)，其结构是将矩形AT晶体振子片固定在密封端子的内部引线上，利用盒封装。这样，晶体振子57的尺寸便可采用厚度约1.5mm的非常薄型化的尺寸。
另外，图11的电路结构图所示的变容二极管66等电子元件如图10(a)所示，配置在引线框51的接线部67，利用电阻点焊或激光焊接或焊锡焊接或导电性粘接剂等连接固定。
这里，晶体振子57的连接位置和变容二极管66的连接位置位于同一直线上，从而例如在制造工序中可以缩短焊接头的移动等加工时间等，并且可以简单地进行2个不同元件的连接固定。
另外，本实施例的电压控制振荡器的振荡电路如图11所示，具有反相器、反馈电阻和振荡用的电容器等。并且，将晶体振子57和变容二极管66串联在反相器的输入输出端子之间。另外，将隔直流电容器连接在变容二极管66与反相器之间，将偏置电阻连接在压电振子57和变容二极管66与地之间。并且，从变容二极管66和隔直流电容器之间输入控制电压或调制信号，改变变容二极管66的电容量，从而改变振荡频率。
另外，如上述晶体振荡器的结构所示，信号输入用引线端子和支持用引线端子分别同样地配置。
并且，配置VSS端子、VDD端子60、OUT端子70、VC端子71的输入输出端子。
如图12的电路框图所示，IC芯片53是内部具有振荡电路72、电容阵列73、寄存器74、PROM75、控制电路76和输出缓冲器77等并通过从外部输入频率调整数据和分频设定数据等进行编程、控制电容阵列73改变XG端子59的电容值从而具有调整来自OUT端子70的晶体振荡时的振荡频率的功能的单片半导体元件。
另外，在IC芯片53的内部形成内装电阻78。该内装电阻78是VC端子71的输入电阻，该电阻与晶体振子57和变容二极管66连接。
并且，将如上构成的引线框设定到传送模具上，留出内部引线端子54和信号输入用引线端子的外侧部分，利用传送模对电压控制振荡器进行树脂封装。
并且，振荡频率的调整方法和晶体振荡器相同。但是，不同点是在晶体振荡器中使用NC/OE端子进行调整，而在电压控制振荡器中使用VC端子71进行调整。
另外，图13是本发明第11方面所述的另一实施例，是使用芯片形状的变容二极管79的电压控制振荡器。利用导电性粘接剂等将变容二极管79固定到接线部80，用引线接合线81进行配线。
如果采用上述结构，则电压控制振荡器的高度约2.0mm，其容积约0.2cc，可以获得小型并且薄型化的电压控制振荡器。
另外，由于晶体振子的截面形状的缘故，晶体振子周围的树脂的厚度均匀，提高了封装时的封装材料的填充度，从而可以获得不会发生封装开裂等现象的可靠性高的电压控制振荡器。
在本实施例的电压控制振荡中，通过使VC端子的电位在1.2V～1.8V的范围内改变，可以使振荡频率相对于中心频率发生正负20ppm的变化。
图14是本发明第3和第5方面所述的另一实施例，是使椭圆或跑道形状(长圆形)的晶体振子82具有露出到封壳83的外部的结构的晶体振荡器和电压控制振荡器。
如果采用这样的结构，则晶体振荡器和电压控制振荡器更薄型化，其高度与内装晶体振子的厚度相等约1.5mm。
另外，由于晶体振子的盒直接与大气中的空气接触，所以，提高了放热效果，可以防止IC芯片发生的热向晶体振子内部传导。
图15和图16是本发明第4和第16方面所述的晶体振子盒的具体实施例。图15(a)是晶体振子的盒91的截面具有椭圆形状的实施例，图15(b)是晶体振子的盒92的截面具有跑道形状(长圆形)的实施例。
在图15(a)中，盒91的壁厚不均匀，椭圆的短轴方向93的厚度是长轴方向94的约1.5～2部。在本实施例中，短轴方向93的厚度设计为约015mm～0.2mm，长轴方向94的厚度设计为约0.1mm。并且，短轴方向93和长轴方向94通过连续的曲面连接。
另外，在图15(b)中，同样，盒92的壁厚也不均匀，跑道形状的平行部95的厚度是圆弧部96的约1.5～2倍。这时，同样也将平行部95的厚度设计为约0.15mm～0.2mm，而圆弧部96的厚度设计为约0.1mm。并且，平行部95和圆弧部86通过连续的曲面连接。
这样，通过只使盒91或92上进行树脂封装时由于注入压而变形的部分加厚，便可确保结构力学上足够的强度，从而可以提供所需最低限度大小的压电振子。另外，还可使形成盒所需要的材料为最少限度的材料，从而可以廉价地加工盒。
使用结构分析软件对上述盒进行变形分析的结果，盒的变形约为现有例的1/4以下。图16是具有跑道形状的盒92的结构分析的结果。该分析是对向盒外施加均匀的压力时盒的变形的状态进行的分析。图16(a)是现有例的变形状态，图16(b)是本实施例的变形状态。
通过使用上述那样的盒，可以抑制椭圆的短轴方向93或跑道形状的平行部95的变形，从而可以提供可靠性高的压电振荡器和电压控制振荡器。
另外，图17是本发明第5和第17方面所述的实施例，是压电振荡器和电压控制振荡器使用的封装材料的特性表。在本实施例中使用的封装树脂在240℃～260℃左右的高温时的弯曲强度约为2.5Kg/mm，现有的封装树脂高温时的弯曲强度约为1.2Kg～1.5kg/mm。这样，通过使用弯曲强度高的封装材料，对于将压电振荡器和电压控制振荡器安装到基板等上时的回流应力有效果。特别是像本实施例的压电振子的形状为椭圆或跑道形状那样树脂与压电振子的紧密接触的面积大的情况，回流时在盒界面容易发生剥离或封装开裂，为了防止发生这些现象，使用弯曲强度高的封装材料。
另外，图18是相对于封装时的注入压的晶体振子的盒的变形曲线。该曲线是一般的压缩应力(注入压)和形变曲线图，在图18的弹性形变区域(弹性限度内)，在封装材料注入时即使盒发生变形，在封装结束之后，变形可以复原。但是，当超过该弹性形变区域施加使盒发生塑性形变的力时，变形就不能复原。在本实施例中，根据封装时使用的传送模封装机和封装模具等条件，在弹性形变区域内确定可以封装的注入压。例如，在传送模封装机的压头部，该值设定为约18Kg/cm。另外，在本实施例中，盒材料使用Fe-Ni系列的42合金，根据与该材料对应的应力与形变的关系确定最佳的封装注入压。
这样，通过在盒的弹性形变区域内进行封装，可以防止发生永久形变即盒的塑性形变。
在上述实施例中，说明了压电振荡器和电压控制振荡器的形状为SOJ形状的封壳的情况，但是，除此之外，封壳形状也可以是SOP(Small Outline Packages)等形状。
按照第1方面所述的发明，通过将具有椭圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子与半导体集成电路相邻地装配到引线框上并用树脂进行封装，便可获得表面安装式小型且薄型的压电振荡器。另外，由于压电振子周围的树脂的厚度均匀，所以，封装时可以均匀地填充封装材料，从而可以获得不会发生封壳开裂等现象的可靠性高的压电振荡器。
按照第2方面所述的发明，通过使内装压电振子的上侧和下侧的树脂厚度相等，加到压电振子盒上的封装时的应力变得均匀，从而可以防止压电振子盒发生变形。另外，由于压电振子周围的树脂的厚度均匀，所以，封装时可以均匀地填充封装材料，从而可以获得不会发生封壳开裂等现象的可靠性高的压电振荡器。
按照第3方面所述的发明，通过使具有椭圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子露出到压电振荡器的外部，可以获得更薄型的压电振荡器。另外，还具有将压电振荡器内部发生的热向外部放热的效果。
按照第4方面所述的发明，在压电振子的盒呈椭圆形状时，通过使短轴方向的厚度比长轴方向的厚度厚，在采用跑道形状时，通过使平行部的厚度比圆弧总后厚度厚，与现有例相比，可以更加抑制盒的形变。另外，可以进行对压电振子的盒内部无影响的品质高的封装加工，从而，可以提供合格率高的压电振荡器。
按照第5方面所述的发明，通过使用在高温时的弯曲强度大于2Kg/mm的封装材料，可以提供不会发生界面剥离和封壳开裂等现象的质量高、可靠性高的压电振荡器。
按照第6方面所述的发明，通过将支持压电振荡器的支持用引线端子设在引线框上，可在将压电振荡器联结在引线框上的状态下进行频率调整和电气特性检查等，从而可以实现使制造和检查线成为一条流水线。
按照第7方面所述的发明，通过将控制半导体集成电路的数据的信号输入用引线端子相对于半导体集成电路与压电振子平行地配置在装有压电振子一侧的相反一侧，可用所需最低限度的空间构成压电振荡器，从而可以构成小型且薄型的压电振荡器。另外，通过将信号输入用引线端子在封装盒的侧面配置成一排，可简单地进行振荡频率的频率调整。
按照第8方面所述的发明，通过在半导体集成电路与压电振子相对的边以外的3个边上形成输入输出用的接线，可用所需最低限度的空间构成压电振荡器，从而可以构成小型且薄型的压电振荡器。
按照第9方面所述的发明，通过使用晶体振子作为压电振子，可以廉价地提供小型且薄型、精度和可靠性高的压电振荡器。
按照第10方面所述的发明，采用将半导体集成电路和压电振子实际装配到引线框上并用树脂进行封装的工序和使用信号输入用引线端子进行频率调整的工序，可以共同使用现有的压电振荡器等的生产线，从而可以廉价地提供可靠性高的小型且薄型的压电振荡器。
按照第11方面所述的发明，通过从信号输入用引线端子和NC端子或OE端子输入数据，可以与输出端子共用。
按照第12方面所述的发明，通过在将多个压电振荡器联结在引线框上的状态下进行频率调整，可以同时调整多个压电振荡器的频率，从而可以缩短压电振荡器的制造及检查工序的周期。
按照第13方面所述的发明，通过将具有椭圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子与半导体集成电路和电子元件相邻地装配到引线框上并用树脂进行封装，便可获得表面安装式小型且薄型的电压控制振荡器。另外，由于压电振子周围的树脂的厚度均匀，所以，封装时可以均匀地填充封装材料，从而可以获得不会发生封壳开裂赞美同象的可靠性高的电压控制振荡器。
按照第14方面所述的发明，通过使封装内部装有压电振子的上侧和下侧的树脂厚度相等，加到压电振子盒上的封装时的应力变得均匀，从而可以防止压电振子盒发生变形。另外，由于压电振子周围的树脂的厚度均匀，所以，封装时可以均匀地填充封装材料，从而可以获得不会发生封壳开裂等现象的可靠性高的电压控制振荡器。
按照第15方面所述的发明，通过使具有椭圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子露出到电压控制振荡器的外部，可以获得更薄型的电压控制振荡器。另外，还具有将电压控制振荡器内部发生的热向外部放热的效果。
按照第16方面所述的发明，在压电振子的盒采用椭圆形结构时，通过使短轴方向的厚度比长轴方向的厚度厚，在采用跑道形状时，通过使平行部的厚度比圆弧部的厚度厚，现现有例相比，可以更加抑制盒的形变。另外，可以进行对压电振子的盒内部无影响的品质高的封装加工，从而，可以提供合格率高的电压控制振荡器。
按照第17方面所述的发明，通过使用在高温时的弯曲强度大于2Kg/mm的封装材料，可以提供不会发生界面剥离和封壳开裂等现象的质量高、可靠性高的电压控制振荡器。
按照第18方面所述的发明，通过将支持电压控制振荡器的支持用引线端子设在引线框上，可在将电压控制振荡器联结在引线框上的状态下进行频率调整和电气特性检查等，从而可以实现使制造和检查线成为一条流水线。
按照第19方面所述的发明，通过将控制半导体集成电路的数据的信号输入用引线端子相对于半导体集成电路与压电振子平行地配置在装有压电振子一侧的相反一侧，可用所需最低限度的空间构成电压控制振动器，从而可以构成小型且薄型的电压控制振荡器。另外，通过将信号输入用引线端子在封装盒的侧面配置成一排，可简单地进行振荡频率的频率调整。
按照第20方面所述的发明，通过在半导体集成电路与压电振子相对的边以外的3个边上形成输入输出用的接线，可用所需最低限度的空间构成电压控制振荡器，从而可以构成小型且薄型的电压控制振荡器。
按照第21方面所述的发明，通过使用晶体振子作为压电振子，可以廉价地提供小型且薄型、精度和可靠性高的电压控制振荡器。
按照第22方面所述的发明，通过使用变容二极管作为电子元件，可以廉价地提供小型且薄型、精度和可靠性高的电压控制振荡器。
按照第23方面所述的发明，采用将半导体集成电路、压电振子和电子元件实际装配到引线框上并用树脂进行封装的工序和使用信号输入用引线端子进行频率调整的工序，可以共同使用现有的电压控制振荡器等生产线，从而可以廉价地提供可靠性高的小型薄型的电压控制振荡器。
按照第24方面所述的发明，通过从信号输入用引线端子和VC端子输入数据，可以与输出端子共用。
按照第25方面所述的发明，通过在将多个电压控制振荡器联结在引线框上的状态下进行频率调整，可以同时调整多个电压控制振荡器的频率，从而可以缩短电压控制振荡器的制造及检查工序的周期。
按照第26方面所述的发明，通过在半导体集成电路的反相器的输入输出端子间具有串联的压电振子和变容二极管，将隔直流电容器连接在变容二极管和反相器之间，将偏置电阻连接在压电振子和变容二极管与地之间，并且，从变容二极管和隔直流电容器之间输入信号，可以使电压控制振荡器的振荡频率的可变幅度比现有例大。将该可变幅度取大的理由与变容二极管的端子间的相位差有关。

Claims (20)

1.一种压电振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路和压电振子的压电振荡器中，半导体集成电路装配在引线框的岛上，利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线，具有随圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子与半导体集成电路相邻地配置，压电振子的引线与引线框的一部分连接，且与半导体集成电路连接，配置可以从外部控制半导体集成电路的数据的信号输入用引线端子，并且，除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子外，用树脂将半导体集成电路、压电振子和引线框一体地封装，且通过使用信号输入用引线端子输入信号，进行振荡频率调整。
2.按权利要求1所述的压电振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路和压电振子的压电振荡器中，封装内部装有上述压电振子用的上侧和下侧树脂厚度相等。
3.按权利要求1所述的压电振荡器，其特征在于：使压电振子的盒表面露出到压电振荡器的外部。
4.按权利要求1所述的压电振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路和压电振子的压电振荡器中，压电振子的盒截面的短轴方向或平行部(直线部)比盒截面的其他部分厚。
5.按权利要求1所述的压电振荡器，其特征在于：使用在240℃～260℃高温时的弯曲强度具有2Kg/mm以上强度的封装材料。
6.按权利要求1所述的压电振荡器，其特征在于：将支持利用树脂一体封装的压电振荡器的支持用引线端子设在引线框上。
7.按权利要求1和6所述的压电振荡器，其特征在于：将控制半导体集成电路的数据信号输入用引线端子相对于半导体集成电路与压电振子平行地配置在装有压电振子一侧的相反一侧。
8.按权利要求7所述的压电振荡器，其特征在于：半导体集成电路在与压电振子相对的边以外的三边上形成输入输出点。
9.按权利要求1所述的压电振荡器，其特征在于：压电振子是晶体振子。
10.一种压电振荡器的制造方法，其特征在于：包括将半导体集成电路装配到引线框的岛上并利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线的工序、将压电振子与半导体休成电路相邻地定位到引线框上并将压电振子的引线与引线框的一部分连接的工序、除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子外用树脂将半导体集成电路和压电振子以及引线框一体地封装工序、切断联结内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子等的连线的工序、向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序和对内部引线端子的外侧部分进行弯曲加工并切断信号输入用引线端子和支持用引线端子等从引线框切割分离压电振荡器的工序。
11.按权利要求10所述的压电振荡器的制造方法，其特征在于：在向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序中，从信号输入用引线端子和NC端子或OE端子输入数据。
12.按权利要求10所述的压电振荡器的制造方法，其特征在于：在向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序中，在将多个压电振荡器与引线框连接的状态下进行频率调整。
13.一种电压控制振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路、压电振子和变容二极管的电压控制振荡器中，半导体集成电路装配在引线框的岛上，利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线，具有椭圆或跑道形状(长圆形)的截面的压电振子与半导体集成电路和变容二极管相邻地配置，压电振子的引线与引线框的一部分连接，再将变容二极管装配到在引线框上形成的接线部，进而与半导体集成电路连接，配置从外部控制半导体集成电路的数据信号输入用引线端子，并且除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用端子外，用树脂将半导体集成电路、压电振子和变容二极管一体地封装，进而通过使用信号输入用引线端子输入信号，进行振荡频率调整。
14.按权利要求13所述的电压控制振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路、压电振子和变容二极管的电压控制振荡器中，封装内部装有上述压电振子的上侧和下侧树脂厚度相等。
15.按权利要求13所述的电压控制振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路、压电振子和变容二极管的电压控制振荡器中，压电振子的盒截面的短轴方向或平行部(直线部)比盒截面的其他部分厚。
16.按权利要求13所述的电压控制振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路、压电振子和变容二极管的电压控制振荡器中，将控制上述半导体集成电路的数据信号输入用引线端子相对于半导体集成电路与压电振子平行地配置在装有压电振子一侧的相反一侧。
17.按权利要求16所述的电压控制振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路、压电振子和变容二极管的电压控制振荡器中，上述半导体集成电路在与压电振子相对的边以外的三边上形成输入输出点。
18.一种电压控制振荡器的制造方法，其特征在于：包括将半导体集成电路装配到引线框的岛上并利用引线接合法向引线框的内部引线端子配线的工序、将压电振子与半导体集成电路相邻地定位到引线框上并将电子振子的引线与引线框的一部分连接的工序、将变容二极管装配到在引线框上形成的接线部的工序、除了内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子外用树脂将半导体集成电路和压电振子以及引线框一体地封装工序、切断联结内部引线端子的外侧部分和信号输入用引线端子等的连线的工序、向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序和对内部引线端子的外侧部分进行弯曲加工并切断信号输入用引线端子和支持用引端子等从引线框切割分离电压控制振荡器的工序。
19.按权利要求18所述的电压控制振荡器的制造方法，其特征在于：在向信号输入用引线端子输入信号并调整振荡频率的工序中，从信号输入用引线端子和VC端子输入数据。
20.按权利要求20所述的电子压控制振荡器，其特征在于：在内装半导体集成电路、压电振子和变容二极管的电压控制振荡器中，在半导体集成电路的反相器的输入输出端子间具有串联的压电振子和变容二极管，将隔直流电容器连接在变容二极管和反相器之间，将偏置电阻连接在压电振子和变容二极管与地之间，并且，从变容二极管和隔直流电容器之间输入信号。
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