CN113395050B - 晶体振子封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶体振子封装结构，其包括一封装基座、至少一个黏胶、一谐振晶体片与一顶盖。封装基座的顶部具有一凹槽，黏胶设于凹槽中。谐振晶体片具有至少一个开口、至少一个边框区、至少一个连接区与一谐振区，开口位于边框区与谐振区之间，边框区通过连接区连接谐振区，边框区通过黏胶设于凹槽中。顶盖设于封装基座的顶部，以封闭凹槽、黏胶与谐振晶体片。本发明形成开口在边框区与谐振区之间，以避免传递晶体片谐振导致的振动至外部，并稳定振动频率。

Description

晶体振子封装结构
技术领域
本发明关于一种封装结构，且特别关于一种晶体振子封装结构。
背景技术
石英元件具有稳定的压电特性，能够提供精准且宽广的参考频率、频率控制、定时功能与过滤噪声等功能，此外，石英元件也能做为振动及压力等传感器，以及重要的光学元件；因此，对于电子产品而言，石英元件扮演着举足轻重的地位。
图1a为现有技术的石英振动器的结构剖视图，图1b为现有技术的石英振动器的结构分解图。请参阅图1a与图1b，石英振动器1包括一陶瓷基座10、一石英晶体片11、一顶盖12、黏胶13、第一导电接垫14、第二导电接垫15、第一电极层16与第二电极层17。石英晶体片11通过黏胶13与第一导电接垫14置于陶瓷基座10的凹槽中，第一电极层16与第二电极层17分别设于石英晶体片11的顶面与底面，陶瓷基座10具有导电通孔100，第一导电接垫14通过导电通孔100电性连接第二导电接垫15，顶盖12遮蔽石英晶体片11、黏胶13、第一导电接垫14、第一电极层16与第二电极层17。由于石英晶体片11为完整的矩形晶体片，故其主振动部的振动容易传递至外部，导致石英振动器1的振动频率不稳定。
发明内容
本发明提供一种晶体振子封装结构，其避免传递晶体片谐振导致的振动至外部，并稳定振动频率。
在本发明的一实施例中，提供一种晶体振子封装结构，其包括一封装基座、至少一个黏胶、一谐振晶体片与一顶盖。封装基座的顶部具有一凹槽，黏胶设于凹槽中。谐振晶体片具有至少一个开口、至少一个边框区、至少一个连接区与一谐振区，其中开口位于边框区与谐振区之间，边框区通过连接区连接谐振区，边框区通过黏胶设于凹槽中。顶盖设于封装基座的顶部，以封闭凹槽、黏胶与谐振晶体片。
在本发明的一实施例中，黏胶为导电胶。
在本发明的一实施例中，晶体振子封装结构还包括一电极层、至少一个第一导电接垫与多个第二导电接垫。电极层设于边框区、连接区与谐振区上，电极层电性连接谐振区与黏胶。第一导电接垫设于凹槽中，并位于黏胶与封装基座之间，封装基座的底部具有贯穿自身的多个导电通孔，所有导电通孔电性连接第一导电接垫。第二导电接垫设于封装基座的底面，所有第二导电接垫电性连接所有导电通孔。
在本发明的一实施例中，开口所占的面积除以开口、边框区、连接区与谐振区所占的总面积的比例大于0，且此比例小于或等于0.35。
在本发明的一实施例中，至少一个开口包括一封闭式开口与一开放式开口。
在本发明的一实施例中，封闭式开口或开放式开口呈ㄇ字形。
在本发明的一实施例中，至少一个开口包括两个开放式开口。
在本发明的一实施例中，开放式开口包括一第一子开口与一第二子开口，第一子开口位于边框区的头端与尾端之间，第二子开口由第一子开口、边框区、连接区与谐振区所围绕。
在本发明的一实施例中，谐振晶体片为AT切割型谐振晶体片或SC切割型谐振晶体片。
在本发明的一实施例中，黏胶的数量为偶数，所有黏胶均匀设于凹槽中。
在本发明的一实施例中，谐振区为长方形，长方形的长边与连接区的夹角大于120度，并小于180度。
基于上述，晶体振子封装结构形成开口在边框区与谐振区之间，以避免传递晶体片谐振导致的振动至外部，并稳定振动频率。
附图说明
图1a为现有技术的石英振动器的结构剖视图。
图1b为现有技术的石英振动器的结构分解图。
图2为本发明的晶体振子封装结构的一实施例的结构立体图。
图3为本发明的晶体振子封装结构的一实施例的结构分解图。
图4为本发明的晶体振子封装结构的一实施例的结构剖视图。
图5至图10为本发明的谐振晶体片与电极层的各种实施例的结构俯视图。
图11为本发明的夹角与谐振阻抗的曲线图。
附图标记说明：1-石英振动器；10-陶瓷基座；100-导电通孔；11-石英晶体片；12-顶盖；13-黏胶；14-第一导电接垫；15-第二导电接垫；16-第一电极层；17-第二电极层；2-晶体振子封装结构；20-封装基座；201-凹槽；202-导电通孔；21-黏胶；22-谐振晶体片；220-开口；2201-第一子开口；2202-第二子开口；221-边框区；222-连接区；223-谐振区；23-顶盖；24-电极层；25-第一导电接垫；26-第二导电接垫。
具体实施方式
本发明的实施例将通过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元件，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。
当一个元件被称为『在…上』时，它可泛指所述元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在于两者之中。相反地，当一个元件被称为『直接在』另一元件，它是不能有其他元件存在于两者的中间。如本文所用，词汇『及/或』包括了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。
于下文中关于“一个实施例”或“一实施例”的描述指关于至少一实施例内所相关连的一特定元件、结构或特征。因此，于下文中多处所出现的“一个实施例”或“一实施例”的多个描述并非针对同一实施例。再者，于一或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。
揭露特别以下述例子加以描述，这些例子仅用以举例说明而已，因为对于熟习此技艺者而言，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。在通篇说明书与申请专利范围中，除非内容清楚指定，否则「一」以及「所述」的意义包括这一类叙述包括「一或至少一」所述元件或成分。此外，如本揭露所用，除非从特定上下文明显可见将多个排除在外，否则单数冠词亦包括多个元件或成分的叙述。而且，应用在此描述中与下述的全部申请专利范围中时，除非内容清楚指定，否则「在其中」的意思可包括「在其中」与「在其上」。在通篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供从业人员(practitioner)在有关本揭露的描述上额外的引导。在通篇说明书的任何地方的例子，包括在此所讨论的任何用词的例子的使用，仅用以举例说明，当然不限制本揭露或任何例示用词的范围与意义。同样地，本揭露并不限于此说明书中所提出的各种实施例。
此外，若使用「电(性)耦接」或「电(性)连接」一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。举例而言，若文中描述一第一装置电性耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接连接于所述第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至所述第二装置。另外，若描述关于电信号的传输、提供，熟习此技艺者应所述可了解电信号的传递过程中可能伴随衰减或其他非理想性的变化，但电信号传输或提供的来源与接收端若无特别叙明，实质上应视为同一信号。举例而言，若由电子电路的端点A传输(或提供)电信号S给电子电路的端点B，其中可能经过一晶体管开关的源汲极两端及/或可能的杂散电容而产生电压降，但此设计的目的若非刻意使用传输(或提供)时产生的衰减或其他非理想性的变化而达到某些特定的技术效果，电信号S在电子电路的端点A与端点B应可视为实质上为同一信号。
可了解如在此所使用的用词「包括(comprising)」、「包括(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包括(involving)」等等，为开放性的(open-ended)，即意指包括但不限于。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制发明作的申请专利范围。
图2为本发明的晶体振子封装结构的一实施例的结构立体图。图3为本发明的晶体振子封装结构的一实施例的结构分解图。图4为本发明的晶体振子封装结构的一实施例的结构剖视图。请参阅图2、图3与图4，以下介绍本发明的晶体振子封装结构2包括一封装基座20、至少一个黏胶21、一谐振晶体片22与一顶盖23，其中封装基座20可为陶瓷基座，黏胶21可为导电胶，但本发明不限于此。谐振晶体片22例如为，但不限于AT切割型谐振晶体片或SC切割型谐振晶体片。封装基座20的顶部具有一凹槽201，黏胶21设于凹槽201中。黏胶21的数量可为偶数，所有黏胶21均匀设于凹槽201中。谐振晶体片22具有至少一个开口220、至少一个边框区221、至少一个连接区222与一谐振区223，其中开口220位于边框区221与谐振区223之间，边框区221通过连接区222连接谐振区223，边框区221通过黏胶21设于凹槽201中，以稳固谐振晶体片22。边框区221、连接区222与谐振区223可皆为石英晶体。由于开口220形成在边框区221与谐振区223之间，边框区221隔离黏胶21与谐振区223，故可大幅降低点胶制程变异对于谐振频率的敏感度，并避免谐振区223所产生的机械同振动传递至外部，以稳定振动频率。在本发明的某些实施例中，开口220所占的面积除以开口220、边框区221、连接区222与谐振区223所占的总面积的比例大于0，且此比例小于或等于0.35，以有效降低传递至外部的晶体片22谐振导致的振动。
在本发明的某些实施例中，晶体振子封装结构2还可包括一电极层24、至少一个第一导电接垫25与多个第二导电接垫26。为了方便与清晰，第一导电接垫25的数量以两个为例。电极层24设于边框区221、连接区222与谐振区223上，电极层24电性连接谐振区223与黏胶21。第一导电接垫25设于凹槽201中，并位于黏胶21与封装基座20之间，封装基座20的底部具有贯穿自身的多个导电通孔202，所有导电通孔202电性连接第一导电接垫25。所有第二导电接垫26设于封装基座20的底面，所有第二导电接垫26电性连接所有导电通孔202。
图5至图10为本发明的谐振晶体片与电极层的各种实施例的结构俯视图，以下介绍谐振晶体片22的开口220的不同位置。如图5所示，开口220的数量为一，且为开放式开口。如图6所示，开口220的数量为二，且包括一封闭式开口与一开放式开口，其中开放式开口呈ㄇ字形。如图7所示，开口220的数量为二，且包括一封闭式开口与一开放式开口，其中封闭式开口呈ㄇ字形。如图8所示，开口220的数量为二，且包括两个开放式开口。如图9所示，开口220的数量为二，且包括一封闭式开口与一开放式开口，其中开放式开口包括一第一子开口2201与一第二子开口2202，第一子开口2201位于边框区221的头端与尾端之间，第二子开口2202由第一子开口2201、边框区221、连接区222与谐振区223所围绕。此外，第一子开口2201靠近电极层24。如图10所示，开口220的数量为二，且包括一封闭式开口与一开放式开口，其中开放式开口包括一第一子开口2201与一第二子开口2202，第一子开口2201位于边框区221的头端与尾端之间，第二子开口2202由第一子开口2201、边框区221、连接区222与谐振区223所围绕。此外，第一子开口2201远离电极层24。图11为本发明的夹角与谐振阻抗的曲线图。请参阅图6至图11，在图6至图10中，谐振区223为长方形，此长方形的长边与连接区222的夹角θ大于120度，并小于180度，如此一来，晶体振子封装结构的谐振阻抗可以控制在较小的范围内。
根据上述实施例，晶体振子封装结构形成开口在边框区与谐振区之间，以避免传递晶体片谐振导致的振动至外部，进而稳定振动频率。
以上所述仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种晶体振子封装结构，其特征在于，包括：
一封装基座，其顶部具有一凹槽；
至少一个黏胶，设于所述凹槽中；
一谐振晶体片，具有至少一个开口、至少一个边框区、至少一个连接区与一谐振区，其中所述至少一个开口位于所述至少一个边框区与所述谐振区之间，所述至少一个边框区通过所述至少一个连接区连接所述谐振区，所述至少一个边框区通过所述至少一个黏胶设于所述凹槽中；以及
一顶盖，设于所述封装基座的顶部，以封闭所述凹槽、所述至少一个黏胶与所述谐振晶体片；
其中所述至少一个开口包括一封闭式开口与一开放式开口，所述封闭式开口或所述开放式开口呈ㄇ字形，所述开放式开口包括一第一子开口与一第二子开口，所述第一子开口位于所述至少一个边框区的头端与尾端之间，所述第二子开口由所述第一子开口、所述至少一个边框区、所述至少一个连接区与所述谐振区所围绕。
2.如权利要求1所述的晶体振子封装结构，其特征在于，所述至少一个黏胶为导电胶。
3.如权利要求2所述的晶体振子封装结构，其特征在于，还包括：
一电极层，设于所述至少一个边框区、所述至少一个连接区与所述谐振区上，所述电极层电性连接所述谐振区与所述至少一个黏胶；
至少一个第一导电接垫，设于所述凹槽中，并位于所述至少一个黏胶与所述封装基座之间，所述封装基座的底部具有贯穿自身的多个导电通孔，所述多个导电通孔电性连接所述至少一个第一导电接垫；以及
多个第二导电接垫，设于所述封装基座的底面，所述多个第二导电接垫电性连接所述多个导电通孔。
4.如权利要求1所述的晶体振子封装结构，其特征在于，所述至少一个开口所占的面积除以所述至少一个开口、所述至少一个边框区、所述至少一个连接区与所述谐振区所占的总面积的比例大于0，且所述比例小于或等于0.35。
5.如权利要求1所述的晶体振子封装结构，其特征在于，所述谐振晶体片为AT切割型谐振晶体片或SC切割型谐振晶体片。
6.如权利要求1所述的晶体振子封装结构，其特征在于，所述至少一个黏胶的数量为偶数，所述至少一个黏胶均匀设于所述凹槽中。
7.如权利要求1所述的晶体振子封装结构，其特征在于，所述谐振区为长方形，所述长方形的长边与所述至少一个连接区的夹角大于120度，并小于180度。
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