KR100419615B1 - 브릿지로 지지되는 수정진동자를 포함하는 온도 보상수정발진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCB와 수정진동자 사이에 부품을 실장할 수 있는 공간을 확보한 소형의 온도 보상 수정발진기에 관한 것이다. 본발명은 수정진동자, 및 부품들이 실장되는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하는 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE) 온도 보상 수정발진기(TCXO)에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 각 모서리에 장착되고, 상기 수정진동자를 그 위에 위치시키기 위한 브릿지를 포함하는 온도 보상 수정발진기 (TCXO)를 제공한다.

Description

브릿지로 지지되는 수정진동자를 포함하는 온도 보상 수정발진기 {TEMPERATURE COMPENSATION CRYSTAL OSCILLATOR CONTAINING A CRYSTAL SUPPORTED BY A BRIDGE}

본 발명은 적층기판과 수정진동자 사이에 부품을 실장할 수 있는 공간을 확보한 소형의 온도 보상 수정발진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적층기판 상에 부품을 실장한 후 원통형 브릿지를 사용하여 그 위에 수정진동자를 실장한 구조로 형성된 온도 보상 수정발진기에 관한 것이다.

일반적으로, 온도 보상 수정발진기(temperature compensated crystal oscillator, 이하 'TCXO'라한다)는 온도에 따라 써미스터의 저항값이 변화하게 되어 배리캡 다이오드에 가해지는 전압이 변화하고, 이러한 전압의 변화로 인하여 커패시터의 커패시턴스가 변화하게 되어 온도의 변화에 따라서 주파수를 보상하는 장치이다. 이와 같은 TCXO는 단일칩 타입(ONE-CHIP TYPE)이거나, 또는 압전소자, 집적회로, 캐패시터, 인덕터, 저항 등의 온도보상 회로용 부품들을 내장한 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE)으로 형성된다.

최근 이동통신 단말기의 소형화에 따라 TCXO는 그 크기가 소형화되고 있으며, 이러한 소형화의 요구에 대응하기 위하여 단일칩(ONE-CHIP) 집적회로(IC)를 사용하는 방법이 있다. 그러나 단일칩(ONE-CHIP) IC 의 경우는 기존의 여러개의 부품을 실장하여 사용하는 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE)에 비해 위상노이즈(PHASE NOISE)의 특성이 좋지 않게 되는 단점이 있다. 따라서 제품의 소형화를 요구하는 동시에 상기 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE)을 요구하는 경우가 발생하게 된다.

도 1에서와 같이, 종래의 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE)의 TCXO(100)는 인쇄회로기판(이하 'PCB'라한다)(103)위에 수정진동자(CRYSTAL, 101)와 다른 부품들(105)이 함께 배열되는 구조이고, 이들이 장착된 PCB(103) 위에 케이스(106)를 조립하여 형성된다. 이와 같은 종래의 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE)의 TCXO(100)는 7.0×5.2 mm²의 TCXO를 구현하는데는 큰 문제 없이 사용할 수 있었다. 그러나, 수정진동자가 5.0×3.2 mm²또는 4.7×2.9 mm²등의 크기를 갖기 때문에, TCXO의 크기가 5.0×3.2 mm²로 소형화되는 경우에는 종래의 방식을 그대로 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다. 즉, 수정진동자(101)와 다른 부품들(105)이 PCB(103)에 부착되는데 필요한 최소한의 공간들보다 작은 크기로 TCXO(100)를 소형화하는 것이므로 종래의 방식을 따를 수 없는 문제가 있는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 수정진동자(101)를 온도보상회로용 회로부품(105)들이 직육면체형의 내부공간에 실장되는 박스형의 하부패키지(110) 위에 고정시키는 구조가 사용되기도 한다. 그러나 상기 수정진동자를 지지하는 박스형의 하부패키지(110)는 일반적으로 세라믹 적층구조를갖게 되며, 이의 둘레부분 즉 벽부분의 재질 역시 세라믹으로 형성되는 것이다. 따라서 하부패키지(110)의 제작이 어렵게 되며, 제작비용이 증대되는 등의 문제점이 있으며, 또한 내부 부품(105)들이 고온과 고습한 환경에서 사용되는데 비하여 완전히 밀폐되어 있는 구조로 되어 있으므로 성능이 저하되는 등의 여러 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적층된 기판과 수정진동자 사이에 공간을 확보하여 소형의 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE) TCXO를 구현하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또다른 목적은 적층기판의 각각의 모서리에 원통형의 브릿지를 사용하여 수정진동자를 실장함으로써, 원가를 절감하고, 부품들의 통풍을 유도하여 고온 고습한 사용환경에서도 부품의 성능의 저하를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 종래의 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE) 온도보상 수정발진기를 도시한 측단면도;

도 2는 종래의 방식에 따라 소형화된 디스크리트 타입 온도보상 수정발진기의 구조와 결합상태를 도시한 도면;

도 3은 본 발명에 의한 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE) 온도보상 수정발진기의 측단면도; 및

도 4는 본 발명에 의한 디스크리트 타입(DISCRETE TYPE) 온도보상 수정발진기에 수정진동자를 조립하기 전의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1......본발명의 TCXO 3......부품

5......PCB 7......브릿지

9......수정진동자 100....종래의 TCXO

106....케이스

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 온도보상회로용 부품들이 실장되는 적층기판; 상기 적층기판의 외곽면을 따라 장착되는 브릿지; 및 상기 브릿지의 상부면에 고정되어 위치되는 수정진동자;를 포함하는 온도 보상 수정발진기를 제공한다.

이와 같은 온도보상 수정발진기에 있어서, 바람직하게는 상기 적층기판은 인쇄회로기판(PCB)이며, 상기 브릿지는 상기 적층기판의 외곽면의 각각의 코너부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 브릿지는 상기 적층기판의 외곽면의 각각의 코너부 사이의 중앙에 각각 추가적으로 장착될 수 있다.

바람직하게는, 상기 브릿지는 원통형으로 형성되며, 상기 적층기판과 같은 재질로 일체로 형성될 수 있다. 또한 상기 브릿지는 상기 적층기판에 실장되는 부품들의 높이보다 길게 형성되며, 상기 브릿지는 상기 적층기판에 접착되고, 상기 수정진동자는 상기 브릿지에 솔더링(SOLDERING)된다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 TCXO의 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 TCXO에 수정진동자를 조립하기 전의 사시도이다.

도 3 및 도 4에서와 같이, 본 발명에 의한 TCXO(1)의 적층기판(5)은 종래의 기판보다 크기가 소형화된 것을 사용한다. 이는 전체적인 TCXO의 크기가 소형화된 것을 의미한다. 이러한 기판의 재질로는 다양한 재질이 채용될 수 있으나, 깨지기 쉬운 유리에폭시나 세라믹수지보다는 일반 인쇄회로기판(PCB)과 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 적층기판으로는 일반적인 인쇄회로기판(PCB)이 사용된다. 이와 같이 소형화된 PCB(5) 상에 종래와 같이 수정진동자와 기타 다른 부품들을 함께 실장하는 것은 불가능하게 되며, 본 발명은 도면과 같이, 원통형의 브릿지(7)를 사용하여 수정진동자(9)를 브릿지(7) 위에 실장하게 되는 것이다.

따라서 먼저 PCB(5)위에 수정진동자(9)를 제외한 다른 부품들을 장착하고, 이러한 PCB(5)의 외곽면을 따라서 브릿지(7)를 접착하여 고정시킨다. 이와 같이 브릿지(7)는 PCB(5)의 외곽면을 따라 적어도 2개 설치될 수 있으며, 바람직하게는 각 외곽면의 코너부에 각각 위치하게 되어 4개가 설치된다. 또한 보다 견고한 지지를 위하여서는 각 외곽면의 코너부와 그 코너부 사이의 중앙에 각각 설치되어 4개 이상의 브릿지가 형성되는 것도 가능하다.

이와 같은 브릿지(7)는 원통형이 바람직하며, 사각형 또는 다른 형상의 것도 가능하게 된다. 브릿지(7)는 상기 PCB(5)의 모서리 상에 일반적인 접착부착방법으로 고정된다. 바람직하게는 상기 브릿지(7)는 상기 PCB(5)와 같은 재질로 별도로 형성될 수 있으며, 또한 상기 PCB(5)와 일체로 형성되어 별도의 부착의 필요를 제거할 수도 있다.

상기 브릿지(7)는 상기 PCB에 부착되는 부품들 중 가장 높은 부품의 높이 이상의 높이를 갖도록 형성된다. 이는 상기 수정진동자(9)가 장착되는 부품에 닿게 되어 제대로 접착되지 못하고, 부품이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상술한 바와 같이 브릿지(7)는 바람직하게는 4개가 형성되나, 더욱 견고한 구조를 위하여 추가적인 브릿지(7)를 배열하는 것도 가능하게 된다.

브릿지(7) 상에는 상기 PCB와 거의 같은 크기의 수정진동자(9)가 부착된다. 수정진동자(9)는 브릿지(7)의 측면에 솔더링(SOLDERING)에 의해 고정된다. 즉, 납땜용접방식으로 고정되는 것이다. 이러한 방식뿐아니라 통상적인 접착수단을 사용한 접착방식으로도 고정될 수 있으나, 서로 다른 재질간의 견고한 부착을 위해서는 상기와 같은 솔더링에 의하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 PCB(5)에 각종 부품(3)들을 부착하고, 또한 브릿지(7)를 각 모서리에 부착하며, 브릿지(7) 위에 수정진동자(9)를 부착하여 형성한 온도보상 수정발진기(TCXO)에는 종래와 같은 별도의 케이스가 불필요하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 TCXO의 적용가능한 실시예를 상기 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

TCXO의 크기가 5.0×3.2 mm²로 소형화되면, 수정진동자의 크기가 5.0×3.2 mm²또는 4.7×2.9 mm²등이 되기 때문에, 종래의 방식을 사용할 수 없게 된다. 따라서 PCB(5)와 수정진동자(9) 사이에 브릿지(7)를 사용하여 공간을 형성하게 되고, 그 안에 부품을 실장하게 되는 것이다. 이와 같은 방식으로 5.0×3.2 mm²크기의수정진동자를 사용하여 5.0×3.2 mm²크기의 TCXO를 구현할 수 있게 된다. 이와 같은 경우 실장되는 캐퍼시터와 저항의 크기는 0.6×0.3mm²의 크기의 것을 사용한다. 브릿지는 탑재시의 편차에 의해 TCXO제품의 외곽면의 크기에 영향을 주지 않도록 원통형이 되는 것이 바람직하며, 상하부의 단자는 PCB의 회로와 수정진동자의 단자를 연결할 수 있도록 전도성이 있는 재질을 사용하여야 한다. 또한 세트에 장착된 후, 리플로우(REFLOW) 솔더링 시에 위치가 흔들리지 않도록 접착제를 사용하여 고정하게 된다.

이와 같은 TCXO는 제품자체를 소형화할 수 있을 뿐아니라, 수정진동자와 PCB 내부에 실장되는 부품들의 환기 및 통풍성을 향상시켜서, 통상적으로 고온 및 고습한 조건에서 사용되는 TCXO에서 습기 및 열의 배출을 용이하게 하는 장점이 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 수정진동자를 적층기판의 상부에 고정하고, 그 사이에 공간을 형성하여 부품들을 실장하도록 구성하여 종래의 TCXO와 같은 성능을 갖고, 종래보다 소형화된 TCXO를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수정진동자와 적층기판 사이에서 상기 기판의 외곽면을 따라 브릿지를 장착하게 되어, 내부의 부품들의 환기 및 통풍이 용이하게 하여, 열 및 습기의 배출을 용이하게 하는 장점이 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 브릿지의 재질을 적층기판과 같게 형성할 수 있게 되어, 제품의 소형화에 따른 원가의 절감이 용이하게 되고, 브릿지를 접착에 의해 형성할 수도 있게 되어 제작이 용이하게 되는 유리한 효과가 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (8)

1. 온도보상회로용 부품들이 실장되는 적층기판;

   상기 적층기판의 외곽면을 따라 장착되고, 원통형으로 형성되며, 상기 적층기판에 실장되는 부품들 중 가장 높은 부품의 높이보다 길게 형성되는 적어도 2개의 브릿지; 및

   상기 브릿지의 상부면에 고정되어 위치하는 수정진동자;를 포함하는 온도 보상 수정발진기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 적층기판은 인쇄회로기판(PCB)인 것을 특징으로 하는 온도보상 수정발진기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 브릿지는 상기 적층기판의 외곽면의 각각의 코너부에 장착되는 것을 특징으로 하는 온도 보상 수정발진기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 브릿지는 상기 적층기판의 외곽면의 각각의 코너부 사이의 중앙에 각각 추가적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 온도보상 수정발진기.
5. 삭제
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 브릿지는 상기 적층기판과 같은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 보상 수정발진기.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 브릿지는 상기 적층기판에 접착되고, 상기 수정진동자는 상기 브릿지에 솔더링(SOLDERING)되는 것을 특징으로 하는 온도 보상 수정발진기.