KR200305071Y1 - 수정 발진기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 그 상면(上面)과 하면(下面)의 회로패턴을 연결하는 관통공(through hole)이 형성된 세라믹 기판 상에 수정 발진기의 요소부품들을 탑재하고, 그 수정 발진기의 덮개도 세라믹 재질로 하여 수정 발진기의 구조를 1층 구조로 단순화하고 그 제조공정 단계도 줄임으로써 생산단가를 획기적으로 줄이고 대량생산을 큰폭으로 개선함은 물론 단순한 구조를 통한 초박형 초소형화를 가능케 한 수정 발진기에 관한 것이다.

이를 위한 본 고안의 수정 발진기는, 소정의 주파수로 발진하는 수정편과; 상기 수정편을 지지하기 위한 지지부와; 상기 지지부가 설치되며 상기 수정 발진기의 기저부를 형성하는 세라믹 기판과; 상기 기판상에 설치되며 상기 수정편의 주파수 조정을 위한 집적회로부;를 포함하고, 상기 기판에는 다수개의 관통공이 형성되며, 이들 관통공에는 이들 관통공을 통해 상기 기판의 상면과 하면 사이의 전기적 연결이 가능하도록 하는 전도성 물질이 충진되고, 상기 관통공의 전도성 물질은 소정의 전도성 와이어에 의해 상기 집적회로부와 전기적으로 접속된 것을 특징으로 한다.

Description

수정 발진기{Crystal oscillator}

본 고안은 수정 발진기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 그 상면과 하면의 회로패턴을 연결하는 관통공이 형성된 세라믹 기판 상에 수정 발진기의 요소부품들을 탑재하고, 수정 발진기의 덮개도 세라믹 재질로 하여 수정 발진기의 구조를 단층 구조로 단순화하고 그 제조공정 단계도 줄임으로써 생산단가를 획기적으로 줄이고 대량생산을 큰폭으로 개선함은 물론 단순한 구조를 통한 초박형 초소형화를 가능케 한 수정 발진기에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 발진기는 입력된 직류 전압만으로 정현파, 구형파, 삼각파 및 톱니파 등의 반복되는 출력 파형을 만들어내는 디바이스이다. 이와 같은 발진기 중에서 수정 발진기(X-TAL Oscillator)는 안정되고 정확한 발진을 이루기 위해 압전효과(Piezoelectric effect)를 가진 자연산 수정인 석영(Quartz)을 사용하는 발진기로서, 수정에 기계적인 충격이 가해지면 진동하고 일정한 인가전압 주파수에서 발진한다. 이때 물리적인 디멘젼(Dimension)과 수정을 절단하는 방법에 따라 고유의 공진주파수가 결정된다.

상기와 같은 수정 발진기는 높은 안정성에 의해 정보통신에 없어서는 안될 중요한 디바이스로서 사용되고 있다. 최근 위성통신이나 휴대용 단말기 등의 발전과 함께 각 디바이스의 소형화와 고성능화가 하나의 큰 목표로 되고 있는데 수정 발진기도 예외는 아니다. 이러한 수정 발진기에는 엄격한 주파수의 안정성이 요구된다. 한편, 수정 발진기의 주파수는 수정편에 응력이 부과됨으로써 변화하므로 수정편에 부가되는 응력을 경감하는 연구 또한 다양하게 이루어지고 있다.

상기와 같은 종래의 수정 발진기의 일실시예의 구조를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다. 도 1을 참조하면, 이는 메탈 타입(metal type)의 수정 발진기(10)로서 외부 충격시 수정 발진기(10)를 보호하기 위한 메탈 베이스부(12)와, 메탈 베이스부(12) 상부에 형성되는 절연기판인 세라믹 기판(13)과, 세라믹 기판(13) 상부에 형성되는 수정편(14)과, 수정 발진기(10)의 발진회로를 위한 집적회로부(IC 칩; 15)와, 외부회로와의 연결을 위한 솔더용 레그(solder leg; 16) 및 수정 발진기(10)의 외관을 형성하는 메탈 커버(17)로 구성된다. 도 2를 참조하면, 이는 세라믹 타입(ceramic type)의 수정 발진기(20)로서 최하부에는 세라믹 베이스(22)가 형성되고, 세라믹 베이스(22) 상부에는 도 1의 수정 발진기와 같이 집적회로부(IC 칩; 23)가 형성되고, 집적회로부(23)의 상부에는 수정편(24)이 형성되고, 최상부에는 세라믹 덮개(25)가 형성되고, 세라믹 베이스(22) 저면의 소정 부위에는 외부회로와의 연결을 위한 솔더용 레그(26)가 형성되고, 수정 발진기(20)의 테두리에는 세라믹 격벽(27)이 형성된 구조를 갖는다. 도 1 및 도 2에서 미설명된 도면부호 w는 집적회로부(15)(23)를 솔더용 레그(16)(26)에 접속시키기 위한 와이어(wire)이다.

그런데, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 종래의 수정 발진기는 도시한 바와 같이 다층 구조로 되어 있어 초박형, 초소형화가 어려운 문제점을 가지고 있었다. 더불어서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 종래의 수정 발진기는 다층 구조로 되어 있기 때문에 대량생산을 함에 있어 어려움이 있고, 생산단가를 낮추기가어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로 그 상면과 하면의 회로패턴을 연결하는 관통공이 형성된 세라믹 기판 상에 수정 발진기의 요소부품들을 탑재하고, 수정 발진기의 덮개도 세라믹 재질로 하여 수정 발진기의 구조를 단층 구조로 단순화하고 그 제조공정 단계도 줄임으로써 생산단가를 획기적으로 줄이고 대량생산을 큰폭으로 개선함은 물론 단순한 구조를 통한 초박형 초소형화를 가능케 한 수정 발진기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 수정 발진기의 일실시예의 단면 구성도.

도 2는 종래기술의 의한 수정 발진기의 다른 실시예의 단면 구성도.

도 3은 본 고안에 따른 수정 발진기의 단면 구성도.

도 4는 본 고안에 따른 수정 발진기를 제조하기 위한 방법의 흐름도.

도 5는 본 고안에 따른 수정 발진기의 세라믹 기판의 일실시예의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300...수정 발진기

320...세라믹 기판

321...관통공(through hole)

322...도전성 페이스트

324...도전성 페이스트 철(凸)부

330...집적회로부(IC 칩)

340...수정편

350...지지부

370...세라믹 덮개(cover)

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 수정 발진기는, 소정의 주파수로 발진하는 수정편과; 상기 수정편을 지지하기 위한 지지부와; 상기 지지부가 설치되며 상기 수정 발진기의 기저부를 형성하는 기판과; 상기 기판상에 설치되며 상기 수정편의 주파수 조정을 위한 집적회로부;를 포함하고,

상기 기판에는 다수개의 관통공이 형성되며, 이들 관통공에는 이들 관통공을 통해 상기 기판의 상면과 하면 사이의 전기적 연결이 가능하도록 하는 전도성 물질이 충진되고,

상기 관통공의 전도성 물질은 소정의 전도성 와이어에 의해 상기 집적회로부와 전기적으로 접속된 것을 특징으로 한다.

본 고안 수정 발진기의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 관통공에 충진된 전도성 물질은 상기 수정 발진기가 이용되는 장소에서 납땜이 가능하도록 상기 기판 저면에서 철(凸)부를 형성한다.

본 고안 수정 발진기의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판과 동일한 재질이며 상기 수정 발진기의 덮개를 형성하는 덮개수단을 포함한다.

본 고안 수정 발진기의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판 및 덮개수단은 세라믹 재질이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 수정 발진기를 제조하기 위한 방법은, 기판에 다수개의 관통공을 형성하는 단계와; 상기 기판의 상면에 형성된 회로패턴에 따라 도전성 페이스트를 도포하여 도전성 패턴을 형성하고 상기 관통공에 도전성 페이스트가 충진되게 하는 단계와; 상기 기판의 하면에 형성된 납땜 회로패턴에 따라 도전성 페이스트를 도포하여 납땜 회로패턴을 형성하고 이 납땜 회로패턴이 상기 관통공에 충진된 도전성 페이스트와 연결되게 하는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 수정 발진기를 제조하기 위한 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판상에 상기 수정 발진기의 주파수 조정을 위한 집적회로부를 마운팅(mounting) 하는 단계와; 상기 집적회로부 상에 주파수 조정된 수정편을 마운팅하는 단계와; 상기 집적회로부와 상기 수정편 및 상기 관통공에 충진된 도전성 페이스트가 상호간에 접속되도록 연결하는 단계와; 상기 집적회로부와 상기 수정편 및 상기 기판 상면이 밀폐되도록 상기 기판과 동일한 재질을 가지고 실링(sealing)하는 단계;를 포함한다.

본 고안에 따른 수정 발진기를 제조하기 위한 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판의 재질은 세라믹이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 수정 발진기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 수정 발진기의 구성도이고, 도 4는 본 고안에 따른 수정 발진기를 제조하기 위한 방법의 흐름도이고, 도 5는 본 고안에 따른 수정 발진기의 세라믹 기판의 일실시예도이다.

도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 수정 발진기는 해당 주파수로 발진하도록 조정된 수정편(340)과, 이 수정편(340)을 지지하기 위한 지지부(350)와, 이 지지부(350)가 설치되며 수정 발진기(300)의 기저부를 형성하는 기판(320), 및 기판(320)상에 설치되며 수정편(340)의 주파수 조정을 위한 집적회로부(330; IC 칩)를 포함하여 이루어진다. 기판(320)에는 다수개의 관통공(321)이 형성되며 이들 관통공(321)에는 이들 관통공(321)을 통해 기판(320)의 상면(320f; 도 5)과 하면(320b) 사이의 전기적 연결이 가능하도록 하는 전도성 물질(페이스트)(322)이 충진된다. 따라서, 기판(320)에 형성된 관통공(321)은 인쇄회로기판(PCB)의스루홀(through hole)과 같은 작용을 한다고도 볼 수 있다. 관통공(321)에 충진된 전도성 물질(322)은 통상적인 수정 발진기들에서와 마찬가지로 소정의 전도성 와이어(w)에 의해 집적회로부(330)와 전기적으로 접속된다.

한편, 기판(320)에 형성된 관통공(321)에 충진된 전도성 물질(322)은 도시한 바와 같이 본 고안의 수정 발진기(300)가 이용되는 장소, 예를 들면 해당 인쇄회로기판에서 납땜(soldering)이 가능하도록 기판(320) 저면에서 철(凸)부(324)를 형성한다. 상기한 기판(320)은 바람직하게 세라믹 재질로 이루어지며, 본 고안의 수정 발진기(300)의 덮개(cover; 370) 또한 세라믹 재질로 이루어진다. 즉, 본 고안에 있어서, 기판(320)과 덮개(370)는 동일한 재질로 이루어진다.

그리고, 상기한 본 고안에 따른 수정 발진기를 제조하기 위한 본 고안의 수정 발진기를 제조하기 위한 방법은, 도 4에 도시한 바와 같이 세라믹 기판(320)을 준비하는 단계(S10)와, 세라믹 기판(320)에 다수개의 관통공(321)을 형성하는 단계(S12)와, 기판(320)의 상면(320f)에 형성된 회로패턴(325; 도 5)에 따라 도전성 페이스트를 도포하여 도전성 패턴(325; 도 5)을 형성하고 관통공(321)에 도전성 페이스트가 충진되게 하는 단계(S14)(S16)와, 기판(320)의 하면에 형성된 납땜 회로패턴에 따라 도전성 페이스트를 도포하여 납땜 회로패턴(327)을 형성하는 단계(S22)를 포함하여 이루어진다.

본 고안에 따른 수정 발진기를 제조하기 위한 방법은 통상적인 수정 발진기의 제조방법에서와 같이 상기 S16 단계와 S20 단계 후에 도포된 도전성 페이스트를 건조시키는 단계(S18)(S22)를 포함하며, 더불어서 기판(320) 상에 수정발진기(300)의 주파수 조정을 위한 집적회로부(330; IC chip)를 마운팅(mounting) 하는 단계(S23)와, 집적회로부(330) 상에 주파수 조정된 수정편(340)을 마운팅하는 단계(S24)를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 고안에 따른 수정 발진기의 제조방법은, IC 칩(330)과 수정편(340) 및 관통공(321)에 충진된 도전성 페이스트(322)가 상호간에 접속되도록 연결하는 단계(S25)를 포함하고, 나아가 통상적인 수정 발진기의 제조방법에서와 같이 수정편(340) 주파수를 최종적으로 조정하는 단계(S26)와, IC 칩(330)과 수정편(340) 및 기판(320) 상면이 밀폐되도록 기판(320)과 동일한 세라믹 재질을 가지고 실링(sealing)하는 단계(S28)와, S28 단계까지 거친 수정 발진기(300)의 누전(leakage) 검사를 하는 단계(S30), 제조된 수정 발진기(300)의 외표면에 발진주파수 및 제조와 관련한 내용 등을 인쇄하는 단계(S32), 제조된 수정 발진기(300)의 전기적 특성을 검사하는 단계(S34), 및 제조된 수정 발진기(300)들을 포장하는 단계(S36)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 수정 발진기의 작용을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

본 고안의 수정 발진기에 있어서, 세라믹 기판(320)에는 예를 들어 인쇄회로기판(PCB)에서와 같은 관통공(through hole)(321)이 형성되는데, 이 관통공(321)은 도 5에 도시한 바와 같이 세라믹 기판(320)의 상면(320f) 및 하면(320b)에 각각 형성된 회로 패턴(325)(327)을 연결시키는 작용을 한다. 관통공(321)을 통해 세라믹 기판(320)의 상면(320f) 및 하면(320b)에 형성된 회로 패턴(325)(327)이 연결되기위해서는 관통공(321)에 도전성 물질(페이스트)이 채워져야 하는데, 이것은 기판(320)에 회로 패턴(325)(327)을 형성하기 위한 도전성 페이스트의 도포시에 바람직하게 달성된다. 즉, 상기 회로 패턴(325)(327)을 형성하기 위한 도전성 페이스트의 도포시, 도전성 페이스트가 상기 관통공(321)에 흘러들어 채워지게 되고, 기판 하면(320b)에는 도전성 페이스트의 점성으로 인해 어느정도의 두께를 갖는 볼록한 부분, 즉 도전성 페이스 철부(324)가 자연스럽게 형성될 수 있게 된다. 기판 하면(320b)에 형성되는 철부(324)는 수정 발진기(300)가 사용되는 곳에서 납땜 부위로 사용될 것이라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

따라서, 본 고안에 따른 수정 발진기는 상기와 같이 기판(320)에 관통공(321)을 형성하고 이를 통해 기판 상면(320f)과 하면(320b)에 형성된 회로 패턴을 연결하고, 기판 하면(320b)에 볼록하게 형성된 관통공(321)의 철부(324)를 이용하여 다른 회로부분과 연결되도록 납땜할 수 있도록 구성되어 있어, 종래 수정 발진기에서와 같이 외부 회로와 연결을 위한 솔더용 레그(16; 도 1)(26; 도 2)를 설치하고 이를 위한 공정을 수행할 필요가 없기 때문에 제조공정 단계를 줄일 수 있고 나아가 제조단가를 줄일 수 있게 한다.

도 5에서 부재번호 321h는 본 고안의 세라믹 기판(320)의 관통공의 일실시예이다. 즉, 본 고안에 따른 관통공은 수정 발진기(300)의 기판(320)의 설계에 따라 다양하게 형성될 수 있는 것이다.

한편, 본 고안의 수정 발진기(300)는 절연체인 세라믹 기판(320)을 사용하기 때문에 기판(320)위에 집적회로부인 IC 칩(330)을 직접 탑재할 수 있고,수정편(340)은 지지부(350)를 통해 IC 칩(330) 상에 올려놓을 수 있으며, 실링을 통한 덮개 또한 기판(320)과 같은 재질의 절연 세라믹으로 할 수 있기 때문에 단층 구조로의 제조가 가능하다. 따라서, 본 고안의 수정 발진기는 그 만큼 구조 및 제조공정이 단순해지기 때문에 종래의 수정 발진기 보다 초박형 초소형화가 가능하고 그 제조단가를 현저하게 줄일 수 있다.

또한, 본 고안의 수정편(340)과 IC 칩(330), 그리고 전도성 페이스트(322) 상호간의 연결은 도 5에 도시한 바와 같은 회로 패턴(325)에 의해 달성되기 때문에 별도의 회로 연결 공정이 제거된다. 따라서, 그 만큼 수정 발진기의 제조공정이 줄어들어 제조단가를 낮출 수 있게 된다.

상기한 본 고안의 수정 발진기의 제조방법 이외에 추가적인 제조방법인 도전성 페이스트의 건조 공정(S18)(S22), 수정편(340)의 주파수 조정(S26), 누전검사(S30), 인쇄 공정(S32), 전기특성 검사(S34), 및 포장 공정(S36) 등은 바람직하게 통상적인 수정 발진기의 제조방법을 따른다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 그 상면과 하면의 회로패턴을 연결하는 관통공이 형성된 세라믹 기판 상에 수정 발진기의 요소부품들을 탑재하고, 수정 발진기의 덮개도 세라믹 재질로 하여 수정 발진기의 구조를 단층 구조로 단순화하고 그 제조공정 단계도 줄임으로써 생산단가를 획기적으로 줄이고 대량생산을 큰폭으로 개선함은 물론 단순한 구조를 통한 초박형 초소형화를 가능케 하는 이점을 제공한다.

이상 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 고안을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 고안의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (4)

1. 수정 발진기에 있어서,

   소정의 주파수로 발진하는 수정편;

   상기 수정편을 지지하기 위한 지지부;

   상기 지지부가 설치되며 상기 수정 발진기의 기저부를 형성하는 기판;

   상기 기판상에 설치되며 상기 수정편의 주파수 조정을 위한 집적회로부;를 포함하고,

   상기 기판에는 다수개의 관통공이 형성되며, 이들 관통공에는 이들 관통공을 통해 상기 기판의 상면(上面)과 하면(下面) 사이의 전기적 연결이 가능하도록 하는 전도성 물질이 충진되고,

   상기 관통공의 전도성 물질은 소정의 전도성 와이어에 의해 상기 집적회로부와 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 수정 발진기.
2. 제1항에 있어서, 상기 관통공에 충진된 전도성 물질은 상기 수정 발진기가이용되는 장소에서 납땜이 가능하도록 상기 기판 저면에서 철(凸)부를 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 수정 발진기.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판과 동일한 재질이며, 상기 수정 발진기의 덮개를 형성하는 덮개수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수정 발진기.
4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 및 덮개수단은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 수정 발진기.