KR20060112547A - Temperature compensated oscillator and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20060112547A KR1020050035106A KR20050035106A KR20060112547A KR 20060112547 A KR20060112547 A KR 20060112547A KR 1020050035106 A KR1020050035106 A KR 1020050035106A KR 20050035106 A KR20050035106 A KR 20050035106A KR 20060112547 A KR20060112547 A KR 20060112547A
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Abstract

A temperature compensated oscillator and a method of manufacturing the same are provided to remove an inconvenience of forming an additional piezoelectric element frequency output terminal at a surface of a package by monitoring an oscillated frequency through a TXCO frequency output terminal. A method for manufacturing a temperature compensated oscillator includes the steps of: recording a normal value of temperature compensated data at an IC, in a state of a part or a wafer(S1); mounting an IC chip including a temperature compensated unit and an oscillator, at which the normal value of the temperature compensated data is recorded, in a package(S2); mounting a piezoelectric element in the package(S3); sealing the package(S5); and correcting the normal value of the temperature compensated data recorded by the steps of recording the normal value of the temperature compensated data(S9).

Description

온도보상형 발진기 및 그 제조방법{TEMPERATURE COMPENSATED OSCILLATOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}TEMPERATURE COMPENSATED OSCILLATOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 종래 기술에 따른 온도보상형 발진기의 단면도1 is a cross-sectional view of a temperature compensated oscillator according to the prior art

도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 따른 온도보상형 발진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도2A through 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a temperature compensated oscillator according to the related art.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 온도보상형 발진기의 단면도 및 저면도 3A and 3B are a cross-sectional view and a bottom view of a temperature compensated oscillator according to the present invention.

도 4는 상기 온도보상형 발진기에 사용되는 IC칩의 구성 블록도 4 is a block diagram of an IC chip used in the temperature compensation oscillator

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 온도보상형 발진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도5A to 5E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a temperature compensated oscillator according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 온도보상형 발진기의 제조방법을 나타내기 위한 흐름도6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a temperature compensated oscillator according to the present invention.

도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 온도보상형 발진기의 온도에 따른 주파수 편차 특성 그래프7A and 7B are graphs of frequency deviation characteristics according to temperature of a temperature compensated oscillator according to the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

31 : 패키지 32 : IC칩31: package 32: IC chip

33 : 압전소자(수정편) 35 : 용접링33: piezoelectric element (correction piece) 35: welding ring

36 : IC단자 37 : TCXO 주파수 출력단자36: IC terminal 37: TCXO frequency output terminal

38 : 이온빔 39 : 커버38: ion beam 39: cover

41 : 온도검출부 42 : 온도보상부41: temperature detector 42: temperature compensator

43 : 발진부 44 : 출력단43: oscillator 44: output stage

50 : 프로브 스테이션 51 : IC단품 또는 웨이퍼 상태의 IC50: probe station 51: IC in single unit or wafer state

본 발명은 온도보상형 발진기 및 그 제조방법에 관한 것으로, IC칩을 탑재하기 전에 미리 온도보상데이터의 일반값을 입력시킴으로써, 온도 및 상온 주파수특성 등의 정밀한 보상을 가능하게 할 뿐만 아니라, 수정편 주파수 출력단자가 필요없게 됨에 따라 패키지의 측면의 강도가 더욱 개선되고, 제품을 더욱 소형화할 수 있는 온도보상형 발진기 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a temperature compensated oscillator and a method for manufacturing the same. By inputting a general value of temperature compensation data in advance before mounting an IC chip, it is possible not only to precisely compensate for temperature and room temperature frequency characteristics, but also to The present invention relates to a temperature compensated oscillator and a method of manufacturing the same, which further improve the strength of the side surface of the package as the frequency output terminal is not needed and further reduce the size of the product.

온도보상형 발진기는 여러 가지 분야에서 사용되고 있는데, 최근 이동통신단말기 등의 휴대용 이동통신기에 많이 사용되고 있다. 이러한 온도보상형 발진기는 일반적으로 진동자(예를 들어, 수정편)를 진동원으로하는 발진회로를 구성하고, 상기 발진회로에 주파수가변수단을 사용한 온도보상회로를 설치하여, 상기 진동자의 온도에 따른 3차곡선의 온도특성을 보정하는 것에 의해 발진주파수를 안정화시키도록 하는 방법이 사용되고 있다.Temperature compensating oscillators are used in various fields. Recently, they are used in portable mobile communication devices such as mobile communication terminals. Such a temperature compensating oscillator generally constitutes an oscillation circuit using a vibrator (for example, a crystal) as a vibration source, and a temperature compensation circuit using a frequency variable stage is installed in the oscillation circuit, and according to the temperature of the vibrator. A method of stabilizing the oscillation frequency is used by correcting the temperature characteristic of the cubic curve.

상기 진동자를 수정편으로 사용하는 온도보상형 수정발진기(Temperature-Compensated Crystal Oscillator: TCXO)에 있어서, 상기 수정편 및 집적회로(이하 'IC'라 칭함) 칩 내에 형성되는 발진회로는, 제조상의 불균형 등의 문제로 인하여 모든 발진회로를 완전히 동일하게 제조할 수는 없기 때문에, 각각 다른 온도-주파수 특성을 갖게 된다. 따라서, 모든 발진회로를 동일한 기준에 의해 온도보상을 할 수는 없다.In a temperature-compensated crystal oscillator (TCXO) using the oscillator as a crystal piece, an oscillation circuit formed in the crystal piece and an integrated circuit (hereinafter referred to as an 'IC') chip has a manufacturing imbalance. Since not all oscillating circuits can be manufactured exactly the same due to such problems, they have different temperature-frequency characteristics. Therefore, not all oscillation circuits can compensate for temperature by the same criteria.

따라서, 개개의 발진회로마다 다른 보상데이터를 작성하여 보상데이터기억회로에 기억시키는 것이 필요하게 된다. 그러나, 상기 수정편의 특성의 불균형이 크면 온도보상이 불가능하기 때문에, 될 수 있는 한 미리 상기 수정편의 주파수편차 특성이 갖추어지도록 조정해야 한다.Therefore, it is necessary to create different compensation data for each oscillation circuit and store it in the compensation data memory circuit. However, since the temperature compensation is impossible if the characteristics of the crystal piece have a large imbalance, it should be adjusted so as to have the frequency deviation characteristics of the crystal piece as far as possible.

또한, 최근에 정보통신과 디지털 기술의 발전으로 높은 주파수 영역에서 사용되고, 빠른 데이터 처리속도 및 새로운 재료, 부품 및 모듈, 기판에 대한 수요자의 요구가 커지고 있는 실정이며, 특히 이동통신 부품의 경우, 소형화, 다중밴드화, 고주파화 추세에 따라 이동통신 단말기의 기준 클럭(clock) 및 주파수로 사용되는 온도보상형 발진기도 역시 소형화, 고집적화 및 고주파화한 구조가 요구되고 있다.In addition, recently, the development of information and communication technology has been used in the high frequency range, and the demand for fast data processing and new materials, components, modules, and substrates is increasing, especially in the case of mobile communication components, miniaturization In accordance with the trend of multiband and high frequency, temperature compensated oscillators used as reference clocks and frequencies of mobile communication terminals are also required to be miniaturized, highly integrated, and high frequency.

도 1은 종래 기술에 따른 온도보상형 발진기의 단면도를 나타낸다. 1 is a cross-sectional view of a temperature compensated oscillator according to the prior art.

도 1에 도시한 바와 같이, 패키지(1) 내에 형성된 캐비티 하부에, 발진부 및 온도보상부 등으로 구성된 IC칩(2)이 탑재되며, 상기 패키지(1) 내의 상기 IC칩(2) 상부에, 사용자가 원하는 주파수를 발진하는 압전소자(3)가 탑재되는데, 상기 압전소자(3)로서, 주파수 안정도가 우수한 수정편(3)이 통상적으로 사용된다.As shown in FIG. 1, an IC chip 2 composed of an oscillation unit, a temperature compensation unit, and the like is mounted on a lower portion of a cavity formed in the package 1, and on an upper portion of the IC chip 2 in the package 1. A piezoelectric element 3 for oscillating a frequency desired by a user is mounted. As the piezoelectric element 3, a crystal piece 3 having excellent frequency stability is usually used.

그리고, 상기 IC칩(2)과 수정편(3)이 탑재된 상기 패키지(1)의 상부는, 용접링(5) 등을 접착수단으로 사용하여 커버(9)로서 밀봉된다. 이때, 커버는 통상적으로 리드(lid)를 사용하며, 이로써 패키지(1)내의 수정편(3)이 외부로부터 보호되게 된다.The upper portion of the package 1 on which the IC chip 2 and the crystal piece 3 are mounted is sealed as a cover 9 using a welding ring 5 or the like as an adhesive means. In this case, the cover typically uses a lid, so that the crystal piece 3 in the package 1 is protected from the outside.

또한, 상기 패키지(1)의 측면에는, TCXO 주파수 출력단자(미도시)와는 별도로 수정편 주파수 출력단자(4)가 형성된다.In addition, the crystal frequency output terminal 4 is formed on the side of the package 1 separately from the TCXO frequency output terminal (not shown).

이는, 온도보상부에 있는 보상데이터기록부의 각 레지스터에 각 비트가 모두 '0' 이거나 모두 '1'인 데이터가 기록되어 있다면, 상기 TCXO 주파수 출력단자를 통해 모니터링한 상기 수정편(3)의 발진주파수 값은 실제 발진주파수 값을 왜곡하여 출력하게 되므로, 상기 패키지(1)의 측면에 별도로 형성된 수정편 주파수 출력단자(4)를 통하여 직접 상기 수정편(43)의 발진주파수를 모니터링하며, 그 결과 를 기초로 수정편의 발진주파수를 조정한다.This means that the oscillation of the crystal 3 monitored through the TCXO frequency output terminal if data in which each bit is '0' or all '1' is recorded in each register of the compensation data recorder in the temperature compensator. Since the frequency value distorts the actual oscillation frequency value, the oscillation frequency of the crystal piece 43 is directly monitored through the crystal frequency output terminal 4 formed separately on the side of the package 1, and as a result, Adjust the oscillation frequency of the crystal on the basis of.

도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 따른 온도보상형 발진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도로서 각각의 공정들을 도면을 참조하여 이하 상세하게 설명한다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a temperature compensated oscillator according to the related art, which will be described below in detail with reference to the drawings.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 패키지(1)내에 형성된 캐비티 하부에 상기 IC칩(2)을 탑재한다.First, as shown in FIG. 2A, the IC chip 2 is mounted on the lower portion of the cavity formed in the package 1.

그 다음, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 패키지(1) 내에 있는 상기 IC칩(2) 상부에, 수정편(3)을 탑재한다.Next, as shown in FIG. 2B, the crystal piece 3 is mounted on the IC chip 2 in the package 1.

그 다음, 도 2c에 도시한 바와 같이, 기준온도(일반적으로 상온: 25℃)에서 네트워크 어낼라이저(미도시) 등으로 외부에서 상기 수정편을 공진시키고, 수정편 주파수 출력단자(4) 등으로 상기 수정편의 공진주파수를 모니터링하면서, 이온빔(8) 등으로 상기 수정편 표면의 전극막을 제거하여 원하는 주파수가 되도록 조정한다.Next, as shown in FIG. 2C, the crystal piece is externally resonated with a network analyzer (not shown) at a reference temperature (normally 25 ° C.), and the crystal frequency output terminal 4 is used. While monitoring the resonance frequency of the crystal piece, the electrode film on the surface of the crystal piece is removed using an ion beam 8 or the like to adjust to a desired frequency.

그 다음, 도 2d에서 도시한 바와 같이, 상기 패키지를 커버(9)로써 밀봉(sealing)한다.Then, as shown in FIG. 2D, the package is sealed with a cover 9.

그 다음, 상기 수정편과 IC칩이 탑재된 패키지를 다양한 온도상태로 노출시키고, 그 각 온도상태에서 발진주파수를 측정하여, 원하는 발진주파수와의 차를 측정하고, 그 후, 마지막으로 상기 측정치에 따라 온도보상데이터를 작성하여, 상기 온도보상데이터를 상기 IC칩의 온도보상데이터기록부에 기록하게 된다.Then, the crystal piece and the package on which the IC chip is mounted are exposed to various temperature conditions, and the oscillation frequency is measured at each temperature state, and the difference with the desired oscillation frequency is measured. Temperature compensation data is created accordingly, and the temperature compensation data is recorded in the temperature compensation data recording section of the IC chip.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 온도보상형 발진기의 제조방법에 있어서는, 상기 패키지에 상기 IC칩과 압전소자를 기본으로 발진회로를 구성하여 발진동작을 하게 하였을 때의 발진주파수와, 미리 조정한 공진주파수와의 사이에 편차가 발생하는 문제점이 있었다.However, in the manufacturing method of the conventional temperature compensation oscillator as described above, the oscillation frequency and the pre-adjusted resonance when the oscillation operation is made by configuring the oscillation circuit based on the IC chip and the piezoelectric element in the package. There was a problem that a deviation occurs between the frequency.

한편, 상기 IC칩 내의 상기 온도보상부의 보상데이터기록부에는 적절한 보상데이터가 기록되어 있지 않고, 그 각 레지스터에는 각 비트가 모두 '0' 이거나, 모두 '1'인 데이터가 기록되어 있었기 때문에, 상기 수정편 주파수 출력단자 없이는 수정편의 발진주파수를 조정할 수 없을 뿐만 아니라, 그 후의 상기 온도보상데이터의 작성도 적절히 수행할 수 없는 문제점이 있었다. On the other hand, no appropriate compensation data is recorded in the compensation data recording section of the temperature compensating section in the IC chip, and since each bit has '0' or all '1' data recorded in each register, the correction is performed. Without the frequency output terminal, the oscillation frequency of the crystal could not be adjusted, and thereafter, the temperature compensation data could not be properly created.

또한, 수정편 주파수 출력단자가 차지하는 공간으로 인해 소형화 및 패키지 의 강도가 적절히 개선될 수 없는 문제점이 있었다.In addition, due to the space occupied by the crystal frequency output terminal, there is a problem that the size and strength of the package cannot be properly improved.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, IC칩 탑재 이전에 온도보상데이터의 일반값을 미리 입력함으로써 고품질의 온도 및 상온 주파수 보상 특성을 갖고, 또한 제품을 더욱 소형화하며 패키지의 강도를 개선할 수 있는 온도보상형 발진기 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and by inputting the general value of the temperature compensation data in advance before the IC chip is mounted, it has high quality temperature and room temperature frequency compensation characteristics, and further miniaturizes the product and improves the strength of the package. The present invention provides a temperature compensated oscillator and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 온도보상형 발진기의 제조방법은, 단품 혹은 웨이퍼 상태에 있는 IC에 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 단계; 상기 온도보상데이터의 일반값이 기록된 온도보상부 및 발진부를 포함하는 IC칩을 패키지 내에 탑재하는 단계; 상기 패키지 내에 압전소자를 탑재하는 단계; 상기 패키지를 밀봉하는 단계; 및 상기 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 단계에 의하여 기록된 온도보상데이터의 일반값을 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a temperature compensated oscillator, the method comprising: recording a general value of temperature compensation data into an IC in a single product or a wafer state; Mounting an IC chip in a package including a temperature compensator and an oscillator, in which a general value of the temperature compensation data is recorded; Mounting a piezoelectric element in the package; Sealing the package; And correcting the general value of the recorded temperature compensation data by recording the general value of the temperature compensation data.

여기서, 상기 온도보상데이터의 일반값은, 상기 패키지에 압전소자를 탑재하기 전에 상기 압전소자에 대한 온도에 따른 주파수 편차특성 실험을 통하여 선택된 값인 것을 특징으로 한다.The general value of the temperature compensation data may be a value selected through a frequency deviation characteristic experiment with temperature on the piezoelectric element before the piezoelectric element is mounted on the package.

그리고, 상기 압전소자로서 수정편을 사용하는 것을 특징으로 한다.A crystal piece is used as the piezoelectric element.

또한, 상기 압전소자를 탑재한 후, 상기 압전소자의 발진주파수를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, after mounting the piezoelectric element, it characterized in that it further comprises the step of adjusting the oscillation frequency of the piezoelectric element.

이때, 상기 압전소자의 발진주파수를 조정하는 방법은, 상기 패키지에 형성된 TCXO 주파수 출력단자를 통해 상기 발진주파수를 모니터링하면서 조정하는 것을 특징으로 한다. At this time, the method for adjusting the oscillation frequency of the piezoelectric element, characterized in that for adjusting while monitoring the oscillation frequency through the TCXO frequency output terminal formed in the package.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 온도보상형 발진기는, 패키지; 상기 패키지 내에 탑재되며, 온도보상데이터의 일반값이 기록되어 있는 온도보상부 및 발진부를 포함하는 IC칩; 상기 패키지 내의 IC칩 상부에 탑재되는 압전소자; 상기 패키지를 밀봉하는 커버; 및 상기 패키지의 표면에 형성되며, 상기 IC칩에 온도보상데이터를 입출력할 수 있는 IC단자를 포함한 것을 특징으로 한다.On the other hand, the temperature compensation oscillator according to the present invention for achieving the above object, the package; An IC chip mounted in the package, the IC chip including a temperature compensator and an oscillator, in which a general value of temperature compensation data is recorded; A piezoelectric element mounted on the IC chip in the package; A cover for sealing the package; And an IC terminal formed on a surface of the package and capable of inputting and outputting temperature compensation data to the IC chip.

여기서, 상기 온도보상형 발진기는, 상기 패키지의 표면에 형성되며, 상기 압전소자의 발진주파수를 조정하기 위해 상기 발진주파수를 출력하는 TCXO 주파수 출력단자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the temperature compensation oscillator is formed on the surface of the package, characterized in that it further comprises a TCXO frequency output terminal for outputting the oscillation frequency in order to adjust the oscillation frequency of the piezoelectric element.

그리고, 상기 압전소자는 수정편인 것을 특징으로 한다.The piezoelectric element is characterized in that the crystal piece.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 온도보상형 발진기의 단면도 및 저면도이고, 도 4는 상기 온도보상형 발진기에 사용되는 IC칩의 구성 블록도를 나타낸다.3A and 3B are sectional views and a bottom view of the temperature compensation oscillator according to the present invention, and FIG. 4 shows a block diagram of an IC chip used in the temperature compensation oscillator.

먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 패키지(31) 내에 형성된 캐비티 하부에, 발진부 및 온도보상부 등으로 구성된 IC칩(32)이 탑재된다. 여기서, 상기 IC칩(32)에는 단품 혹은 웨이퍼 상태에서 미리 입력시킨 온도보상데이터의 일반값이 기록되어 있다.First, as shown in FIG. 3A, an IC chip 32 composed of an oscillation unit, a temperature compensation unit, and the like is mounted on a lower portion of a cavity formed in the package 31. Here, the IC chip 32 records the general value of the temperature compensation data previously inputted in the unit or wafer state.

그리고, 상기 패키지(31) 내의 IC칩(32) 상부에, 사용자가 원하는 주파수를 발진하는 압전소자(33)가 탑재되는데, 본 실시예에서는 압전소자(33)로서, 주파수 안정도가 우수한 수정편(33)을 사용한다.In addition, a piezoelectric element 33 for oscillating a frequency desired by a user is mounted on the IC chip 32 in the package 31. In this embodiment, the piezoelectric element 33 is a crystal piece having excellent frequency stability. 33).

상기 IC칩(32)과 수정편(33)이 탑재된 상기 패키지(31)의 상부는, 용접링(35) 등을 접착수단으로 사용하여 커버(39)에 의하여 밀봉된다. 이때, 상술한 바와 같이 커버는 통상적으로 리드(lid)를 사용하며, 이로써 패키지(31)내의 수정편(33)이 외부로부터 보호되게 된다.The upper portion of the package 31 on which the IC chip 32 and the crystal piece 33 are mounted is sealed by a cover 39 using a welding ring 35 or the like as an adhesive means. At this time, as described above, the cover typically uses a lid, so that the crystal piece 33 in the package 31 is protected from the outside.

여기서, 상기 IC칩(32)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 온도상태를 검출하는 온도검출부(41)와, 상기 압전소자(33)를 통해 사용자가 원하는 주파수를 발진하는 발진부(43)와, 상기 온도검출부(41)로부터의 온도검출신호에 근거하여 상기 발진부(43)의 출력단(44)에 출력되는 신호의 주파수를 일정하게 유지하는 온도보상부(42)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 온도보상부(42)에는 온도보상데이터를 기록할 수 있는 메모리부(예를 들어, EEPROM : 미도시)가 내장되어 있다.Here, as shown in FIG. 4, the IC chip 32 includes a temperature detector 41 for detecting a temperature state, an oscillator 43 for oscillating a frequency desired by a user through the piezoelectric element 33; And a temperature compensator 42 for maintaining a constant frequency of the signal output to the output terminal 44 of the oscillator 43 based on the temperature detection signal from the temperature detector 41. The temperature compensator 42 includes a memory unit (for example, EEPROM: not shown) capable of recording temperature compensation data.

한편, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 온도보상형 발진기 저면의 양측면에는 상기 IC칩(32)에 온도보상데이터를 입출력할 수 있는 IC단자(36)가 형성되어 있고, 상기 온도보상형 발진기 저면에는 상기 수정편(33)의 발진주파수를 모니터링할 수 있는 TCXO 주파수 출력단자(37)가 형성되어 있다.On the other hand, as shown in Figure 3b, on both sides of the bottom surface of the temperature compensation oscillator is formed IC terminal 36 capable of inputting and outputting temperature compensation data to the IC chip 32, the bottom of the temperature compensation oscillator The TCXO frequency output terminal 37 for monitoring the oscillation frequency of the crystal piece 33 is formed therein.

여기서, 상기 IC단자(36)와 TCXO 주파수 출력단자(37)는 상기 패키지(31)의 표면의 어느 곳에 형성되어도 상관없으나, 제조공정의 편리성 등을 고려하여 각각 상기 패키지(31) 저면의 양측부 및 좌측상단에 형성한다.Here, the IC terminal 36 and the TCXO frequency output terminal 37 may be formed anywhere on the surface of the package 31, but both sides of the bottom surface of the package 31 are considered in consideration of the convenience of the manufacturing process. It forms in the upper part and the upper left corner.

본 실시예에 의한 온도보상형 발진기는 종래의 온도보상형 발진기에 필수적으로 형성되어 있는 수정편 주파수 출력단자(미도시)가 형성되어 있지 않은 특징이 있는데, 이에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다.The temperature compensated oscillator according to the present embodiment has a feature that a crystal frequency output terminal (not shown), which is essentially formed in a conventional temperature compensated oscillator, is not formed, which will be described in detail later.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 온도보상형 발진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이고, 도 6은 그 제조방법을 나타내기 위한 흐름도이다.5A to 5E are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a temperature compensated oscillator according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart illustrating the method of manufacturing the same.

상기 도 5a 내지 도 5e와 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 온도보상형 발진기의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.The method of manufacturing the temperature compensated oscillator according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5E and FIG. 6.

먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 상기 패키지(31)에 IC칩을 탑재하기 전에, 단품 혹은 웨이퍼(wafer; 51)상태에 있는 IC에 온도보상데이터의 일반값을 기록한다(S1). First, as shown in Fig. 5A, before mounting the IC chip in the package 31, the general value of the temperature compensation data is recorded in the IC in a single unit or wafer 51 state (S1).

이때, 단품 혹은 웨이퍼(51) 상태에 있는 IC에 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 방법에 있어서, 반도체 측정장비인 프로브 스테이션(probe station; 50)을 이용한 시뮬레이션을 통해 측정된 온도보상테이터의 일반값을 IC EEPROM에 입력하여 기록한다.At this time, in the method for recording the general value of the temperature compensation data in the IC in the state of a single product or wafer 51, the general of the temperature compensation data measured through a simulation using a probe station 50 which is a semiconductor measuring device. Record the value by entering it into IC EEPROM.

여기서, 상기 온도보상데이터의 일반값은, 상기 수정편(33)이 다양한 온도 하에서 편차를 일으키는 주파수를 보정(보상)하기 위한 값으로서, 이러한 온도보상데이터의 일반값은, 통상적으로 상기 수정편(33)을 상기 패키지(31)에 탑재하기 전, 다양한 온도에서 노출시키는 실험을 통해 얻게 되는 값이다.Here, the general value of the temperature compensation data is a value for correcting (compensating) the frequency at which the correction piece 33 causes a deviation under various temperatures, and the general value of the temperature compensation data is usually the correction piece ( 33) is a value obtained by experimenting with exposure at various temperatures before mounting the package 31.

그 다음, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 패키지(31) 내에 형성된 캐비티 하부에 상기 IC칩(32)을 탑재한다(S2).Next, as shown in FIG. 5B, the IC chip 32 is mounted on the lower portion of the cavity formed in the package 31 (S2).

그 다음, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 패키지(31) 내에 있는 상기 IC칩(32) 상부에, 사용자가 원하는 주파수를 발진하기 위한 수정편(33)을 탑재한다(S3).Then, as shown in Fig. 5C, the crystal piece 33 for oscillating the frequency desired by the user is mounted on the IC chip 32 in the package 31 (S3).

그 다음, 도 5d에 도시한 바와 같이, 주파수 카운터(frequency counter) 등으로 상기 수정편(33)의 발진주파수를 모니터링하면서 이온빔(38) 등으로 상기 수정편(33) 표면의 전극막을 제거함으로써, 기준온도(일반적으로 상온: 25℃) 하에서 상기 수정편(43)의 발진주파수를, IC칩이 보정할 수 있는 편차를 가지는 주파수가 되도록 조정한다(S4).Then, as shown in FIG. 5D, by removing the electrode film on the surface of the crystal piece 33 with an ion beam 38 or the like while monitoring the oscillation frequency of the crystal piece 33 with a frequency counter or the like, The oscillation frequency of the quartz crystal piece 43 is adjusted to a frequency having a deviation that can be corrected by the IC chip at a reference temperature (normally 25 ° C) (S4).

이때, 상기 수정편(33)의 발진주파수를 모니터링하는 방법은, 상기 패키지(31) 저면 중심부에 형성된 상기 TCXO 주파수 출력단자(37)를 통해 모니터링할 수 있는데, 이는 S1 공정에서 이미, 상기 IC칩(32)을 구성하고 있는 상기 온도보상부(42)의 메모리부에 온도보상데이터의 일반값을 기록하였기 때문에 가능하다.At this time, the method for monitoring the oscillation frequency of the crystal piece 33 can be monitored through the TCXO frequency output terminal 37 formed at the center of the bottom surface of the package 31, which is already in the S1 process, the IC chip This is possible because the general value of the temperature compensation data is recorded in the memory section of the temperature compensation section 42 which constitutes (32).

만약, 종래와 같이 상기 온도보상부(42)의 메모리부의 각 레지스터에, 각 비트가 모두 '0' 이거나 모두 '1'인 데이터가 기록되어 있다면, 상기 TCXO 주파수 출력단자(37)를 통해 모니터링한 상기 수정편(33)의 발진주파수 값은 실제 발진주 파수 값을 왜곡하여 출력하게 되므로, 종래에는 상기 패키지(31)의 측면에 별도로 형성된 수정편 주파수 출력단자(미도시)를 통해 직접 상기 수정편(33)의 발진주파수를 모니터링할 수 밖에 없었다.If, as in the prior art, data is recorded in each register in the memory unit of the temperature compensator 42, each bit is '0' or all '1', it is monitored through the TCXO frequency output terminal 37. Since the oscillation frequency value of the crystal piece 33 distorts the actual oscillation frequency value, conventionally, the crystal piece directly through a crystal frequency output terminal (not shown) separately formed on the side of the package 31. The oscillation frequency of (33) had to be monitored.

따라서, 본 실시예에 의하면 상기 수정편 주파수 출력단자(미도시)를 통할 필요없이 상기 TCXO 주파수 출력단자(37)를 통해 상기 수정편(33)의 발진주파수를 모니터링하면서 상기 수정편(33)의 발진주파수를, IC칩이 보정할 수 있는 편차를 가지는 주파수가 되도록 조정할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, the oscillation frequency of the crystal piece 33 is monitored through the TCXO frequency output terminal 37 without having to go through the crystal frequency output terminal (not shown). The oscillation frequency can be adjusted to be a frequency having a deviation that the IC chip can correct.

다만, 경우에 따라서, 상기 수정편(33)이 기준온도하에서 IC칩이 보정할 수 있는 편차를 가진 주파수를 발진한다면, 상기 수정편(33)의 발진주파수를 IC칩이 보정할 수 있는 편차를 가진 주파수가 되도록 조정하는 단계(S4)는 생략될 수 있다.In some cases, however, if the crystal piece oscillates at a frequency having a deviation that the IC chip can correct under a reference temperature, the deviation that the IC chip can correct the oscillation frequency of the crystal piece 33 is determined. The step S4 of adjusting to the excitation frequency can be omitted.

그 다음, 도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 패키지(31)의 측벽 상면에 용접링(35) 등을 사용하여 커버(39)를 접착함으로써, 상기 패키지(31)를 밀봉한다(S5). Next, as shown in FIG. 5E, the cover 31 is sealed by attaching the cover 39 to the upper surface of the sidewall of the package 31 using the welding ring 35 or the like (S5).

마지막으로, 상기 패키지가 밀봉된 상태에서, 상기 패키지를 다양한 온도상태로 노출시키면서 그 각 온도상태에서 발생한 주파수 편차를 TCXO 주파수 출력단자를 통해 측정하는 단계(S6)와, 그 측정치가 사용자가 원하는 주파수 편차 범위내인지 여부를 판단하는 단계(S7)가 수행된다.Finally, while the package is sealed, measuring the frequency deviation generated in each temperature state while exposing the package to various temperature states through a TCXO frequency output terminal (S6), and the measured value is a frequency desired by the user. A step S7 of determining whether it is within the deviation range is performed.

만약, 그 측정치가, 사용자가 원하는 주파수 편차 내라면 별도의 보정(보상) 과정을 거치지 않고 본 실시예에 의한 온도보상형 발진기의 제조를 완성한다.If the measured value is within the frequency deviation desired by the user, the manufacture of the temperature compensation oscillator according to the present embodiment is completed without performing a separate correction (compensation) process.

그러나, 그 측정치가 사용자가 원하는 주파수 편차를 벗어난 것이라면, 그 측정치에 따른 실제의 온도보상데이터를 작성한 후(S8), 상기 온도보상부의 메모리부에 기록된 온도보상데이터의 일반값을 상기 작성된 실제의 온도보상데이터 값으로 보정함으로써 본 실시예에 의한 온도보상형 발진기의 제조를 완성한다(S9).However, if the measured value is outside the frequency deviation desired by the user, the actual temperature compensation data is written according to the measured value (S8), and then the general value of the temperature compensation data recorded in the memory part of the temperature compensation part is written. The temperature compensation oscillator according to the present embodiment is manufactured by correcting the temperature compensation data value (S9).

도 7a는 상기 온도보상부(42)의 메모리부에 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 단계를 수행하지 않은 경우의 온도에 따른 주파수 특성 그래프로서, 도 7a에서 확인되는 바와 같이, 상기 온도보상부(42)의 메모리부에 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 단계를 수행하지 않고 온도보상형 발진기를 제조하면, 본래의 수정편이 가지고 있는 온도에 따른 주파수 특성이 그대로 나타나게 되어, 온도에 따라 최대 10ppm의 주파수 편차를 발생시키게 된다.FIG. 7A is a graph of frequency characteristics according to temperature when the general value of temperature compensation data is not recorded in the memory unit of the temperature compensator 42. As shown in FIG. 7A, the temperature compensator If the temperature compensating oscillator is manufactured without performing the step of recording the general value of the temperature compensation data in the memory unit of (42), the frequency characteristic according to the temperature of the original crystal piece is displayed as it is, and at most 10 ppm Will generate a frequency deviation of.

한편, 도 7b는 상술한 본 실시예에 의해 제조된 온도보상형 발진기의 온도에 따른 주파수 특성 그래프로서, 도 7b에서 확인되는 바와 같이, 상술한 실시예에 따라 상기 온도보상부(42)의 메모리부에 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 단계를 수행한 후 온도보상형 발진기를 제조하면, 본래의 수정편이 가지고 있는 온도에 따른 주파수 특성이 보정(보상)됨으로써, 온도에 따른 주파수편차를 대폭 감소시키게 된다.Meanwhile, FIG. 7B is a graph of frequency characteristics according to the temperature of the temperature compensation oscillator manufactured by the above-described embodiment. As shown in FIG. 7B, the memory of the temperature compensation unit 42 according to the above-described embodiment is shown. If the temperature compensation oscillator is manufactured after the step of recording the general value of the temperature compensation data in the unit, the frequency characteristic is corrected (compensated) according to the temperature of the original crystal, thereby greatly reducing the frequency deviation according to the temperature. Let's go.

또한 상기 S8 및 S9 공정을 통해 상기 온도보상부의 메모리부에 기록된 온도보상데이터의 일반값을 상기 작성된 실제의 온도보상데이터 값으로 보정함으로써 온도에 따른 주파수 편차가 최대 1ppm 이하가 되도록 할 수 있어, 더욱 정밀한 온도보상이 되며, 따라서 사용자가 원하는 주파수 편차를 가지는 고품질의 온도보상 형 발진기를 제조할 수 있다. In addition, through the steps S8 and S9 by correcting the general value of the temperature compensation data recorded in the memory unit of the temperature compensation unit with the actual temperature compensation data value created, the frequency deviation according to the temperature can be up to 1ppm or less, The temperature compensation becomes more precise, and thus a high quality temperature compensated oscillator having a frequency deviation desired by the user can be manufactured.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and various substitutions, modifications, and changes within the scope without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It will be appreciated that such substitutions, changes, and the like should be considered to be within the scope of the following claims.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 온도보상형 발진기 및 그 제조방법에 의하면, 패키지에 IC칩을 탑재하기 전, 단품 혹은 웨이퍼 상태에 있는 IC에 미리 온도보상데이터의 일반값을 입력시킴으로써, TCXO 상온주파수 특성을 보다 정밀하게 보상할 수 있으며, 후에 별도의 온도보상과정을 실행하더라도 미리 입력된 온도보상데이터의 일반값만 보정하면 되므로, 조정공정이 간소화되고 더욱 정밀한 온도보상이 가능하게 되는 효과가 있다.As described above, according to the temperature compensation oscillator according to the present invention and a manufacturing method thereof, the TCXO room temperature is inputted by inputting a general value of temperature compensation data in advance to the IC in a single product or wafer state before mounting the IC chip in the package. The frequency characteristics can be compensated more precisely, and even if a separate temperature compensation process is performed later, only the general values of the pre-entered temperature compensation data need to be corrected, so that the adjustment process is simplified and more accurate temperature compensation is possible. .

아울러, 압전소자(수정편)의 발진주파수를 조정하는 단계에서 TCXO 주파수 출력단자를 통해 상기 발진주파수를 모니터링할 수 있으므로, 별도의 압전소자(수정편) 주파수 출력단자를 패키지 표면에 형성할 필요가 없게 되고, 따라서 상기 패키지의 측면의 강도가 더욱 강화될 뿐만 아니라, 제품을 더욱 소형화할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the oscillation frequency can be monitored through the TCXO frequency output terminal in the step of adjusting the oscillation frequency of the piezoelectric element (crystal), it is necessary to form a separate piezoelectric element (crystal) frequency output terminal on the package surface. There is no advantage, so that the strength of the side of the package is further strengthened, and there is an advantage that the product can be further miniaturized.

Claims (8)

단품 혹은 웨이퍼 상태에 있는 IC에 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 단계;Recording the general value of the temperature compensation data into the IC in the unit or wafer state; 상기 온도보상데이터의 일반값이 기록된 온도보상부 및 발진부를 포함하는 IC칩을 패키지 내에 탑재하는 단계;Mounting an IC chip in a package including a temperature compensator and an oscillator, in which a general value of the temperature compensation data is recorded; 상기 패키지 내에 압전소자를 탑재하는 단계;Mounting a piezoelectric element in the package; 상기 패키지를 밀봉하는 단계; 및Sealing the package; And 상기 온도보상데이터의 일반값을 기록하는 단계에 의하여 기록된 온도보상데이터의 일반값을 보정하는 단계;를 포함하는 온도보상형 발진기의 제조방법Correcting the general value of the recorded temperature compensation data by recording the general value of the temperature compensation data; 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도보상데이터의 일반값은, The general value of the temperature compensation data, 상기 패키지에 압전소자를 탑재하기 전에 상기 압전소자에 대한 온도에 따른 주파수 편차특성 실험을 통하여 선택된 값인 것을 특징으로 하는 온도보상형 발진기의 제조방법 Before the piezoelectric element is mounted on the package, the temperature compensation oscillator manufacturing method characterized in that the selected value through the frequency deviation characteristic experiments with respect to the piezoelectric element. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압전소자로서 수정편을 사용하는 것을 특징으로 하는 온도보상형 발진기의 제조방법A method of manufacturing a temperature compensated oscillator, characterized in that a crystal piece is used as the piezoelectric element. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 압전소자를 탑재한 후, 상기 압전소자의 발진주파수를 조정하는 단계를 더 포함하는 온도보상형 발진기의 제조방법After mounting the piezoelectric element, the method of manufacturing a temperature compensation oscillator further comprising the step of adjusting the oscillation frequency of the piezoelectric element. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 압전소자의 발진주파수를 조정하는 방법은,The method for adjusting the oscillation frequency of the piezoelectric element, 상기 패키지에 형성된 TCXO 주파수 출력단자를 통해 상기 발진주파수를 모니터링하면서 조정하는 것을 특징으로 하는 온도보상형 발진기의 제조방법Method of manufacturing a temperature compensated oscillator, characterized in that for adjusting while monitoring the oscillation frequency through the TCXO frequency output terminal formed in the package 패키지;package; 상기 패키지 내에 탑재되며, 온도보상데이터의 일반값이 기록되어 있는 온도보상부 및 발진부를 포함하는 IC칩;An IC chip mounted in the package, the IC chip including a temperature compensator and an oscillator, in which a general value of temperature compensation data is recorded; 상기 패키지 내의 IC칩 상부에 탑재되는 압전소자;A piezoelectric element mounted on the IC chip in the package; 상기 패키지를 밀봉하는 커버; 및A cover for sealing the package; And 상기 패키지의 표면에 형성되며, 상기 IC칩에 온도보상데이터를 입출력할 수 있는 IC단자를 포함하는 온도보상형 발진기A temperature compensation oscillator formed on the surface of the package and including an IC terminal capable of inputting and outputting temperature compensation data to the IC chip; 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 패키지의 표면에 형성되며, 상기 압전소자의 발진주파수를 조정하기 위 해 상기 발진주파수를 출력하는 TCXO 주파수 출력단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상형 발진기The temperature compensation oscillator is formed on the surface of the package, further comprising a TCXO frequency output terminal for outputting the oscillation frequency for adjusting the oscillation frequency of the piezoelectric element 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 압전소자는 수정편인 것을 특징으로 하는 온도보상형 발진기The piezoelectric element is a temperature compensation oscillator, characterized in that the crystal piece
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KR100685489B1 (en) * 2006-03-30 2007-02-26 김병우 Digial frequency deviation compensator

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