KR20070016318A - Multi mode crystal oscillator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수정 진동자와 수정 발진기의 기능을 복합하여 가지도록 한 다중 모드 수정 발진기에 관한 것으로, 수정 진동자와 수정 발진기를 하나의 부품으로 패키지화 함으로써, 다중 모드의 주파수 발진을 가능하게 하고, 회로에서 차지하는 면적을 줄여 이동통신 기기의 크기를 소형화 할 수 있으며, 이동통신 기기에 사용되는 수정 진동자를 감소시켜 패키지의 자재 단가 및 공정수를 줄일 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a multi-mode crystal oscillator having a combination of the functions of a crystal oscillator and a crystal oscillator, and packaged the crystal oscillator and the crystal oscillator into one component, thereby enabling multi-mode frequency oscillation and occupying in the circuit. It is possible to reduce the size of the mobile communication device by reducing the area, and to reduce the material cost and the number of processes of the package by reducing the crystal oscillator used in the mobile communication device.
본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기는, 하나의 세라믹 패키지로 구성되는 다중 모드 발진기에 있어서, 수정 진동자; 및 상기 수정 진동자의 주파수를 발진하되, 기본 주파수 발진 기능 및 상기 기본 주파수의 분주 또는 체배 기능을 갖는 IC칩;을 포함하고, 2개 모드 이하의 주파수를 출력하는 것을 특징으로 한다.Multi-mode crystal oscillator according to the present invention, a multi-mode oscillator composed of one ceramic package, the crystal oscillator; And an IC chip oscillating the frequency of the crystal oscillator, the IC chip having a fundamental frequency oscillation function and a division or multiplication function of the fundamental frequency, and output two or less frequencies.
수정 진동자, 수정 발진기, 다중 모드, 패키지, 기준 주파수 Crystal Oscillator, Crystal Oscillator, Multiple Modes, Package, Reference Frequency
Description
도 1은 종래 기술에 의한 수정 진동자 또는 수정 발진기를 사용한 이동통신 기기의 신호처리 다이아그램을 나타낸 도면1 is a diagram illustrating a signal processing diagram of a mobile communication device using a crystal oscillator or crystal oscillator according to the prior art.
도 2a 내지 도 2c는 각각 종래 기술에 의한 수정 진동자 실장 패키지의 단면도, 평면도, 및 저면도2A to 2C are cross-sectional views, top views, and bottom views, respectively, of a crystal vibrator mounting package according to the prior art;
도 3a 내지 도 3c는 각각 종래 기술에 의한 수정 발진기 실장 패키지의 단면도, 평면도, 및 저면도3A-3C are cross-sectional, top, and bottom views, respectively, of a crystal oscillator mounting package according to the prior art;
도 4는 본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기를 사용한 이동통신 기기의 신호처리 다이아그램을 나타낸 도면4 is a diagram illustrating a signal processing diagram of a mobile communication device using a multi-mode crystal oscillator according to the present invention.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기의 단면도, 평면도 및 저면도5A to 5C are cross-sectional, top and bottom views, respectively, of a multi-mode crystal oscillator according to the present invention.
<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
400 : 안테나 410 : RF 모듈400: antenna 410: RF module
411 : 송수신부 412 : FR 합성부411: transceiver unit 412: FR synthesis unit
420 : 베이스 밴드 처리부 430 : MSN 칩420: baseband processor 430: MSN chip
440 : 부가 기능 수행부 441 : 칩세트440: additional function performing unit 441: chip set
442 : 다중 모드 수정 발진기 패키지442: Multimode Crystal Oscillator Package
500 : 수정 진동자 501 : 바닥층500: crystal oscillator 501: bottom layer
502 : 버퍼층 503 : 지지층502: buffer layer 503: support layer
504 : 리드 505 : 도전성 접착제504: lead 505: conductive adhesive
506 : IC칩 507a, 507b: 내부 단자506: IC
510 : 외부 단자510: external terminal
본 발명은 다중 모드 수정 발진기에 관한 것으로, 수정 진동자와 수정 발진기를 하나의 부품으로 패키지화 함으로써, 다중 모드의 주파수 발진을 가능하게 하고, 회로에서 차지하는 면적을 줄여 이동통신 기기의 크기를 소형화 할 수 있으며, 이동통신 기기에 사용되는 수정 진동자를 감소시켜 패키지의 자재 단가 및 공정수를 줄일 수 있는 다중 모드 수정 발진기에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-mode crystal oscillator, by packaging the crystal oscillator and crystal oscillator into one component, enabling the multi-mode frequency oscillation, and can reduce the area occupied by the circuit to reduce the size of the mobile communication device In addition, the present invention relates to a multi-mode crystal oscillator capable of reducing the material cost and the number of processes of a package by reducing a crystal oscillator used in a mobile communication device.
일반적으로, 수정 진동자는 주파수 발진기, 주파수 조정기, 주파수 변환기 등의 여러 용도로 사용된다. 상기 수정 진동자는 뛰어난 압전특성을 갖는 수정을 사용하게 되는데, 이때 수정은 안정한 기계적 진동 발생기의 역할을 하게 된다.In general, crystal oscillators are used for various purposes, such as frequency oscillator, frequency regulator, frequency converter. The crystal oscillator uses a crystal having excellent piezoelectric properties, where the crystal serves as a stable mechanical vibration generator.
상기 수정은 고압의 오토클레이브(autoclave)에서 인공적으로 성장시키고, 결정축을 중심으로 절단하여 원하는 특성을 갖도록 크기와 모양을 가공하여 웨이퍼(wafer) 형태로 제작하게 된다. 이때 수정은 낮은 위상 노이즈(phase noise)와 높은 Q값(Quality value), 그리고 시간과 환경변화에 대한 낮은 주파수 변화율을 갖 도록 형성되어야 한다.The crystals are artificially grown in a high pressure autoclave, cut around a crystal axis, and processed in size and shape to have desired characteristics, thereby producing a wafer. The correction should be made to have low phase noise, high Q value, and low frequency change with time and environmental changes.
여기서, 상기 Q값은 공진기, 여파기, 발진기 등에서의 밴드 선택 특성을 나타내는 값이며, 품질계수라고도 한다. 그리고, 상기 Q값은 3데시벨(dB) 대역폭에 대한 중심주파수의 비로 계산되며, 상기 Q값이 클수록 주파수 선택 특성이 좋은 발진기가 된다.Here, the Q value is a value representing band selection characteristics in a resonator, a filter, an oscillator, etc., and is also referred to as a quality factor. The Q value is calculated as the ratio of the center frequency to the 3 decibel (dB) bandwidth. The larger the Q value, the better the frequency selection characteristic of the oscillator.
상기 수정 웨이퍼가 수정 진동자로 사용되기 위해서는 수정 웨이퍼가 절단 가공된 수정 진동자가 패키지 내부에 고정되어야 하고, 또한 전기적인 연결을 위해 수정 진동자의 표면에 전극을 형성하여야 한다. 또한 상기 패키지 내부에 고정된 상기 수정 진동자는 외부의 전기적 소자들과 연결하기 위해 상기 패키지와 도전성의 접착제로 접착시키게 된다. 이때, 수정 진동자의 우수한 진동효율과 외부의 충격에 대한 신뢰성 확보를 위해 충분한 접착영역을 확보해야 한다.In order for the quartz wafer to be used as a quartz crystal oscillator, a quartz crystal oscillator having the quartz wafer cut therein must be fixed inside the package and an electrode must be formed on the surface of the quartz crystal oscillator for electrical connection. In addition, the crystal oscillator fixed inside the package is bonded to the package with a conductive adhesive to connect with external electrical elements. At this time, sufficient adhesion area should be secured to ensure excellent vibration efficiency of the crystal oscillator and reliability against external impact.
한편, 상기 수정 진동자는 외부의 환경적 변화와 오염등에 의해 동작효율과 품질에 큰 영향을 받게 되므로, 패키지 외부의 환경과 오염물질로부터 수정 진동자를 보호하기 위하여 패키지 누설률(leak rate)이 매우 낮게 되도록 밀봉되어야 한다. 이때, 상기 패키지를 밀봉하는 방법은, 상기 세라믹 패키지 위에 금속재의 지지층을 접착시켜 놓은 후, 상기 지지층과 동일한 재질의 리드(lid)를 덮어 전기적인 용접을 통해 밀봉시킨다. 이때 세라믹과 금속, 금속과 금속 간의 접착부위에서의 기밀성이 매우 중요하게 되며, 외부로부터의 오염물질이 유입되는 경우에는 신뢰성 등의 여러 특성이 악화되는 문제가 발생하게 된다.On the other hand, the crystal oscillator is greatly affected by the operating efficiency and quality due to external environmental changes and contamination, so that the package leakage rate (leak rate) is very low to protect the crystal oscillator from the environment and contaminants outside the package It should be sealed as much as possible. At this time, in the method of sealing the package, after attaching a support layer of a metal material on the ceramic package, the lid (lid) of the same material as the support layer is sealed by electrical welding. At this time, the airtightness at the bonding portion between the ceramic and the metal, the metal and the metal becomes very important, and when a pollutant from the outside is introduced, various problems such as reliability deteriorate.
아울러, 상기 수정 진동자는 소형이면서도 외부 환경 변화에 대해서도 안정 된 주파수를 얻을 수 있어 컴퓨터, 통신기기 등에서의 문자구성, 색상구성 회로 등에 사용되어지며, 그 밖에 전압조정형 수정 발진기(VCXO), 온도보상형 수정 발진기(TCXO), 항온조정형 수정 발진기(OCXO)등의 제품에도 널리 사용되고 있다.In addition, the crystal oscillator is small and stable frequency can be obtained against external environmental changes, so it is used in the character composition, color composition circuit, etc. in computer, communication equipment, etc. In addition, the voltage controlled crystal oscillator (VCXO), temperature compensation type It is widely used in products such as crystal oscillator (TCXO) and constant temperature controlled crystal oscillator (OCXO).
최근 개인 휴대 통신 및 무선통신기의 발달로 인해 개인 휴대 단말기와 무선기기의 소형화 추세로 인해, 주변 소자들의 소형화가 급격히 이루어지고 있다. 반면에 수정진동자는 주변 소자들에 비하여 용량이 비교적 크다. 이는 수정진동자가 외부와의 전기적, 기계적 연결의 한계성과 수정 진동자의 소형화의 한계에 의해 수정진동자의 공간적 제약이 증가하기 때문이다. Recently, due to the development of personal mobile communication and wireless communication devices, miniaturization of peripheral devices has been rapidly made due to the miniaturization of personal mobile terminals and wireless devices. On the other hand, the crystal oscillator has a relatively large capacity compared to the peripheral elements. This is because the crystal oscillator's spatial constraint increases due to the limitation of the electrical and mechanical connection with the outside and the miniaturization of the crystal oscillator.
상기 수정 진동자를 소형화하기 어려운 이유는 상기 수정 진동자에서 발생되는 주파수의 성질이 상기 수정 진동자의 두께와 크기에 의해 결정되기 때문에 상기 수정 진동자를 소정의 크기 이하로 축소하게 되면 주파수 특성이 달라지므로 수정발진기의 소형화에 어려움으로 작용하고 있다.The reason why it is difficult to miniaturize the crystal oscillator is because the nature of the frequency generated by the crystal oscillator is determined by the thickness and size of the crystal oscillator. It is acting as a difficulty in miniaturization.
특히, 온도보상형 수정 발진기(TCXO)의 패키지에 장착되는 수정 진동자는 전체 부피가 더 크게 되어, 그 소형화의 요구가 더욱 커지고 있으며, 이에 맞추어 기존 수정진동자의 소형화 및 슬림(slim)화 기술이 더욱 필요해지고 있다.In particular, the crystal oscillator mounted in the package of the temperature compensated crystal oscillator (TCXO) has a larger overall volume, which further increases the demand for miniaturization thereof. Accordingly, the miniaturization and slimming technology of the existing crystal oscillator is further increased. It is needed.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 수정 진동자 세라믹 패키지에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional crystal oscillator ceramic package will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 의한 수정 진동자 또는 수정 발진기를 사용한 이동통신 기기의 신호처리 다이아그램을 나타낸 도면이다. 안테나(100)를 통해 수신되는 신 호는 RF 모듈(110)로 전달되며, RF 모듈(110)에서는 기준 주파수를 증폭시키는 FR 합성부(112)를 통해 송수신부(111)에서 송수신 신호를 처리한다. 이와 같은 신호는 다시 베이스 밴드 처리부(120)로 보내지며, 베이스 밴드 처리부(120)에서는 전달되는 신호를 베이스 밴드(기저대역)로 생성하게 된다. 다시, 베이스 밴드 신호는 MSM 칩(130)으로 보내지며, MSM 칩(130)의 기저대역 신호처리부(131)에서는 베이스 밴드 신호를 복조 및 복원 과정을 거쳐서 음성, 영상 등의 원 신호로 복원하여 필요한 곳에 보낸다. 이때 신호의 동작 클럭 신호를 발진하기 위하여 클럭용 수정 진동자(201)가 사용된다.1 is a diagram illustrating a signal processing diagram of a mobile communication device using a crystal oscillator or crystal oscillator according to the prior art. The signal received through the
한편, 최근에 이동통신 기기의 사용기능이 증가함에 따라서 수정 진동자의 사용 수량 역시 증가하고 있다. 그 사용 용도는 이동통신 기기의 부가 기능을 수행하기 위한 기준 주파수를 발진하기 위한 것으로, 용도에 따라서 요구되는 기준 주파수가 각각 다르기 때문에 이에 대한 클럭용 기준 주파수를 발진시켜주기 위해서는 상기 부가 기능을 수행하는 모듈 혹은 칩(140) 각각에 수정 진동자(145 내지148)가 필요하다.On the other hand, as the usage function of a mobile communication device increases recently, the use quantity of a crystal oscillator also increases. The use purpose is to oscillate a reference frequency for performing an additional function of a mobile communication device. Since the required reference frequencies vary depending on the use, the oscillator may perform the additional function to oscillate a reference frequency for a clock.
이동통신 기기의 기능별 기준 주파수를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the reference frequency by function of the mobile communication device as follows.
상기 FR 합성부(112)의 수정 진동자(113)는 기준 주파수용 수정 진동자로서, 13MHz, 26MHz 등의 고주파 기준 주파수를 발진하며, 기저대역 신호처리부(131)의 수정 진동자(132)는 클럭용 수정 진동자로서 32.768KHz인 저주파의 클럭 주파수를 발진한다.The
뿐만 아니라 부가 기능의 확대로 인하여, 블루 투스(Blue Tooth ; 141)의 경 우 16MHz, 26MHz, 32MHz 중 한가지 주파수를 선택하여 발진하는 수정 진동자(145) 를 사용하고, 카메라(142)의 경우 8MHz~33MHz에 이르는 범위 내의 주파수를 선택하여 발진하는 수정 진동자 또는 수정 발진기(146)를 사용하며, LCD(143)의 경우, 10MHz~30MHz의 이르는 범위 내의 주파수를 선택하여 발진하는 수정 발진기(147)를 사용한다. 기타 다른 기능을 수행하는 경우에도 상기 기능을 수행하는 모듈(144)에 그 기능에 적합한 주파수를 발진하는 수정 진동자 또는 수정 발진기(148)를 사용할 수 있다.In addition, due to the expansion of additional functions, the
이때에 적용되는 수정 진동자 및 수정 발진기 각각의 구조는 도 2a 내지 도 2c와 도 3a 내지 도 3c에서 도시하고 있다.The structures of the crystal oscillator and the crystal oscillator applied at this time are shown in FIGS. 2A to 2C and 3A to 3C.
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 의한 수정 진동자 실장 패키지의 단면도, 평면도, 및 저면도를 나타낸다. 2A to 2C show a cross-sectional view, a plan view, and a bottom view of a crystal vibrator mounting package according to the prior art.
도 2a 내지 도 2c에서 도시한 바와 같이, 수정 진동자의 패키지는 바닥면을 구성하는 바닥층(201)과, 상기 바닥층(201) 상에 수정 진동자(200)를 지지하는 버퍼층(202)이 형성된다. 또한 버퍼층(202) 위에는 수정 진동자(200)의 진동 공간을 확보함과 동시에 버퍼층(202)과의 절연을 위한 절연층(207)이 형성된다. 상기 바닥층(201)과 버퍼층(202), 절연층(207)은 모두 세라믹으로 형성되며, 특히 버퍼층(202)의 상부면에는 수정 진동자(200)와 전기적으로 연결되는 내부 단자(206)가 형성된다. 버퍼층(202)은 수정 진동자(200)의 안정적인 발진 및 외부충격으로부터 수정 진동자(200)를 보호하고 외부 단자(208)와의 연결을 위한 전극의 역할을 하게 된다. 상기 버퍼층(202)의 내부 단자(206)에 도전성 접착제(205)를 통해 수정 진동자(200)가 부착되며, 상기 내부 단자(206)와 전기적으로 연결된다. 상기 절연층(207)의 상부에는 세라믹 패키지의 덮개 역할을 하는 리드(204)를 지지하는 리드지지층(203)이 형성되고, 리드지지층(203) 상에 리드(204)가 밀봉을 위해 덮여진다.As shown in FIGS. 2A to 2C, the package of the crystal oscillator includes a
도 3a 내지 도 3b는 종래 기술에 의한 수정 발진기 실장 패키지의 단면도, 평면도, 및 저면도를 나타낸다. 3A-3B show a cross-sectional view, top view, and bottom view of a crystal oscillator mounting package according to the prior art.
도 3a 내지 도 3c에서 도시한 바와 같이, 바닥층(301)은 패키지의 하부에 형성되며, 세라믹 패키지의 베이스부재로서, 절연 세라믹으로 구성된다. 바닥층(301)의 하부면에는 패키지가 메인기판과 같은 실장부위에 실장될 수 있도록 외부 단자(310)가 형성된다. 상기 바닥층(301)의 상부에는 하나 이상의 버퍼층(302)이 형성된다. 상기 버퍼층(302)은 상기 바닥층(301) 상부면에 형성된다. 상기 버퍼층(302)의 상면에는 상기 바닥층(301)의 외부 단자(310)와 전기적으로 연결되는 내부 단자(307)가 형성된다. As shown in FIGS. 3A to 3C, the
그리고, 상기 내부 단자(307)는 수정 진동자(300)와 IC칩(306)에 전기적으로 연결되며, 이때 IC칩(306)과 내부 단자(307)는 와이어 본딩(Wire Bonding) 또는 플립 본딩(Flip Bonding)의 방법을 사용하여 연결되며, 이러한 본딩된 부분(309)을 통해 전기적으로 연결된다. The
또한, 상기 수정 진동자(300)에는 상기 버퍼층(302)의 내부 단자와 전기적으로 연결되도록 하는 전극(미도시)이 형성되어 있으며, 이들은 상기 버퍼층(302) 상 에서 진동 가능하도록 실장되며, 상기 수정 진동자(300)는 도전성 접착제(305)를 통하여 상기 버퍼층(302)의 일측 상에 접착되어 고정된다. 따라서, 상기 버퍼층(302)은 상기 수정 진동자(300)를 지지하는 역할도 하고, 외부로부터 상기 수정 진동자(300)에 가해지는 충격을 흡수하여 상기 수정 진동자(300)를 보호하는 역할도 한다.In addition, the
그리고, 상기 IC칩(306)은 상기 바닥층(301)의 중앙부에 형성되고, 상기 버퍼층(302)의 내부 단자(307)와 전기적으로 연결된다.The
한편, 버퍼층(302) 상면에는 하나 이상의 지지층(303)이 형성됨으로써 상기 수정 진동자(300)가 실장될 수 있는 공간을 형성하며, 상기 수정 진동자(300) 실장부위를 밀봉하기 위하여 상기 지지층(303)에 리드(304)를 덮는다. Meanwhile, at least one
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 수정 진동자 및 수정 발진기에 있어서는, 여러가지 기능들을 수행하는 모듈 혹은 칩 모두에 수정 진동자 또는 수정 발진기가 각각 필요함에 따라, 이동통신 기기의 크기를 소형화하는데 문제점이 있었다. However, in the conventional crystal oscillator and the crystal oscillator as described above, there is a problem in miniaturizing the size of the mobile communication device as the crystal oscillator or the crystal oscillator is required for each of the modules or chips that perform various functions.
또한, 주파수를 발진하는 수정 진동자 또는 수정 발진기를 각각의 모듈 또는 칩 각각에 사용함에 따라, 다중 모드의 주파수를 동시에 발진시키는 것이 어려운 문제점이 있었다.In addition, as the crystal oscillator or crystal oscillator for oscillating frequency is used in each module or chip, it is difficult to simultaneously oscillate multiple modes.
아울러, 수정 진동자 또는 수정 발진기를 각각의 모듈 또는 칩 각각에 사용함에 따라 이동통신 기기에 사용되는 수정 진동자가 증가하게 되어 패키지의 자재 단가가 높아지거나 공정수가 증가하는 문제점이 있었다.In addition, as the crystal oscillator or the crystal oscillator is used in each module or chip, the crystal oscillator used in the mobile communication device increases, thereby increasing the material cost of the package or increasing the number of processes.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 수정 진동자와 수정 발진기를 하나의 부품으로 패키지화 함으로써, 다중 모드의 주파수 발진을 가능하게 하고, 회로에서 차지하는 면적을 줄여 이동통신 기기의 크기를 소형화 할 수 있으며, 이동통신 기기에 사용되는 수정 진동자를 감소시켜 패키지의 자재 단가 및 공정수를 줄일 수 있는 다중 모드 수정 발진기를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and by packaging the crystal oscillator and crystal oscillator into one component, multi-mode frequency oscillation is possible, and the area occupied by the circuit is reduced, thereby miniaturizing the size of the mobile communication device. The present invention provides a multi-mode crystal oscillator capable of reducing the material cost and the number of processes of a package by reducing the crystal oscillator used in a mobile communication device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기는, 하나의 세라믹 패키지로 구성되는 다중 모드 발진기에 있어서, 수정 진동자; 및 상기 수정 진동자의 주파수를 발진하되, 기본 주파수 발진 기능 및 상기 기본 주파수의 분주 또는 체배 기능을 갖는 IC칩;을 포함하고, 2개 모드 이하의 주파수를 출력하는 것을 특징으로 한다.A multi-mode crystal oscillator according to the present invention for achieving the above object, in the multi-mode oscillator composed of one ceramic package, a crystal oscillator; And an IC chip oscillating the frequency of the crystal oscillator, the IC chip having a fundamental frequency oscillation function and a division or multiplication function of the fundamental frequency, and output two or less frequencies.
여기서, 상기 세라믹 패키지는, 하부에 외부 단자가 형성된 바닥층; 상기 바닥층의 주연부 상에 형성되고, 상기 외부 단자와 전기적으로 연결되는 두쌍의 내부 단자가 형성되는 하나 이상의 버퍼층; 상기 버퍼층의 주연부 상에 형성되고, 상기 수정 진동자가 실장되도록 공간부가 형성된 하나 이상의 지지층; 및 상기 수정 진동자 실장부위를 밀봉하기 위하여 상기 지지층에 덮여지는 리드;를 포함한다.Here, the ceramic package, the bottom layer having an external terminal formed on the bottom; At least one buffer layer formed on the periphery of the bottom layer and having two pairs of inner terminals electrically connected to the outer terminals; At least one support layer formed on a periphery of the buffer layer and having a space portion to mount the crystal oscillator; And a lead covered by the support layer to seal the crystal oscillator mounting portion.
또한, 상기 수정 진동자는, 상기 버퍼층의 내부 단자와 전기적으로 연결되는 전극이 형성되어 상기 하나 이상의 버퍼층 상에서 진동 가능하도록 실장되는 것을 특징으로 한다.In addition, the crystal oscillator, characterized in that the electrode is electrically connected to the internal terminal of the buffer layer is formed so as to be mounted on the at least one buffer layer to vibrate.
그리고, 상기 IC칩은, 상기 바닥층의 중앙부에 형성되고, 상기 버퍼층의 내부 단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.The IC chip may be formed at the center of the bottom layer and electrically connected to an internal terminal of the buffer layer.
또한, 상기 세라믹 패키지는 내부에 1개의 공간을 형성하고, 상기 공간에 수정 진동자 및 IC칩을 함께 실장하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ceramic package is characterized by forming one space therein and mounting a crystal oscillator and IC chip together in the space.
그리고, 상기 외부 단자 중 소정의 단자를 선택하여 상기 수정 진동자와 전기적으로 연결된 내부 단자와 연결하는 것을 특징으로 한다.In addition, a predetermined terminal among the external terminals may be selected and connected to an internal terminal electrically connected to the crystal oscillator.
또한, 상기 외부 단자 중 소정의 단자를 선택하여 상기 IC칩과 전기적으로 연결된 내부 단자와 연결하는 것을 특징으로 한다.In addition, a predetermined terminal among the external terminals may be selected and connected to an internal terminal electrically connected to the IC chip.
이때, 상기 외부 단자는 6개로 구성된 것을 특징으로 한다.At this time, the external terminal is characterized in that consisting of six.
그리고, 상기 외부 단자와 내부 단자는 상기 바닥층 및 상기 버퍼층에 형성되는 비아홀을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.The external terminal and the internal terminal may be electrically connected to each other through a via hole formed in the bottom layer and the buffer layer.
또한, 상기 리드와 지지층은 금속재인 것을 특징으로 한다.In addition, the lead and the support layer is characterized in that the metal material.
이때, 상기 금속재는 철(Fe)-니켈(Ni)-코발트(Co)로 구성된 것을 특징으로 한다.At this time, the metal material is characterized in that consisting of iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co).
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기를 사용한 이동통신 기기의 신호처리 다이아그램을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a signal processing diagram of a mobile communication device using a multi-mode crystal oscillator according to the present invention.
도 4에서 도시한 바와 같이, 안테나(400)를 통해 수신되는 신호는 RF 모듈(410)로 전달되며, 신호를 처리하거나 이동통신 기기의 부가기능을 수행하는데 있어서 본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기 패키지(442)를 사용하게 된다. RF 모듈(410)에서는 FR 합성부(412)를 거쳐 송수신부(411)에서 신호를 선택하게 되며, 베이스 밴드 처리부(420)를 거쳐 MSM 칩(430)으로 신호를 보낸다. 본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기(442)는 하나의 패키지 내에서 2개 모드 이하의 주파수를 발진하기 때문에 상기 부가기능 수행부(440)를 구성하는 칩세트(Chipset ; 441) 각각의 수정 진동자와 수정 발진기를 하나의 부품으로 패키지화하여 사용할 수 있게 되어, 부품의 실장면적을 줄일 수 있고, 전체적인 이동통신 기기의 소형화도 가능하게 되는 장점을 제공한다.As shown in FIG. 4, a signal received through the
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 다중 모드 수정 발진기의 단면도, 평면도 및 저면도를 나타낸다.5A-5C show a cross-sectional view, top view, and bottom view of a multimode crystal oscillator according to the present invention.
도 5a 내지 도 5c에서 도시한 바와 같이, 바닥층(501)은 패키지의 하부에 형성되며, 세라믹 패키지의 베이스부재로서, 절연 세라믹으로 구성된다. 바닥층(501)의 하부면에는 패키지가 메인기판과 같은 실장부위에 실장될 수 있도록 외부 단자(510)가 형성된다. 상기 바닥층(501)의 상부에는 하나 이상의 버퍼층(502)이 형성된다. 상기 버퍼층(502)은 상기 바닥층(501)의 주연부 상에 형성된다. 상기 버퍼층(502)의 상면에는 상기 바닥층(501)의 외부 단자(510)와 전기적으로 연결되는 두쌍의 내부 단자(507a, 507b)가 형성된다. 여기서 외부 단자(510)는 세라믹 패키 지에 실장되는 수정 진동자(500) 및 IC칩(506)에 전원을 공급하는 역할을 하며, 세라믹 패키지의 바닥층(501)에는 외부 단자(510)와 대응되는 위치에 비아홀(미도시)을 형성시켜 상부면에 있는 내부 단자(507a, 507b)와 외부 단자(510)를 전기적으로 연결시킬 수도 있다.As shown in FIGS. 5A to 5C, the
또한, 상기 외부 단자(510)는 6개의 단자로 구성되어 있으며, 상기 외부 단자(510) 중 소정의 단자를 선택하여 상기 수정 진동자(500)와 전기적으로 연결된 내부 단자(507a, 507b)와 연결할 수 있고, 상기 외부 단자(510) 중 소정의 단자를 선택하여 상기 IC칩(506)과 전기적으로 연결된 내부 단자(507a, 507b)와 연결할 수 있어서 상기 6개의 외부 단자(510)의 기능을 선택, 변경할 수 있는 이점이 있다.In addition, the
그리고, 상기 내부 단자(507a, 507b)는 수정 진동자(500)와 IC칩(506)에 전기적으로 연결되며, 이때 IC칩(506)과 내부 단자(507a, 507b)는 와이어 본딩(Wire Bonding) 또는 플립 본딩(Flip Bonding)의 방법을 사용하여 연결되고 이러한 본딩된 부분(509)을 통해서 전기적으로 연결된다. 한쌍의 내부 단자(507a)는 상기 버퍼층(502)의 일측에 배열되고, 다른 한쌍의 내부 단자(507b)는 상기 버퍼층(502)의 일측에 대응하는 타측에 배열된다. In addition, the
한편, 본 발명에 의한 세라믹 패키지에는 수정 진동자(500)와 IC칩(506)이 같은 공간 내에 배열된다.On the other hand, in the ceramic package according to the present invention, the
이때, 상기 수정 진동자(500)에는 상기 버퍼층(502)의 내부 단자와 전기적으로 연결되도록 하는 전극(미도시)이 형성되어 있으며, 이들은 상기 버퍼층(502) 상에서 진동 가능하도록 실장되며, 상기 수정 진동자(500)는 도전성 접착제(505)를 통하여 상기 버퍼층(502)의 일측 상에 접착되어 고정된다. 이는 수정 진동자(500)의 일측만을 고정하여 타측이 자유로이 진동할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 버퍼층(502)은 상기 수정 진동자(500)를 지지하는 역할도 하고, 외부로부터 상기 수정 진동자(500)에 가해지는 충격을 흡수하여 상기 수정 진동자(500)를 보호하는 역할도 한다.In this case, the
또한, 상기 IC칩(506)은 상기 바닥층(501)의 중앙부에 형성되고, 상기 버퍼층(502)의 내부 단자(507a, 507b)와 전기적으로 연결되며, 기본 주파수를 발진하거나 상기 기본 주파수를 분주 또는 체배할 수 있는 IC칩(506)이 사용된다.In addition, the
예를 들어, 이동통신 기기에서 부가 기능을 수행하는 블루 투스(Blue Tooth)와 카메라 모듈에 있어서, 상기 블루 투스가 16M㎐의 주파수를, 상기 카메라 모듈이 8M㎐의 주파수를 적용할 경우, 16M㎐의 주파수를 발진하는 수정 진동자와 8M㎐의 주파수를 발진하는 수정 발진기를 각각 사용하는 것이 아니라 2개 모드의 주파수를 동시에 출력할 수 있는 본 발명을 사용함으로써 이동통신 기기의 크기를 소형화 할 수 있는 이점을 가지게 된다.For example, in a Bluetooth and a camera module performing additional functions in a mobile communication device, when the Bluetooth module applies a frequency of 16MHz and the camera module applies a frequency of 8MHz, 16MHz Advantages of miniaturizing the size of a mobile communication device by using the present invention which can simultaneously output two modes of frequency instead of using a crystal oscillator that oscillates a frequency of 8MHz and a crystal oscillator that oscillates a frequency of 8M㎐ Will have
즉, 수정 진동자(500)의 전기적 특성을 이용하여 16M㎐의 주파수를 출력하고, 기본 주파수(이하 f0)를 2분주(f0/2) 할 수 있는 IC칩(506)을 이용하여 8M㎐ 주파수를 동시에 출력함으로써 1개의 다중 모드 수정 발진기로 수정 진동자와 수정 발진기 2개의 역할을 동시에 수행할 수 있는 제품에 적용할 수 있게 된다.That is, by using the electrical characteristics of the
또한, 블루 투스가 16M㎐의 주파수를, 카메라 모듈이 32M㎐의 주파수를 적용 할 경우에도 수정 진동자(500)의 전기적 특성을 이용하여 16M㎐의 주파수를 출력하고, 기본 주파수(이하 f0)를 2체배(2f0) 할 수 있는 IC칩(506)을 이용하여 32M㎐ 주파수를 동시에 출력할 수도 있다. In addition, even when Bluetooth uses a frequency of 16MHz and a camera module applies a frequency of 32MHz, the Bluetooth outputs a frequency of 16MHz by using the electrical characteristics of the
한편, 버퍼층(502)의 주연부 상에는 하나 이상의 지지층(503)이 형성됨으로써 상기 수정 진동자(500)가 실장될 수 있는 공간을 형성하며, 상기 수정 진동자(500) 실장부위를 밀봉하기 위하여 상기 지지층(503)에 리드(504)를 적층한다. 이에 따라 지지층(503) 역시 리드(504)와 같은 재질의 금속재로 형성되며, 상기 금속재는 철(Fe)-니켈(Ni)-코발트(Co)로 구성되어 있다. 또한, 상기 지지층(503)은 리드(504)를 실장하기 위한 것이며, 버퍼층(502)에 실장되는 수정 진동자(500)가 진동할 수 있는 소정의 간격을 제공하기 위한 것이기도 하다. Meanwhile, at least one
또한, 도 5a 내지 도 5c에서 언급한 상기 버퍼층(502)은 상기 바닥층(501)과 동일하게 세라믹 재질로 이루어지며, 바닥층(501)과 버퍼층(502)은 이미 소결된 상태의 견고한 세라믹이기 때문에 금속 접착층을 통하여 서로 접착되는데, 이때 접착층으로 사용되는 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo)등이 사용되며, 통상적으로 가장 많이 사용되는 금속 접착층은 텅스텐 금속 접착층이다.In addition, the
한편, 본 발명은 세라믹 패키지에만 국한되는 것이 아니라 세라믹을 이용한 모든 소자에 적용 가능하다.Meanwhile, the present invention is not limited to the ceramic package but may be applied to all devices using ceramics.
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 of the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications may be made and such substitutions, changes and the like should be regarded as belonging to the following claims.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 모드 수정 발진기에 있어서, 수정 진동자와 수정 발진기를 하나의 패키지 내에 실장하도록 하여 하나의 부품에서 다중 모드의 주파수 발진을 가능하게 하는 효과가 있다.As described above, in the multi-mode crystal oscillator according to the present invention, the crystal oscillator and the crystal oscillator are mounted in one package, thereby enabling the multi-mode frequency oscillation in one component.
또한, 수정 진동자와 수정 발진기를 하나의 부품으로 패키지화하여 회로에서 차지하는 면적을 줄임으로써 이동통신 기기의 크기를 소형화 할 수 있는 효과가 있다.In addition, by reducing the area occupied by the circuit by packaging the crystal oscillator and crystal oscillator in one component, it is possible to reduce the size of the mobile communication device.
아울러, 수정 진동자와 수정 발진기를 하나의 부품으로 패키지화 함에따라, 이동통신 기기에 사용되는 수정 진동자가 감소하게 되어 패키지의 자재 단가가 낮아지거나 공정수가 감소하는 효과가 있다.In addition, as the crystal oscillator and the crystal oscillator are packaged as one component, the crystal oscillator used in the mobile communication device is reduced, thereby reducing the material cost of the package or reducing the number of processes.
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