KR950012947B1 - 발진기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

발진기

제 1 도는 본 발명에 따라 구성되는 발진기의 제 1실시예를 나타내는 설명도.

제 2 도는 제 1실시예의 단면도.

제 3 도는 본 발명에 따른 제 2실시예의 단면도.

제 4 도는 제 1실시예의 부분확대도.

제 5 도 및 제 7 도는 종래의 발진기 A 및 B를 나타내는 설명도.

제 6 도 및 제 8 도는 발진기 A 및 B의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,10,18,27 : 다층 세라믹 밀봉 용기 3,12,20,28 : 압전 진동편

2,19 : 도전성 금속의 배선 패턴 4 : 금속캡

5,14,21 : 집적회로소자 6,15,22 : 와이어

7,16,23,29 : 도전성 접착제 8 : 금속링(코발)

9 : 시임 용접용 롤러 전극재

11,11A,11B,11C : 도전성 금속의 배선 패턴 13,31,25 : 세라믹 캡

17 : 땜납

24 : 다층세라믹 용기의 한쪽 단부 고정부의 홈 26,30 : 유리

32 : 세라믹 밀봉 용기의 배선 패턴이 없는 부분으로서 압전 진동편이 고착되지 않은 자유로운 다른 한쪽 단부

A,B,C,D : 발진기

본 발명은 예컨대 마이크로 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 비디오 기기, 디지탈 오디오 기기, 디지탈 통신분야등의 시분할을 필요로 하는 기기에 있어서, 기본 주파수를 발생시키는 발진기의 구조, 특히 다층 세라믹을 패키지로 사용하는 소형의 얇은 형태에 상응하는 리드가 없는 표면 장치형 발진기의 구조에 관한 것이다.

제 5 도 및 제 7 도는 종래의 발진기 A 및 B를 설명하며, 제 6 도 및 제 8 도는 발진기 A 및 B의 단면도이다.

제 5 도 및 제 6 도에 도시하는 종래의 발진기 A에 있어서 1은 다층 세라믹 밀봉 용기, 2는 밀봉 용기(1)에 설치되어 있는 도전성 금속의 배선 패턴(사선으로 나타냄), 3은 수정 등의 압전 진동편, 4는 Ni 도금된 금속 캡(코발재), 5는 발진 회로를 포함하는 집적 회로 소자, 6은 집적 회로 소자(5)와 배선 패턴(2)를 접속하는 와이어(예컨대 Au나 Al), 7은 압전 진동편(3)과 밀봉 용기(1)을 고착시키고 또한 압전진동편(3)에 형성되어 있는 전극막과 전기적으로 접속시키기 위한 도전성 접착제, 8은 밀봉 용기(1)에 납땜된 코발(covar)재링(Au 도금되어 있다)이다.

종래예 A는 코발재 링(8)상에 금속 캡(4)를 시임 용접(seam welding)하여 봉착하는 형태이며, 도면에 도시된 바와같이 외주를 따라 시임 용접용 평행 롤러 전극(9)를 회전시키면서 봉합하는(seal) 방식이다. 봉합(seal)재는 일반으로 세라믹과 열팽창 계수가 유사한 코발재 링(8)이 사용되며 용접성을 개선하기 위해 Au도금되어 있다. 컴(4)도 코발(covar)이 사용되며 Ni 도금되어 있다. 또한, 압전 진동편(3)의 세로측 방향의 양단은 도전성 접착제(7)로 밀봉 용기(1)에 고정되어 있다.

제 7 도 및 제 8 도에 도시하는 종래예 B에 있어서는, 10은 다층 세라믹 밀봉 용기, 11A는 밀봉 용기(10)에 설치되어 있는 도전성 금속의 배선 패턴(사선으로 나타낸다), 12는 수정 등의 압전 진동편, 13은 세라믹 캡, 14는 발진회로를 포함하는 집적회로 소자, 15는 배선 패턴(11A)과 접적회로 소자(14)를 접속하는 와이어(예컨대 Au 또는 Al), 16은 압전 진동편(12)를 밀봉 용기(10)에 고정시키며 압전 진동편(12)에 형성되어 있는 전극막과 전기적으로 접속시키는 도전성 접착제, 17은 세라믹 캡(13)에 형성되어 있는 땜납 등의 납재이다.

종래예 B는 땜납 등의 땜납재(17)로, 납재의 융점 이상의 가열처리를 전기로 등에서 수행하여 접착하는 형태이다. 땜납은 세라믹과 직접 접합되지 않음으로 밀봉 용기(10)의 봉합(seal) 부분에 금속막(11B)이 필요하며, 세라믹 캡(13)의 땜납을 형성하기 위해 세라믹 캡(13)과 땜납(납재 17) 사이에도 금속막(11C)이 필요하다. 또한, 종래예의 A와 마찬가지로 압전진동편(12)의 세로측 방향 양단은 도전성 접착제(16)로 고정되어 있다.

종래예 A에 있어서는 시임 용접(seam welding)용 평행 롤러 전극(9)이 봉합부를 따라 이동되면서 접착되므로 이를 위해 1개씩 밖에 허용되지 않았다. 그 때문에 시간이 많이 들고 생산성이 저하되었으며, 또한, 코발재 링(8)을 세라믹 밀봉 용기(1)에 납땜하지 않으면 반드시 비용이 높아지게 되었다.

종래예 B에 있어서는 노(furnace) 등에서 일괄처리되므로 생산성은 종래예인 A보다 우수하지만 납재(17)인 땜납을 붙이기 위해 금속막이 세라믹 캡(13)의 하부에 있어야 하며, 그에 따라 비용이 높아지게 된다. 또한, 땜납은 접착시 가스의 발생으로 인하여 시간의 경과에 따라 발진주파수의 변화가 있게 되며 시간경과에 따른 특성 연화(deterioration)가 일어나기 쉽고 신뢰성이 없게 된다. 또한, 종래예 A 및 B 모두에 있어서 압전 진동편(3) 및 (12)의 세로측 방향의 양쪽단은 밀봉 용기(1) 및 (10)에 고착되어 있으므로 압진진동편(3) 및 (12)와 밀봉 용기(1) 및 (10)간의 세라믹 열팽창율의 차가 응력(stress)이 되어 현저하게 나타나게 된다. 표면 장치 형태는 장치된 경우 리플로우 노(reflow funace) 등에서 240℃-270℃ 정도까지 온도를 높임에 의해(또한 제조중의 가열처리에 있어서도 온도를 높이는 것에 의해) 시간의 경과에 따라 도전성 접착제(7) 및 (16)에 균열이 발생하며 신뢰성이 떨어지게 된다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 하기의 구성으로 이루어지는 발진기를 제어한다.

본 발명의 발진기는, 도전성의 배선 패턴이 설치되어 있는 밀봉 용기와, 이 용기에 봉착되는 캡과, 이 밀봉 용기의 배선 패턴에 고착되는 압전 진동편, 및 발진회로를 포함하는 집적회로 소자를 구비하는 발진기에 있어서, 상기 밀봉 용기와 상기 캡을 봉착하는 봉착재로로서 유리를 사용하고, 상기 압전 진동편의 세로측방향의 한쪽 단부만을 상기 밀봉 용기의 상기 배선 패턴에 고착시키며, 상기 밀봉 용기의 상기 압전 진동편의 한쪽 단부의 고정부에 홈을 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 저렴하면서도 생산성과 신뢰성이 높은 발진기를 얻는 것을 목적으로 하고 있으며, 후술하는 바와 같이 그 밀봉법은 코발링을 사용하는 시임용접이 아니고, 일괄처리가 가능한 가열 처리방식이며, 봉합재료로서는, 땜납이 아니라 유리를 사용하며, 또한, 열팽창율의 차이가 현저하게 나타나기 쉬운 세로측 방향의 양단고정이 아니라 세로측 방향의 한쪽 단부만을 고정하도록 하고 있다. 또한, 다층 세라믹 밀봉 용기의 한쪽 단부의 고정부 형상에 관해서는 중앙부근에 홈을 설치하여 도전성 접착제가 2개의 전극성의 단락을 방지하는 것을 실현하는 발진기에 관한 것이다.

이하, 실시예에 대해서 설명한다.

제 1 도 및 제 2 도에 도시하는 제 1실시예 C의 다층 세라믹재의 밀봉 용기(18)에는 사선으로 표시된 바와같은 도전성 금속의 배선 패턴(19)이 있으며, 4층의 라미네이트(laminate) 세라믹으로 되어 있다. 수정 등의 압전 진동편(20)을 발진시키는 회로를 포함하는 집적회로 소자(21)는 도전성 접착제(23)로 밀봉 용기(18)에 고착되며, 알루미늄(Al) 또는 금(Au) 선(22)으로 밀봉 용기(18)의 도전성 금속의 배선 패턴(19)에 접속되어 있다. 압전 진동편(20)의 세로측 방향 한쪽 단부는 도전성 접착제(23)에 의해 밀봉 용기(18)의 배선 패턴(19)에 고착되어 있으며, 밀봉 용기(18)의 고착부에는 홈( 또는 층의 차)(24)이 있으며, 압전 진동편(20)의 세로측 방향 한쪽단부를 2개부로 분리시켜 압전 진동편(20)의 안팎의 전극에 따로따로 접속되어 있다. 한편, 세라믹 캡(25)에는 용매로 용해된 프릿유리(frit glass)를 도포한 후에 소성된 유리(26)가 밀봉용기(18)의 접착부에 대응하도록 형성되어 있다.

접착하는 방법에 있어서는 조립된 밀봉 용기(18)에 세라믹 캡(25)을 탑재하고, 노내에서 N₂등의 불활성가스중에서 가열하여 유리(26)을 용융시켜 접착시킨다.

제 3 도에 도시하는 제 2실시예 D에서는 3층의 라미네이트 세라믹 밀봉 용기(27)을 사용하고 있으며, 밀봉 용기(27)의 최상층에 수정 등의 압전 진동편(28)을 도전성 접착제(29)로 고착시키고 있다. 유리(30)가 부착된 세라믹 캡(31)의 단면 형상은 동 도면에 도시된 바와같은 단면 형상으로 하여 압전 진동편(28) 및 도전성 접착제(29)가 세라믹 캡(31)에 접촉하지 않게 하고 있다.

또한, 제 1 및 제 2실시예 C 및 D 모두는 다른 한쪽 단부가 접착제(23) 및 (29)에 고착되지 않게 하여 자유롭게 되어 있어, 세라믹 밀봉 용기(18) 및 (27)에 단순히 접촉시키고 있을 뿐이며,(세라믹 용기 18 및 27의 배선 패턴이 없는 다른 한쪽 단부는) 도전성 접착제(23) 및 (29)를 경화시키기 전에 압전 진동편(20)및 (28)을 지지하는 역할을 갖는다.

상술한 바와같이 본 발명의 다층 세라믹 밀봉 용기를 사용하는 발진기에 있어서 밀봉재료를 유리로 하는것에 의해서 1 ; 일괄 열처리가 가능하고, 2 ; 세라믹 캡에는 용매에 녹여진 프릿 유리의 직접 도포가 가능하며, 3 ; 또한, 밀봉 용기측의 봉합부에 유리가 직접 접합되기 때문에 캡 용기와 더불어 기초처리를 할 필요가 없는 등의 효과를 갖는다. 또한, 압전 진동편의 세로측 방향의 한쪽 단부만을 고착하고 다른 한쪽 단부를 자유롭게 두는 것에 의해, 1 ; 세라믹과 압전 진동편의 열팽창율 차이에 의한 열 응력이 작아지며 도전성 접착제의 균열이 발생하기 어렵게 되고, 2 ; 표면 장치 형태는 리플로우노 등에서 230℃-270℃정도까지 온도가 올라가게 되지만 제조공정상에서의 열처리 공정시에도 도전성 접착제의 균열이 발생하기 어렵게되며, 3 ; 상기 열처리 공정에서 균열이 발생하지 않을 뿐 아니라 시간의 경과에 따른 왜곡이 해방되어서 단선하거나 특성의 열화가 일어나지 않는 등의 효과를 갖는다. 또한, 다층 세라믹 밀봉 용기의 한쪽 단부의 고정부에 홈을 설치함으로써, 압전 진동편을 도전성 접착제로 밀봉 용기에 고착함에 따라 도포시 압전 진동편의 2개의 전극의 단락을 방지할 수 있다(홈을 경계로 해서 도전성 접착제가 이어지지 않는다).

상기와 같이 본 발명에 따라 이루어진 발진기는 다음 1-3이 효과가 있다.

1. 봉착재료로서 유리를 사용한 것에 의해서 종래의 시임용접에 비교하여 일괄 열처리가 가능해지므로 생산성이 향상되며 시임 용접이나 땜납재에 비교해서 캡이나 밀봉 용기의 밀봉부에 기초처리를 하지 않아도 되므로 재료원가가 낮아진다.

2. 압전 진동편과 세로측 방향의 한쪽 단부만을 밀봉 용기에 고착하고, 다른 한쪽 단부를 자유롭게 했으므로 압전진동편과 예컨대 세라믹재로 구성된 밀봉 용기와의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 칫수변화가 가해져도 양자를 고착하고 있는 도전성 접착제의 균열은 발생하기 어렵게 되며, 양단 고착보다(도전성 접착제의 효과시에 왜곡이 발생되므로) 시간의 경과에 따른 특성 변화가 적으며 내열적으로도 신뢰성이 높게 된다.

3. 밀봉 용기의 한쪽 단부의 고착부에 홈을 설치함으로써, 압전 진동편을 도전성 접착제로 밀봉 용기에 고착시키기 위해 도전성 접착제를 도포할 때, 홈을 경계로 해서 접착제가 이어지지 않으므로 압전 진동편의 2개의 전극의 단락을 방지하는 효과가 있으며 생산성이 향상한다.

Claims (1)

1. 도전성 배선 패턴(19)을 갖는 밀봉 용기(18,27)와, 이 밀봉 용기에 봉착되는 캡(25,31)과, 이 밀봉 용기의 배선 패턴(19)에 고착되는 압전 진동편(20,28) 및, 발진회로를 포함하는 집적회로 소자(21)를 구비하는 발진기에 있어서, 상기 밀봉 용기(18,27)와 상기 캡(25,31)을 봉착하는 봉착재료로서 유리(26,30)를 사용하고, 상기 압전 진동편(20,28)의 세로측 방향의 한 쪽 단부만을 상기 밀봉 용기의 상기 배선 패턴(19)에 고착시키며, 상기 밀봉 용기의 상기 압전 진동편의 한쪽 단부의 고정부에 홈(24)을 설치한 것을 특징으로하는 발진기.

Images