TWI538267B - Crystal Oscillator - Google Patents
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Description
本發明係關於一種水晶振盪器構裝在封裝材上且在該封裝材之下面構裝有感溫性元件之水晶振盪裝置。
以往，使用水晶振盪器之水晶振盪裝置已廣泛地使用在振盪器等。
由於熱從周圍之電子零件等經由端子等傳遞至IC晶片，具有溫度感測器之IC晶片之溫度會有急速變化之情形。藉此，會有水晶振盪器之頻率產生偏移之情形。
在下述專利文獻1，從端子至搭載IC晶片之電極島之配線圖案之寬度大於其他配線圖案之寬度。
在下述專利文獻2，從端子至搭載IC晶片之電極島之熱傳導路徑之距離與從端子至水晶振盪器之熱傳導路徑之距離相等。
在下述專利文獻3，從端子至IC晶片之熱傳導路徑及從端子至壓電振盪器之熱傳導路徑較長。又，從端子至IC晶片之熱傳導路徑較從端子至壓電振盪器之熱傳導路徑長。
專利文獻1：日本特開2012-74774號公報
專利文獻2：日本特開2013-102315號公報
專利文獻3：日本特開2009-105199號公報
然而，如專利文獻1般，使從端子至搭載IC晶片之電極島之配線圖案之寬度變大後，熱到達IC晶片之時間變短。因此，IC晶片之溫度會有急速變化之情形。
在專利文獻2，熱從端子到達IC晶片之時間與熱從端子到達水晶振盪器之時間相等。然而，並非熱從端子不易到達IC晶片之構成，IC晶片之溫度會有急速變化之情形。
在專利文獻3，藉由使從端子至IC晶片之熱傳導路徑變長，熱到達IC晶片之時間變長。然而，熱傳導路徑之長度以外之構造並未明確記載於專利文獻3。
本發明之目的在於提供一種熱不易傳至感溫性元件及水晶振盪器之水晶振盪裝置。
本發明之水晶振盪裝置，具備：構裝基板，具有上面、下面及側面；端子，設在該構裝基板之下面；連接電極，與該端子電氣連接，且經由該構裝基板之側面到達上面；電極島，設在該構裝基板之上面，與該連接電極電氣連接；導電性接合材，設在該電極島上；第1封裝材，設在該導電性接合材上，且具有上面及下面；端子電極，設在該第1封裝材之下面，透過該導電性接合材與該電極島電氣連接；水晶振盪器，設在該第1封裝材之上面；以及感溫性元件，搭載於該第1封裝材之下面。該連接電極具有第1、第2部分。該第1部分位於該構裝基板之上面，且與該電極島相連。該第2部分位於該構裝基板之側面上，且連接於該第1部分及該端子。在俯視時，設該連接電極之該第1部分朝向該電極島延伸之方向
為第1方向，設與該第1方向正交之方向為第2方向，則該連接電極之該第1部分之一部分沿著該第2方向之尺寸小於該連接電極之其餘部分沿著該第2方向之尺寸。
本發明之水晶振盪裝置之某個特定形態中，在該構裝基板之上面，以在該第2方向橫越至少該連接電極之該第1部分之一部分之方式設有光阻絕緣材。
本發明之水晶振盪裝置之另一個特定形態中，在該構裝基板設有開口部。該感溫性元件位於該開口部內。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該端子具有第1至第4端子。該連接電極具有第1至第4連接電極。該電極島具有第1至第4電極島。該端子電極具有第1至第4端子電極。該第1至第4端子與該第1至第4連接電極分別電氣連接。該第1至第4連接電極與該第1至第4電極島分別電氣連接。該第1至第4電極島與該第1至第4端子電極分別電氣連接。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該構裝基板具有矩形板狀之形狀。該第1至第4連接電極之該第2部分分別位於該構裝基板之角落部。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，進一步具備設在該第1封裝材之上面之第2封裝材。在該第1封裝材與該第2封裝材所形成之中空空間之內部設有該水晶振盪器。
根據本發明，可提供熱不易傳至感溫性元件之水晶振盪裝置。
1‧‧‧水晶振盪裝置
2‧‧‧構裝基板
2a‧‧‧上面
2b‧‧‧下面
2c‧‧‧開口部
2d,2e,2f,2g‧‧‧第1~第4凹部
3a,3b‧‧‧第1、第2端子
4a,4b,4c,4d‧‧‧第1~第4連接電極
4A,4B‧‧‧第1、第2部分
5a,5b,5c,5d‧‧‧第1~第4電極島
6‧‧‧導電性接合材
7‧‧‧水晶振盪器
7a‧‧‧上面
7b‧‧‧下面
8a,8b‧‧‧第1、第2端子電極
9‧‧‧元件基板
9a‧‧‧上面
9b‧‧‧下面
10a‧‧‧第1電極島
11‧‧‧導電性接合材
12a,12b‧‧‧第1、第2激振電極
12a1,12b1‧‧‧第1、第2引出電極
13‧‧‧帽罩
14‧‧‧IC晶片
15‧‧‧中空空間
16‧‧‧接合材
17‧‧‧凸塊
28‧‧‧光阻絕緣材
圖1係本發明第1實施形態之水晶振盪裝置之正面剖面圖。
圖2係本發明第1實施形態之感溫性元件及構裝基板之立體圖。
圖3(a)係顯示本發明第1實施形態之水晶振盪器之上面之電極形狀之俯視圖，(b)係透視本發明第1實施形態之水晶振盪器來顯示下面之電極形狀之俯視圖。
圖4係本發明第1實施形態之構裝基板之俯視圖。
圖5係本發明第2實施形態之構裝基板之俯視圖。
以下，參照圖式說明本發明之具體實施形態以明白本發明。
圖1係本發明第1實施形態之水晶振盪裝置之正面剖面圖。圖2係本發明第1實施形態之感溫性元件及構裝基板之立體圖。
水晶振盪裝置1具有構裝基板2。構裝基板2具有矩形板狀之形狀。構裝基板2具有上面2a、下面2b及側面。又，構裝基板2在中央部具有開口部2c。
又，本實施形態中，構裝基板2在角落部具有第1~第4凹部2d,2e,2f,2g。此外，構裝基板2亦可不具有凹部。
本實施形態中，構裝基板2係玻璃環氧基板。此外，構成構裝基板2之材料並不特別限定。
在構裝基板2之下面2b設有第1、第2端子3a,3b及第3、第4端子。又，在構裝基板2設有第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d。第1連
接電極4a與第1端子3a電氣連接。同樣地，第2~第4連接電極4b,4c,4d與第2端子3b及第3、第4端子分別電氣連接。
本實施形態中，第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d經由構裝基板2之第1~第4凹部2d,2e,2f,2g到達上面2a。
在構裝基板2之上面2a設有第1~第4電極島5a,5b,5c,5d。如圖2之虛線所示，第1電極島5a與第1連接電極4a電氣連接。同樣地，第2~第4電極島5b,5c,5d與第2~第4連接電極4b,4c,4d分別電氣連接。
上述第1~第4端子、第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d及第1~第4電極島5a,5b,5c,5d由適當之金屬或合金構成。
如圖1及圖2所示，第1連接電極4a具有第1、第2部分4A、4B。第1連接電極4a之第1部分4A位於構裝基板2之上面2a。又，第1連接電極4a之第1部分4A連接於第1電極島5a。第1連接電極4a之第2部分4B位於構裝基板2之側面。又，第1連接電極4a之第2部分4B分別連接於第1連接電極4a之第1部分4A及第1端子3a。本實施形態中，第1連接電極4a之第2部分4B係設在構裝基板2之第1凹部2d上之凹部電極。同樣地，第2~第4連接電極4b,4c,4d亦分別具有第1、第2部分4A、4B。
在構裝基板2之上面2a設有第1封裝材即元件基板9。本實施形態中，元件基板9由陶瓷基板構成。此外，構成元件基板9之陶瓷材料並不特別限定。例如，亦可為由氧化鋁等絕緣性陶瓷等構成者。
元件基板9具有上面9a及下面9b。在元件基板9之下面9b設有第1、第2端子電極8a,8b及第3、第4端子電極。第1端子電極8a與
設在構裝基板2之上面2a之第1電極島5a係透過導電性接合材6電氣連接。同樣地，第2端子電極8b及第3、第4端子電極與第2~第4電極島5b,5c,5d分別透過導電性接合材6電氣連接。
第1、第2端子電極8a,8b及第3、第4端子電極由適當之金屬或合金構成。又，本實施形態之導電性接合材6由焊料構成。此外，導電性接合材6亦可由其他導電性接著劑或金屬蠟材等適當之導電性材料構成。
在元件基板9之上面9a設有第2封裝材即帽罩13。由元件基板9與帽罩13形成中空空間15。在中空空間15設有水晶振盪器7。
本實施形態之帽罩13由金屬構成。此外，帽罩13亦可由金屬以外之適當材料構成。
又，本實施形態中，第1封裝材係元件基板9，第2封裝材係帽罩13。此外，第1、第2封裝材並不限於此。例如，亦可為在具有往上方開啟之開口之第1封裝材之內底面上構裝水晶振盪器且以作為第2封裝材之蓋將上述第1封裝材之上方開口加以密封之構造。
元件基板9與帽罩13係藉由接合材16接合。接合材16由例如焊料等金屬蠟材或適當之接著劑等構成。
圖3(a)及(b)係顯示本發明第1實施形態之水晶振盪器之上面之電極形狀之俯視圖及透視水晶振盪器來顯示下面之電極形狀之俯視圖。
水晶振盪器7具有矩形板狀之形狀。水晶振盪器7具有上面7a及下面7b。在水晶振盪器之上面7a設有第1激振電極12a。在第1激振電極12a連接有第1引出電極12a1。第1引出電極12a1經由水晶振盪器7
之側面到達下面7b。
又，在水晶振盪器7之下面7b設有第2激振電極12b。在第2激振電極12b連接有第2引出電極12b1。第2引出電極12b1經由水晶振盪器7之側面到達上面7a。
返回圖1，水晶振盪器7之第1引出電極12a1及第2引出電極係透過導電性接合材11與設在元件基板9之上面9a之第1電極島10a及第2電極島分別電氣連接。
上述第1、第2激振電極12a,12b、第1引出電極12a1、第2引出電極、第1電極島10a及第2電極島由適當之金屬或合金構成。導電性接合材11由導電性接著劑或金屬蠟材等適當之導電性材料構成。
本實施形態之水晶振盪器7係藉由導電性接合材11以懸臂樑支承。此外，水晶振盪器7亦可被雙臂支承。
在元件基板9之下面9b設有感溫性元件。本實施形態中，上述感溫性元件係具有溫度感測器之IC晶片14。此外，上述感溫性元件亦可為熱阻器等其他感溫性元件。
圖4係本發明第1實施形態之構裝基板之俯視圖。
在俯視時，設第1連接電極4a朝向第1電極島5a延伸之方向為第1方向X。又，設與第1方向X正交之方向為第2方向Y。第1連接電極4a具有第1、第2方向X、Y。同樣地，第2~第4連接電極4b,4c,4d亦分別具有第1、第2方向X、Y。
本實施形態之特徵在於，第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A之一部分沿著第2方向Y之尺寸小於第1~第4連接電極4a,4b,
4c,4d之其餘部分沿著第2方向Y之尺寸。藉此，熱不易傳至IC晶片。其原因說明如下。
返回圖1及圖2，在水晶振盪裝置1，熱特別容易流入之部分為水晶振盪裝置1與周圍物理接觸之第1、第2端子3a,3b及第3、第4端子。熱從第1、第2端子3a,3b及第3、第4端子流入，首先在第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d傳遞。熱從第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d傳至元件基板9。接著，熱從元件基板9傳至IC晶片14及水晶振盪器7。
本實施形態中，第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A之一部分沿著第2方向Y之尺寸如上述般小。藉此，可延遲熱在第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d傳遞之速度。因此，熱更不易傳至IC晶片14。是以，可進一步抑制IC晶片14之溫度急速變化。藉此，可進一步抑制水晶振盪器7之頻率偏移。
又，在本實施形態之水晶振盪器7，與IC晶片14同樣地，熱從元件基板9傳遞。因此，不僅能使熱不易傳至IC晶片14，亦能使熱不易傳至水晶振盪器7。再者，亦可抑制IC晶片14與水晶振盪器7之溫度差之急速變化。是以，可進一步提升對水晶振盪器7之頻率進行溫度修正之追隨性。
再者，本實施形態中，第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d往外面露出。因此，藉由往外部之散熱，熱在第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d更不易傳遞。
又，本實施形態中，第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第2部分4B係凹部電極，且往外面露出。藉此，第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d
之第2部分4B與外部接觸之表面積變大。因此，能更有效地往外部散熱。是以，熱在第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d更不易傳遞。
然而，藉由導電性接合材將元件基板與構裝基板加以接合時，會有熔融之導電性接合材從第1~第4電極島經由第1~第4連接電極流出之情形。藉此，會有熔融之導電性接合材到達第1~第4連接電極之第2部分或構裝基板之下面之情形。
然而，本實施形態中，如上述，第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A之一部分沿著第2方向Y之尺寸如上述般小。因此，熔融之導電性接合材6不易從第1~第4電極島5a,5b,5c,5d經由第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A流動。因此，熔融之導電性接合材6不易到達第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第2部分4B或構裝基板2之下面2b。是以，可進一步降低構裝不良。
此外，IC晶片14在上面具有複數個凸塊17。複數個凸塊17接合於設在元件基板9之下面9b之未圖示之電極。又，IC晶片14位於構裝基板2之開口部2c之內部。亦即，IC晶片14接觸者僅為設在元件基板9之下面9b之上述電極。因此，能使熱之主要傳導路徑僅為元件基板9。是以，熱更不易傳至IC晶片14。
然而，藉由導電性接合材將元件基板與構裝基板加以接合時，藉由熔融之導電性接合材產生自對準作用。
本實施形態中，如上述，熔融之導電性接合材6不易從第1~第4電極島5a,5b,5c,5d流去。因此，更有效地產生自對準作用。因此，更不易產生搭載有水晶振盪器7之元件基板9與構裝基板2之位置偏移。
是以，可進一步降低構裝不良。
圖5係本發明第2實施形態之構裝基板之俯視圖。
在構裝基板2之上面2a，以在上述第2方向橫越第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A之一部分之方式分別設有光阻絕緣材28。因此，導電性接合材從第1~第4電極島5a,5b,5c,5d經由第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A流出時，可藉由光阻絕緣材28遮斷上述導電性接合材之流動。因此，可更有效地抑制上述導電性接合材到達第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第2部分4B或構裝基板2之下面。是以，可更有效地降低構裝不良。
本實施形態中，以橫越第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A之一部分之方式設有光阻絕緣材28。此外，設有光阻絕緣材28之部分並不限於第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A之一部分。例如，亦可以橫越第1~第4連接電極4a,4b,4c,4d之第1部分4A之整面之方式設置。
此外，較佳為，設在構裝基板之上面之第1~第4電極島之各個之形狀與設在元件基板之下面之第1~第4端子電極之各個之形狀相同。在此情形，藉由導電性接合材將元件基板與構裝基板加以接合時，更有效地產生自對準作用。因此，更不易產生搭載有水晶振盪器之元件基板與構裝基板之位置偏移。是以，可更有效地降低不良。
1‧‧‧水晶振盪裝置
2‧‧‧構裝基板
2a‧‧‧上面
2b‧‧‧下面
2c‧‧‧開口部
3a,3b‧‧‧第1、第2端子
4a,4b‧‧‧第1、第2連接電極
4A,4B‧‧‧第1、第2部分
5a,5b‧‧‧第1、第2電極島
6‧‧‧導電性接合材
7‧‧‧水晶振盪器
7a‧‧‧上面
7b‧‧‧下面
8a,8b‧‧‧第1、第2端子電極
9‧‧‧元件基板
9a‧‧‧上面
9b‧‧‧下面
10a‧‧‧第1電極島
11‧‧‧導電性接合材
12a,12b‧‧‧第1、第2激振電極
12a1‧‧‧第1引出電極
13‧‧‧帽罩
14‧‧‧IC晶片
15‧‧‧中空空間
16‧‧‧接合材
17‧‧‧凸塊
Claims (8)
- 一種水晶振盪裝置，具備：構裝基板，具有上面、下面及側面；端子，設在該構裝基板之下面；連接電極，與該端子電氣連接，且經由該構裝基板之側面到達上面；電極島，設在該構裝基板之上面，與該連接電極電氣連接；導電性接合材，設在該電極島上；第1封裝材，設在該導電性接合材上，且具有上面及下面；端子電極，設在該第1封裝材之下面，透過該導電性接合材與該電極島電氣連接；水晶振盪器，設在該第1封裝材之上面；以及感溫性元件，搭載於該第1封裝材之下面；該連接電極具有第1、第2部分；該第1部分位於該構裝基板之上面，且與該電極島相連；該第2部分位於該構裝基板之側面上，且連接於該第1部分及該端子；在俯視時，假設該連接電極之該第1部分朝向該電極島延伸之方向為第1方向，假設與該第1方向正交之方向為第2方向，則該連接電極之該第1部分之一部分沿著該第2方向之尺寸小於該連接電極之其餘部分沿著該第2方向之尺寸；在該構裝基板之上面，以在該第2方向橫越至少該連接電極之該第1部分之一部分之方式設有光阻絕緣材。
- 如申請專利範圍第1項之水晶振盪裝置，其中，在該構裝基板設有開 口部；該感溫性元件位於該開口部內。
- 如申請專利範圍第1項之水晶振盪裝置，其中，在該構裝基板設有開口部；該感溫性元件位於該開口部內。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水晶振盪裝置，其中，該端子具有第1至第4端子；該連接電極具有第1至第4連接電極；該電極島具有第1至第4電極島；該端子電極具有第1至第4端子電極；該第1至第4端子與該第1至第4連接電極分別電氣連接；該第1至第4連接電極與該第1至第4電極島分別電氣連接；該第1至第4電極島與該第1至第4端子電極分別電氣連接。
- 如申請專利範圍第4項之水晶振盪裝置，其中，該構裝基板具有矩形板狀之形狀；該第1至第4連接電極之該第2部分分別位於該構裝基板之角落部。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水晶振盪裝置，其進一步具備設在該第1封裝材之上面之第2封裝材；在該第1封裝材與該第2封裝材所形成之中空空間之內部設有該水晶振盪器。
- 如申請專利範圍第4項之水晶振盪裝置，其進一步具備設在該第1封 裝材之上面之第2封裝材；在該第1封裝材與該第2封裝材所形成之中空空間之內部設有該水晶振盪器。
- 如申請專利範圍第5項之水晶振盪裝置，其進一步具備設在該第1封裝材之上面之第2封裝材；在該第1封裝材與該第2封裝材所形成之中空空間之內部設有該水晶振盪器。
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