TWI765811B - 晶體振子封裝結構 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種晶體振子封裝結構，其係包含封裝基座、諧振晶體片與頂蓋。封裝基座之頂部具有凹槽，封裝基座之側壁環繞凹槽。諧振晶體片包含邊框區、U形連接區、諧振區與第一連接臂。U形連接區連接諧振區之邊緣與邊框區之間，U形連接區之凹口與互相垂直之兩內側壁朝向諧振區，第一連接臂連接U形連接區與邊框區之間，邊框區設於封裝基座之側壁上。頂蓋設於邊框區上，以遮蔽凹槽、U形連接區、諧振區與第一連接臂。本發明形成U形連接區在邊框區與諧振區之間，以避免外界機械性震動或瞬間衝擊傳遞至諧振晶體片，並穩定諧振頻率。

Description

晶體振子封裝結構

本發明係關於一種封裝結構，且特別關於一種晶體振子封裝結構。

石英元件具有穩定的壓電特性，能夠提供精準且寬廣的參考頻率、時脈控制、定時功能與過濾雜訊等功能，此外，石英元件也能做為振動及壓力等感測器，以及重要的光學元件；因此，對於電子產品而言，石英元件扮演著舉足輕重的地位。

第1圖為先前技術之石英振動器之示意圖。請參閱第1圖，石英振動器1由石英振動器元件10和作為覆蓋石英振動器元件10的第一殼體11和第二殼體12構成。石英振動器元件10由石英基板構成。在石英振動器元件10之上、下表面形成有激振電極13、14，且石英振動器元件10具有主振動部與包圍主振動部之支撐部。第一殼體11和第二殼體12例如由諸如藍板玻璃(blue plate glass)的通用玻璃製成。第一殼體11和第二殼體12在其外圍分別具有外圍形成的突起。第一殼體11和第二殼體12在突出部處結合到支撐部，從而將石英振動器元件10夾在其間。由於支撐部佔石英振動器元件10之面積比例較高，導致外界機械性震動或瞬間衝擊傳遞至主振動部，導致石英振動器1之振動頻率不穩定。

因此，本發明係在針對上述的困擾，提出一種晶體振子封裝結構，以解決習知所產生的問題。

本發明提供一種晶體振子封裝結構，其避免外界機械性震動或瞬間衝擊傳遞至諧振晶體片，並穩定諧振頻率。

在本發明之一實施例中，提供一種晶體振子封裝結構，其包含一封裝基座、一諧振晶體片與一頂蓋。封裝基座之頂部具有一凹槽，封裝基座之側壁環繞凹槽。諧振晶體片包含一邊框區、至少一個U形連接區、一諧振區與至少一個第一連接臂。U形連接區連接諧振區之邊緣與邊框區之間，U形連接區之凹口(notch)與互相垂直之兩內側壁朝向諧振區，第一連接臂連接U形連接區與邊框區之間，邊框區設於封裝基座之側壁上。頂蓋設於邊框區上，以遮蔽凹槽、U形連接區、諧振區與第一連接臂。

在本發明之一實施例中，晶體振子封裝結構更包含一第一電極層、一第二電極層、一第一密封環、一第二密封環與複數個導電接墊。第一電極層設於第一連接臂、U形連接區與諧振區之底面，第一電極層電性連接諧振區。第二電極層設於第一連接臂、U形連接區與諧振區之頂面，第二電極層電性連接諧振區。第一密封環設於封裝基座之側壁與邊框區之間，第二密封環設於邊框區與頂蓋之間，所有導電接墊設於封裝基座之底面。

在本發明之一實施例中，U形連接區包含一第二連接臂、一第三連接臂與一第四連接臂。第二連接臂具有第一端與第二端，第二連接臂之第一端連接諧振區之邊緣。第三連接臂具有第三端與第四端，第三連接臂之第三端連接第二連接臂之第二端，第三連接臂垂直連接第二連接臂。第四連接臂具有第五端與第六端，第四連接臂之第五端連接第三連接臂之第四端，第四連接臂之第六端連接第一連接臂，第四連接臂垂直連接第三連接臂與第一連接臂。凹口位於第二連接臂與第四連接臂之間，第三連接臂與第四連接臂具有朝向諧振區之內側壁，第四連接臂與諧振區重疊一區域，此區域位於一第一直線與一第二直線之間，第一直線平行第二直線，第一直線重疊諧振區之邊緣，第二直線重疊第一連接臂遠離第四連接臂之側邊。

在本發明之一實施例中，諧振區為長方形，第四連接臂平行長方形之長邊，第一直線重疊長方形靠近第三連接臂之短邊，第一直線與第二直線之間的最短距離為D1，長邊之長度為L，D1=L×C1，0＜C1＜1。

在本發明之一實施例中，諧振區為長方形，第四連接臂平行長方形之短邊，第一直線重疊長方形靠近第三連接臂之長邊，第一直線與第二直線之間的最短距離為D2，短邊之長度為W，D2=W×C2，0＜C2＜1。

在本發明之一實施例中，諧振區為橢圓形，第四連接臂平行橢圓形之長軸，第一直線重疊橢圓形最靠近第三連接臂之位置，第一直線與第二直線之間的最短距離為D1，長軸之長度為L，D1=L×C1，0＜C1＜1。

在本發明之一實施例中，諧振區為橢圓形，第四連接臂平行橢圓形之短軸，第一直線重疊橢圓形最靠近第三連接臂之位置，第一直線與第二直線之間的最短距離為D2，短軸之長度為W，D2=W×C2，0＜C2＜1。

在本發明之一實施例中，諧振區為圓形，第四連接臂平行圓形之直徑，第一直線重疊圓形最靠近第三連接臂之位置，第一直線與第二直線之間的最短距離為D，直徑之長度為R，D=R×C，0＜C＜1。

在本發明之一實施例中，至少一個U形連接區包含二個U形連接區，至少一個第一連接臂包含二個第一連接臂，二個第一連接臂分別連接二個U形連接區，二個U形連接區以諧振區為中心對稱設置。

在本發明之一實施例中，邊框區、第一連接臂、U形連接區與諧振區為一體成型者。

基於上述，晶體振子封裝結構形成U形連接區在邊框區與諧振區之間，且U形連接區之凹口與互相垂直之兩內側壁朝向諧振區，以避免外界機械性震動或瞬間衝擊傳遞至諧振區，並穩定諧振頻率。

茲為使　貴審查委員對本發明的結構特徵及所達成的功效更有進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如後：

本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。

當一個元件被稱為『在…上』時，它可泛指該元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在於兩者之中。相反地，當一個元件被稱為『直接在』另一元件，它是不能有其他元件存在於兩者之中間。如本文所用，詞彙『及/或』包含了列出的關聯項目中的一個或多個的任何組合。

於下文中關於“一個實施例”或“一實施例”之描述係指關於至少一實施例內所相關連之一特定元件、結構或特徵。因此，於下文中多處所出現之“一個實施例”或 “一實施例”之多個描述並非針對同一實施例。再者，於一或多個實施例中之特定構件、結構與特徵可依照一適當方式而結合。

揭露特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。此外，如本揭露所用，除非從特定上下文明顯可見將複數個排除在外，否則單數冠詞亦包括複數個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義。同樣地，本揭露並不限於此說明書中所提出之各種實施例。

此外，若使用「電(性)耦接」或「電(性)連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。舉例而言，若文中描述一第一裝置電性耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。另外，若描述關於電訊號之傳輸、提供，熟習此技藝者應該可了解電訊號之傳遞過程中可能伴隨衰減或其他非理想性之變化，但電訊號傳輸或提供之來源與接收端若無特別敘明，實質上應視為同一訊號。舉例而言，若由電子電路之端點A傳輸(或提供)電訊號S給電子電路之端點B，其中可能經過一電晶體開關之源汲極兩端及/或可能之雜散電容而產生電壓降，但此設計之目的若非刻意使用傳輸(或提供)時產生之衰減或其他非理想性之變化而達到某些特定的技術效果，電訊號S在電子電路之端點A與端點B應可視為實質上為同一訊號。

可了解如在此所使用的用詞「包含(comprising)」、「包含(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包含(involving)」等等，為開放性的(open-ended)，即意指包含但不限於。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制發明作之申請專利範圍。

第2圖為本發明之晶體振子封裝結構之一實施例之結構分解圖。第3圖為本發明之晶體振子封裝結構之一實施例之結構剖視圖。請參閱第2圖與第3圖，以下介紹本發明之晶體振子封裝結構2。晶體振子封裝結構2包含一封裝基座20、一諧振晶體片21與一頂蓋22。封裝基座20之頂部具有一凹槽200，封裝基座20之側壁環繞凹槽200。諧振晶體片21可為石英晶體片，其包含一邊框區210、至少一個U形連接區211、一諧振區212與至少一個第一連接臂213，U形連接區211具有吸收振動的功能，諧振區212之形狀並不受限。U形連接區211連接諧振區212之邊緣與邊框區210之間，U形連接區211之凹口(notch)與互相垂直之兩內側壁朝向諧振區212，第一連接臂213連接U形連接區211與邊框區210之間，邊框區210設於封裝基座20之側壁上。在此實施例中，U形連接區211與第一連接臂213之數量皆以兩個為例，但本發明並不以此為限。邊框區210、U形連接區211、諧振區212與第一連接臂213可為一體成型者。頂蓋22設於邊框區210上，以遮蔽凹槽200、U形連接區211、諧振區212與第一連接臂213。由於U形連接區211形成在邊框區210與諧振區212之間，且U形連接區211之凹口與互相垂直之兩內側壁朝向諧振區212，故可避免外界機械性震動或瞬間衝擊傳遞至諧振區212，並穩定諧振頻率。

在本發明之某些實施例中，晶體振子封裝結構2更可包含一第一電極層23、一第二電極層24、一第一密封環25、一第二密封環26與複數個導電接墊27。第一電極層23設於第一連接臂213、U形連接區211與諧振區212之底面，第一電極層23電性連接諧振區212。第二電極層24設於第一連接臂213、U形連接區211與諧振區212之頂面，第二電極層24電性連接諧振區212。第一密封環25設於封裝基座20之側壁與邊框區210之間，第二密封環26設於邊框區210與頂蓋22之間，所有導電接墊27設於封裝基座20之底面。

第4圖至第10圖為本發明之諧振晶體片之各種實施例之結構俯視圖。以下介紹諧振晶體片21之各種實施例。

請參閱第4圖與第5圖。如第4圖所示，U形連接區211的數量為兩個，第一連接臂213的數量為兩個，其中二個第一連接臂213分別連接二個U形連接區211，二個U形連接區211以諧振區212為中心對稱設置。如第5圖所示，U形連接區211的數量為一個。每一U形連接區211包含一第二連接臂2111、一第三連接臂2112與一第四連接臂2113。第二連接臂2111具有第一端與第二端，第二連接臂2111之第一端連接諧振區212之邊緣。第三連接臂2112具有第三端與第四端，第三連接臂2112之第三端連接第二連接臂2111之第二端，第三連接臂2112垂直連接第二連接臂2111。第四連接臂2113具有第五端與第六端，第四連接臂2113之第五端連接第三連接臂2112之第四端，第四連接臂2113之第六端連接第一連接臂213，第四連接臂2113垂直連接第三連接臂2112與第一連接臂213。U形連接區211之凹口位於第二連接臂2111與第四連接臂2113之間，第三連接臂2112與第四連接臂2113具有朝向諧振區212之內側壁。第四連接臂2113與諧振區212共同重疊一區域，此區域位於一第一直線L1與一第二直線L2之間，第一直線L1平行第二直線L2，第一直線L1重疊諧振區212之邊緣，第二直線L2重疊第一連接臂213遠離第四連接臂2113之側邊。舉例來說，諧振區212可為長方形，第四連接臂2113平行此長方形之長邊，第一直線L1重疊此長方形之短邊，且靠近第三連接臂2112，第一直線L1與第二直線L2之間的最短距離為D1，此長方形之長邊之長度為L。為了利用U形連接區211吸收大部分的震動，並避免外部震動影響到諧振區212，D1=L×C1，0＜C1＜1。

請參閱第6圖與第7圖。如第6圖所示，U形連接區211的數量為兩個，如第7圖所示，U形連接區211的數量為一個。與第4圖及第5圖差別在於，第6圖與第7圖之第四連接臂2113平行諧振區212之長方形之短邊，第一直線L1重疊此長方形之長邊，且靠近第三連接臂2112，第一直線L1與第二直線L2之間的最短距離為D2，此長方形之短邊之長度為W。為了利用U形連接區211吸收大部分的震動，並避免外部震動影響到諧振區212，D2=W×C2，0＜C2＜1。

請參閱第8圖。如第8圖所示，U形連接區211的數量為一個。與第7圖差別在於，第8圖之諧振區212可為橢圓形，第四連接臂2113平行此橢圓形之長軸，第一直線L1重疊此橢圓形最靠近第三連接臂2112之位置，第一直線L1與第二直線L2之間的最短距離為D1，此橢圓形之長軸之長度為L。為了利用U形連接區211吸收大部分的震動，並避免外部震動影響到諧振區212，D1=L×C1，0＜C1＜1。

請參閱第9圖。如第9圖所示，U形連接區211的數量為一個，諧振區212可為橢圓形。與第8圖差別在於，第9圖之第四連接臂2113平行此橢圓形之短軸，第一直線L1重疊橢圓形最靠近第三連接臂2112之位置，第一直線L1與第二直線L2之間的最短距離為D2，橢圓形之短軸之長度為W。為了利用U形連接區211吸收大部分的震動，並避免外部震動影響到諧振區212，D2=W×C2，0＜C2＜1。

請參閱第10圖。如第10圖所示，U形連接區211的數量為一個。與第9圖差別在於，第10圖之諧振區212可為圓形，第四連接臂2113平行此圓形之直徑，第一直線L1重疊此圓形最靠近第三連接臂2112之位置，第一直線L1與第二直線L2之間的最短距離為D，此圓形之直徑之長度為R。為了利用U形連接區211吸收大部分的震動，並避免外部震動影響到諧振區212，D=R×C，0＜C＜1。

根據上述實施例，晶體振子封裝結構形成U形連接區在邊框區與諧振區之間，且U形連接區之凹口與互相垂直之兩內側壁朝向諧振區，以避免外界機械性震動或瞬間衝擊傳遞至諧振區，並穩定諧振頻率。

以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:石英振動器 10:石英振動器元件 11:第一殼體 12:第二殼體 13:激振電極 14:激振電極 2:晶體振子封裝結構 20:封裝基座 200:凹槽 21:諧振晶體片 210:邊框區 211:U形連接區 2111:第二連接臂 2112:第三連接臂 2113:第四連接臂 212:諧振區 213:第一連接臂 22:頂蓋 23:第一電極層 24:第二電極層 25:第一密封環 26:第二密封環 27:導電接墊

第1圖為先前技術之石英振動器之示意圖。 第2圖為本發明之晶體振子封裝結構之一實施例之結構分解圖。 第3圖為本發明之晶體振子封裝結構之一實施例之結構剖視圖。 第4圖至第10圖為本發明之諧振晶體片之各種實施例之結構俯視圖。

2:晶體振子封裝結構

20:封裝基座

200:凹槽

21:諧振晶體片

210:邊框區

211:U形連接區

212:諧振區

213:第一連接臂

22:頂蓋

23:第一電極層

24:第二電極層

25:第一密封環

26:第二密封環

27:導電接墊

Claims (10)

1. 一種晶體振子封裝結構，包含：一封裝基座，其頂部具有一凹槽，該封裝基座之側壁環繞該凹槽；一諧振晶體片，包含一邊框區、至少一個U形連接區、一諧振區與至少一個第一連接臂，其中該至少一個U形連接區連接該諧振區之邊緣與該邊框區之間，該至少一個U形連接區之凹口(notch)與互相垂直之兩內側壁朝向該諧振區，該至少一個第一連接臂連接該至少一個U形連接區與該邊框區之間，該邊框區設於該封裝基座之該側壁上；以及一頂蓋，設於該邊框區上，以遮蔽該凹槽、該至少一個U形連接區、該諧振區與該至少一個第一連接臂；其中該邊框區設於該頂蓋與該封裝基座之間。
2. 如請求項1所述之晶體振子封裝結構，更包含：一第一電極層，設於該至少一個第一連接臂、該至少一個U形連接區與該諧振區之底面，該第一電極層電性連接該諧振區；一第二電極層，設於該至少一個第一連接臂、該至少一個U形連接區與該諧振區之頂面，該第二電極層電性連接該諧振區；一第一密封環，設於該封裝基座之該側壁與該邊框區之間；一第二密封環，設於該邊框區與該頂蓋之間；以及複數個導電接墊，設於該封裝基座之底面。
3. 如請求項1所述之晶體振子封裝結構，其中該至少一個U形連接區包含： 一第二連接臂，具有第一端與第二端，該第一端連接該諧振區之該邊緣；一第三連接臂，具有第三端與第四端，該第三端連接該第二端，該第三連接臂垂直連接該第二連接臂；以及一第四連接臂，具有第五端與第六端，該第五端連接該第四端，該第六端連接該第一連接臂，該第四連接臂垂直連接該第三連接臂與該第一連接臂，該凹口位於該第二連接臂與該第四連接臂之間，該第三連接臂與該第四連接臂具有朝向該諧振區之內側壁，該第四連接臂與該諧振區重疊一區域，該區域位於一第一直線與一第二直線之間，該第一直線平行該第二直線，該第一直線重疊該諧振區之該邊緣，該第二直線重疊該第一連接臂遠離該第四連接臂之側邊。
4. 如請求項3所述之晶體振子封裝結構，其中該諧振區為長方形，該第四連接臂平行該長方形之長邊，該第一直線重疊該長方形靠近該第三連接臂之短邊，該第一直線與該第二直線之間的最短距離為D1，該長邊之長度為L，D1=L×C1，0<C1<1。
5. 如請求項3所述之晶體振子封裝結構，其中該諧振區為長方形，該第四連接臂平行該長方形之短邊，該第一直線重疊該長方形靠近該第三連接臂之長邊，該第一直線與該第二直線之間的最短距離為D2，該短邊之長度為W，D2=W×C2，0<C2<1。
6. 如請求項3所述之晶體振子封裝結構，其中該諧振區為橢圓形，該第四連接臂平行該橢圓形之長軸，該第一直線重疊該橢圓形最靠近該第三連接臂之位置，該第一直線與該第二直線之間的最短距離為D1，該長軸之長度為L，D1=L×C1，0<C1<1。
7. 如請求項3所述之晶體振子封裝結構，其中該諧振區為橢圓 形，該第四連接臂平行該橢圓形之短軸，該第一直線重疊該橢圓形最靠近該第三連接臂之位置，該第一直線與該第二直線之間的最短距離為D2，該短軸之長度為W，D2=W×C2，0<C2<1。
8. 如請求項3所述之晶體振子封裝結構，其中該諧振區為圓形，該第四連接臂平行該圓形之直徑，該第一直線重疊該圓形最靠近該第三連接臂之位置，該第一直線與該第二直線之間的最短距離為D，該直徑之長度為R，D=R×C，0<C<1。
9. 如請求項1所述之晶體振子封裝結構，其中該至少一個U形連接區包含二個U形連接區，該至少一個第一連接臂包含二個第一連接臂，該二個第一連接臂分別連接該二個U形連接區，該二個U形連接區以該諧振區為中心對稱設置。
10. 如請求項1所述之晶體振子封裝結構，其中該邊框區、該至少一個第一連接臂、該至少一個U形連接區與該諧振區為一體成型者。

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