TWI787772B - 吸震式晶體振子封裝結構 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種吸震式晶體振子封裝結構，其係包含一封裝基座、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。諧振晶體片具有一邊框區、至少一個蜿蜒式(serpentine)連接區與一諧振區，蜿蜒式連接區連接諧振區之邊緣與邊框區之間，邊框區設於側壁上。頂蓋設於邊框區上，以遮蔽凹槽、蜿蜒式連接區與諧振區。本發明形成蜿蜒式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

吸震式晶體振子封裝結構

本發明係關於一種封裝結構，且特別關於一種吸震式晶體振子封裝結構。

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，提出一種吸震式晶體振子封裝結構，以解決習知所產生的問題。

本發明提供一種吸震式晶體振子封裝結構，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，提供一種吸震式晶體振子封裝結構，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。諧振晶體片具有一邊框區、至少一個蜿蜒式(serpentine)連接區與一諧振區，蜿蜒式連接區連接諧振區之邊緣與邊框區之間，邊框區設於側壁上。頂蓋設於邊框區上，以遮蔽凹槽、蜿蜒式連接區與諧振區。

在本發明之一實施例中，吸震式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。第一電極層設於蜿蜒式連接區與諧振區之底面，第一電極層電性連接諧振區。第二電極層設於蜿蜒式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，蜿蜒式連接區包含一第一連接臂、一第二連接臂與一第三連接臂。第一連接臂具有第一端與第二端，第一端連接諧振區之邊緣。第二連接臂具有第三端與第四端，第三端連接第二端，第二連接臂垂直連接第一連接臂。第三連接臂具有第五端與第六端，第五端連接第四端，第六端連接邊框區，第三連接臂垂直連接第二連接臂。

在本發明之一實施例中，蜿蜒式連接區更包含一第四連接臂與一第五連接臂。第四連接臂具有第七端與第八端，第七端連接第六端，第四連接臂垂直連接第三連接臂。第五連接臂具有第九端與第十端，第九端連接第八 端，第十端連接邊框區，第五連接臂垂直連接第四連接臂。

在本發明之一實施例中，蜿蜒式連接區更包含一第六連接臂與一第七連接臂。第六連接臂具有第十一端與第十二端，第十一端連接第十端，第六連接臂垂直連接第五連接臂。第七連接臂具有第十三端與第十四端，第十三端連接第十二端，第十四端連接邊框區，第七連接臂垂直連接第六連接臂。

在本發明之一實施例中，蜿蜒式連接區包含複數個蜿蜒式連接區，所有蜿蜒式連接區均勻連接於諧振區之邊緣與邊框區之間。

在本發明之一實施例中，諧振區呈長方形。

在本發明之一實施例中，蜿蜒式連接區連接於長方形之長邊時，蜿蜒式連接區與邊框區之連接位置及蜿蜒式連接區與諧振區之邊緣之連接位置之間的距離為D1，長方形的寬度為W，D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

在本發明之一實施例中，蜿蜒式連接區連接於長方形之短邊時，蜿蜒式連接區與邊框區之連接位置及蜿蜒式連接區與諧振區之邊緣之連接位置之間的距離為D2，長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2。

在本發明之一實施例中，邊框區、蜿蜒式連接區與諧振區為一體成型者。

基於上述，吸震式晶體振子封裝結構形成蜿蜒式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。

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：

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:吸震式晶體振子封裝結構

20:封裝基座

200:凹槽

21:諧振晶體片

210:邊框區

211:蜿蜒式連接區

2111:第一連接臂

2112:第二連接臂

2113:第三連接臂

2114:第四連接臂

2115:第五連接臂

2116:第六連接臂

2117:第七連接臂

212:諧振區

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圖為本發明之吸震式晶體振子封裝結構之一實施例之結構分解圖。

第3圖為本發明之吸震式晶體振子封裝結構之一實施例之結構剖視圖。

第4圖至第18圖為本發明之諧振晶體片與第一電極層之各種實施例之結構俯視圖。

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圖為本發明之吸震式晶體振子封裝結構之一實施例之結構分解圖。第3圖為本發明之吸震式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，以下介紹本發明之吸震式晶體振子封裝結構2。吸震式晶體振子封裝結構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，其具有一邊框區210、至少一個蜿蜒式(serpentine)連接區211與一諧振區212，蜿蜒式連接區211具有彎曲形狀與吸收振動的功能。蜿蜒式連接區211連接諧振區212之邊緣與邊框區210之間，邊框區210設於封裝基座20之側壁上。邊框區210、蜿蜒式連接區211與諧振區212可為一體成型者。頂蓋22設於邊框區210上，以遮蔽凹槽200、蜿蜒式連接區211與諧振區212。由於蜿蜒式連接區211形成在邊框區210與諧振區212之間，以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，吸震式晶體振子封裝結構2可更包含一第一電極層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設於蜿蜒式連接區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設於蜿蜒式連接區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18圖為本發明之諧振晶體片與第一電極層之各種實施例之結構俯視圖。如第2圖與第4圖所示，蜿蜒式連接區211之數量為一個，蜿蜒式連接區211可包含一第一連接臂2111、一第二連接臂2112與一第三連接臂2113。第一連接臂2111具有第一端與第二端，第一端連接諧振區212之邊緣。第二連接臂2112具有第三端與第四端，第三端連接第二端，第二連接臂2112垂直連接第一連接臂2111。第三連接臂2113具有第五端與第六端，第五端連接第四端，第六端連接邊框區210，第三連接臂2113垂直連接第二連接臂2112。諧振區212以呈長方形為例。蜿蜒式連接區211連接於此長方形之長邊時，蜿蜒式連接區211與邊框區210之連接位置及蜿蜒式連接區211與諧振區212之邊緣之連接位置之間的距離為D1，且長方形的寬度為W，D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第5圖所示，相較第4圖之實施例，蜿蜒式連接區211更可包含一第四連接臂2114與一第五連接臂2115。第四連接臂2114具有第七端與第八端，第七端連接第六端，第四連接臂2114垂直連接第三連接臂2113。第五連接臂2115具有第九端與第十端，第九端連接第八端，第十端連接邊框區212，第五連接臂2115垂直連接第四連接臂2114，其中D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第6圖所示，相較第5圖之實施例，蜿蜒式連接區211連接於長方形之短邊時，蜿蜒式連接區211與邊框區210之連接位置及蜿蜒式連接區211與諧振區212之邊緣之連接位置之間的距離為D2，長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2。

如第2圖與第7圖所示，相較第6圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為二個，且此二蜿蜒式連接區211彼此相對，其中D2=C2×L，C2=0.8~1.2。

如第2圖與第8圖所示，相較第5圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為二個，且此二蜿蜒式連接區211彼此相對，其中D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第9圖所示，相較第5圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為三個，且有二蜿蜒式連接區211彼此相對。當蜿蜒式連接區211連接於長方形之短邊時，蜿蜒式連接區211與邊框區210之連接位置及蜿蜒式連接區211與諧振區212之邊緣之連接位置之間的距離為D2，長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2，且D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第10圖所示，相較第5圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為二個，且其分別連接於長方形之短邊與長邊。當蜿蜒式連接區211連接於長方形之短邊時，蜿蜒式連接區211與邊框區210之連接位置及蜿蜒式連接區211與諧振區212之邊緣之連接位置之間的距離為D2，長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2，D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第11圖所示，相較第9圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為複數個，例如為四個，所有蜿蜒式連接區211均勻連接於諧振區212之邊緣與邊框區210之間，其中D2=C2×L，C2=0.8~1.2，D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第12圖所示，相較第5圖之實施例，蜿蜒式連接區211更可包含一第六連接臂2116與一第七連接臂2117。第六連接臂2116具有第十一端與第十二端，第十一端連接第十端，第六連接臂2116垂直連接第五連接臂2115。第七連接臂2117具有第十三端與第十四端，第十 三端連接第十二端，第十四端連接邊框區210，第七連接臂2117垂直連接第六連接臂2116，其中D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第13圖所示，相較第12圖之實施例，蜿蜒式連接區211連接於長方形之短邊時，蜿蜒式連接區211與邊框區210之連接位置及蜿蜒式連接區211與諧振區212之邊緣之連接位置之間的距離為D2，長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2。

如第2圖與第14圖所示，相較第13圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為二個，且此二蜿蜒式連接區211彼此相對，其中D2=C2×L，C2=0.8~1.2。

如第2圖與第15圖所示，相較第12圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為二個，且此二蜿蜒式連接區211彼此相對，其中D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第16圖所示，相較第12圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為三個，且有二蜿蜒式連接區211彼此相對。當蜿蜒式連接區211連接於長方形之短邊時，蜿蜒式連接區211與邊框區210之連接位置及蜿蜒式連接區211與諧振區212之邊緣之連接位置之間的距離為D2，長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2，其中D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第17圖所示，相較第12圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為二個，且其分別連接於長方形之短邊與長邊。當蜿蜒式連接區211連接於長方形之短邊時，蜿蜒式連接區211與邊框區210之連接位置及蜿蜒式連接區211與諧振區212之邊緣之連接位置之間的距離為D2，長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2，且D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

如第2圖與第18圖所示，相較第16圖之實施例，蜿蜒式連接區211之數量為複數個，例如為四個，所有蜿蜒式連接區211均勻連接於諧振區212之邊緣與邊框區210之間，其中，D2=C2×L，C2=0.8~1.2，且D1=C1×W，C1=0.8~1.2。

根據上述實施例，吸震式晶體振子封裝結構形成蜿蜒式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。

2:吸震式晶體振子封裝結構

20:封裝基座

200:凹槽

21:諧振晶體片

210:邊框區

211:蜿蜒式連接區

212:諧振區

22:頂蓋

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. 一種吸震式晶體振子封裝結構，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，具有一邊框區、至少一個蜿蜒式(serpentine)連接區與一諧振區，其中該至少一個蜿蜒式連接區連接該諧振區之邊緣與該邊框區之間，該邊框區設於該側壁上；以及一頂蓋，設於該邊框區上，以遮蔽該凹槽、該至少一個蜿蜒式連接區與該諧振區。
2. 如請求項1所述之吸震式晶體振子封裝結構，更包含：一第一電極層，設於該至少一個蜿蜒式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，設於該至少一個蜿蜒式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所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該至少一個蜿蜒式連接區包含：一第一連接臂，具有第一端與第二端，該第一端連接該諧振區之該邊緣；一第二連接臂，具有第三端與第四端，該第三端連接該第二端，該第二連接臂垂直連接該第一連接臂；以及一第三連接臂，具有第五端與第六端，該第五端連接該第四端， 該第六端連接該邊框區，該第三連接臂垂直連接該第二連接臂。
4. 如請求項1所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該至少一個蜿蜒式連接區包含：一第一連接臂，具有第一端與第二端，該第一端連接該諧振區之該邊緣；一第二連接臂，具有第三端與第四端，該第三端連接該第二端，該第二連接臂垂直連接該第一連接臂；一第三連接臂，具有第五端與第六端，該第五端連接該第四端，該第三連接臂垂直連接該第二連接臂；一第四連接臂，具有第七端與第八端，該第七端連接該第六端，該第四連接臂垂直連接該第三連接臂；以及一第五連接臂，具有第九端與第十端，該第九端連接該第八端，該第十端連接該邊框區，該第五連接臂垂直連接該第四連接臂。
5. 如請求項1所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該至少一個蜿蜒式連接區包含：一第一連接臂，具有第一端與第二端，該第一端連接該諧振區之該邊緣；一第二連接臂，具有第三端與第四端，該第三端連接該第二端，該第二連接臂垂直連接該第一連接臂；一第三連接臂，具有第五端與第六端，該第五端連接該第四端，該第三連接臂垂直連接該第二連接臂；一第四連接臂，具有第七端與第八端，該第七端連接該第六端，該第四連接臂垂直連接該第三連接臂；一第五連接臂，具有第九端與第十端，該第九端連接該第八端， 該第五連接臂垂直連接該第四連接臂；一第六連接臂，具有第十一端與第十二端，該第十一端連接該第十端，該第六連接臂垂直連接該第五連接臂；以及一第七連接臂，具有第十三端與第十四端，該第十三端連接該第十二端，該第十四端連接該邊框區，該第七連接臂垂直連接該第六連接臂。
6. 如請求項1所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該至少一個蜿蜒式連接區包含複數個蜿蜒式連接區，該些蜿蜒式連接區均勻連接於該諧振區之該邊緣與該邊框區之間。
7. 如請求項1所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該諧振區呈長方形。
8. 如請求項7所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該至少一個蜿蜒式連接區連接於該長方形之長邊時，該至少一個蜿蜒式連接區與該邊框區之連接位置及該至少一個蜿蜒式連接區與該諧振區之該邊緣之連接位置之間的距離為D1，該長方形的寬度為W，D1=C1×W，C1=0.8~1.2。
9. 如請求項7所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該至少一個蜿蜒式連接區連接於該長方形之短邊時，該至少一個蜿蜒式連接區與該邊框區之連接位置及該至少一個蜿蜒式連接區與該諧振區之該邊緣之連接位置之間的距離為D2，該長方形的長度為L，D2=C2×L，C2=0.8~1.2。
10. 如請求項1所述之吸震式晶體振子封裝結構，其中該邊框區、該至少一個蜿蜒式連接區與該諧振區為一體成型者。

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