WO2016190540A1 - 수정진동자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
수정진동자 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 수정진동자 및 그 제조 방법은 전극이 형성된 베이스 구조물을 마련하는 단계, 상기 전극의 표면에 제1 금속 필러 및 제2 금속 필러가 고르게 분포된 액상의 수지재를 도포하는 단계, 상기 수지재에 수정편을 결합시키는 단계, 상기 수지재를 상기 전극을 형성하는 금속 및 상기 제1 금속 필러의 녹는점보다는 낮고, 상기 제2 금속 필러의 녹는점보다는 높은 온도로 열처리하는 단계 및 상기 베이스 구조물에 커버를 결합하여 상기 수정편이 수용되는 내부 공간을 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 수정진동자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 장치에 탑재되어 주파수 발진기로 사용될 수 있는 수정진동자에 관한 것이다.
수정진동자는 외부에서 전압이 가해지면 수정편의 압전현상에 의해 수정편이 진동하게 되고, 그 진동에 의해서 안정된 주파수 신호를 발생시킨다. 수정진동자는 컴퓨터, 통신기기 등 다양한 전자 장치에서 발진기 등으로 사용된다.
수정진동자는 패키지 내부에 수정편이 수용되고, 수정편은 패키지에 형성된 전극에 전기적으로 연결된다. 수정편과 전극은 통상적으로 도전성의 에폭시 수지재로 연결된다.
최근 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 및 손목시계형 통신장치 등 모바일 기기가 소형화됨에 따라 수정진동자의 크기도 소형화되는 추세이다. 이에 따라 수정편 및 전극의 크기도 줄어들게 되었다. 이는 도전성의 수지재가 각각 수정편과 전극에 맞닿는 면적을 감소시키고, 전기적 연결성을 떨어트리는 문제를 야기할 수 있다. 특히 수정진동자에 온도 변화 또는 충격 등이 가해지는 경우 수정편과 도전성 수지재 사이에 박리 현상이 발생하여 전기적 연결이 끊어지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 수정편이 도전성 수지재와 좁은 면적만이 맞닿으며 결합되더라도 전기적 연결성이 높아 신뢰성이 보장될 수 있는 수정진동자에 대한 요구가 증대되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 소형화된 수정진동자에 있어서도 수정편과 도전성 수지재 사이의 전기적 연결성을 보장할 수 있는 수정진동자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 온도 변화 또는 충격 등이 가해지는 경우에도 수정편과 패키지 전극 사이의 전기적 연결성에 대한 신뢰성이 높은 수정진동자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 수정진동자가 전자 장치에 표면실장 방식으로 결합되는 과정에서도 수정편과 패키지 전극 사이의 전기적 연결성이 보장될 수 있는 수정진동자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수정진동자 및 그 제조 방법은, 전극이 형성된 베이스 구조물을 마련하는 단계, 상기 전극의 표면에 제1 금속 필러 및 제2 금속 필러가 고르게 분포된 액상의 수지재를 도포하는 단계, 상기 수지재에 수정편을 결합시키는 단계, 상기 수지재를 상기 전극을 형성하는 금속 및 상기 제1 금속 필러의 녹는점보다는 낮고, 상기 제2 금속 필러의 녹는점보다는 높은 온도로 열처리하는 단계 및 상기 베이스 구조물에 커버를 결합하여 상기 수정편이 수용되는 내부 공간을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속 필러는 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 금속 필러는 주석, 납, 아연, 비스무트 및 카드뮴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극의 표면에 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수지재와 접하게 되는 상기 수정편의 단자 부분에 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 필러는 상기 열처리하는 단계에서 상기 수지재 내부에서 용융되어 상기 제1 금속 필러 사이로 확산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 필러는 상기 열처리하는 단계에서 용융되어 상기 수정편과 상기 제1 금속 필러 사이로 확산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 필러는 상기 열처리하는 단계에서 용융되어 상기 전극과 상기 제1 금속 필러 사이로 확산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극과 상기 수정편 사이의 수지재는, 상기 열처리하는 단계가 수행된 이후에 전기 전도성이 10%이상 향상될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수정진동자는, 내부 공간을 형성하고, 상기 내부 공간으로 노출되는 전극을 포함하는 패키지 구조물 및 상기 전극과 도전성의 수지재를 통해 전기적으로 연결되는 수정편을 포함하되, 상기 도전성의 수지재는, 접착수지재, 상기 접착수지재에 고르게 분포된 제1 금속 필러 및 제2 금속 필러를 포함하고, 상기 제2 금속 필러의 녹는점은 상기 전극을 형성하는 금속, 상기 접착수지재 및 상기 제1 금속 필러의 녹는점 및 상기 접착수지재의 내열 온도보다 낮다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속 필러는 상기 제2 금속 필러보다 전기 전도성이 우수하고, 상기 제1 금속 필러는 상기 제2 금속 필러보다 높은 비율로 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속 필러는 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 금속 필러는 주석, 납, 아연, 비스무트 및 카드뮴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극의 표면에 형성되고, 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수지재와 접하는 상기 수정편의 단자 부분에 형성되고, 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 필러는 상기 수지재의 내부에서 상기 제1 금속 필러 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 필러는 상기 수정편과 상기 제1 금속 필러 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 필러는 상기 전극과 상기 제1 금속 필러 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자 및 그 제조 방법은 소형화된 수정진동자에 있어서도 수정편과 도전성 수지재 사이의 전기적 연결성을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자 및 그 제조 방법은 온도 변화 또는 충격 등이 가해지는 경우에도 수정편과 패키지 전극 사이의 전기적 연결성에 대한 신뢰성이 높다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자 및 그 제조 방법은 수정진동자가 전자 장치에 표면실장 방식으로 결합되는 과정에서도 수정편과 패키지 전극 사이의 전기적 연결성이 보장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 베이스 구조물을 마련하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 수지재를 도포하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 수정편을 결합시키는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 경화 단계 및 열처리하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 내부 공간을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 코팅층을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 열처리하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부한 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 수정진동자의 제조 방법은 베이스 구조물을 마련하는 단계(S100), 수지재를 도포하는 단계(S200), 수정편을 결합시키는 단계(S300), 경화 단계(S350), 열처리하는 단계(S400) 및 내부 공간을 형성하는 단계(S500)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 베이스 구조물을 마련하는 단계(S100)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 마련되는 베이스 구조물(100)에는 전극(110)이 형성된다. 전극(110)은 베이스 구조물(100)의 상면으로 노출된 것일 수 있다. 상면의 전극(110)에는 이후의 단계에서 수정편(300)이 전기적으로 연결되게 된다. 베이스 구조물(100)의 하면에는 다른 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 하면의 전극은 수정진동자가 전자 장치에 탑재될 때, 전자 장치 측의 단자와 연결된다. 하면의 전극을 통해 전원이 입력될 수 있고, 신호가 출력될 수 있다.
상면과 하면의 전극은 베이스 구조물(100)의 표면으로 노출된 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극은 금, 은, 구리 등의 전도성이 높은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
상면과 하면의 전극 중 적어도 몇몇은 베이스 구조물(100)의 표면 또는 내부에 형성된 도전성 패턴을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 수지재를 도포하는 단계(S200)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 수지재(200)는 베이스 구조물(100)의 상면의 전극(110)에 점성이 있는 액상으로 도포된다. 수지재(200)는 전극(110)의 상면에서 일정한 높이로 형성되도록 도포될 수 있다.
도 3b는 도 3a에서 수지재(200) 부분을 확대하여 도시한 모식도이다. 도 3b에 도시된 제1 금속 필러(220) 및 제2 금속 필러(230)는 설명의 편의성을 위해 모식적으로 도시한 것이고, 실제의 형태와는 상이할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 수지재(200)는 접착수지재(210), 제1 금속 필러(220) 및 제2 금속 필러(230)를 포함할 수 있다.
접착수지재(210)는 비도전성의 수지재로서 액상의 상태로 도포되었다가 이후에 경화되는 것일 수 있다. 접착수지재(210)는 상온 경화 또는 열 경화될 수 있다. 접착수지재(210)는 경화되면 접착성을 가지게 되어, 베이스 구조물(100)의 전극(110) 및 이후에 결합되는 수정편(300)과 접착되어 경화될 수 있다. 접착수지재(210)는 예를 들어, 에폭시 수지재또는 실리콘 수지재 등이 사용될 수 있다. 접착수지재(210) 자체는 비도전성일 수 있다.
수지재(200)는 액상의 접착수지재(210)에 제1 금속 필러(220) 및 제2 금속 필러(230)가 고르게 분포된 것일 수 있다. 제1 금속 필러(220) 및 제2 금속 필러(230)는 각각 서로 다른 금속이 파우더 형태로 형성된 것일 수 있다. 제1 금속 필러(220) 및 제2 금속 필러(230)는 액상의 접착수지재(210)에 고르게 섞여 일정한 형태를 형성할 수 있다.
제1 금속 필러(220)는 금속 중 상대적으로 전기 전도성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 반면에, 제2 금속 필러(230)는 금속 중 제1 금속 필러(220)보다는 전기 전도성이 떨어지는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 제2 금속 필러(230)는 금속 중 녹는점이 상대적으로 낮은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제2 금속 필러(230)의 녹는점은 베이스 구조물(100)의 전극(110)을 형성하는 금속, 접착수지재(210) 및 제1 금속 필러(220)의 녹는점보다 낮을 수 있다. 또한, 제2 금속 필러(230)의 녹는점은 접착수지재(210)의 내열온도보다 낮을 수 있다. 여기서, 접착수지재(210)의 내열온도는 접착수지재(210)가 연소되지 않으면서 접착성을 유지할 수 있는 온도를 의미한다.
제1 금속 필러(220)는 예를 들어, 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는 재질로 형성될 수 있다. 그리고 제2 금속 필러(230)는 예를 들어, 주석, 납, 아연, 비스무트 및 카드뮴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
수지재(200)에는 제1 금속 필러(220)가 제2 금속 필러(230)보다 높은 비율로 첨가되어 있을 수 있다. 또한, 제1 금속 필러(220)는 제2 금속 필러(230)보다 더 작은 입자의 파우더로 형성될 수 있다.
제1 금속 필러(220) 및 제2 금속 필러(230)를 포함하는 수지재(200)는 전기 전도성을 가질 수 있다. 구체적으로, 수지재(200)는 내부에서 제1 금속 필러(220) 입자들 및 제2 금속 필러(230) 입자들 사이에서 전기적 연결이 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 수정편을 결합시키는 단계(S300)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 수정편(300)은 대략적으로 평평한 형태로 형성된다. 수정편(300)의 일단 측에는 적어도 하나의 단자(310)가 형성된다. 수정편(300)의 단자(310)를 통해 전원이 공급되거나 신호가 출력될 수 있다.
수정편(300)은 수지재(200)에 의해 결합되어 베이스 구조물(100)의 상면 상에 배치된다. 구체적으로 수정편(300)의 단자(310) 부분이 경화되기 전의 액상의 수지재(200)에 접촉되어 결합되게 된다. 수정편(300)의 단자(310) 부분은 수지재(200)의 내부에 위치할 수 있다. 수지재(200)에 결합되는 수정편(300)은 베이스 구조물(100)과는 직접 맞닿지 않고 이격된 상태로 위치할 수 있다.
수정편(300)이 수지재(200)에 결합되면 수정편(300)의 단자(310) 부분은 수지재(200)를 매개로 하여 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 전기적으로 연결된다. 수정편(300)은 수지재(200)를 통해 베이스 구조물(100)의 전극(110)으로 입력되는 전원을 공급받을 수 있고, 신호를 출력할 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 경화 단계(S350) 및 열처리하는 단계(S400)를 설명하기 위한 단면도이다.
수정편(300)이 결합된 이후에 수지재(200)는 경화될 수 있다. 구체적으로, 수지재(200)는 상온 경화 또는 열 경화될 수 있다. 수지재(200)가 열 경화되는 경우, 경화 단계(S350)는 이후에 설명할 열처리하는 단계(S400)와 하나의 단계로 수행될 수 있다. 수지재(200)가 경화됨에 따라 수정편(300)은 고정되어 결합되게 된다.
수지재(200)가 경화되는 과정에서 접착수지재(210) 내부에 있던 공기가 빠져나가거나, 접착수지재(210)의 일부가 기화되거나, 접착수지재(210) 자체가 응축되어 부피가 감소할 수 있다. 또한, 경화되기 전의 상태에서 수지재(200)는 중력에 의해 또는 수정편(300)의 압력에 의해 형태가 변형될 수 있다. 또한, 경화되기 전의 상태에서 수지재(200)는 제1 금속 필러(220)와 제2 금속 필러(230)의 분포가 일부 부분에 편중되게 변화될 수 있다.
이러한 부피의 감소, 형태의 변화 및 필러의 분포 변화 등은 수지재(200)가 수정편(300)의 단자(310) 또는 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 맞닿는 부분에서 박리되는 현상을 야기할 수 있다. 이에 따라 수지재(200)가 수정편(300)의 단자(310) 또는 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 밀착되어 결합되지 않고 이격된 부분의 박리면(250)이 형성될 수 있다. 이는 수정편(300)의 단자(310)와과 베이스 구조물(100)의 전극(110) 사이의 전기적 연결성을 떨어뜨리고 내구성 및 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
특히, 수지재(200)가 제2 금속 필러(230)를 포함하지 않고 제1 금속 필러(220) 하나의 단일 재질 필러만을 포함하는 경우에는 박리 현상이 더욱 심할 수 있다. 도 5a는 수지재(200)에 제1 금속 필러(220)만 포함되어 있는 경우에 박리 현상이 발생한 것을 모식적으로 도시한 단면도이다.
수지재(200)에 제2 금속 필러(230)가 포함되는 경우에는 박리 현상이 일부 완화될 수 있다. 이는 제2 금속 필러(230)가 박리될 수 있는 부분에 위치하여 전기적 연결을 유지시킬 수 있기 때문이다. 도 5b에는 박리될 수 있는 부분에 제2 금속 필러(230)가 위치하여 전기적 연결을 달성하는 것을 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 5b를 참조하면, 열처리하는 단계(S400)는 수지재(200)를 미리 정해진 온도에 노출시켜 제2 금속 필러(230)를 용융시키는 단계이다. 열처리의 온도는 제2 금속 필러(230)의 녹는점보다는 높은 온도이면서, 제1 금속 필러(220)의 녹는점보다는 낮은 온도인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 금속 필러(220)가 은으로 형성되고 제2 금속 필러(230)가 주석으로 형성되는 경우, 열처리 온도는 대략 300℃정도가 될 수 있다.
열처리 과정에서 제2 금속 필러(230)는 용융될 수 있다. 용융된 제2 금속 필러(230)는 수지재(200)의 내부, 수정편(300)의 단자(310)와 수지재(200) 사이 및 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 수지재(200) 사이에서 상대적으로 원활하게 확산될 수 있다. 용융된 제2 금속 필러(230)는 열처리 과정이 종료된 이후에 다시 응고될 수 있다.
구체적으로, 제2 금속 필러(230)는 수지재(200) 내부에서 제1 금속 필러(220)의 입자 사이로 확산될 수 있다. 이에 따라 제1 금속 필러(220) 입자들 사이의 전기적 연결성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 금속 필러(230)는 수정편(300)의 단자(310)와 제1 금속 필러(220) 사이로 확산될 수 있다. 이에 따라 수정편(300)의 단자(310)와 제1 금속 필러(220) 사이의 전기적 연결성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 금속 필러(230)는 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 제1 금속 필러(220) 사이로 확산될 수 있다. 이에 따라 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 제1 금속 필러(220) 사이의 전기적 연결성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 제2 금속 필러(230)가 열처리에 의해 용융됨에 따라 수정편(300)의 단자(310)와 베이스 구조물(100)의 전극(110) 사이의 전기적 연결성이 향상될 수 있다. 구체적으로 수정편(300)의 단자(310)와 베이스 구조물(100)의 전극(110) 사이의 수지재(200)는 열처리가 된 이후에 전기 전도성이 10%이상 향상될 수 있다. 또한, 수정편(300)과 수지재(200) 사이 및 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 수지재(200) 사이에 밀착되어 견고하게 결합되어 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 내부 공간을 형성하는 단계(S500)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 내부 공간을 형성하는 단계는 베이스 구조물(100)에 커버(400)를 결합하여 수정편(300)이 수용되는 내부 공간을 형성하는 단계이다. 커버(400)는 캡(cap) 형태로 형성될 수도 있고, 측벽과 상면이 분리되었다가 결합되는 형태로 형성될 수도 있다. 커버(400)는 베이스 구조물(100)과 솔더링, 본딩 또는 열융착 등의 방법으로 결합된다. 커버(400)와 베이스 구조물(100)은 기밀(氣密)하게 결합되어 내부 공간이 밀봉될 수 있다.
이하, 첨부한 도 7 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 실시예는 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 수정진동자의 제조 방법에서 코팅층(500)을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 설명의 편의성을 위해 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 코팅층(500)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
코팅층(500)은 베이스 구조물(100)의 전극(110)의 표면에 형성되는 것일 수 있다. 전극(110)의 표면에 코팅층(500)을 형성하는 단계는 전극(110)에 수지재(200)를 도포하는 단계(S200) 이전에 수행되는 것이 바람직하다.
코팅층(500)은 또한, 수정편(300)의 단자(310) 부분에 형성되는 것일 수 있다. 수정편(300)의 단자(310) 부분에 코팅층(500)을 형성하는 단계는 수정편(300)을 결합(S300)시키는 단계 이전에 수행되는 것이 바람직하다.
코팅층(500)은 제2 금속 필러(230)와 동일한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 코팅층(500)은 스퍼터링 방식으로 전극(110)과 수정편(300)의 표면에 코팅 입자가 토출되어 형성되는 것일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수정진동자의 제조 방법 중 열처리하는 단계(S400)를 설명하기 위한 단면도이다.
열처리 과정에서 코팅층(500)은 용융될 수 있다. 용융된 코팅층(500)은 수지재(200)의 내부, 수정편(300)의 단자(310)와 수지재(200) 사이 및 베이스 구조물(100)의 전극(110)과 수지재(200) 사이에서 상대적으로 원활하게 확산될 수 있다. 특히 용융된 코팅층(500)은 용융된 제2 금속 필러(230)와 연결될 수 있다. 용융된 코팅층(500)은 열처리 과정이 종료된 이후에 다시 응고될 수 있다.
코팅층(500)을 포함하는 수정진동자는 수정편(300)의 단자(310)와 베이스 구조물(100)의 전극(110) 사이의 전기 전도성이 더욱 향상될 수 있고, 내구성 및 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수정진동자에 대해서 설명한다.
본 수정진동자의 실시예는 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 수정진동자의 제조 방법에 의해 제조된 수정진동자에 해당한다. 따라서 설명의 편의성을 위해 중복되는 내용 중 일부는 생략하도록 한다.
수정진동자는 패키지 구조물 및 수정편(300)을 포함한다.
패키지 구조물은 베이스 구조물(100) 및 커버(400)를 포함할 수 있다. 패키지 구조물은 내부 공간을 형성하고, 내부 공간으로 노출되는 전극(110)을 포함한다. 수정편(300)은 단자(310) 부분이 수지재(200)에 의해 결합되어 전극(110)과 전기적으로 연결된다. 수지재(200)는 도전성으로 형성된다. 수지재(200)는 접착수지재(210), 접착수지재(210)에 고르게 분포된 제1 금속 필러(220) 및 제2 금속 필러(230)를 포함한다.
수정편(300)의 단자(310) 표면과 패키지 구조물의 전극(110) 표면에는 코팅층(500)이 형성되어 있다. 코팅층(500)은 각각 수정편(300)의 단자(310) 표면과 패키지 구조물의 전극(110) 표면에 스퍼터링 방식으로 금속 입자가 토출되어 형성된 것일 수 있다. 또한, 경우에 따라 코팅층(500)은 수지재(200)의 제2 금속 필러(230)가 열처리 과정에서 용융되어 수정편(300)의 단자(310) 표면과 패키지 구조물의 전극(110) 표면에 결합되어 응고된 것일 수 있다.
코팅층(500)은 수정편(300)의 단자(310) 및 패키지 구조물의 전극(110)이 수지재(200)의 제1 금속 필러(220) 또는 제2 금속 필러(230)와 전기적으로 원활하게 연결되는 것에 기여할 수 있다.
이상, 본 발명의 수정진동자 및 그 제조 방법의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (16)
- 전극이 형성된 베이스 구조물을 마련하는 단계;상기 전극의 표면에 제1 금속 필러 및 제2 금속 필러가 고르게 분포된 액상의 수지재를 도포하는 단계;상기 수지재에 수정편을 결합시키는 단계;상기 수지재를 상기 전극을 형성하는 금속 및 상기 제1 금속 필러의 녹는점보다는 낮고, 상기 제2 금속 필러의 녹는점보다는 높은 온도로 열처리하는 단계; 및상기 베이스 구조물에 커버를 결합하여 상기 수정편이 수용되는 내부 공간을 형성하는 단계를 포함하는 수정진동자의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제1 금속 필러는 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제2 금속 필러는 주석, 납, 아연, 비스무트 및 카드뮴 중 적어도 하나를 포함하는 수정진동자의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 전극의 표면에 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 수정진동자의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 수지재와 접하게 되는 상기 수정편의 단자 부분에 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 수정진동자의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 금속 필러는 상기 열처리하는 단계에서 상기 수지재 내부에서 용융되어 상기 제1 금속 필러 사이로 확산되는 수정진동자의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 금속 필러는 상기 열처리하는 단계에서 용융되어 상기 수정편과 상기 제1 금속 필러 사이로 확산되는 수정진동자의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 금속 필러는 상기 열처리하는 단계에서 용융되어 상기 전극과 상기 제1 금속 필러 사이로 확산되는 수정진동자의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 전극과 상기 수정편 사이의 수지재는, 상기 열처리하는 단계가 수행된 이후에 전기 전도성이 10%이상 향상되는 수정진동자의 제조 방법.
- 내부 공간을 형성하고, 상기 내부 공간으로 노출되는 전극을 포함하는 패키지 구조물; 및상기 전극과 도전성의 수지재를 통해 전기적으로 연결되는 수정편을 포함하되,상기 도전성의 수지재는, 접착수지재, 상기 접착수지재에 고르게 분포된 제1 금속 필러 및 제2 금속 필러를 포함하고,상기 제2 금속 필러의 녹는점은 상기 전극을 형성하는 금속, 상기 접착수지재 및 상기 제1 금속 필러의 녹는점 및 상기 접착수지재의 내열 온도보다 낮은 수정진동자.
- 제9 항에 있어서,상기 제1 금속 필러는 상기 제2 금속 필러보다 전기 전도성이 우수하고,상기 제1 금속 필러는 상기 제2 금속 필러보다 높은 비율로 첨가되는 수정진동자.
- 제9 항에 있어서,상기 제1 금속 필러는 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제2 금속 필러는 주석, 납, 아연, 비스무트 및 카드뮴 중 적어도 하나를 포함하는 수정진동자.
- 제9 항에 있어서,상기 전극의 표면에 형성되고, 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 더 포함하는 수정진동자.
- 제9 항에 있어서,상기 수지재와 접하는 상기 수정편의 단자 부분에 형성되고, 상기 제2 금속 필러와 동일한 재질로 형성되는 코팅층을 더 포함하는 수정진동자.
- 제9 항에 있어서,상기 제2 금속 필러는 상기 수지재의 내부에서 상기 제1 금속 필러 사이를 전기적으로 연결하는 수정진동자.
- 제9 항에 있어서,상기 제2 금속 필러는 상기 수정편과 상기 제1 금속 필러 사이를 전기적으로 연결하는 수정진동자.
- 제9 항에 있어서,상기 제2 금속 필러는 상기 전극과 상기 제1 금속 필러 사이를 전기적으로 연결하는 수정진동자.
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