溫度補償式晶體振蕩器及其製造方法
2023-05-26 15:15:36
專利名稱：溫度補償式晶體振蕩器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種溫度補償式晶體振蕩器及其製造方法，特別涉及一種溫度補償式晶體振蕩器及其製造方法，力圖通過在主板和晶體封裝之間插入一具有適於容納溫度補償部件的內部空間的環形盤來獲得產品的緊密結構。
通常，TCXO的溫度補償電路包括利用熱敏電阻的電阻變化的溫度探測電路；根據電阻的變化控制電壓的可控電壓發生電路；和根據控制電壓通過電容調節來調節頻率的頻率調節電路。根據溫度補償電路的形式，TCXO分為使用集成電路(IC)晶片的單片型TCXO，和裝有例如壓電元件、集成電路、電容器、電感器和電阻元件的分立型TCXO。
通常，儘管分立型TCXO在相位噪聲特性方面優於單片型TCXO，但是分立型TCXO由於其必須包含各種元件而很難製作成小型緊密。因此，儘管分立型TCXO的特性優秀，但是由於它的大尺寸使得其在移動通信終端中的使用受到了嚴格的限制。
圖1a和1b示出了傳統分立型TCXO100的平面圖和側視圖。如圖1a所示，該分立型TCXO100配置有印刷電路板101、裝在該印刷電路板101上的晶體封裝103、和放置在晶體封裝103兩側的溫度補償電路的部件105。如圖1b所示，部件105放置在比晶體封裝103低的水平面上。
溫度補償部件105通常佔據比TCXO100的面積(5.0×3.2mm2或4.7×2.9mm2)大2到3倍的面積。因此與TCXO合為一體的印刷電路板101需要的面積就遠大於TCXO所需的面積。因此，最終產品的面積也就變大了(例如，7.0×5.2mm2)。
同樣，因為放置溫度補償部件所需的空間，傳統的溫度補償晶體振蕩器的緊密度受到了很大的限制。出於這種考慮，這種分立型TCXO不能成功地應用到移動通信終端。
因此，在本領域中強烈要求一種將放置溫度補償部件的空間減少到最小的溫度補償式晶體振蕩器及其製造方法。
本發明的另一個目的是提供一種製造溫度補償式振蕩器的方法。
為了實現上述目標，本發明提供了一種包括晶體封裝和至少一個用於補償由於溫度變化而產生的頻率變化的部件的溫度補償式晶體振蕩器，該晶體振蕩器包括環形盤，放置在晶體封裝的下面，並且具有帶有內部空間的框架結構，該內部空間至少與安放的溫度補償部件所需的空間一樣大；和主板，放置在環形盤下面，在主板上面與環形盤的內部空間相對應的區域內裝有溫度補償部件。
根據本發明的優選實施例，環形盤可以具有與晶體封裝的輪廓一致的框架結構，而且主板可以具有與晶體封裝大小一樣的面積。因此，溫度補償式晶體振蕩器能夠是完成的具有與晶體封裝相同的面積的六面體的產品。
根據本發明的另外一個實施例，環形盤可以包括至少一個用於將晶體封裝連接到主板上的某個電路的導電焊盤。特別是，當環形盤具有矩形結構時，該導電焊盤最好放置在環形盤四角的每一個角上，因為晶體封裝通常在角上裝有連接端。因此，如果晶體封裝的連接端的位置發生了變化，導電焊盤能夠對應地放置。
此外，本發明提供了一種製造包括晶體封裝和至少一個用於補償由於溫度變化產生的頻率變化的元件的溫度補償晶體振蕩器的方法。該方法包括步驟準備具有包括安裝溫度補償元件所需的區域的上表面的主板；把溫度補償部件放置在主板的部件安裝區域；把環形盤放置在主板上，該環形盤具有的內部空間至少與部件安裝區域一樣大；和把晶體封裝放置在環形盤上。
圖5a到5b示出了根據本發明的溫度補償式晶體振蕩器的製造過程的透視圖和剖面圖。
圖2示出了根據本發明的一個實施例的溫度補償式晶體振蕩器的側視剖面圖。
如圖所示，該溫度補償式晶體振蕩器的配置是以按照從低部到頂部的順序依次層壓的主板201、環形盤207和晶體封裝203。
主板201上具有壓電裝置、集成電路、電容器、電感器和電阻元件以組成溫度補償電路。區域207a用於放置元件以組成環形盤定義的溫度補償電路。環形盤207是一個其中配置有空間的框架結構，以便裝在主板上的環形盤207不僅支持放在上面的晶體封裝203，也保證在其內部空間207a中有放置各部件的足夠空間。環形盤207的上下表面帶有導電區域。該上面和下面的導電區域通過多個填裝有導電物質的孔組成的導電焊盤209來電連接。導電焊盤209可以做成各種形狀，和其功能是將環形盤207上的晶體封裝203電連接到主板201上形成的電路。
儘管主板可以由各種材料製成，最好使用與通常的印刷電路板相同的材料而不是易碎的玻璃環氧或陶瓷樹脂。
在這個實施例中，環形盤和主板的配置與晶體封裝的尺寸一致。也就是，環形盤設計成符合晶體封裝的輪廓，並且主板設計成具有與晶體封裝的面積相同的面積。結果，溫度補償式晶體振蕩器能夠與晶體封裝的區域相匹配。
在高度的變化上，儘管溫度補償式晶體振蕩器總體的高度有些增加，但是元件的高度相對於最終產品的總高度(在傳統產品的情況下最終產品的總高度0.35cm，元件高度0.1-0.15cm，)是低的，因而環形盤的高度能夠適當地降低。因此，最終產品的總體高度的增加能夠不大於元件高度。另一方面，溫度補償式晶體振蕩器在面積上能夠大量的減少，因為放置溫度補償電路所需的區域約為傳統的溫度補償式晶體振蕩器中放置石英振蕩器所需區域的3倍。同時考慮到這兩個因素，根據本發明的溫度補償式晶體振蕩器的體積能夠大大減小。
這裡揭示的環形盤或主板的尺寸只是舉例，對於本發明的範圍沒有限制性。
如前面所說明的，本發明的特徵是插入到主板和晶體封裝之間的為元件的安放提供空間的具有框架結構的環形盤。因此，因為安放組成溫度補償電路的元件的空間能夠由環形盤和主板來確定，印刷電路板的總面積能夠被最小化，因此能夠最小化最終產品的體積。
圖3a和3b示出了適用於本發明的環形盤的兩個例子的平面圖。
如圖3a所示，環形盤307具有矩形框架結構，並且可以由前述的印刷電路板的材料製成。環形盤的四個角上分別裝有導電焊盤309。導電焊盤309的功能是將放在上面的晶體封裝電連接到放在它下面的主板上的電路。儘管導電焊盤309可以分散地放置在容納部件的空間裡，但最好是放在環形盤上以便於方便的設計和處理。特別是，由於晶體封裝在下面的角上用導電焊盤固定，當環形盤307被做成與晶體封裝的輪廓相符時，導電焊盤209需要如圖3a所示固定在環形盤上。
作為選擇，環形盤317可以配置成放置在晶體封裝的輪廓的裡面一些，如圖3b所示。在這種情況下，導電焊盤319的位置可以稍微從環形盤的矩形框架中突出一點。
同樣，裝有導電焊盤的環形盤可以是上述形狀以外的各種形狀。例如，端子放置在晶體封裝旁邊的中間部分而非放在角上，導電焊盤可以放置在環形盤側面的中間部分。
儘管沒有一定要求將環形盤307做成矩形框架，但最好是把該環形盤配置成矩形框架以便最小化最終產品。
圖4示出了根據本發明的溫度補償式晶體振蕩器分解透視圖。如圖所示，溫度補償式晶體振蕩器包括晶體封裝363、環形盤357、和安裝元件的主板351。環形盤357在它的角上裝有四個導電焊盤359。在這個實施例中，主板351比晶體封裝363或環形盤357的面積要大。環形盤357放置在主板351上，以便其矩形框架位於主板351的上表面的虛線指示的區域。因此，導電焊盤359與主板351上的端點351c連接。特別是，適用於該實施例的主板提供一虛線劃出的區域以外的外部區域351b和一個內部區域351a，以便主板能夠在外部區域351a中安放附加的部件。在這種情況下，最好是主板的外部區域裝有在生產溫度補償式晶體振蕩器的過程完成後調節最終頻率所要求的部件。
圖5a到5b示出了根據本發明的溫度補償式晶體振蕩器的製造過程的透視圖和剖面圖。
首先，如圖5a所示準備主板401，主板401的製造方法與用於製造傳統的印刷電路板的方法一樣。主板401的中間部分有一個部件安裝區401a，並印有預製的電路。主板401也設有接觸部分，用於在其下一步放置環形盤的邊緣區域與導電焊盤連接。
隨後，將用於組成溫度補償電路的部件405裝在主板401上，如圖5b所示。儘管該部件在分立型TCXO的情況下包含壓電元件、集成電路、電感器、電容器、和電阻元件等，該部件在單片型TCXO的情況下只包括一個晶片。儘管本發明能期望獲得在分立型TCXO情況下的更有效的最小化，但是本發明可以被有效地用於單片型TCXO。
如圖5c所示，具有框架結構的環形盤407具有裝在主板401上以包圍部件安裝區401。在這一點上，環形盤407在安裝完部件405後安裝在主板上。環形盤包括位於其上下表面的導電區域，和將上部區域連接到下部導電區的導電孔組成的導電焊盤。
如果在主板上先安裝環形盤，由於環形盤的高度，在主板上安裝部件就不方便了，因此會增加部件虛接的可能。與本發明相反，當在主板上簡單地形成凹槽來安裝部件時，很難獲得主板和在上面形成的電路的平整。因此，應用根據本發明的環形盤能夠便於部件的安裝操作，並使工藝流程設計的靈活性最大。
最終，晶體封裝413放置在環形盤407上，如圖4d所示。至此，晶體封裝413與主板401上的電路通過在環形盤407上設置的導電焊盤407電連接。
如前所述，根據本發明，環形盤放置在主板上以安裝組成主板上的溫度補償電路的部件，並且晶體封裝放置在環形盤上。因此，由於在主板上安裝部件所需的面積減小了，最終產品的總體尺寸能夠顯著地減小。此外，根據本發明，由於部件的安裝能夠在外部端子形成前進行，與在主板上形成的槽內安裝部件相比，安裝部件非常容易。
儘管本發明的優選實施例是以說明為目的來進行揭示的，但是本領域的技術人員可以在不脫離所附權利要求書的範圍和精神的條件下，對本發明作出各種可能的修改、添加、和替換。
權利要求
1.一種溫度補償式晶體振蕩器，包括晶體封裝和至少一個用於補償由於溫度變化而產生的晶體封裝的頻率變化的部件，該晶體振蕩器包括環形盤，放置在晶體封裝的下面，由具有內部空間的框架結構組成，該內部空間至少與安放溫度補償部件所需的空間一樣大；和主板，放置在環形盤的下面，並且溫度補償元件安裝在主板上與環形盤的內部空間對應的區域內。
2.根據權利要求1所述的溫度補償式晶體振蕩器，其中環形盤具有與晶體封裝的輪廓一致的框架結構。
3.根據權利要求1所述的溫度補償式晶體振蕩器，其中主板具有與晶體封裝一樣的面積。
4.根據權利要求1所述的溫度補償式晶體振蕩器，其中溫度補償式晶體振蕩器具有六面體結構。
5.根據權利要求1所述的溫度補償式晶體振蕩器，其中環形盤包括至少一個用於將晶體封裝連接到主板上的某個電路的導電焊盤。
6.根據權利要求1所述的溫度補償式晶體振蕩器，其中環形盤具有矩形結構，並且導電焊盤定位在環形盤四個角的每一個角上。
7.一種製造包括晶體封裝和至少一個用於補償由於溫度變化而產生的晶體封裝的頻率變化的部件的溫度補償式晶體振蕩器的方法，該方法包括步驟準備包括安裝溫度補償元件所需的區域的具有上表面的主板；把溫度補償部件放置在主板的部件安裝區域；把環形盤放置在主板上，該環形盤具有的內部空間至少與部件安裝區域一樣大；和把晶體封裝放置在環形盤上。
8.權利要求7所述的方法，其中主板的部件安裝元件的區域位於主板上表面的中心部分。
9.權利要求7所述的方法，其中環形盤具有與晶體封裝的輪廓一致的框架結構。
10.權利要求7所述的方法，其中主板具有與晶體封裝相同的面積。
11.權利要求7所述的方法，其中環形盤包括至少一個用於將晶體封裝連接到主板上的某個電路的導電焊盤。
12.權利要求11所述的方法，其中環形盤具有矩形結構，並且導電焊盤定位在環形盤四個角的每一個角上。
全文摘要
揭示了一種溫度補償式晶體振蕩器，它通過在主板上放置環形盤以在主板上安裝溫度補償部件、並在環形盤上放置晶體封裝來製造。主板上部件安裝區域減小了，因此減小了產品尺寸。至少一個導電焊盤固定在環形盤上以將晶體封裝和主板上的某個電路連接。該導電焊盤在矩型環形盤的情況下可以設置在環形盤四角的每一個角上。本發明還提供了一種製造溫度補償式晶體振蕩器的方法。
文檔編號H03H9/08GK1428927SQ02119708
公開日2003年7月9日 申請日期2002年5月10日 優先權日2001年12月27日
發明者金亨坤 申請人:三星電機株式會社