專利名稱：晶體振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體振蕩器，特別涉及這樣的晶體振蕩器，其中用模塑料部分替換安裝有集成電路(IC)芯片的芯片封裝的外側(cè)壁，縮小產(chǎn)品的尺寸，同時(shí)不論所述產(chǎn)品的小型化，可保證有足夠的空間容納所述IC芯片。
背景技術(shù)：
通常，晶體振蕩器作為生成振動(dòng)頻率的裝置，其中包含有根據(jù)壓電和離散組件振蕩晶體的IC芯片。
這樣的振蕩器用在計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備的振蕩電路中，因?yàn)樗鼈兛梢援a(chǎn)生穩(wěn)定的頻率。更高級(jí)的振蕩器如電壓控制晶體振蕩器(VCXOs)、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXOs)和恒溫控制晶體振蕩器(OCXOs)可以更精確地調(diào)整頻率，因而被用作內(nèi)核部件，作為所有信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)。
近來，根據(jù)信息通信和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用戶對(duì)高數(shù)據(jù)處理速度和高級(jí)材料的元件、模塊和電路板的需求在增長。特別是隨著移動(dòng)通信元件變得更加小型化并用在多頻帶高頻率環(huán)境，要求晶體振蕩器具有小體積、高集成和高頻率的結(jié)構(gòu)。
這樣的晶體振蕩器的尺寸主要是0.024CC(5.0mm(L)×3.2mm(W)×1.5mm(T))。隨著元件小型化的加快，在長度、寬度和厚度上減少的0.008CC(3.2mm(L)×2.5mm(W)×1.0mm(T))和0.005CC(2.5mm(L)×2.0mm(W)×1.0mm(T))尺度將得到普遍應(yīng)用。為此目的，要實(shí)現(xiàn)晶體振蕩器元件的小型化、制作過程革新和結(jié)構(gòu)的薄輕化。
圖1是一個(gè)普通晶體振蕩器的透視圖。如圖1所示，傳統(tǒng)晶體振蕩器100屬于一種雙重結(jié)構(gòu)，晶體封裝110和芯片封裝120垂直連接在一起，構(gòu)成一個(gè)封閉體，其中晶體封裝110包含引發(fā)振動(dòng)的晶體板，芯片封裝包含帶有各種電路的集成電路(IC)芯片I，如振蕩電路及在其中集成的存儲(chǔ)器。通過將經(jīng)過各自的過程和各自的組裝線制作成的晶體封裝110和芯片封裝120結(jié)合起來，將晶體振蕩器100組裝成完整的單元。
晶體封裝110包含陶瓷版113，其中具有矩形框架形狀的第一陶瓷層111，在頂部形成電路圖形(沒有示出)，以及第二陶瓷層112，疊放在第一陶瓷層111之上，晶體板安排在陶瓷板113的內(nèi)部空間，蓋子115用于封閉所述內(nèi)部空間。
芯片封裝120包含陶瓷板124，陶瓷板124具有第一陶瓷層121，在頂部形成電路圖形(沒有示出)，以及第二和第三陶瓷層122和123，沿著外圍疊放在第一陶瓷層121之上，多個(gè)外部輸入/輸出端子128在陶瓷層124的側(cè)面部分形成，IC芯片I固定地連接在第一陶瓷層121上。
這樣，IC芯片I連同集成在其中的電路根據(jù)下面的過程安裝到芯片封裝120上首先，在第二陶瓷層122的突起122a上形成多個(gè)焊盤125，當(dāng)?shù)诙沾蓪?22垂直疊放在第一陶瓷層121和第三陶瓷層123之間時(shí)，其形成向內(nèi)的臺(tái)階。然后，導(dǎo)線在一端電連接到安裝在第一陶瓷層121上的IC芯片I上的焊盤126a上，在另一端電連接到第二陶瓷層122上的連接焊盤125上。
具有上述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)晶體振蕩器100中，通過沿X軸和Y軸封閉的外側(cè)壁形成空腔，這樣IC芯片I可以安裝在芯片封裝120內(nèi)。為此，構(gòu)成所述空腔的陶瓷板124的外側(cè)壁要保證至少0.3mm的厚度。
上述類型的晶體振蕩器的小型化設(shè)計(jì)中，晶體振蕩器的小型化要按比例縮小IC芯片。但是，IC芯片只能有限地縮小，因其包含各種電路和集成在其中的存儲(chǔ)器。還有一個(gè)問題，如果過分縮小IC芯片，可能會(huì)引起故障。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以前技術(shù)中的上述問題，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種晶體振蕩器，可以用模塑料來部分替換其中安裝有集成電路(IC)芯片的芯片封裝的外側(cè)壁，以便縮小產(chǎn)品，同時(shí)不管該產(chǎn)品的小型化，可保證有足夠的空間來容納所述IC芯片。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種具有晶體板和集成電路(IC)芯片的晶體振蕩器，包含晶體封裝，其中安裝有晶體板；芯片封裝，具有多個(gè)陶瓷層，依次疊放，形成可在其中安裝所述IC芯片的空腔，所述晶體封裝作為上部位于芯片封裝之上，所述芯片封裝的空腔包含一對(duì)相對(duì)的外側(cè)壁和所述相對(duì)外側(cè)壁之間的凹槽空間，所述外側(cè)壁具有與外部的所述晶體封裝的端子相連接的端子，所述凹槽在垂直于所述相對(duì)外側(cè)壁的方向的兩側(cè)面開口，并填充模塑料形成模塑部分。
所述IC芯片優(yōu)選地是倒裝連接(flip-chip)在所述空腔底部。
所述IC芯片優(yōu)選地與所述模塑部分有大體相同的尺寸。
優(yōu)選地，所述模塑部分有兩個(gè)相對(duì)側(cè)面，安排在與所述芯片封裝的外表面相同的垂直平面。
所述模塑部分與所述外側(cè)壁的頂部平齊地形成。
每一個(gè)外側(cè)壁優(yōu)選地在其外表面至少形成一個(gè)輸入/輸出端子。


下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明會(huì)使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點(diǎn)更加明了。這些附圖包括圖1是普通晶體振蕩器的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的晶體振蕩器的芯片封裝的平面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的的晶體振蕩器的芯片封裝的底視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的的晶體振蕩器的分解透視圖；以及圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明的的晶體振蕩器的的用于制作過程中的包裝片(package sheet)的頂視圖和側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的晶體振蕩器的芯片封裝的平面圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的晶體振蕩器的芯片封裝的底視圖，圖4是本發(fā)明的晶體振蕩器的分解透視圖。
如圖2至圖4所示，本發(fā)明的晶體振蕩器1是要用模塑料來部分取代用于安裝集成電路(IC)芯片I的空腔20a的外側(cè)壁，以促進(jìn)所述晶體振蕩器的小型化，但并不因小型化設(shè)計(jì)而使IC芯片I的體積縮小。所述晶體振蕩器1包含晶體封裝10、芯片封裝20和凹槽25。
可以理解，根據(jù)本發(fā)明的晶體振蕩器1的結(jié)構(gòu)可選擇用于電壓控制晶體振蕩器(VCXOs)、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXOs)和恒溫控制晶體振蕩器(OCXOs)。
晶體封裝10包含陶瓷板13和蓋子14，陶瓷板13有預(yù)定尺寸的凹陷內(nèi)空間，用來在其中安裝矩形晶體板，蓋子14用來覆蓋陶瓷板13。
陶瓷板13包含矩形框架狀的第一陶瓷層11，其頂部印有電路圖形；矩形框架狀的第二陶瓷層12，沿陶瓷板13的外圍疊壓在陶瓷板13和第一陶瓷層之間。蓋子14連接到陶瓷板13的頂部，從外面完全封蓋容納所述晶體板的內(nèi)部空間。
芯片封裝20包含陶瓷板24，陶瓷板24有預(yù)定尺寸的凹陷空腔20a，以便在空腔20a中安裝集成了各種電路和存儲(chǔ)器的IC芯片。陶瓷板24包含矩形框架狀的第一陶瓷層21和22，在頂部印有電路圖形22a，還包含第二陶瓷層23，沿其兩個(gè)相對(duì)邊疊放在第一陶瓷層21和22之上，形成兩個(gè)相對(duì)的外側(cè)壁23a和23b。
在此，有多個(gè)連接端子27在相對(duì)的外側(cè)壁23a和23b的頂部形成，與在晶體封裝10的下面形成的外部端子電連接，并與在第一陶瓷層22的頂部形成的電路圖形22a電連接。
另外，芯片封裝20的空腔20a限定在凹槽25內(nèi)，凹槽25在兩個(gè)相對(duì)的外側(cè)壁23a和23b之間形成，并在兩個(gè)側(cè)面向外有開口。在凹槽25內(nèi)，通過向凹槽內(nèi)填充模塑料，如環(huán)氧樹脂，形成模塑部分26，用于保護(hù)安裝在第一陶瓷層22上的IC芯片I。
IC芯片I可以通過倒裝焊接技術(shù)連接在第一陶瓷層22上，即按照下述的倒裝片連接模式安裝在第一陶瓷層22上首先，在第二陶瓷層22上的電路圖形22a的端子電極上分別形成端子焊盤。下一步，以預(yù)定的壓力直接向下壓IC芯片I，同時(shí)IC芯片I下面形成的焊盤與位于端子焊盤的金屬隆起塊22b相接觸。然后，通過大約300度的熱源和不超過230兆秒2瓦的超聲波將金屬隆起塊22a固化。另外，也可以根據(jù)引線接合模式來安裝IC芯片I，在空腔20a的外側(cè)壁23a和23b之內(nèi)形成階梯形突起，然后導(dǎo)線的一端電連接到所述突起上形成的焊盤，導(dǎo)線另外端電連接到IC芯片I的頂部形成的端子焊盤。
安裝在空腔20a中的IC芯片I的尺寸和寬度與模塑部分26的尺寸和寬度要大體上相同，這樣IC芯片I的兩個(gè)相對(duì)側(cè)可以延伸到與凹槽25的開放側(cè)邊相鄰近的地方。
模塑部分26的兩個(gè)相對(duì)側(cè)優(yōu)選地被安排在與芯片封裝20的外表面相同的垂直面上，使它們不凸出到其之外。
通過在空腔20a中填充模塑料形成的模塑部分26要與外側(cè)壁23a和23b的頂部平齊，這樣，IC芯片I安裝在空腔20a中時(shí)，就不會(huì)暴露在外邊。
同時(shí)，空腔20a的外側(cè)壁23a和23b要向里凹陷，形成端子槽(terminal recesse)，利用導(dǎo)電電極構(gòu)成多個(gè)電連接到所述電路圖形的輸入/輸出端子28。輸入/輸出端子28可以包括數(shù)據(jù)輸入/輸出(DIO)端子、芯片選擇(CS)端子、公用(UTIL)端子和連續(xù)時(shí)鐘(SCLK)端子。
在芯片封裝20的最下面的第一陶瓷層21的下側(cè)提供多個(gè)外部端子21a，這樣，當(dāng)晶體振蕩器1組裝成完整的單元時(shí)，可以連接到在主板(沒有示出)上印刷的圖形電路的端子電極上。
通過垂直地結(jié)合其中安裝有晶體板的晶體封裝10作為上部和其中安裝有IC芯片I的芯片封裝20作為下部，上述結(jié)構(gòu)的晶體振蕩器組裝成一個(gè)單元。在晶體封裝10中，第二陶瓷層112按照這樣的方式疊放在第一陶瓷層111之上第一陶瓷層111的四邊與第二陶瓷層112對(duì)應(yīng)的邊對(duì)齊，構(gòu)成具有內(nèi)空間的陶瓷板13，在所述內(nèi)空間中安排晶體板，并用蓋子14封閉陶瓷板13的頂部。
上述結(jié)構(gòu)的芯片封裝10按下面的根據(jù)圖5A和圖5B說明的過程來構(gòu)造首先，兩個(gè)陶瓷片G1和G2，構(gòu)成上面印刷有電路圖形22a并且下面形成外部端子21a第一陶瓷層21和第二陶瓷層22，一個(gè)疊放在另一個(gè)之上。多個(gè)伸長的陶瓷片G3以預(yù)定的水平間隔疊放在第二陶瓷片G2之上，形成兩兩相對(duì)的外側(cè)壁。然后，將陶瓷片G3連接到第二陶瓷片G2，形成以陣列形式被切成多個(gè)芯片封裝20的包裝片G。
這樣，通道30在相鄰的第三陶瓷片G3之間形成，在圖中通道30被水平地打開，并按預(yù)定深度下凹，并且IC芯片I以預(yù)定間隔分別被連接在通道30的底部。
安裝有IC芯片I的通道30被填以模塑料，如環(huán)氧樹脂，并經(jīng)過預(yù)定時(shí)間的老化以固化所填充的模塑料。在模塑料固化之后，包裝片G用激光或刀片沿包裝片G上畫的垂直和水平虛切割線S1和S2來切割，從而產(chǎn)生多個(gè)芯片封裝20。每個(gè)芯片封裝20有在外側(cè)壁23a和23b之間的凹槽25中形成的圍繞IC芯片I的模塑部分26。
在沿虛切割線S1和S2切割包裝片G之前，沿畫在第三陶瓷片G3的中心線上的虛切割線S1以預(yù)定間隙形成通孔(沒有示出)。然后，當(dāng)沿穿過通孔的中心的虛切割線切割時(shí)，第三陶瓷片G3具有輸入/輸出端子28的端子凹槽。
而且，對(duì)應(yīng)于在晶體封裝10的下面形成的外部端子，連接端子27形成在沿虛線S1切割的第三陶瓷片G3的頂部。
然后，晶體封裝10和芯片封裝20最終以下面的方式構(gòu)成晶體振蕩器1通過連接晶體封裝10的下面的外部端子和芯片封裝20頂部的連接端子，使每個(gè)作為上部的晶體封裝10與作為下部的芯片封裝20相結(jié)合。
根據(jù)上面所述的本發(fā)明，所述的相對(duì)外側(cè)壁以及在外側(cè)壁之間有兩個(gè)相對(duì)的開放的側(cè)面的凹槽形成容納IC芯片的空腔，其中凹槽要填充保護(hù)IC芯片免受外部環(huán)境影響的模塑料，形成模塑部分，這樣容納IC芯片的空腔的外側(cè)壁可以用模塑來部分取代。這樣，就可以使產(chǎn)品縮小，除非容納IC芯片的空腔過分的小。
已經(jīng)通過優(yōu)選實(shí)施例示出并說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書中所定義的精神和范圍內(nèi)，可對(duì)本發(fā)明做更改和變化。
權(quán)利要求
1.一種具有晶體板和集成電路(IC)芯片的晶體振蕩器，包含晶體封裝，其中安裝有晶體板；以及芯片封裝，具有多個(gè)陶瓷層，依次疊放，形成在其中安裝所述IC芯片的空腔，所述晶體封裝作為上部被放置在所述芯片封裝之上，其中所述芯片封裝的空腔包含一對(duì)相對(duì)的具有與所述晶體封裝的外部端子相連接的端子的外側(cè)壁，和所述相對(duì)的外側(cè)壁之間所形成的凹槽空間，所述凹槽在垂直于所述相對(duì)外側(cè)壁的方向的兩邊被開口，并用模塑料填充，形成模塑部分。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體振蕩器，其中，所述IC芯片被倒裝連接到所述空腔的底部。
3.如權(quán)利要求1所述的晶體振蕩器，其中，所述IC芯片有與所述模塑部分大體相同的大小和寬度。
4.如權(quán)利要求1所述的晶體振蕩器，其中，所述模塑部分有兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面，被安排在與所述芯片封裝的外表面相同的垂直平面上。
5.如權(quán)利要求1所述的晶體振蕩器，其中，所述模塑部分與所述外側(cè)壁的頂部平齊地形成。
6.如權(quán)利要求1所述的晶體振蕩器，其中，在每一個(gè)所述的外側(cè)壁上，至少有一個(gè)輸入/輸出端子形成在其外表面上。
全文摘要
這里公開了一種具有晶體板和集成電路(IC)芯片的晶體振蕩器，包含其中安裝有晶體板的晶體封裝和其中具有多個(gè)陶瓷層依次疊放以構(gòu)成用于安裝所述IC芯片的空腔的芯片封裝。所述晶體封裝作為上部安置在所述芯片封裝之上。所述芯片封裝的空腔包含一對(duì)相對(duì)的具有與所述晶體封裝的外部端子相連接的端子的外側(cè)壁，和所述相對(duì)的兩個(gè)外側(cè)壁之間形成的并在兩個(gè)相對(duì)側(cè)面開口的凹槽，其中所述凹槽用模塑料填充以形成模塑部分。所述晶體振蕩器可以用模塑料來部分替換其中安裝有IC芯片的芯片封裝的外側(cè)壁，以縮小產(chǎn)品尺寸，同時(shí)不論所述產(chǎn)品的小型化，保證有足夠的空間容納所述IC芯片。
文檔編號(hào)H03H9/15GK1578130SQ200410045339
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者鄭贊榕 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社