专利名称：温度补偿式晶体振荡器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种温度补偿式晶体振荡器及其制造方法，特别涉及一种温度补偿式晶体振荡器及其制造方法，力图通过在主板和晶体封装之间插入一具有适于容纳温度补偿部件的内部空间的环形盘来获得产品的紧密结构。
通常，TCXO的温度补偿电路包括利用热敏电阻的电阻变化的温度探测电路；根据电阻的变化控制电压的可控电压发生电路；和根据控制电压通过电容调节来调节频率的频率调节电路。根据温度补偿电路的形式，TCXO分为使用集成电路(IC)芯片的单片型TCXO，和装有例如压电元件、集成电路、电容器、电感器和电阻元件的分立型TCXO。
通常，尽管分立型TCXO在相位噪声特性方面优于单片型TCXO，但是分立型TCXO由于其必须包含各种元件而很难制作成小型紧密。因此，尽管分立型TCXO的特性优秀，但是由于它的大尺寸使得其在移动通信终端中的使用受到了严格的限制。
图1a和1b示出了传统分立型TCXO100的平面图和侧视图。如图1a所示，该分立型TCXO100配置有印刷电路板101、装在该印刷电路板101上的晶体封装103、和放置在晶体封装103两侧的温度补偿电路的部件105。如图1b所示，部件105放置在比晶体封装103低的水平面上。
温度补偿部件105通常占据比TCXO100的面积(5.0×3.2mm2或4.7×2.9mm2)大2到3倍的面积。因此与TCXO合为一体的印刷电路板101需要的面积就远大于TCXO所需的面积。因此，最终产品的面积也就变大了(例如，7.0×5.2mm2)。
同样，因为放置温度补偿部件所需的空间，传统的温度补偿晶体振荡器的紧密度受到了很大的限制。出于这种考虑，这种分立型TCXO不能成功地应用到移动通信终端。
因此，在本领域中强烈要求一种将放置温度补偿部件的空间减少到最小的温度补偿式晶体振荡器及其制造方法。
本发明的另一个目的是提供一种制造温度补偿式振荡器的方法。
为了实现上述目标，本发明提供了一种包括晶体封装和至少一个用于补偿由于温度变化而产生的频率变化的部件的温度补偿式晶体振荡器，该晶体振荡器包括环形盘，放置在晶体封装的下面，并且具有带有内部空间的框架结构，该内部空间至少与安放的温度补偿部件所需的空间一样大；和主板，放置在环形盘下面，在主板上面与环形盘的内部空间相对应的区域内装有温度补偿部件。
根据本发明的优选实施例，环形盘可以具有与晶体封装的轮廓一致的框架结构，而且主板可以具有与晶体封装大小一样的面积。因此，温度补偿式晶体振荡器能够是完成的具有与晶体封装相同的面积的六面体的产品。
根据本发明的另外一个实施例，环形盘可以包括至少一个用于将晶体封装连接到主板上的某个电路的导电焊盘。特别是，当环形盘具有矩形结构时，该导电焊盘最好放置在环形盘四角的每一个角上，因为晶体封装通常在角上装有连接端。因此，如果晶体封装的连接端的位置发生了变化，导电焊盘能够对应地放置。
此外，本发明提供了一种制造包括晶体封装和至少一个用于补偿由于温度变化产生的频率变化的元件的温度补偿晶体振荡器的方法。该方法包括步骤准备具有包括安装温度补偿元件所需的区域的上表面的主板；把温度补偿部件放置在主板的部件安装区域；把环形盘放置在主板上，该环形盘具有的内部空间至少与部件安装区域一样大；和把晶体封装放置在环形盘上。
图5a到5b示出了根据本发明的温度补偿式晶体振荡器的制造过程的透视图和剖面图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的温度补偿式晶体振荡器的侧视剖面图。
如图所示，该温度补偿式晶体振荡器的配置是以按照从低部到顶部的顺序依次层压的主板201、环形盘207和晶体封装203。
主板201上具有压电装置、集成电路、电容器、电感器和电阻元件以组成温度补偿电路。区域207a用于放置元件以组成环形盘定义的温度补偿电路。环形盘207是一个其中配置有空间的框架结构，以便装在主板上的环形盘207不仅支持放在上面的晶体封装203，也保证在其内部空间207a中有放置各部件的足够空间。环形盘207的上下表面带有导电区域。该上面和下面的导电区域通过多个填装有导电物质的孔组成的导电焊盘209来电连接。导电焊盘209可以做成各种形状，和其功能是将环形盘207上的晶体封装203电连接到主板201上形成的电路。
尽管主板可以由各种材料制成，最好使用与通常的印刷电路板相同的材料而不是易碎的玻璃环氧或陶瓷树脂。
在这个实施例中，环形盘和主板的配置与晶体封装的尺寸一致。也就是，环形盘设计成符合晶体封装的轮廓，并且主板设计成具有与晶体封装的面积相同的面积。结果，温度补偿式晶体振荡器能够与晶体封装的区域相匹配。
在高度的变化上，尽管温度补偿式晶体振荡器总体的高度有些增加，但是元件的高度相对于最终产品的总高度(在传统产品的情况下最终产品的总高度0.35cm，元件高度0.1-0.15cm，)是低的，因而环形盘的高度能够适当地降低。因此，最终产品的总体高度的增加能够不大于元件高度。另一方面，温度补偿式晶体振荡器在面积上能够大量的减少，因为放置温度补偿电路所需的区域约为传统的温度补偿式晶体振荡器中放置石英振荡器所需区域的3倍。同时考虑到这两个因素，根据本发明的温度补偿式晶体振荡器的体积能够大大减小。
这里揭示的环形盘或主板的尺寸只是举例，对于本发明的范围没有限制性。
如前面所说明的，本发明的特征是插入到主板和晶体封装之间的为元件的安放提供空间的具有框架结构的环形盘。因此，因为安放组成温度补偿电路的元件的空间能够由环形盘和主板来确定，印刷电路板的总面积能够被最小化，因此能够最小化最终产品的体积。
图3a和3b示出了适用于本发明的环形盘的两个例子的平面图。
如图3a所示，环形盘307具有矩形框架结构，并且可以由前述的印刷电路板的材料制成。环形盘的四个角上分别装有导电焊盘309。导电焊盘309的功能是将放在上面的晶体封装电连接到放在它下面的主板上的电路。尽管导电焊盘309可以分散地放置在容纳部件的空间里，但最好是放在环形盘上以便于方便的设计和处理。特别是，由于晶体封装在下面的角上用导电焊盘固定，当环形盘307被做成与晶体封装的轮廓相符时，导电焊盘209需要如图3a所示固定在环形盘上。
作为选择，环形盘317可以配置成放置在晶体封装的轮廓的里面一些，如图3b所示。在这种情况下，导电焊盘319的位置可以稍微从环形盘的矩形框架中突出一点。
同样，装有导电焊盘的环形盘可以是上述形状以外的各种形状。例如，端子放置在晶体封装旁边的中间部分而非放在角上，导电焊盘可以放置在环形盘侧面的中间部分。
尽管没有一定要求将环形盘307做成矩形框架，但最好是把该环形盘配置成矩形框架以便最小化最终产品。
图4示出了根据本发明的温度补偿式晶体振荡器分解透视图。如图所示，温度补偿式晶体振荡器包括晶体封装363、环形盘357、和安装元件的主板351。环形盘357在它的角上装有四个导电焊盘359。在这个实施例中，主板351比晶体封装363或环形盘357的面积要大。环形盘357放置在主板351上，以便其矩形框架位于主板351的上表面的虚线指示的区域。因此，导电焊盘359与主板351上的端点351c连接。特别是，适用于该实施例的主板提供一虚线划出的区域以外的外部区域351b和一个内部区域351a，以便主板能够在外部区域351a中安放附加的部件。在这种情况下，最好是主板的外部区域装有在生产温度补偿式晶体振荡器的过程完成后调节最终频率所要求的部件。
图5a到5b示出了根据本发明的温度补偿式晶体振荡器的制造过程的透视图和剖面图。
首先，如图5a所示准备主板401，主板401的制造方法与用于制造传统的印刷电路板的方法一样。主板401的中间部分有一个部件安装区401a，并印有预制的电路。主板401也设有接触部分，用于在其下一步放置环形盘的边缘区域与导电焊盘连接。
随后，将用于组成温度补偿电路的部件405装在主板401上，如图5b所示。尽管该部件在分立型TCXO的情况下包含压电元件、集成电路、电感器、电容器、和电阻元件等，该部件在单片型TCXO的情况下只包括一个芯片。尽管本发明能期望获得在分立型TCXO情况下的更有效的最小化，但是本发明可以被有效地用于单片型TCXO。
如图5c所示，具有框架结构的环形盘407具有装在主板401上以包围部件安装区401。在这一点上，环形盘407在安装完部件405后安装在主板上。环形盘包括位于其上下表面的导电区域，和将上部区域连接到下部导电区的导电孔组成的导电焊盘。
如果在主板上先安装环形盘，由于环形盘的高度，在主板上安装部件就不方便了，因此会增加部件虚接的可能。与本发明相反，当在主板上简单地形成凹槽来安装部件时，很难获得主板和在上面形成的电路的平整。因此，应用根据本发明的环形盘能够便于部件的安装操作，并使工艺流程设计的灵活性最大。
最终，晶体封装413放置在环形盘407上，如图4d所示。至此，晶体封装413与主板401上的电路通过在环形盘407上设置的导电焊盘407电连接。
如前所述，根据本发明，环形盘放置在主板上以安装组成主板上的温度补偿电路的部件，并且晶体封装放置在环形盘上。因此，由于在主板上安装部件所需的面积减小了，最终产品的总体尺寸能够显著地减小。此外，根据本发明，由于部件的安装能够在外部端子形成前进行，与在主板上形成的槽内安装部件相比，安装部件非常容易。
尽管本发明的优选实施例是以说明为目的来进行揭示的，但是本领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求书的范围和精神的条件下，对本发明作出各种可能的修改、添加、和替换。
权利要求
1.一种温度补偿式晶体振荡器，包括晶体封装和至少一个用于补偿由于温度变化而产生的晶体封装的频率变化的部件，该晶体振荡器包括环形盘，放置在晶体封装的下面，由具有内部空间的框架结构组成，该内部空间至少与安放温度补偿部件所需的空间一样大；和主板，放置在环形盘的下面，并且温度补偿元件安装在主板上与环形盘的内部空间对应的区域内。
2.根据权利要求1所述的温度补偿式晶体振荡器，其中环形盘具有与晶体封装的轮廓一致的框架结构。
3.根据权利要求1所述的温度补偿式晶体振荡器，其中主板具有与晶体封装一样的面积。
4.根据权利要求1所述的温度补偿式晶体振荡器，其中温度补偿式晶体振荡器具有六面体结构。
5.根据权利要求1所述的温度补偿式晶体振荡器，其中环形盘包括至少一个用于将晶体封装连接到主板上的某个电路的导电焊盘。
6.根据权利要求1所述的温度补偿式晶体振荡器，其中环形盘具有矩形结构，并且导电焊盘定位在环形盘四个角的每一个角上。
7.一种制造包括晶体封装和至少一个用于补偿由于温度变化而产生的晶体封装的频率变化的部件的温度补偿式晶体振荡器的方法，该方法包括步骤准备包括安装温度补偿元件所需的区域的具有上表面的主板；把温度补偿部件放置在主板的部件安装区域；把环形盘放置在主板上，该环形盘具有的内部空间至少与部件安装区域一样大；和把晶体封装放置在环形盘上。
8.权利要求7所述的方法，其中主板的部件安装元件的区域位于主板上表面的中心部分。
9.权利要求7所述的方法，其中环形盘具有与晶体封装的轮廓一致的框架结构。
10.权利要求7所述的方法，其中主板具有与晶体封装相同的面积。
11.权利要求7所述的方法，其中环形盘包括至少一个用于将晶体封装连接到主板上的某个电路的导电焊盘。
12.权利要求11所述的方法，其中环形盘具有矩形结构，并且导电焊盘定位在环形盘四个角的每一个角上。
全文摘要
揭示了一种温度补偿式晶体振荡器，它通过在主板上放置环形盘以在主板上安装温度补偿部件、并在环形盘上放置晶体封装来制造。主板上部件安装区域减小了，因此减小了产品尺寸。至少一个导电焊盘固定在环形盘上以将晶体封装和主板上的某个电路连接。该导电焊盘在矩型环形盘的情况下可以设置在环形盘四角的每一个角上。本发明还提供了一种制造温度补偿式晶体振荡器的方法。
文档编号H03H9/08GK1428927SQ02119708
公开日2003年7月9日 申请日期2002年5月10日 优先权日2001年12月27日
发明者金亨坤 申请人:三星电机株式会社