温度补偿型水晶振荡器的制造方法_2

文档序号:8321753阅读:来源:国知局
过与触针等接触,来测定水晶元件120的特性。测定焊盘119由第一测定焊盘119a及第二测定焊盘11%构成。测定焊盘119经由设置在基板IlOa的布线图案113和过孔导体114,与设置在基板IlOa上表面的电极焊盘111电性连接。第一测定焊盘119a经由第五连接图案116e与第五连接焊盘115e电性连接。此外,第二测定焊盘119b经由第二连接图案116b与第二连接焊盘115b电性连接。在俯视时,测定焊盘119被设置于与集成电路元件150重叠的位置。这样,通过减少电子设备等的安装基板上的安装图案与测定焊盘119之间产生的寄生电容,从而水晶元件120不会被附加寄生电容,因此可减少水晶元件120的振荡频率发生变化的情况。
[0022]这里,以俯视封装110时的一边尺寸为1.0?2.0mm为例,说明测定焊盘119的大小。测定焊盘的长边长度为0.5?0.8mm,短边长度为0.45?0.75mm。此外,水晶元件120的测定是在安装框体160的安装之前进行,因此测定焊盘119与现有的温度补偿型水晶振荡器相比,可增大测定焊盘的面积。由于可增大测定焊盘119的面积,因此可减少触针与测定焊盘119接触不良的情况。因此,可抑制因触针与测定焊盘119接触不良而导致重新测定水晶元件120,从而可提高温度补偿型水晶振荡器的生产性。
[0023]此外,作为用于测定水晶元件120特性的电气特性测定器,可使用能够测定水晶元件120的谐振频率、晶体阻抗、以及电感、电容等等效参数的网络分析仪或阻抗分析仪等。该触针由高导电性插针和具有弹性的插座构成,所述高导电性触针在铜、银等的合金表面实施了镀金,所述插座可抑制接触时的冲击,通过将该触针按压于测定焊盘119使两者接触来进行测定。
[0024]此处,说明基板IlOa的制作方法。基板IlOa由氧化铝陶瓷构成时,首先要准备多张陶瓷生片,该陶瓷生片通过在规定的陶瓷材料粉末中添加、混合适当的有机溶剂等而获得。然后,在陶瓷生片的表面或预先通过冲孔等方式在陶瓷生片上设置的贯通孔内,利用目前众所周知的丝网印刷等技术,涂布规定的导体糊料。进而,将这些生片进行层叠并加压成型,在高温下进行烧制。最后,在导体图案的规定部位,具体而言即电极焊盘111、接合端子112、布线图案113、过孔导体114、连接焊盘115、连接图案116、接地用过孔导体117、密封用导体图案118以及测定焊盘119的部位实施镀镍、镀金、银钯等处理制作而成。导体糊料例如由钨、钼、铜、银或银钯等金属粉末的烧结体等构成。
[0025]安装框体160与基板IlOa下表面接合,用于在基板IlOa的下表面形成第二凹部K2。安装框体160例如由玻璃环氧树脂等绝缘性基板构成,经由导电性接合材料170与基板IlOa下表面接合。在安装框体160的内部,设有用于将设置在上表面的接合焊盘161与设置在安装框体160下表面的外部端子162电性连接的导体部163。在安装框体160上表面的四个角,设有接合焊盘161,在下表面的四个角,设有外部端子162。此外,外部端子162与集成电路元件150电性连接。
[0026]接合焊盘161经由导电性接合材料170与基板IlOa的接合端子112电性接合。如图5所示,接合焊盘161由第一接合焊盘161a、第二接合焊盘161b、第三接合焊盘161c以及第四接合焊盘161d构成。此外,如图5所示,外部端子162由第一外部端子162a、第二外部端子162b、第三外部端子162c以及第四外部端子162d构成。导体部163由第一导体部163a、第二导体部163b、第三导体部163c以及第四导体部163d构成。第一接合焊盘161a经由第一导体部163a,与第一外部端子162a电性连接,第二接合焊盘161b经由第二导体部163b,与第二外部端子162b电性连接。第三接合焊盘161c经由第三导体部163c,与第三外部端子162c电性连接,第四接合焊盘161d经由第四导体部163d,与第四外部端子162d电性连接。
[0027]外部端子162用于安装至电子设备等的安装基板。外部端子162设置于安装框体160下表面的四个角。外部端子162分别与设置于基板IlOa下表面的六个连接焊盘115其中的四个电性连接。此外,第二外部端子162b与安装焊盘连接,所述安装焊盘与电子设备等的安装基板上的基准电位即接地电位连接。这样,与密封用导体图案118接合的盖体130与成为接地电位的第二外部端子162b连接。因此,盖体130对第一凹部Kl内的屏蔽性得以提高。并且,第一外部端子162a作为输出端子使用,第三外部端子162c作为功能端子使用,第四外部端子162d作为电源电压端子使用。功能端子作为写入读取端子以及频率控制端子使用。这里,写入读取端子用于将温度补偿用控制数据写入存储元件部,以及将写入存储元件部的温度补偿用控制数据进行读取。频率控制端子用于在施加电压时,使振荡电路部的变容二极管的负载电容发生变化,以此对水晶元件的温度特性进行修正。
[0028]导体部163用于将基板IlOa上表面的接合焊盘161与下表面的外部端子162电性连接。在安装框体160的四个角上设置贯通孔,在贯通孔的内壁面形成导电部件,将其上表面用接合焊盘161堵住,其下表面用外部端子162堵住,从而形成导体部163。
[0029]俯视时,第二凹部K2的开口部形状为矩形形状。这里,以俯视基板IlOa时的长边尺寸为1.2?2.5mm,短边尺寸为1.0?2.0mm为例,说明第二凹部K2的开口部的大小。第二凹部K2的长边长度为0.8?1.5mm,短边长度为0.5?1.2mm。
[0030]以下说明将安装框体160接合到基板IlOa的方法。首先,通过例如点胶机及丝网印刷,将导电性接合材料170涂布于第一接合焊盘161a、第二接合焊盘161b、第三接合焊盘161c、以及第四接合焊盘161d。以使基板IlOa的接合端子112位于导电性接合材料170上的方式传送基板110a,将其载置于导电性接合材料170上。然后,通过加热硬化,使导电性接合材料170硬化收缩。这样,将基板IlOa的接合端子112接合于接合焊盘161。S卩,基板IlOa的第一接合端子112a与第一接合焊盘161a接合,基板IlOa的第二接合端子112b与第二接合焊盘161b接合。基板IlOa的第三接合端子112c与第三接合焊盘161c接合,基板IlOa的第四接合端子112d与第四接合焊盘161d接合。
[0031]并且,通过经由导电性接合材料170接合基板IlOa的接合端子112与安装框体160的接合焊盘161,从而如图2(b)所示,在基板IlOa与安装框体160之间,设有间隙部H,其厚度等于导电性接合材料170的厚度与接合端子112以及接合焊盘161厚度的和。这样,例如本实施方式的温度补偿型水晶振荡器被安装在电子设备等的安装基板上时,即使该安装基板上安装的其他功率放大器等电子元器件发热,且该热量经由安装基板传递至第二凹部K2内,被该热量加热的空气也不会滞留在第二凹部K2内,而是通过间隙部H流出外部,并且外部空气可通过间隙部H进入第二凹部K2,因此热量对第二凹部K2内具有温度传感器的集成电路元件150的影响可以得到缓和。因此,可减少集成电路元件150周围温度与水晶元件120周围温度之间的差异,从而通过对水晶元件120的频率温度特性进行可靠修正,可减少振荡频率的变化。
[0032]此处,说明安装框体160的制作方法。安装框体160为玻璃环氧树脂时,需使玻璃纤维构成的基材浸渍环氧树脂的前驱体,然后在规定温度下使该环氧树脂前驱体热硬化,由此制作。然后,形成导体图案的规定部位,具体而言,接合焊盘161及外部端子162例如将加工为规定形状的铜箔转印在玻璃环氧树脂形成的树脂片上,将转印有铜箔的树脂片层叠并以粘合剂粘合形成。导体部163是通过导体糊料的印刷或电镀法,附着于树脂片上形成的贯通孔的内表面而形成,或者填充贯通孔而形成。这种导体部163例如通过树脂成型使金属箔或金属柱一体化,再利用溅射法、蒸镀法等方法附着而形成。
[0033]如图1及图2所示,水晶元件120经由导电性粘合剂140接合于电极焊盘111上。通过稳定的机械振动与压电效果,水晶元件120将发挥振荡产生电子装置等的基准信号的作用。
[0034]并且,如图1及图2所示,水晶元件120具有在水晶素板121的上表面及下表面分别覆盖有激振用电极122及引出电极123的结构。激振用电极122是在水晶素板121的上表面及下表面分别以规定的图案覆盖、形成金属而得到的。激振用电极122在上表面具有第一激振用电极122a,在下表面具有第二激振用电极122b。引出电极123从激振用电极122朝向水晶素板121的一条边分别延伸而出。引出电极123在上表面具有第一引出电极123a,在下表面具有第二引出电极123b。第一引出电极123a从第一激振用电极122a引出,设置成朝向水晶素板121的一条边延伸而出。第二引出电极123b从第二激振用电极122b引出,设置成朝向水晶素板121的一条边延伸而出。即,引出电极123沿水晶素板121的长边或短边的形状设置。此外,在本实施方式中,将与第一电极焊盘Illa及第二电极焊盘Illb连接的水晶元件120的一端作为与基板IlOa的上表面连接的固定端,将另一端作为与基板IlOa上表面空开间隔的自由端,以这种单边支承结构将水晶元件120固定于基板IlOa上。
[0035]此处,针对水晶元件120的动作进行说明。水晶元件120中,当来自外部的交流电压从引出电极123经由激振用电极122被施加于水晶素板121时,水晶素板121以规定的振动模式以及频率激振。
[0036]此处,针对水晶元件120的制作方法进行说明。制作水晶元件120时首先要进行斜切加工,以规定的切割角度从人工水晶体进行切断,使水晶素板121外周厚度较薄,使水晶素板121中央部的厚度比水晶素板121外周部厚。然后,通过光刻技术、蒸镀技术或溅射技术,将金属膜被覆于水晶素板121的两主面,形成激振用电极122、引出电极123,从而制成水晶元件120。
[0037]以下说明将水晶元件120接合到基板IlOa的方法。首先,使用例如点胶机,将导电性粘合剂140涂布于第一电极焊盘Illa及第二电极焊盘111b。将水晶元件120传送至导电性粘合剂140上,并载置于导电性粘合剂140上。接着,通过加热硬化,使导电性粘合材料140硬化收缩。水晶元件120便接合于电极焊盘111。即,水晶元件120的第一引出电极123a与第二电极焊盘Illb接合,第二引出电极123b与第一电极焊盘Illa接合。这样,第一接合端子112a与第三接合端子112c便与水晶元件120电性连接。并且,第一接合端子112a及第三接合端子112c经由导电性接合材料170与第一接合焊盘161a及第三接合焊盘161c接合,因此第一外部端子162a与第三外部端子162c电性连接。即,第一外部端子162a与第三外部端子162c与水晶元件120电性连接。
[0038]水晶元件120以第一布线图案113a或第一过孔导体114a位于与水晶元件120的自由端相对的位置的方式安装。这样
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