即时时钟模块的封装体及其封装方法

即时时钟模块的封装体及其封装方法
【专利摘要】本发明公开一种即时时钟模块的封装体及封装方法。即时时钟模块的封装体包含控制电路晶粒以及温度补偿振荡器。采用陶瓷封装的温度补偿振荡器再与控制电路晶粒共同封装，以形成即时时钟模块的封装体。
【专利说明】即时时钟模块的封装体及其封装方法
【技术领域】
[0001]本发明与即时时钟模块(RTC module)有关，特别是关于一种即时时钟模块的封装体及其封装方法。
【背景技术】
[0002]工业上常见的晶振元件(Crystal Oscillators)属于被动元件,其是利用石英晶体的压电效应产生高精度的振荡频率，并利用电路设计提高石英晶体振荡频率(即为倍频的功能)。当运用石英晶体上的电极对一颗被适当切割并设置的石英晶体施以电场时，石英晶体将会产生变形。当外加电场移除时，石英晶体即会恢复原状并发出电场，因而在电极上产生电压。上述现象即称之为“压电效应”。这样的特性造成石英晶体在电路中的行为，类似于某种电感器、电容器及电阻器所组成的RLC电路，并且RLC电路中的电感电容谐振频率即反映了石英晶体的实体共振频率。
[0003]晶振元件若依功能特性主要可分为SPXO (Simple Packaged CrystalOscillators,即一般晶振元件，依靠晶振元件本身稳定度来产生时脉)、TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillators,即温度补偿晶振元件，附加温度补偿回路1C，减少其频率因温度变动而变化)、VCXO (Voltage Controlled CrystalOscillators,即电压控制晶振元件，附加控制电压1C，以稳定频率)等。
[0004]请参照图1,图1绘示传统具有温度补偿功能的即时时钟(Real-time clock)模块的封装体示意图。如图1所示，于传统具有温度补偿功能的即时时钟(Real-time clock)模块的封装体I中，集成电路10包括起振线路、温度补偿电路及数字电路。请一并参照图1与图2，集成电路10与晶振元件12共同设置于载板14上且封装于胶体18内后，才将封装好的即时时钟模块I送入定温测试机台的恒温槽CT内进行测试程序。
[0005]然而，由于晶振元件12的体积相当大，使得即时时钟模块的封装体I的体积亦很大，而恒温槽CT的空间有限，导致每次测试程序中所能同时测试的完成品数量相当有限，严重地影响到整个测试产能，进而导致测试成本的上升。
[0006]此外，集成电路10中同时整合了模拟电路及数字电路。由于来自数字电路的噪声干扰需特别处理，以免影响模拟电路的性能，再加上数字电路常需根据不同应用而进行变更，但模拟电路则不必，故集成电路10采用整合模拟电路及数字电路的方式反而造成产品开发设计上的不便与浪费。
[0007]因此，本发明提出一种即时时钟模块的封装体及其封装方法，以解决现有技术所遭遇到的上述种种问题。

【发明内容】

[0008]本发明的一范畴在于提出一种即时时钟模块的封装体。于一具体实施例中，即时时钟模块的封装体包含控制电路晶粒与温度补偿振荡器。温度补偿振荡器耦接控制电路晶粒。温度补偿振荡器包含晶振元件、起振线路及温度补偿电路。晶振元件、起振线路及温度补偿电路是先被整合在一起，且经过一温度补偿程序后，再与控制电路晶粒封装在一起。
[0009]于一实施例中，晶振元件、起振线路及温度补偿电路是利用陶瓷封装整合成一体。
[0010]于一实施例中,温度补偿振荡器为一数字温度补偿振荡器。
[0011]于一实施例中，控制电路晶粒与温度补偿振荡器相邻设置于一载板上。
[0012]于一实施例中，控制电路晶粒包含一时间计数电路与一控制逻辑电路。
[0013]本发明的另一范畴在于提出一种即时时钟模块的封装方法。于一具体实施例中，上述封装方法包含下列步骤:提供控制电路晶粒；提供温度补偿振荡器，其中温度补偿振荡器包含一晶振元件、一起振线路及一温度补偿电路。晶振元件、起振线路及温度补偿电路是先被整合在一起，并经过一温度补偿程序；将温度补偿振荡器与控制电路晶粒共同封装，以形成即时时钟模块的封装体。
[0014]相较于现有技术，本发明所公开的用以封装即时时钟模块的封装体及其封装方法是先采用陶瓷封装技术将经温度补偿的温度补偿振荡器加以封装后，再与控制电路晶粒共同封装以形成即时时钟模块的封装体。由于采用陶瓷封装的温度补偿振荡器体积相当小，致使整个即时时钟模块的封装体的体积得以缩小，故恒温槽的有限空间内可同时测试较多的即时时钟模块，由此提升测试产能并降低测试成本。再者，温度补偿振荡器仅需采用现行的陶瓷封装技术及生产设备进行封装，不必额外增加添购设备的成本。
[0015]此外，由于本发明所公开的即时时钟模块的封装体中的控制电路晶粒仅包含数字电路，并未与模拟电路整合在一起，使得数字电路的噪声干扰不易影响模拟电路的性能，并 且当数字电路欲根据不同应用而进行变更时，亦不必影响到模拟电路，故可避免产品开发设计上的不便与浪费，有效地提升产品开发效率并缩短开发时程。
[0016]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]图1绘示公知的即时时钟模块的封装体的上视图。
[0018]图2绘示公知的即时时钟模块的封装体体积较大，导致恒温槽仅能同时容纳较少的即时时钟模块进行测试的示意图。
[0019]图3绘示根据本发明的一具体实施例的即时时钟模块的封装体的示意图。
[0020]图4绘示即时时钟模块中的控制电路晶粒与经温度补偿的温度补偿振荡器的功能方块图。
[0021]图5绘示本发明的即时时钟模块的封装体体积较小，使得恒温槽能够同时容纳较多的即时时钟模块进行测试的示意图。
[0022]图6绘示本发明的另一实施例的即时时钟模块封装方法的流程图。
[0023]图7A至图7E分别绘示即时时钟模块封装方法的不同步骤的示意图。
[0024]主要元件符号说明:
[0025]S10?S24:流程步骤
[0026]1、3:即时时钟模块的封装体 10:集成电路
[0027]12、301:晶振元件14、34:载板
[0028]16:接脚18、38:胶体[0029]CT:恒温槽30:温度补偿振荡器
[0030]32:控制电路晶粒35?37:导线
[0031]302:起振线路303:温度补偿电路
[0032]ts:计时时脉CS:启动控制时脉
[0033]320:时间计数电路322:逻辑控制电路·【具体实施方式】
[0034]根据本发明的一较佳具体实施例为一种即时时钟模块的封装体。
[0035]请参照图3，图3绘示此实施例的即时时钟模块的封装体的示意图。如图3所示，即时时钟模块的封装体3包含温度补偿振荡器(Temperature Compensated CrystalOscillator, TCXO) 30、控制电路晶粒(Control Circuit Die) 32、载板 34、导线 35?37 及胶体38。温度补偿振荡器30及控制电路晶粒32设置于载板34上，并且温度补偿振荡器30通过导线37与控制电路晶粒32耦接；温度补偿振荡器30通过导线36耦接载板34 ;控制电路晶粒32通过导线35耦接载板34。
[0036]在本实施例中，温度补偿振荡器30可为数字温度补偿振荡器(DTCXO)，其所提供的振荡频率为32.768KHz，但不以此为限。控制电路晶粒32包含时间计数电路320及逻辑控制电路322等数字电路，但亦不以此为限。温度补偿振荡器30与控制电路晶粒32可相邻或堆迭设置于载板34上，并无特定的限制。
[0037]载板34可以是常见的电路板或基板，例如印刷电路板等。打线耦接所使用的导线35?37可以是金线、铜线、铝线或其他导电性佳的合金线或金属线。胶体38可以是常见的封装胶体绝缘材料，例如塑胶材料等，只要能包覆住温度补偿振荡器30及控制电路晶粒32，并无特定的限制。
[0038]亦请参照图4，图4绘示即时时钟模块中的控制电路晶粒32与温度补偿振荡器30的功能方块图。如图4所示，温度补偿振荡器30包含有晶振元件301、起振线路302及温度补偿电路303，其中晶振元件301可为石英晶体(Crystal)，晶振元件301与起振线路302可形成一振荡器(Oscillator)。
[0039]晶振元件301耦接起振线路302 ;起振线路302耦接温度补偿电路303 ;起振线路302输出计时时脉ts至控制电路晶粒32 ;温度补偿电路303接收来自控制电路晶粒32的启动控制时脉Cs。温度补偿电路303的主要功用即在于提供温度补偿的功能，致使温度补偿振荡器30能够不受温度高低的影响而提供稳定的振荡频率。
[0040]于此实施例中，晶振元件301、起振线路302及温度补偿电路303是利用陶瓷封装(Hermetic Package)在一起而形成温度补偿振荡器30。一般而言，陶瓷封装在目前半导体业界主要应用于高阶市场及样品市场。高阶市场指的是军规、太空环境、特殊环境(深海或矿产)或要求气密性及真空封装等微机电产品。至于样品市场主要是晶片设计公司为了在短时间内取得封装后样品，以利产品功能验证并可共用相关测试环境所采取的捷径。
[0041]需说明的是，由于温度补偿振荡器30采用陶瓷封装技术进行封装可使其体积缩减至相当小，故亦可使得整个即时时钟模块的封装体3的体积较现有技术缩小非常多，甚至可达数十倍。因此，如图5所示，由于本发明的即时时钟模块的封装体3的体积较小，使得恒温槽CT能够同时容纳数量较多的即时时钟模块进行测试，故可有效地提升测试产能并降低测试成本。
[0042]根据本发明的另一具体实施例为一种封装方法。请参照图6，图6为此实施例的封装方法的流程图。有关封装方法的说明，敬请一并参照图6与图7A?7D。于图6的步骤SlO中，上述方法是先提供一载板34(其示意图请参照图7A)。于步骤S12中，上述方法是将晶振元件301、起振线路302及温度补偿电路303整合在一起形成温度补偿振荡器30 (其上视图请参照图7B)。然后，于步骤S14中，温度补偿振荡器30经过一温度补偿程序。实际上，晶振元件、起振线路及温度补偿电路是利用陶瓷封装(Hermetic Package)在一起而形成温度补偿振荡器后，再经过温度补偿程序的处理。由于温度补偿振荡器30采用的是陶瓷封装，可使其体积缩减至相当小。
[0043]接着，上述方法分别执行步骤S16及S18，分别将控制电路晶粒32及经过温度补偿程序后的温度补偿振荡器30设置于载板34上(其示意图请参照图7C及图7D)。实际上，控制电路晶粒32与温度补偿振荡器30可以是相邻或堆迭设置于载板34上。
[0044]然后，上述方法执行步骤S20，进行打线程序，使得控制电路晶粒32与温度补偿振荡器30耦接、控制电路晶粒32耦接载板34及温度补偿振荡器30耦接载板34(其示意图请参照图7E)。接着，上述方法执行步骤S22，进行上胶程序，通过胶体38包覆住控制电路晶粒32与温度补偿振荡器30，即可完成即时时钟模块的封装体3(其示意图请参照图3)。当即时时钟模块的封装体3完成后，上述方法即可执行步骤S24，对即时时钟模块的封装体3完成品进行定温测试程序(其示意图请参照图5)。
[0045]需说明的是，即时时钟模块的封装体3采用的是S0P14封装规格，其分别规定封装体尺寸的范围如下:长度(L)是介于8.530.740mm之间、宽度(W)是介于5.790^6.200mm之间及高度(H)是介于1 .346^1.753mm之间。由于采用陶瓷封装的温度补偿振荡器30的体积可缩小相当多，故使得采用S0P14封装规格的即时时钟模块的封装体3的体积亦可随之缩小相当多。
[0046]相较于现有技术，本发明所公开的即时时钟模块的封装体及封装方法是先采用陶瓷封装技术将经温度补偿的温度补偿振荡器加以封装后，再与控制电路晶粒共同封装以形成即时时钟模块的封装体。由于采用陶瓷封装的温度补偿振荡器体积相当小，致使整个即时时钟模块的封装体的体积得以缩小，故恒温槽的有限空间内可同时测试较多的即时时钟模块，由此提升测试产能并降低测试成本。再者，温度补偿振荡器仅需采用现行的陶瓷封装技术及生产设备进行封装，不必额外增加添购设备的成本。
[0047]此外，由于本发明所公开的即时时钟模块的封装体中的控制电路晶粒仅包含数字电路，并未与模拟电路整合在一起，使得数字电路的噪声干扰不易影响模拟电路的性能，并且当数字电路欲根据不同应用而进行变更时，亦不必影响到模拟电路，故可避免产品开发设计上的不便与浪费，有效地提升产品开发效率并缩短开发时程。
[0048]通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
【权利要求】
1.一种即时时钟模块的封装体，其特征在于，上述即时时钟模块的封装体包含: 一控制电路晶粒；以及 一温度补偿振荡器，耦接上述控制电路晶粒， 其中上述温度补偿振荡器包含一晶振元件、一起振线路及一温度补偿电路， 其中上述晶振元件、上述起振线路及上述温度补偿电路是先被整合在一起，且经过一温度补偿程序后，再与上述控制电路晶粒封装在一起。
2.如权利要求1所述的即时时钟模块的封装体，其特征在于，上述晶振元件、上述起振线路及上述温度补偿电路是利用陶瓷封装整合成一体。
3.如权利要求1所述的即时时钟模块的封装体，其特征在于，上述温度补偿振荡器为一数字温度补偿振荡器。
4.如权利要求1所述的即时时钟模块的封装体，其特征在于，上述控制电路晶粒与上述温度补偿振荡器相邻设置于一载板上。
5.如权利要求1所述的即时时钟模块的封装体，其特征在于，上述控制电路晶粒包含一时间计数电路与一控制逻辑电路。
6.一种即时时钟模块的封装方法，其特征在于上述封装方法包含下列步骤: 提供一控制电路晶粒； 提供一温度补偿振荡器，其中上述温度补偿振荡器包含一晶振元件、一起振线路及一温度补偿电路，上述晶振元件、上述起振线路及上述温度补偿电路是先被整合在一起，并经过一温度补偿程序；以及 将上述温度补偿振荡器与上述控制电路晶粒共同封装，以形成上述即时时钟模块。
7.如权利要求6所述的封装方法，其特征在于进一步包含下列步骤: 提供一载板；以及 耦接上述控制电路晶粒与上述温度补偿振荡器、上述控制电路晶粒与上述载板以及上述温度补偿振荡器与上述载板。
8.如权利要求6所述的封装方法，其特征在于进一步包含下列步骤: 以一胶体包覆住上述控制电路晶粒与上述温度补偿振荡器。
9.如权利要求6所述的封装方法，其特征在于进一步包含下列步骤: 相邻设置上述控制电路晶粒与上述温度补偿振荡器于上述载板上。
【文档编号】H03B5/04GK103427763SQ201310064507
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】姜健伟, 魏志璋 申请人:力祥半导体股份有限公司