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KR100506534B1 - 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기, 그 제조방법 및발진기 - Google Patents

압전진동자를 사용한 발진회로용 용기, 그 제조방법 및발진기 Download PDF

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KR100506534B1
KR100506534B1 KR10-2002-7009592A KR20027009592A KR100506534B1 KR 100506534 B1 KR100506534 B1 KR 100506534B1 KR 20027009592 A KR20027009592 A KR 20027009592A KR 100506534 B1 KR100506534 B1 KR 100506534B1
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South Korea
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container
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아카가와히로아키
고바야시히로카즈
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긴세키 가부시키가이샤
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Abstract

압전진동자(101)는 덮개(105), 프레임(103) 및 기판(104)으로 이루어지는 밀폐된 용기 내에 있어서 기판(104) 위(기판의 표면)에 도전성을 갖는 재료로 이루어지는 고정부재(104a)에 의해 고정되고, 기판(104)의 하면에는 반도체부품(102)이 플립-칩 실장되어 있다.

Description

압전진동자를 사용한 발진회로용 용기, 그 제조방법 및 발진기{VESSEL FOR OSCILLATION CIRCUITS USING PIEZOELECTRIC VIBRATOR, METHOD OF PRODUCING THE SAME, AND OSCILLATOR}
본 발명은 특히 무선통신기기나 휴대전화 등의 이동체 통신분야에 사용되는 온도보상 발진기를 소형으로 하는 발진기, 그의 제조방법 및 발진기에 관한 것이다.
예를 들어 수정을 압전진동자(압전부품)로서 사용한 수정발진기는 정보통신이나 정보처리 등의 분야에서 널리 이용되고 있다. 특히, 휴대전화 등의 휴대단말에서는 넓은 온도범위에서의 주파수의 안정성이나 얻어지는 주파수 온도특성 이상의 안정성이 요구된다.
이에 대하여, 수정 등의 압전진동자는 환경온도에 의해 주파수가 변화하는 온도특성을 갖고 있다. 그 일례로서, AT-커트(cut)의 수정진동자에서는 중심주파수 편차가 가장 작은 25℃ 근방의 온도에 대하여 고온측과 저온측에서는 주파수변동이 커진다고 하는 특유의 주파수특성을 갖고 있는 것이 널리 알려져 있다. 따라서, 전술한 요구특성이 얻어지도록 수정발진기는 온도보상회로를 부가하여 안정한 동작이 얻어지도록 하고 있는 것이 일반적이다.
이와 같은 온도보상회로를 부가한 온도보상 발진기에는 일본 공개특허공보 평8-20452호, 평9-167918호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 먼저 발진회로를 수용한 용기와, 수정진동자 등의 압전진동자를 수용한 용기를 기판의 상면 및 하면에 일체로 구성한 용기구조를 갖는 것이 있다. 도 13a에 나타내는 바와 같이 이 온도보상기능을 구비하는 발진기(1301)는 압전진동자(1302)의 수용부(1305a)와 발진회로 등을 구성하는 전자부품(1303)의 수용부(1305b)가 상하면 일체로 형성된 용기(1305)를 구비하고 있다.
용기(1305)의 수용부(1305a)의 바닥면에는 도시하고 있지 않지만 소정의 회로배선이 형성되고, 이 회로배선의 소정 부분에 도전성 접착제 등에 의해 압전진동자(1302)가 고정되어 있다. 덧붙여, 덮개(1036a)에 의해 수용부(1305a)내가 기밀하게 밀봉되어 있다.
한편, 용기(1305)의 수용부(1305b)의 바닥면에도 소정의 회로배선(도시되지 않음)이 형성되고, 이 회로배선의 소정 부분에 전자부품(1303)이 실장되어 있다. 전자부품(1303)의 수용부(1305b)에도 이 영역을 밀봉하는 덮개를 설치하도록 하여도 좋다. 또한, 수용부(1305b)내에는 합성수지로 이루어지는 충전재(1303a)를 충전하여, 전자부품(1303)을 덮어 보호하는 구성도 있다. 또한, 일본 공개특허공보 평9-167918호에 개시되어 있는 온도보상형 수정발진기에서는 전자부품용 용기의 덮개에 전자부품의 조정용 구멍을 설치하고, 수정발진기를 조립하여 완성한 후에도 전자부품의 조정이 가능하도록 하고 있다.
또한, 발진회로가 형성된 기판을 탑재한 용기와 압전진동자를 수용한 용기를 겹쳐 쌓은 용기구조의 온도보상 발진기도 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이 이 온도보상 기능을 구비하는 발진기(1321)는 압전진동자를 수용한 용기(1322)와 발진회로 등을 구성하는 전자부품(1323)이 실장된 용기(1324)를 겹쳐 쌓고 있다. 용기(1324)는 오목부를 구비하고, 이 오목부 바닥부에 소정의 회로배선이 형성되며, 이 회로배선의 소정 부분에 전자부품(1323)이 실장된다. 용기(1324)의 오목부를 둘러싸는 뱅크(bank) 상으로 회로배선의 단자가 연장되어, 용기(1322)내의 압전진동자와 전기적으로 접속된다.
상기한 휴대전화와 같은 휴대단말에서는 넓은 온도범위에서의 주파수의 안정성 뿐만 아니라 소형화나 저가격화가 요구된다. 이러한 요구에 대하여, 도 13의 구성으로 한 온도보상 발진기에서는 압전진동자를 수용하는 용기와 전자부품을 수용하는 용기를 필요로 하기 때문에 소형화가 어렵다고 하는 문제가 있었다.
또한, 온도보상 발진기를 일체 구조로 하고 있기 때문에 압전진동자 또는 전자부품의 어느 하나에서 고장이 발생하면 온도보상 발진기 전체가 불량으로 되어 버린다. 이 때문에 예를 들어 전자부품에 고장이 없어도 압전진동자가 불량이기 때문에 정상적인 전자부품도 불량으로 처리하게 된다.
또한 도 13b에 나타내는 바와 같이 종래에는 전자부품(1303)을 고정하기 위해 충전하는 충전재(1303a)가 수용부(1305b)의 내벽으로 끌어 당겨져 전자부품(1303)을 완전히 덮지 않는 경우도 발생하였다. 이상 설명한 바와 같이, 종래 구성에서는 제조 수율의 저하를 초래하고, 제품 코스트의 상승을 초래하였다.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어지는 것으로, 발진기를 종래보다 소형화하고 또한 종래보다 낮은 코스트로 제조할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발진회로용 용기에 의해 구성된 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도 및 평면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발진회로용 용기에 의해 구성된 발진기의 구성을 나타내는 사시도, 평면도 및 등가회로,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발진기의 제조과정을 나타내는 공정도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발진기의 제조과정의 다른 형태를 나타내는 공정도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발진기의 제조과정의 다른 형태를 나타내는 공정도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발진기의 제조과정을 다른 형태를 나타내는 공정도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발진회로용 용기의 구성을 나타내는 평면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진회로용 용기에 의해 구성된 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진회로용 용기에 의해 구성된 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진회로용 용기에 의해 구성된 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진회로용 용기에 의해 구성된 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진회로용 용기에 의해 구성된 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도,
도 13은 종래의 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도,
도 14는 종래의 다른 발진기의 구성을 나타내는 사시도,
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진회로용 용기의 구성을 나타내는 평면도 및 단면도, 및
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진회로용 용기의 구성을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
본 발명의 발진기는 압전진동자를 수용하는 발진회로용 용기에 있어서 압전부품을 탑재하는 적층기판의 압전부품 탑재측과 반대되는 다른 쪽 면에 전기적으로 연결될 수 있는 전극구조를 갖고, 이 전극구조가 충분한 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면 전극구조를 통해 발진회로용 용기를 다른 기판에 탑재하면 다른 기판과 발진회로용 용기와의 사이에 전극구조에 의한 공간이 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발진기는 압전진동자와 복수의 반도체 부품으로 이루어지는 발진기의 용기에 있어서 압전진동자를 탑재하는 적층기판의 압전진동자 탑재측과 반대되는 다른 쪽 면에 반도체 부품을 탑재하고, 압전진동자를 탑재한 면은 오목형상 구조이고, 반도체 부품을 탑재한 면은 외부회로 탑재기판에 탑재될 때 전기적으로 연결될 수 있는 전극구조를 갖고, 이 전극구조의 두께가 반도체 부품의 두께보다 약간 두꺼운 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면 전극구조를 통해 발진회로용 용기를 다른 기판에 탑재하면 다른 기판과 발진회로용 용기와의 사이에 전극구조에 의해 형성된 공간내에 반도체 부품이 배치된다.
본 발명의 발진기는 압전진동자와 복수의 반도체 부품으로 이루어지는 발진기에 있어서, 압전진동자를 탑재하는 적층기판의 압전진동자 탑재측과 반대되는 다른 쪽 면에 반도체 부품을 탑재하고, 압전진동자를 탑재한 면은 오목형상 구조이고, 반도체 부품을 탑재한 면은 외부회로 탑재기판에 탑재될 때 전기적으로 연결될 수 있는 구조를 전극구조를 갖고, 이 전극구조의 두께가 반도체 부품의 두께보다 약간 두꺼운 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면 전극구조를 통해 발진기를 다른 기판에 탑재하면 다른 기판과 발진회로용 용기와의 사이에 전극구조에 의해 형성된 공간내에 반도체 부품이 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발진기는 압전진동자와 전자부품으로 구성되는 발진기에 있어서, 압전진동자의 바닥면에 전자부품을 탑재한 기판을 접합하여 일체화하고, 압전진동자와 전자부품을 탑재하는 기판을 전기적으로 연결하는 도전 전극에 의해 발진기를 구성한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면 전극구조를 통해 발진기를 다른 기판에 탑재하면 다른 기판과 발진회로용 용기와의 사이에 전극구조에 의해 형성된 공간내에 반도체 부품이 배치된다.
상기 발명에 있어서 전자부품은 압전진동자의 바닥면에 접하는 기판에 배치되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발진기는 압전진동자와 전자부품으로 구성되는 발진기에 있어서, 압전진동자의 바닥면측에 전자부품을 탑재한 기판을 배치하고, 압전진동자와 기판을 전기적으로 연결하는 도전 전극을 통해 압전진동자와 기판을 일체화시켜 발진기를 구성한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면, 기판과 압전진동자의 바닥면측과의 사이에 전자부품이 배치된다.
상기 발명에 있어서 전자부품은 발진기를 탑재하는 회로기판면에 배치되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발진기는 적어도 2층 이상의 다층 구조 기판으로 이루어지는 적층 용기이고, 전자부품이나 압전부품을 탑재하는 부분에 오목부를 상하 양면에 갖는 다층 적층기판의 적어도 한 층은 고리 형상의 적층기판을 사용하고, 이 고리 형상의 적층기판은 적층용기를 구성하는 적어도 한 층의 평판 적층기판과 접촉하고, 또한 평판적층기판에 대향하여 접하는 한 층은 고리 형상의 적층기판을 배치하는 적층용기에 있어서, 적층용기를 구성하는 오목부 내벽의 가로, 세로 치수에 대응하는 부분과, 다른 쪽의 고리 형상 오목부 내벽의 세로 치수에 대응하는 부분이 60% 이상 동일 선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발진기는 적어도 2층 이상의 다층 적층기판으로 이루어지는 적층용기이고, 전자부품이나 압전부품을 탑재하는 부분에 오목부가 형성가능하도록 다층 적층기판의 한 층은 고리 형상의 적층기판을 사용하고, 이 고리 형상의 적층기판은 적층용기를 구성하는 적어도 한 층의 평판 적층기판과 접하고, 또한 평판 적층기판에 접하는 적어도 한 층은 적층용기의 각 코너부에 배치된 지주부를 갖는 적층기판인 적층용기에 있어서, 적층용기를 구성하는 고리 형상 오목부 내벽의 4개의 코너의 세로 및 가로 치수와 평판 적층기판의 다른 지주부의 각 코너부의 내측 치수가 동일 선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발진기의 제조방법은 표면실장형의 발진회로용 용기의 제조방법에 있어서, 압전부품을 탑재하는 기판의 압전부품의 탑재측과 반대되는 다른 쪽 면에 충분한 두께를 갖는 지주부를 형성하기 위해 위치결정판을 배치하는 공정, 이 위치결정판에 도전용 지주부를 투입하는 공정, 및 기판, 위치결정판 및 도전용 지주부를 일체화한 상태에서 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 압전부품의 제조방법은 표면실장형의 발진회로용 용기의 제조방법에 있어서, 압전부품을 탑재하는 기판의 압전부품의 탑재측과 반대되는 면에 충분한 두께를 갖는 지주부를 형성하기 위해 도전용 지주부 마스크를 배치하는 공정, 이 도전용 지주부 마스크를 통하여 도전용 지주부를 인쇄하는 공정, 및 도전용 지주부를 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 있어서 발진회로용 용기의 압전부품의 탑재측과 반대되는 면에 전자부품을 탑재하여 발진기를 구성한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발진기는 기판의 주표면상에 배치되어 압전진동자가 수용되는 밀폐가능한 용기와, 기판의 하면에 배치되고, 기판의 하면에 플립-칩(flip-chip) 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 복수의 전극구조체를 구비하고, 압전진동자, 반도체부품 및 전극구조체에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면, 복수의 전극구조체는 플립-칩 실장되는 반도체부품의 주위에 가열공간을 형성하기 위한 지주로서 기능한다. 이 반도체부품은 전극구조체의 선단이 접촉하는 다른 부재와 접촉하지 않는다.
상기 발명에 있어서, 용기는 기판의 주표면에 형성된 프레임과 프레임 상에 형성된 덮개에 의해 구성되거나 또는 기판의 주표면에 형성된 오목부와 이 오목부를 덮는 덮개에 의해 구성될 수 있다. 또한, 기판은 다층배선구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 있어서 기판은 용기가 구성되는 제 1 기판과, 반도체부품이 실장되는 제 2 기판으로 구성될 수도 있다. 이 반도체부품은 압전진동자에 의해 얻어지는 발진주파수의 온도보상을 행하는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발진기는 기판의 주표면에 외부 공기로부터 분리된 상태로 배치된 압전진동자, 기판의 하면에 플립-칩 실장된 반도체부품, 및 기판의 하면에 배치되고, 또한 반도체부품의 높이보다 높은 복수의 전극구조체를 구비하고, 압전진동자, 반도체부품 및 전극구조체에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면, 복수의 전극 구조체는 플립-칩 실장되는 반도체부품의 주위에 가열공간을 형성하기 위한 지주로서 기능한다. 반도체부품은 전극구조체의 선단이 접촉하는 다른 부재와 접촉하지 않는다.
상기 발명에 있어서, 용기는 기판의 주표면에 형성된 프레임과 이 프레임 상에 형성된 덮개에 의해 구성되거나 또는 기판의 주표면에 형성된 오목부와 이 오목부를 덮는 덮개에 의해 구성될 수 있다. 기판은 다층배선구조를 가질 수도 있다.
또한, 상기 발명에 있어서, 기판은 용기가 구성되는 제 1 기판과 반도체부품이 실장되는 제 2 기판으로 구성될 수 있다. 반도체부품은 압전진동자에 의해 얻어지는 발진주파수의 온도 보상을 행한다.
본 발명의 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기는 기판의 주표면 상에 배치되어 압전진동자가 수용되는 밀폐가능한 용기와, 기판의 하면에 적층되고, 기판의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 프레임을 구비하고, 프레임의 폭방향으로의 기판과 프레임 사이의 어긋남 량이 프레임 폭의 40% 미만이고, 압전진동자, 반도체부품 및 전극구조체에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기는 기판의 주표면 상에 배치되어 압전진동자가 수용되는 밀폐가능한 용기와, 기판 하면의 4개의 코너에 접하여 배치되고, 기판의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 4개의 지주부를 구비하고, 프레임의 폭방향으로의 기판과 프레임 사이의 어긋남 량이 프레임 폭의 40% 미만이고, 4개의 지주부에 내접하는 장방형상의 4개의 변의 위치가 프레임 내측의 4개의 변을 기판방향으로 투영한 위치에 겹치며, 압전진동자, 반도체부품 및 전극구조체에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기는 기판의 주표면에 배치되어 압전진동자가 수용되는 밀폐가능한 용기와, 기판 하면의 4개의 코너에 접하여 배치되고, 기판의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 4개의 지주부를 구비하고, 프레임의 폭방향으로의 기판과 프레임의 어긋남 량이 프레임 폭의 40% 미만이고, 4개의 지주부에 내접하는 장방형상의 4개의 변의 위치가 2㎜의 영역 내에서 프레임 내측의 4개의 변을 기판방향으로 투영한 위치에 겹치고, 압전진동자, 반도체부품 및 전극구조체에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1a는 본 발명의 실시예 1에 따른 발진기의 구성을 나타내는 부분단면도이고, 도 1b 및 도 1c는 그의 평면도이다. 이 발진기는 예를 들어 AT-커트 수정진동자와 같은 압전부품으로서 기능하는 압전진동자(101)를 구비하고 있다. 이 압전진동자(101)는 도전성 재료로 이루어지는 고정부재(104a)에 의해 기판(104) 위(기판(104)의 표면)에 고정되어 있다.
고정부재(104a)는 Au 등의 복수의 금속미립자가 분산된 수지로 이루어진다. 수지로서는 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지가 사용된다. 고정부재(104a)는 경화한 수지에 의해 압전진동자(101)를 지지하고, 또한 분산된 금속미립자에 존재에 의해 압전진동자(101)의 표면에 형성된 전극(101a 및 101b)에 전기적으로 연결된다.
압전진동자(101)는 기판(104) 위에 위치하며, 덮개(105), 프레임(103), 및 예를 들어 다층배선구조의 기판(104)으로 이루어지는 밀폐된 용기내에 배치된다. 기판(104)은 다층배선구조를 갖기 때문에, 회로배선 부분을 상면 또는 하면에 노출시키지 않고 형성될 수 있어, 신호배선경로에서의 높은 신뢰성이 얻어질 수 있다. 기판(104)은 복잡한 회로배선을 필요로 하지 않는 경우에는 다층배선구조를 가질 필요는 없다.
프레임(103)과 덮개(105)는 예를 들어 반도체부품용 패키지에 일반적으로 사용되는 세라믹 재료 또는 철-니켈 합금 또는 코바르(Kovar)와 같은 금속재료 등, 가열될 때 가스를 발생하지 않는 재료로 구성될 수 있다. 기판(104)을 형성하기 위해, 가열될 때 가스를 발생하지 않는 세라믹 재료와 같은 재료가 기본적으로 사용될 수 있고, 이 기판(104)에 금속배선패턴이 형성될 수도 있다.
프레임(103)과 기판(104) 및 프레임(103)과 덮개(105)는 서로 기밀하게 밀봉된다. 밀봉을 위해, 예를 들어 합성고무계 접착제, 글라스 프릿(glass frit), 납땜, 시밍(seaming)이 사용될 수 있다. 납땜 재료로서는 예를 들어 일반적으로 사용되는 공정(eutectic) 납땜 또는 Au-Sn이 사용될 수 있다. 예를 들어, 고정부재(104a)는 납땜 또는 도전성 접착제로 형성될 수 있다.
회로배선(도시되지 않음)이 기판(104)의 상면에 형성되고, 회로배선의 소정 부분에 고정부재(104a)가 형성된다. 압전진동자(101)는 고정부재(104a)를 통해 회로배선에 접속된다.
회로배선(도시되지 않음)은 또한 기판(104)의 하면에도 형성된다. 이 회로배선의 소정 부분과 반도체부품(전자부품)(102)의 소정 부분이 서로 접속하여, 반도체부품(102)과 전자부품(102a)은 플립-칩 실장된다.
플립-칩 실장은 와이어 본딩을 사용하지 않고 기판(104)의 하면에 베어(bear) 칩 LSI의 형태로 반도체부품(102)을 접속하는 기술이다. 이에 의해 패키지가 제거되어, 실장 영역을 작게 할 수 있다.
이와 같이, 반도체부품(102)이 패키지로 포장되지 않고 베어 상태로 실장되기 때문에, 반도체부품(102)을 구성하는 실리콘 등의 반도체 기판의 하면이 노출된다. 반도체 기판의 노출면을 보호하기 위해, 예를 들어 폴리이미드와 같은 절연성 수지를 반도체부품(102)의 노출면에 도포함으로써 보호막을 형성할 수도 있다.
상기한 바와 같이 온도보상회로, 온도검지회로 등이 기판(104)의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품(102)에 집적되어 있다. 전자부품(102a)은 예를 들어 칩 커패시터 또는 칩 저항기이다. 다른 집적회로 칩이 기판(104)의 하면에 실장될 수도 있다.
부가적으로, 도전성 지주부로 기능하는 전극(전극구조체)(106)이 기판(104)의 하면에 형성된 회로배선에 접속되도록 기판(104)의 하면에 형성(배치)된다. 이 실시예에서, 전극(106)은 발진기를 탑재하는 회로기판에 땜납 등에 의해 접속된다. 기판(104)의 상면 및 하면의 회로배선은 기판(104)을 관통하는 비아 홀(via hole) 내에 형성된 플러그에 의해 소정 부분이 서로 접속된다.
도 1b에는 4개의 전극이 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 1c에 나타내는 바와 같이, 전체 3개의 전극(106), 즉 발진기를 구동하기 위한 전원공급단자와 2개의 출력단자가 형성되어 있으면 충분하다. 전압가변주파수 발진기의 형태로 하기 위해서는 제어전압을 인가하기 위한 전극이 또한 필요하고, 따라서 전체 4개의 전극이 필요하게 된다.
전극(106)의 수가 3이면, 이들 전극(106)은 각각 기판(104) 하면의 3개의 코너에 접촉하여 배치되고, 반도체부품(102)은 나머지 코너에 접하여 배치될 수 있고, 따라서 발진기 전체를 보다 작게할 수 있다(도 1d).
반도체부품(102)에 집적되어 있는 온도검지회로는 환경온도를 검지하여, 반도체부품(102)에 집적되어 있는 온도보상회로에 온도 정보를 제공한다. 온도 정보에 기초하여, 온도보상회로는 환경온도의 변화에 따라 회로 파라미터를 적절히 수정한다. 기판(104)에 형성된 회로배선을 통하여 압전진동자(101)로부터 얻어지는 발진 출력의 주파수 변동을 억제하고, 이 억제된 발진 출력을 전극(106)으로부터 출력한다.
전극(106)은 기판(104)의 하면으로부터의 돌출 높이가 플립-칩 실장된 반도체부품(102)의 기판(104)의 하면으로부터의 돌출 높이보다 높도록 형성되어 있다. 이와 같이 전극(106)을 돌출시켜 형성하고 있기 때문에, 발진기가 회로기판에 탑재될 때, 반도체부품(102)이 회로기판과 접촉하는 것이 방지된다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 발진기를 보다 상세히 나타내는 사시도이고, 도 2c 및 도 2d는 그의 평면도이다. 도 2c는 압전진동자(101)가 배치된 기판(104) 및 프레임(103)을 위에서 본 평면도이다. 압전진동자에 접속되는 전극 패드(201)는 프레임(103) 내측에 압전진동자(101)가 수용되는 수용 영역의 2개의 코너에 형성된다. 압전진동자(101)의 2개의 코너는 고정부재(104a)에 의해 2개의 전극 패드(201)에 고정되어 있다. 예를 들어, 압전진동자(101)의 표면에 형성된 전극(101a)의 단자부는 고정부재(104a)를 통해 전극 패드(201)에 접속되어 있다.
도 2d는 반도체부품(102)을 실장하고 있지 않은 기판(104)을 하면에서 본 평면도이다. 기판(104)의 하면에는 4개의 전극(106)과, 10개의 단자(202a 내지 202j)를 갖는 회로배선(202)이 형성되어 있다. 회로배선(202)의 단자(202a 내지 202j)에 반도체부품(102)의 각 단자가 접속 고정된다. 기판(104)의 측부에는 최종 조정용으로 사용되는 조정 단자(203a 내지 203d)가 설치되고, 각각 단자(202g 내지 202j)에 접속되어 있다.
기판(104)에는 회로배선(202)의 소정 단자에 접속되도록 압전진동자가 고정되는 측의 전극 패드(201)로부터 기판(104)을 관통하여 플러그가 형성되어 있다. 이 플러그는 회로배선(202)의 단자(202g 및 202h)에 접속되어 있다.
이 회로배선(202)에 반도체부품(102)이 플립-칩 실장되어 발진회로가 형성된 경우의 등가회로는 도 2e와 같이 된다. 이 경우에 기판(104)은 다층배선구조일 필요는 없다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 반도체부품(102)은 단자(202e 및 202f)를 통해 압전진동자(101)에 접속되어 있다. 반도체부품(102)에 있어서는, 3차함수 발생회로(121)가 압전진동자(101)의 기본온도특성을 반전함으로써 얻어지는 보정함수를 발생한다. 3차함수 발생회로(121)는 온도 센서(122)에 의해 측정된 환경온도에 대응하는 신호를 수신하고, 이 신호값에 대응하는 보정함수값을 기준보정값으로 출력한다.
기준보정값과 기준전압발생회로(123)로부터 출력된 기준전압은 가산기(124)에 의해 가산된다. 가산에 의해 얻어진 전압은 가변 다이오드(125b)로 구성된 발진회로에 입력되고, 그 결과 환경온도에 의한 압전진동자의 변동이 억제되고, 온도에 의한 변동이 억제된 발진신호가 단자(202d)에 접속되는 출력단자로 출력된다. 이 발진신호는 단자(202d) 및 전자부품(102a)을 통하여 전자부품(102a)에 접속하는 전극(106)으로부터 출력된다.
하지만, 압전진동자(101)는 제조 편차 때문에 미소하지만 개체 차를 갖고 있다. 이 개체 차에 의한 발진신호의 변동은 프로그램가능한 읽기 전용 메모리로서 기능하는 기억부(EEPROM)(126)에 기억되어 있는 조정 데이터를 기초로 하여 억제된다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 기준전압발생회로(123)로부터 출력되는 기준전압은 0차 조정부(127a)에 의해 조정되고, 3차함수 발생회로(121)로부터 출력되는 기준보정값은 3차 이득 조정부(127b)에 의해 조정(진폭 증감 조정)된다. 조정된 기준전압 및 기준보정값과, 온도센서(122)로부터 출력되어 1차 이득 조정부(127c)에 의해 조정(경사 및 회전의 조정)된 조정신호는 가산기(124)에 의해 가산된다. 이 가산에 의해 얻어진 전압은 발진회로(125)에 입력되고, 그 결과 개체 차에 의한 변동도 억제된 발진신호가 단자(202c)에 접속되는 출력단자에 출력된다.
기억부(126)에 기억되어 있는 조정 데이터는 조정 단자(203a 내지 203d)를 사용하여 입력되고 조정된다.
조정 단자(203b)는 단자(202h)를 통하여 기억부(126)의 칩 셀렉터(CS) 단자에 접속되어 있다. 조정 단자(203c)는 단자(202i)를 통하여 기억부(126)의 시스템 클럭(SK) 단자에 접속되어 있다. 조정 단자(203d)는 단자(202j)를 통하여 기억부(126)의 입출력(I/O) 단자에 접속되어 있다.
상기한 조정 데이터는 조정 단자(203b 내지 203d)를 통하여 기억부(126)에 입력된다. 0차 조정부(127a), 1차 이득 조정부(127c) 및 3차 이득 조정부(127b)로부터 출력되는 신호는 스위치(SW)(128)에 의해 전환되면서 모니터 단자, 즉 단자(202g)에 의해 모니터되고, 이에 따라 입력 조정 데이터의 정합성을 확인할 수 있다. 발진신호는 버퍼(129)를 통하여 출력된다.
이득 조정 신호가 단자(202d)를 통하여 이득 조정부(130)에 입력되면, 발진신호의 주파수를 변화시키는 전압가변 주파수 발진기가 구성될 수 있다. 발진주파수를 가변으로 하는 경우, 이득 조정 신호를 입력하기 위한 전극이 필요하고, 발진기는 도 1b에 도시된 바와 같이 4개의 전극(106)이 필요하게 한다. 발진주파수가 고정되어 있는 경우에는 이득 조정 신호를 입력하기 위한 전극이 필요하지 않으며, 따라서 도 1c에 도시된 바와 같이 3개의 전극이면 충분하다. 이 경우에 반도체부품(102) 내에 이득 조정부(130)를 준비할 필요는 없다.
이 실시예 따른 발진기의 제조방법에 대해서 설명한다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(104) 상에 압전진동자(101)를 고정부재(104a)로 고정하고, 기판(104) 상에 프레임(103)을 고정하고, 기판(104)과 프레임(103)으로 구성된 용기를 덮개(105)로 봉함으로써, 도 3a에 도시된 압전진동자부(111)를 준비한다.
압전진동자부(111)에 있어서는 Ag-Pd 납땜 재료나 구리와 같은 도전성 재료로 이루어진 패드가 기판(104)의 하면에 형성된 회로배선의 전극접속부분에 형성되어 있다. 도 3a에는 도시되어 있지 않지만, 용기에 있어서 기판(104)의 상면에는 고정부재를 통하여 압전진동자에 접속하는 회로배선이 형성되어 있다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전극형성영역에 개구부(302a)를 구비한 위치결정판(302)을 준비한다.
이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 압전진동자부(111)의 하면, 즉 기판(104)의 하면의 소정 부분에 위치결정판(302)을 맞닿게 하여 고정한다. 이 때, 개구부(302a)의 바닥면에는 기판(104)의 하면에 형성된 패드(301)의 표면이 노출된 상태로 되어 있다.
다음으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 전극(106)을 개구부(302a)에 끼워 패드(301)의 노출면에 접촉하도록 한다. 형성된 구조체를 280℃로 가열하여, 전극접속부분에 전극(106)을 납땜한다.
이어서, 기판(104)으로부터 위치결정판(302)을 제거하면, 도 3e에 도시된 바와 같이, 압전진동자부(111)의 기판(104)의 하면에 전극(106)이 형성된 상태가 얻을 수 있다. 그 후, 기판 하면의 회로배선의 소정 부분에 반도체부품을 플립-칩 실장함으로써, 도 1a에 도시된 발진기를 얻을 수 있다.
또한, 이 실시예에 따른 발진기는 다음과 같은 방식으로 제조될 수도 있다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(104) 상에 고정부재(104a)로 압전진동자(101)를 고정하고, 기판(104) 상에 프레임(103)을 고정하고, 기판(104)과 프레임(103)으로 구성된 용기를 덮개(105)로 봉하여, 도 4a에 도시된 압전진동자부(111)를 준비한다. 이 방법은 도 3a 내지 도 3e에 도시된 제조방법과 동일하다.
이어서, 압전진동자부(111)에서의 기판(104)의 하면에 형성된 회로배선의 전극접속부분에 스크린 인쇄법에 의해 도전성 페이스트로 이루어지는 패턴(401)을 형성한다. 도 4a 내지 도 4c에는 도시되어 있지 않지만, 스크린 인쇄법에 있어서 마스크 패턴은 프레임으로 확장한 스크린에 형성된다. 다음에 프레임은 기판(104)의 하면에 배치된다. 마스크 패턴의 개구부에 노출된 스크린의 세공(pore)을 통해 잉크로 기능하는 도전성 페이스트를 통과시킴으로써 패턴(401)을 형성하고 있다.
예를 들어, 스크린 인쇄법에 있어서 잉크로 기능하는 도전성 페이스트는 Ag-Pd 납땜 재료의 금속 입자들을 유기 수지 바인더(binder)에 분산함으로써 얻어진 인쇄용 페이스트이다.
이어서, 패턴(401)을 가열하고 소성하여, 패턴(401) 중의 유기 성분을 제거하면, 패턴(401) 중의 금속 성분들만이 남게 되어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 금속 재료로 이루어지는 전극(106)이 기판(104)의 하면에 형성된다.
또한, 이 실시예의 발진기는 다음과 같은 방식으로 제조될 수도 있다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(104) 상에 고정부재(104a)로 압전진동자(101)를 고정하고, 기판(104) 상에 프레임(103)을 고정하고, 기판(104)과 프레임(103)으로 구성된 용기를 덮개(105)로 봉하여, 도 4a에 도시된 바와 같이 압전진동자부(111)를 준비한다. 다음으로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(104)의 하면에 개구부(501a)를 구비한 마스크 패턴(501)을 형성한다. 개구부(501a)는 기판(104)의 하면에 형성된 회로배선의 전극형성부분이 노출하도록 형성된다. 마스크 패턴(501)은 예를 들어 감광성 레지스트를 도포하고, 이것을 공지의 포토리소그래피 기술에 의해 가공함으로써 형성될 수 있다.
이이서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(501)의 개구부(501a) 내에 노출한 전극형성부분에 예를 들어 도금에 의해 금속막(502)을 선택적으로 형성한다. 그 후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(501)을 제거하여, 금속 재료로 이루어지는 전극(106)을 기판(104)의 하면에 형성한다.
또한, 이 실시예에 따른 발진기에서 특히 기판(104), 프레임(103) 및 전극(전극구조체)(106)에 의해 구성된 부분은 다음과 같은 방식으로 제조될 수 있다.
먼저, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 프레임(103)의 높이와 동일한 두께를 갖는 세라믹 판(603)에 소정 간격의 매트릭스 배치로 복수의 개구부(603a)를 형성한다. 개구부(603a)는 위에서 볼 때 장방형상이다. 세라믹 판(603)을 개구부(603a)의 형성 간격과 동일한 간격으로 가로 및 세로방향으로 배치된 복수의 절단영역(601)을 따라 절단, 분리함으로써 프레임(103)을 형성한다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(104)의 두께와 동일한 세라믹 판(604)을 준비한다. 예를 들어 도 2c 및 도 2d에 도시된 것과 같은 구조, 전극 패드 및 회로배선을 세라믹 판(604)에 개구부(603a)의 형성 간격과 동일한 간격의 매트릭스 배치로 미리 형성하여 둔다.
부가적으로, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 전극(106)의 높이와 동일한 두께를 갖는 판(606)을 준비하고, 이 판(606)에 개구부(603a)와 동일한 간격의 매트릭스 배치로 복수의 개구부(606a)를 형성한다. 각 개구부(606a)는 장방형상의 4개의 코너를 되접어 꺽은 것과 같은 형상으로 한다. 판(606)을 개구부(606a)의 형성 간격과 동일한 간격으로 세로 및 가로방향으로 배치된 복수의 절단영역(601)을 따라 절단, 분리함으로써, 복수의 전극(106)을 형성한다. 판(606)으로는 예를 들어 세라믹 판도 가능하다. 이 경우에, 개구부(603a)를 형성한 후, 판(606)의 표면을 금속화하여 금속막을 형성하여 두면, 금속막을 전극으로 기능시킬 수 있다.
여기서, 세라믹 판(603, 604) 및 판(606)에 있어서, 절단영역(601)은 세로 및 가로방향으로 동일 간격으로 배치되어 있다. 따라서, 세라믹 판(603, 604)이 대응하는 절단영역(601)을 따라 절단, 분리될 때, 형성된 프레임 부분과 판 부분은 위에서 볼 때 동일한 외형 치수를 갖는다.
상기한 세라믹 판(603, 604) 및 판(606)은 서로 위치 정렬된 상태로 접합된다. 이 접합된 판 조립체를 절단영역(601)을 따라 절단, 분리함으로써, 도 6의 (d)에 도시된 용기의 구조가 얻어진다.
상기한 바와 같이, 이 실시형태에 따른 발진기에 있어서는, 기판(104)의 한 쪽 면에 압전진동자(101)가 고정되고, 온도보상을 행하기 위한 반도체부품(102)을 기판의 다른 쪽 면에 직접 탑재하고 있다. 또한, 압전진동자(101)는 기판(104)의 한 쪽 면에 있어서 프레임(103)과 덮개(105)로 구성된 밀폐용기로 덮어짐으로써, 외부 공기로부터 보호된다. 덧붙여, 기판(104)의 하면에 노출된 반도체부품(102)이 이 발진기를 실장하는 회로탑재기판과 접촉하지 않도록 전극(106)은 기판(104)과 회로탑재기판 사이에 공간을 형성한다.
그 결과, 본 실시예에 따르면, 반도체부품이 탑재되는 측은 압전진동자(101)가 탑재되는 측과는 달리 용기 구조와 접촉하지 않으며, 벽을 갖지 않는 구조로 되어 있다. 따라서, 기판(104)의 넓이는 반도체부품(102)의 탑재 면적과 전극(106)이 형성되는 면적의 합에 대략적으로 동일하면 충분하여, 종래에 비해 크게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판의 세로 크기 Y와 가로 크기 X에 의한 면적 (X ×Y)과 반도체부품의 세로 크기 y와 가로 크기 x에 의한 면적 (x ×y) 사이의 관계는 각각의 면적의 비 ((x ×y)/(X ×Y))가 40%보다 크도록 설정될 수 있다.
또한, 예를 들어 덮개(105)에 의한 밀봉을 수행하기 전에, 기판(104) 상면의 프레임(103) 내에 압전진동자(101)를 탑재하여, 소망의 주파수특성이 얻어지도록 조정이 수행될 수 있다. 그 후, 덮개(105)를 프레임(103) 상에 고정하여 밀봉하고, 기판(104)의 하면에 반도체부품(102)을 탑재할 수도 있다. 이와 같이 하여, 압전진동자와 반도체부품(102)을 개별적으로 제조하여, 이들 중에서 결함이 없는 것만을 조합하여 하나의 발진기를 형성할 수 있다. 결과로서, 발진기의 제조 비용을 크게 억제할 수 있다.
상기 실시예에서는 장방형상 전극(106)이 사용되고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 8에 도시된 바와 같이, 금속과 같은 도전성 재료로 이루어지는 반구형으로 부풀어 오른 형상의 범프(bump)(706)를 전극(106) 대신에 사용할 수도 있다. 범프(706)의 높이는 약 0.2㎜ 내지 0.7㎜이면 충분하다.
또한, 상기 설명에서는 반도체부품(102)을 기판(104)의 하면에 플립-칩 실장하는데, 이 때, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 반도체부품(102)의 주변을 합성수지 충전재(107)로 덮을 수도 있다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 종래의 구성에서, 회로탑재기판에 발진기(1301)를 탑재하기 위한 납땜에 의해 발생된 열은 용기(1305)와 충전재(1303a)를 통해 전자부품(1303)으로 전도되어, 충전재(1303a)나 전자부품(1303)을 파괴하는 경향이 있다. 이와는 반대로, 본 실시예에 따르면, 납땜에 의해 발생된 열은 전극(106)으로부터 기판(104)을 통하여 반도체부품(102)으로 전도된다(도 1a). 이 때문에, 납땜에 의해 발생된 열은 반도체부품(102)으로 쉽게 전도되지 않아, 반도체부품(102)의 파괴를 크게 억제할 수 있게 된다. 또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 충전재(107)로 반도체부품(102)을 덮는 경우에도 전극(106) 및 범프(706)를 납땜하는 동안 발생된 열은 반도체부품(102)으로 쉽게 전도되지 않는다. 또한, 반도체부품(102)은 외부 공기에 노출되기 때문에, 열은 막힘 없이 쉽게 발산될 수 있다.
(실시예 2)
이어서, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
이 실시예에서는 도 11에 도시된 바와 같이 덮개(105), 프레임(103) 및 기판(1104)에 의해 구성된 밀폐용기에 있어서, 압전진동자(101)를 도전성 재료로 이루어지는 고정부재(1104a)에 의해 기판(1104) 상에 고정함으로써, 진동자 유닛(1101)을 구성하고 있다. 프레임(103)과 기판(1104) 및 프레임(103)과 덮개(105)는 예를 들어 합성고무계 접착제, 글라스 프릿, 납땜, 시밍 등을 사용한 접착방법에 의해 서로 기밀하게 밀봉된다. 또한, 고정부재(1104a)는 예를 들어 땜납이나 도전성 접착제 등으로 형성될 수 있다.
기판(1104) 상에 회로배선(도시되지 않음)이 형성되고, 이 회로배선의 소정 부분에 고정부재(1104a)가 형성된다. 압전진동자(101)는 고정부재(1104a)를 통하여 회로배선에 접속되어 있다. 또한, 기판(1104)의 하면에는 기판(1104)을 관통하여 회로배선에 접속하는 단자(1106)가 형성되어 있다.
또한, 이 실시예에서는 새로운 기판(1114)을 설치하고, 기판(1114)의 표면에 형성된 회로배선(도시되지 않음)에 반도체부품(102)을 플립-칩 실장한다. 이 회로배선의 소정 부분에는 전극(106)을 설치되어 있다. 기판(1114), 반도체부품(102) 및 전극(106)은 반도체부품 유닛(1102)을 구성한다. 기판(1114)의 다른 쪽 면에는 기판(1114)을 관통하여 회로배선에 접속하는 단자(1116)가 형성되어 있다.
상기 구성에 의해, 이 실시예에서는 단자(1106)와 단자(1116)를 접촉시켜 서로 접속시키고, 진동자 유닛(1101)과 반도체부품 유닛(1102)를 조합하여 발진기를 구성한다. 이 경우에 진동자 유닛(1101)과 반도체부품 유닛(1102)이 개별적으로 제조되고, 이들 중에서 결함이 없는 것만이 조합되어 발진기를 구성한다. 결과로서, 발진기의 제조 코스트를 크게 억제할 수 있다.
그런데, 상기 실시예에서는 반도체부품(102)이 발진기를 실장하는 회로탑재기판의 표면과 마주 보는 상태로 된다. 대안적으로, 도 12에 도시된 구성으로 하여, 반도체부품(102)이 회로탑재기판의 표면과 마주 보지 않는 상태로 할 수도 있다. 도 12에서, 진동자 유닛(1101)은 도 11에 도시된 것과 완전히 동일하다.
도 12의 구성에서는 기판(1114a)의 반도체부품(102)이 실장되는 면에 이 반도체부품(102)의 표면보다 높아지도록 단자(1116a)를 형성하고 있다. 단자(1106)와 단자(1116a)를 서로 접속시켜 발진기를 구성한다. 또한, 기판(1114a)의 하면에는 회로탑재기판에 실장하기 위한 전극(106a)이 형성된다. 이 경우에, 전극(106a)은 전극(106)과는 달리 두껍게 형성할 필요는 없다.
(실시예 3)
이어서, 본 발명의 실시예 3에 대해서 설명한다.
종래에는 도 13a에 도시된 바와 같이 상면 및 하면에 2개의 수용부(1305a, 1305b)가 일체로 형성된 용기(1305)를 온도보상기능을 갖는 발진기에 이용하고 있다. 이 용기는 판부재(기판)의 상면 및 하면에 프레임을 고정함으로써 형성된다. 또한, 프레임과 판부재(기판)는 세라믹 재료로 형성된다.
예를 들어, 산화알루미늄과 같은 금속산화물의 분체를 적절한 바인더가 용해된 용매에 분산시켜 슬러리를 구성한다. 건조된 슬러리를 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이 프레임(1502, 1503 및 1504)을 형성하기 위해 소망의 형상으로 가공한다. 이 상태에서, 프레임의 재료는 아직 세라믹 재료로는 되지 않는다.
한편, 다층배선구조를 갖고 세라믹 기제(base)로 이루어지는 다층기판(1501)을 준비한다.
그 후, 다층기판(1501)의 각 단면과 각각의 프레임의 대응하는 측면이 실질적으로 하나의 평면을 형성하도록 다층기판(1501)의 상면 및 하면에 프레임(1502, 1503)을 배치한다. 프레임(1502) 상에는 상부 프레임(1504)을 배치한다. 얻어진 구조를 고온에서 소성함으로써, 세라믹 재료로 이루어지는 용기를 형성할 수 있다.
이 용기에서, 압전진동자는 다층기판(1501)과 프레임(1502, 1504)에 의해 형성된 오목부 공간에 수용되고, 반도체부품은 다층기판(1501)과 프레임(1503)에 의해 형성된 오목부 공간에 수용된다. 도 15a, 도 15c 및 도 15d는 평면도이고, 도 15b는 단면도이다. 도 15a는 위에서 본 상태를 나타내고, 도 15c 및 도 15d는 아래에서 본 상태를 나타낸다.
그런데, 도 15d에 도시된 바와 같이, 다층기판(1501)과 소성 전의 프레임(1503)이 서로 어긋나서, 프레임(1503)의 측면이 기판의 단부로부터 어긋난 위치에 배치되면, 프레임(1503)과 다층기판(1501)의 접촉면의 상태가 기판을 중심으로 하여 불균일하게 된다.
예를 들어, 프레임(1503)의 한 측 변의 부분에 있어서 다층기판(1501)과 프레임(1503) 사이의 접촉 면적과 대향하는 변의 부분에 있어서 다층기판(1501)과 프레임(1503) 사이의 접촉 면적이 상이하게 된다.
도 15d에 도시된 상태에서, 좌측부 및 상부에서는 프레임(1503)의 바닥면 전역이 다층기판(1501)과 접촉하고 있다. 이와는 반대로, 우측부 및 하부에서는 프레임(1503)의 바닥면의 일부가 다층기판(1501)의 단부로부터 우측 및 아래쪽으로 노출되어 있고, 프레임(1503)의 바닥면 전역이 다층기판(1501)과 접촉하지는 않는다.
이와 같이, 불균일한 상태에서는 세라믹 일체 구조를 형성하기 위해 용기를 소성하는 경우에 각 부분에서 불균일한 응력이 발생하고, 용기의 형성 정밀도가 불균일하게 될 수 있다. 불균일한 응력이 기판에 가해지면, 기판이 평탄하게 형성되지 않는 경우가 발생한다.
특히, 용기의 길이방향 치수가 대략 4㎜로 작은 경우에, 도 15d에 있어서 A'/A 및 B'/B가 0.6보다 작아지면, 형성된 용기는 압전진동자를 수용하기에는 적당하지 않다. 예를 들어, 용기의 길이방향 치수가 대략 4㎜일 때, 프레임의 폭은 대략 0.5㎜이다. 이 경우에, A'/A 및 B'/B가 0.6보다 작아지면, 프레임과 기판이 프레임의 폭방향으로 서로 접촉하는 길이는 0.3㎜보다 작아지고, 매우 좁아지게 된다.
이와 같이, 용기가 작을 때, 프레임의 폭방향으로 프레임과 기판이 0.2㎜ 정도로 서로 어긋나면, 전체로서는 40% 정도 어긋나 보인다. 따라서, 소성에 의해 발생된 응력에 의한 영향은 무시할 수 없게 된다. 예를 들어, 소성에 의해 발생된 응력이 프레임과 기판이 서로 밀착하지 않는 영역을 형성하는 경우도 있다. 이 경우에, 용기의 기밀성(airtightness)은 유지되지 않는 경우가 있다.
종래에는 도 15b에 도시된 바와 같이 적층하는 여러 기판의 특히 오목부 내벽에 위치하는 세로 및 가로 치수가 동일 선 상에 존재하지 않는다. 따라서, 가압과 가열에 의한 성형시의 힘의 차이에 따라 성형 오차가 발생할 수 있다. 이것을 해결하기 위해, 오목부 내벽의 세로 및 가로 치수에 대응하는 부분들이 적층 용기를 구성하는 모든 기판에 대하여 동일 선 상에 위치하고, 또한 성형 후의 각 층의 오목부 내벽의 세로 및 가로 치수의 각 층의 치수 오차를 0.2㎜ 이내로 설정할 수 있다. 오목부 내벽의 세로 치수는 도 15c에서 "Y"자를 붙인 화살표가 놓여있는 부분의 치수이다. 오목부 내벽의 가로 치수는 도 15c에서 "X"자를 붙인 화살표가 놓여있는 부분의 치수이다.
따라서, 도 15d에 도시된 A'/A 및 B'/B는 6.0 이상인 것이 바람직하다. 다시 말하면, 프레임의 폭방향으로의 기판과 프레임 사이의 어긋남 량이 프레임 폭의 40% 미만이면 충분하다. 프레임의 폭방향으로 프레임이 기판으로부터 노출되는 길이는 0.2㎜ 이내인 것이 바람직하다.
상기 설명은 또한 도 16a 내지 도 16c에 도시된 용기에도 적용된다. 도 16a 내지 도 16c에 도시된 용기는 다음과 같은 방식으로 제조된다. 먼저, 상기한 세라믹 재료가 되는 상기 재료를 가공하여 프레임(1602) 및 지주부(1605)를 형성한다. 이 상태에서 프레임(1602) 및 지주부(1605)는 아직 세라믹 재료로 되지 않는다. 한편, 다층배선구조를 갖고 세라믹 기제로 이루어지는 다층기판(1601)을 준비한다.
그 후, 다층기판(1601)의 상면에 프레임(1602)을 배치하고, 다층기판(1601)의 하면의 4개의 코너에 지주부(1605)를 배치한다. 그 후, 형성된 구조를 고온에서 소성하여, 도 16a 내지 도 16c에 도시된 바와 같은 4개의 지주부(1605)를 갖는 용기 구조를 얻는다.
이 용기에서는 다층기판(1601)과 프레임(1602)에 의해 형성된 오목부 공간에 압전진동자가 수용되고, 4개의 지주부(1605)로 둘러싸인 다층기판(1601)의 하면 상의 공간에 반도체부품이 수용된다. 도 16a, 도 16c 및 도 16d는 평면도이고, 도 16b는 단면도이다. 도 16a는 위에서 본 상태를 나타내고, 도 16c 및 도 16d는 아래에서 본 상태를 나타낸다.
도 16a 내지 도 16c의 용기 구조에서도 도 16d에 도시된 바와 같이 다층기판(1601)과 소성 전의 프레임(1602)이 서로 어긋나서, 프레임(1602)이 기판의 단부로부터 어긋난 위치에 배치되면, 프레임(1602)과 기판(1601)의 접촉면의 상태가 기판을 중심으로 하여 불균일하게 된다. 이 상태에서는 상기한 바와 같이 용기의 형성 정밀도가 유지될 수 없다.
따라서, 도 16a 내지 도 16c의 용기 구조에 있어서도 도 16d에 도시된 A'/A 및 B'/B가 0.6 이상인 것이 바람직하다. 다시 말하면, 프레임의 폭방향으로의 기판과 프레임 사이의 어긋남 량이 프레임 폭의 40% 미만이면 충분하다. 프레임의 폭방향으로 프레임이 기판으로부터 노출되는 길이는 0.2㎜ 이내인 것이 바람직하다.
한편, 다층기판(1601)의 하면에서의 4개의 지주부(1605)의 내측에 접하는 장방형상 영역이 위치 및 면적에서 프레임(1602)의 내측 영역과 크게 다르면, 이 차는 소성 동안 응력을 유발한다. 지주부(1605)가 다층기판(1601)의 4개의 코너로부터 떨어져 내측에 배치되면, 반도체부품이 배치되는 영역이 좁아진다.
따라서, 도 16a 내지 도 16c의 용기에서는 4개의 지주부(1605)에 내접하는 장방형상 영역이 위치 및 면적에서 프레임(1602) 내측 영역과 실질적으로 일치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 4개의 지주부(1605)에 내접하는 장방형상의 4개의 변의 위치가 다층기판(1601) 방향으로 투영된 프레임(1602)의 내측의 4개의 변과 일치하거나 또는 다층기판(1601) 방향으로 투영한 상태 또는 투영한 위치가 2㎜ 이내이면 충분하다.
이와 같이 하여, 프레임(1602) 내벽의 4개의 코너의 세로 및 가로 치수와 다층기판(1601)의 하면에 배치된 지주부(1605)의 각 코너의 내측 치수가 동일 선 상에 위치하게 된다.
또한, 지주부(1605)는 다층기판(1601)의 하면에 있어서 4개의 코너에 가능한 한 접하여 배치되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 온도보상회로, 온도검지회로 등이 집적된 반도체부품이 용기내에 수용되지 않고 실장된다. 따라서, 본 발명은 발진기를 종래보다 작게 소형화하고, 그러한 발진기를 종래보다 낮은 코스트로 제조하는데 적합하다.

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  13. 기판의 주표면 상에 배치되고, 압전진동자 및 이 압전진동자를 지지하는 부품만이 수용되는 밀폐가능한 용기와,
    상기 기판의 하면에 배치되고, 상기 기판의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 복수의 전극구조체를 구비하고,
    상기 복수의 전극구조체는 서로 떨어져 배치되어 상기 용기의 지지체로서 이용되며,
    상기 압전진동자, 상기 반도체부품 및 상기 전극구조체에 의해 발진회로가 구성된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 용기는 상기 기판 주표면에 형성된 프레임과, 이 프레임 상에 형성된 덮개로 구성된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 용기는 상기 기판 주표면에 형성된 오목부와, 이 오목부를 덮는 덮개로 구성된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판은 다층배선구조인 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판의 하면에 4개의 상기 전극구조체가 배치된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판의 하면에 3개의 상기 전극구조체가 배치된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 상기 기판의 코너에 접하여 배치되고,
    상기 전극구조체 일부의 측면과 상기 기판 일부의 측면이 실질적으로 하나의 평면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 용기가 구성되는 제 1 기판과, 상기 반도체부품이 실장된 제 2 기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 반도체부품은 상기 압전진동자로부터 얻어지는 발진주파수의 온도보상을 행하는 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 기판 측면에 형성되어 상기 반도체부품에 접속하는 복수의 패드를 구비한 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 반도체부품은 상기 온도보상을 행하기 위한 온도보상 데이터를 기억하는 프로그램가능한 기억수단을 구비하고,
    상기 복수의 패드는 상기 기억수단에 기억되어 있는 온도보상 데이터를 바꿔 쓰기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용하는 발진회로용 용기.
  24. 기판의 주표면 상에 용기에 의해 외부 공기와 차단되도록 배치된 압전진동자,
    상기 기판의 하면에 플립-칩 실장된 반도체부품, 및
    상기 기판의 하면에 배치되고, 또한 상기 반도체부품의 높이보다 높은 복수의 전극구조체를 구비하고,
    상기 압전진동자 및 상기 압전진동자를 지지하는 부품만이 상기 용기에 의해 외부 공기로부터 차단되도록 상기 기판의 주표면 상에 배치되며,
    상기 복수의 전극구조체는 서로 떨어져 배치되어 상기 용기의 지지체로서 이용되며,
    상기 압전진동자, 상기 반도체부품 및 상기 전극구조체에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 발진기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 용기는 상기 기판 주표면에 형성된 프레임과, 이 프레임 상에 형성된 덮개로 구성된 것을 특징으로 하는 발진기.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 용기는 상기 기판 주표면에 형성된 오목부와, 이 오목부를 덮는 덮개로 구성된 것을 특징으로 하는 발진기.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 기판은 다층배선구조인 것을 특징으로 하는 발진기.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 기판의 하면에 4개의 상기 전극구조체가 배치된 것을 특징으로 하는 발진기.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 기판의 하면에 3개의 상기 전극구조체가 배치된 것을 특징으로 하는 발진기.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 상기 기판의 코너에 접하여 배치되고,
    상기 전극구조체 일부의 측면과 상기 기판 일부의 측면이 실질적으로 하나의 평면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 발진기.
  31. 제 24 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 용기가 구성되는 제 1 기판과, 상기 반도체부품이 실장된 제 2 기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 발진기.
  32. 제 24 항에 있어서,
    상기 반도체부품은 상기 압전진동자에 의해 얻어지는 발진주파수의 온도보상을 행하는 것을 특징으로 하는 발진기.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 기판 측면에 형성되어 상기 반도체부품에 접속하는 복수의 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 발진기.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 반도체부품은 상기 온도보상을 행하기 위한 온도보상 데이터를 기억하는 프로그램가능한 기억수단을 구비하고,
    상기 복수의 패드는 상기 기억수단에 기억되어 있는 온도보상 데이터를 바꿔 쓰기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 발진기.
  35. 제 18 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 상기 기판 하면의 4개의 코너 중 어느 하나에 접하여 배치된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  36. 제 29 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 상기 기판 하면의 4개의 코너 중 어느 하나에 접하여 배치되고,
    상기 반도체부품은 상기 전극구조체가 배치되어 있지 않은 상기 기판 하면의 코너에 접하여 배치된 것을 특징으로 하는 발진기.
  37. 제 13 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 도전성 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 금속인 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 도금에 의해 형성된 금속인 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 상기 기판 하면에 땜납 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기.
  41. 제 24 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 도전성 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 발진기.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 금속인 것을 특징으로 하는 발진기.
  43. 제 41 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 도금에 의해 형성된 금속인 것을 특징으로 하는 발진기.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 전극구조체는 상기 기판 하면에 땜납 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 발진기.
  45. 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기로서,
    기판의 주표면 상에 배치되어 압전진동자 및 이 압전진동자를 지지하는 부품만이 수용되는 밀폐가능한 용기와,
    상기 기판의 하면에 적층되고, 상기 기판의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 프레임을 구비하고,
    상기 프레임의 폭방향으로의 상기 기판과 상기 프레임의 어긋남 량이 상기 프레임 폭의 40% 미만이고,
    상기 압전진동자 및 상기 반도체부품에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 발진회로용 용기.
  46. 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기로서,
    기판의 주표면 상에 배치되어 압전진동자 및 이 압전진동자를 지지하는 부품만이 수용되는 밀폐가능한 용기와,
    상기 기판 하면의 4개의 코너에 접하여 배치되고, 상기 기판의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 4개의 지주부를 구비하고,
    상기 용기는 상기 기판의 주표면 상에 형성된 프레임과, 상기 프레임 상에 형성된 덮개에 의해 구성되고,
    상기 프레임의 폭방향으로의 상기 기판과 상기 프레임의 어긋남 량이 상기 프레임 폭의 40% 미만이고,
    상기 4개의 지주부에 내접하는 장방형상의 4개의 변의 위치가 상기 프레임 내측의 4개의 변을 상기 기판방향으로 투영한 위치에 겹치고,
    상기 압전진동자 및 상기 반도체부품에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 발진회로용 용기.
  47. 압전진동자를 사용한 발진회로용 용기로서,
    기판의 주표면 상에 배치되어 압전진동자 및 이 압전진동자를 지지하는 부품만이 수용되는 밀폐가능한 용기와,
    상기 기판 하면의 4개의 코너에 접하여 배치되고, 상기 기판의 하면에 플립-칩 실장되는 반도체부품의 높이보다 높은 4개의 지주부를 구비하고,
    상기 용기는 상기 기판의 주표면 상에 형성된 프레임과, 상기 프레임 상에 형성된 덮개에 의해 구성되고,
    상기 프레임의 폭방향으로의 상기 기판과 상기 프레임의 어긋남 량이 상기 프레임 폭의 40% 미만이고,
    상기 4개의 지주부에 내접하는 장방형상의 4개의 변의 위치가 상기 프레임 내측의 4개의 변을 상기 기판방향으로 투영한 위치로부터 2㎜ 이내의 영역에서 겹치고,
    상기 압전진동자 및 상기 반도체부품에 의해 발진회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 발진회로용 용기.
  48. 제 45 항에 있어서,
    상기 프레임의 폭방향으로 상기 프레임이 상기 기판으로부터 노출되는 길이는 0.2㎜ 이내인 것을 특징으로 하는 발진회로용 용기.
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