以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座及其制造方法
【专利摘要】本发明是关于一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座及其制造方法，其中石英振荡器基座包括：陶瓷盖板；气密墙；以及低熔点合金氧化物层。制造方法包括下列步骤：提供陶瓷盖板；固设气密墙；进行第一次烧结；以及涂布低熔点合金氧化物层。藉由本发明的实施，并应用于进行石英振荡器的封装时，因不须使用摄氏400度以上的高温，可避免气密墙软化或变形，同时对石英振荡器内部的石英振荡器晶片、石英振荡器晶片的电极、及导电银胶亦皆不会造成损害，得以确保石英振荡器封装的正品率。
【专利说明】
以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座及其制造方法
技术领域
[0001]本发明是有关于一种石英振荡器基座及其制造方法，特别为一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座及其制造方法。
【背景技术】
[0002]石英振荡器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定等优点。石英振荡器尤其在电子产品的应用上使用十分广泛，几乎所有的电子产品都需要使用石英振荡器产生特定频率的信号，以供电子产品中所有的主动元件使用。
[0003]现有石英振荡器封装基座通常以陶瓷基板制作，并以HTCC、LTCC等陶瓷材质或铁镍钴合金(Kovar)材质制作一个固晶挡墙(cavity wall)结合于陶瓷基板制作的石英振荡器封装基座之上，以形成容纳晶片的容晶区。其缺点是频率稳定度低、且易受温度影响。
[0004]另一方面，在进行封装应用时，更需将前述固晶挡墙加热粘合于封装基座之上，由于使用来接合固晶挡墙及封装基座的材质的熔点较高，在封装制造程序的粘合过程中，需使用较高的温度方能达到气密接合，非常容易造成石英振荡器晶片、石英振荡器晶片的电极、或所使用导电银胶的损坏。
[0005]综合以上所述，若能以一种气密、坚固的固晶挡墙，并可使用低熔点的材质即可与封装基座气密粘合，得以确保石英振荡器及振荡电路的优点，与整体封装应用的正品率，便将会是振荡器产业的一大进步。
[0006]由此可见，上述现有的石英振荡器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座及其制造方法，所要解决的技术问题是，避免气密墙软化或变形，同时对石英振荡器内部的石英振荡器晶片、石英振荡器晶片的电极、及导电银胶亦皆不会造成损害，得以确保石英振荡器封装的正品率。
[0008]本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提出一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座，其包括:陶瓷盖板，其具有第一表面；气密墙，其为中空环状结构，具有上缘及与该上缘相对的下缘，该气密墙是以该下缘气密固设于该第一表面，并围绕形成固晶区；以及低熔点合金氧化物层，其形成于该上缘。
[0009]本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010]较佳的，前述的石英振荡器基座，其中该陶瓷盖板是由高温共烧多层陶瓷或低熔点共烧多层陶瓷所形成。
[0011]较佳的，前述的石英振荡器基座，其中该气密墙是由玻璃或添加陶瓷粉体与玻璃的复合材料所形成。
[0012]较佳的，前述的石英振荡器基座，其中该低熔点合金氧化物层为以氧化钒或氧化碲或掺杂氧化钒与氧化碲所形成的低熔点粘着密封材料，其熔点介于摄氏320?350度间。
[0013]较佳的，前述的石英振荡器基座，其进一步具有陶瓷基座，以该低熔点合金氧化物层与该气密墙相密合。
[0014]本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提出一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的制造方法，其包括下列步骤:提供陶瓷盖板，其中该陶瓷盖板是由高温共烧多层陶瓷或低熔点共烧多层陶瓷所形成；固设气密墙，其中该气密墙为中空环状结构，并气密结合于该陶瓷盖板的第一表面；进行第一次烧结，其以摄氏700?900度的温度进行烧结，使该气密墙排除气体并固化；以及涂布低熔点合金氧化物层，其在该气密墙的上缘涂布该低熔点合金氧化物层，并进行一次预热使该低熔点合金氧化物层固化于该气密墙的该上缘。
[0015]本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
[0016]较佳的，前述的制造方法，其进一步包括进行贴合陶瓷基座及进行第二次烧结的步骤，该进行贴合陶瓷基座的步骤是以陶瓷基座贴合于该低熔点合金氧化物层，该进行第二次烧结的步骤是以摄氏320?350度的温度进行烧结，使该陶瓷基座以该低熔点合金氧化物层密合固定于该上缘。
[0017]较佳的，前述的制造方法，其中该气密墙是以网版印刷、针式点胶机或3D印刷的方式固设于该第一表面。
[0018]较佳的，前述的制造方法，其中该气密墙是由玻璃或添加陶瓷粉体与玻璃的复合材料所形成。
[0019]较佳的，前述的制造方法，其中该低熔点合金氧化物层为以氧化钒或氧化碲或掺杂氧化钒与氧化碲所形成的低熔点粘着密封材料所形成，其熔点介于摄氏320?350度间。
[0020]借由上述技术方案，本发明以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座及其制造方法至少具有下列优点及有益效果:
[0021]—、避免气密墙软化或变形。
[0022]二、石英振荡器封装时，因不须使用摄氏400度以上的高温，对石英振荡器内部的石英振荡器晶片、石英振荡器晶片的电极、及固定石英振荡器晶片使用的导电银胶，皆不会造成损害。
[0023]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0024]图1A为本发明实施例的一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的分解立体图。
[0025]图1B为本发明实施例的一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的结合立体图。
[0026]图2为本发明实施例的一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座且具有陶瓷基座的结合立体图。
[0027]图3为本发明实施例的一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的制造方法的步骤流程图。
[0028]图4为本发明实施例的另一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的制造方法的步骤流程图。
[0029]图5A为本发明实施例的一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的制造方法所制造的石英振荡器封装体的分解立体图。
[0030]图5B为图5A的石英振荡器封装体的结合立体图。
[0031]【主要元件符号说明】
[0032]100:石英振荡器基座10:陶瓷盖板
[0033]11:第一表面20:气密墙
[0034]21:上缘22:下缘
[0035]23:固晶区30:低熔点合金氧化物层
[0036]40:陶瓷基座50:石英振荡器晶片
[0037]SlOO:制造方法SlO:提供陶瓷盖板
[0038]S20:固设气密墙S30:进行第一次烧结
[0039]S40:涂布低熔点合金氧化物层S50:进行贴合陶瓷基板
[0040]S60:进行第二次烧结
【具体实施方式】
[0041]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座及其制造方法的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0042]如图1A及图1B所示，本实施例提供一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座100，其包括:陶瓷盖板10 ;气密墙20 ;以及低熔点合金氧化物层30。
[0043]如图1A及图1B所示，陶瓷盖板10，其具有第一表面11，且陶瓷盖板10可以为高温共烧多层陶瓷(HTCC)或低熔点共烧多层陶瓷(LTCC)所形成。
[0044]同样如图1A及图1B所示，气密墙20，其为中空环状结构，具有上缘21及与上缘21相对的下缘22，气密墙20是以下缘22气密固设于陶瓷盖板10的第一表面11，气密墙20并与第一表面11共同围绕形成固晶区23，固晶区23的大小可制作为可以容纳石英振荡器晶片50。
[0045]所述的气密墙20，可以为玻璃材料或添加陶瓷粉体与玻璃的复合材料所形成。所使用的气密墙20并可以具有气密、不含气泡等特性。
[0046]另一方面，气密墙20的形成，可以使用模板(例如钢版)将前述的材质印刷于陶瓷盖板10的第一表面11 ;或是以针式点胶机(dispenser)将前述的材质涂布于陶瓷盖板10的第一表面11 ;又或是以3D列印的方式将前述的材质列印形成于陶瓷盖板10的第一表面11等方式为之。
[0047]而在陶瓷盖板10的第一表面11形成气密墙20之后，再以摄氏700?900度的温度进行烧结(sintering)，使气密墙20内的分子紧密并排除气体，而达到气密墙20能完全气密地以下缘22结合于陶瓷盖板10的第一表面11上。
[0048]再如图1A及图1B所示，低熔点合金氧化物层30，是形成于气密墙20的上缘21。所使用的低熔点合金氧化物层30可以为以氧化钒(V02/V205)或氧化碲(TeO3)或掺杂氧化钒与氧化碲所形成的低熔点粘着密封材料所形成，而所形成的低熔点合金氧化物层30的熔点则介于摄氏320?350度之间。
[0049]低熔点合金氧化物层30形成于气密墙20的上缘21的方法，则可以使用简单的模板(例如网板、钢版等)印刷的方式，将形成低熔点合金氧化物层30的材料，刷印至气密墙20的上缘21。
[0050]如图1A及图1B所示，在将形成低熔点合金氧化物层30的材料刷印至气密墙20的上缘21后，更可以进一步以摄氏320?350度的温度进行第二次烧结(secondsintering)，使形成低恪点合金氧化物层30的材料成为低恪点合金氧化物层30，固化并密着于气密墙20的上缘21。
[0051]再者，请参考如图2所示，石英振荡器基座100，可以进一步具有陶瓷基座40，陶瓷基座40是以低熔点合金氧化物层30与气密墙20相密合。
[0052]所述陶瓷基座40与气密墙20相密合的方式，可以先将陶瓷基座40与低熔点合金氧化物层30相密接，然后再以约摄氏320?350度的温度进行接合性的烧结，使低熔点合金氧化物层30与陶瓷基座40及气密墙20的上缘21都相密合粘固。
[0053]接着，请参考如图3所示，本实施例为一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的制造方法S100，其包括下列步骤:提供陶瓷盖板(步骤S10);固设玻璃气密墙(步骤S20);进行第一次烧结(步骤S30);以及涂布低熔点合金氧化物层(步骤S40)。
[0054]而如图4所示，以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的制造方法SlOO还可以进一步包括进行贴合陶瓷基座(步骤S50)及进行第二次烧结(步骤S60)的步骤。
[0055]如图3、图4、图5A及图5B所示，提供陶瓷盖板(步骤S10)，其所提供使用的陶瓷盖板10，是由高温共烧多层陶瓷(HTCC)或低熔点共烧多层陶瓷(LTCC)所形成。
[0056]如图3至图5B所示，固设气密墙(步骤S20)，其中该气密墙20为中空环状结构，并气密结合于陶瓷盖板10的第一表面11。另外，气密墙20可以网版印刷、针式点胶机或3D印刷等方式，固设于陶瓷盖板10的第一表面11上。
[0057]又前述的气密墙20，亦可以为玻璃或添加陶瓷粉体与玻璃的复合材料所形成。
[0058]如图3至图5B所示，进行第一次烧结(步骤S30)，其是以摄氏700?900度的温度进行烧结制造程序，使气密墙20排除气体并固化于陶瓷盖板10的第一表面11。
[0059]又如图3至图5B所示，涂布低熔点合金氧化物层(步骤S40)，其是在气密墙20的上缘21涂布低恪点合金氧化物层30，并进行一次预热(pre-heating)使低恪点合金氧化物层30固化于气密墙20的上缘21。其中，所述的低熔点合金氧化物层30可以为以氧化钒或氧化碲或掺杂氧化钒与氧化碲所形成的低熔点粘着密封材料所形成，其熔点介于摄氏320?350度之间。
[0060]如图4至图5B所示，进行贴合陶瓷基座(步骤S50)的步骤是以陶瓷基座40贴合于低熔点合金氧化物层30，也就是说，低熔点合金氧化物层30将陶瓷基座40接合于气密墙20的上缘21。
[0061]如图4至图5B所示，进行第二次烧结(步骤S60)的步骤，则是以摄氏320?350度的温度，进行再一次烧结，使陶瓷基座40以低熔点合金氧化物层30密合固定于气密墙20的上缘21。
[0062]总而言之，如图1A至图5B所示，前述的石英振荡器基座100及制造方法SlOO实施例，皆将玻璃或添加陶瓷粉体与玻璃的复合材料所形成的气密墙20密封固设于陶瓷盖板10，再将低熔点合金氧化物层30固设于气密墙20上。在应用于石英振荡器封装之时，可以以低熔点合金氧化物层30密合固定陶瓷基座40，形成气密坚固的封装体，并可以固定容置石英振荡器晶片50。
[0063]由于低熔点合金氧化物层30的熔点及烧结所需的温度皆低于摄氏400度，可以避免于第一次烧结或第二次烧结时，造成气密墙20的软化或变形，或者对石英振荡器内部的石英振荡器晶片50、石英振荡器晶片50的电极、或固定石英振荡器晶片50于陶瓷基座40所使用的导电银胶产生损害，而能确保应用石英振荡器基座100的封装制造程序的正品率。
[0064]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座，其特征在于，其包括: 陶瓷盖板，其具有第一表面； 气密墙，其为中空环状结构，具有上缘及与该上缘相对的下缘，该气密墙是以该下缘气密固设于该第一表面，并围绕形成固晶区；以及 低熔点合金氧化物层，其形成于该上缘。2.如权利要求1所述的石英振荡器基座，其特征在于，其中该陶瓷盖板是由高温共烧多层陶瓷或低熔点共烧多层陶瓷所形成。3.如权利要求1所述的石英振荡器基座，其特征在于，其中该气密墙是由玻璃或添加陶瓷粉体与玻璃的复合材料所形成。4.如权利要求1所述的石英振荡器基座，其特征在于，其中该低熔点合金氧化物层为以氧化钒或氧化碲或掺杂氧化钒与氧化碲所形成的低熔点粘着密封材料，其熔点介于摄氏320?350度间。5.如权利要求1所述的石英振荡器基座，其特征在于，其进一步具有陶瓷基座，以该低熔点合金氧化物层与该气密墙相密合。6.一种以低熔点合金氧化物密封的石英振荡器基座的制造方法，其特征在于，其包括下列步骤: 提供陶瓷盖板，其中该陶瓷盖板是由高温共烧多层陶瓷或低熔点共烧多层陶瓷所形成； 固设气密墙，其中该气密墙为中空环状结构，并气密结合于该陶瓷盖板的第一表面； 进行第一次烧结，其以摄氏700?900度的温度进行烧结，使该气密墙排除气体并固化；以及 涂布低熔点合金氧化物层，其在该气密墙的上缘涂布该低熔点合金氧化物层，并进行一次预热使该低熔点合金氧化物层固化于该气密墙的该上缘。7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，其进一步包括进行贴合陶瓷基座及进行第二次烧结的步骤，该进行贴合陶瓷基座的步骤是以陶瓷基座贴合于该低熔点合金氧化物层，该进行第二次烧结的步骤是以摄氏320?350度的温度进行烧结，使该陶瓷基座以该低熔点合金氧化物层密合固定于该上缘。8.如权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于，其中该气密墙是以网版印刷、针式点胶机或3D印刷的方式固设于该第一表面。9.如权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于，其中该气密墙是由玻璃或添加陶瓷粉体与玻璃的复合材料所形成。10.如权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于，其中该低熔点合金氧化物层为以氧化钒或氧化碲或掺杂氧化钒与氧化碲所形成的低熔点粘着密封材料所形成，其熔点介于摄氏320?350度间。
【文档编号】H03H3/02GK105991108SQ201510056458
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月3日
【发明人】黄铭锋, 谭祖荣, 陈靖仪, 李文熙
【申请人】晶越微波积体电路制造股份有限公司