一种石英晶体谐振器 |
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| 申请号 | CN202110926834.5 | 申请日 | 2021-08-12 | 公开(公告)号 | CN113659956B | 公开(公告)日 | 2024-01-30 |
| 申请人 | 深圳市聚强晶体有限公司; | 发明人 | 童文鹏; 罗俊强; 戴文杰; 徐仙; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及一种 石英 晶体 谐振器 ，其包括底座；外盖，安装于底座上并与底座配合形成容纳腔； 风 挡，底部安装于底座上且位于容纳腔中，底部向内凹陷以与底座配合形成 工作腔 ，顶部向内凹陷形成 隔热 槽；所述隔热槽的底部设置有条形的电热补温丝，所述隔热槽的顶部设置有朝向电热补温丝下凹并 接触 的导电膜，所述导电膜与所述隔热槽配合形成 密闭空间 ；石英晶振 电路 ，位于工作腔内且安装于底座上，并朝向风挡延伸有电路以为电热补温丝供电。本申请具有减少工作环境 温度 改变对石英 晶体 振荡器 的影响的效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种石英晶体谐振器，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种石英晶体谐振器技术领域[0001] 本申请涉及晶振的领域，尤其是涉及一种石英晶体谐振器。 背景技术[0002] 石英晶体谐振器（英文：quartz crystal unit或quartz crystal resonator，常简写成Xtal），简称石英晶体或晶振，是利用石英晶体（又称水晶）的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子器件，属于被动器件。 [0003] 在相关技术中，石英晶体谐振器利用导热性良好的金属制的盖体覆盖外侧，以进行散热，同时产生电磁屏蔽的效果。但是，当石英晶体谐振器搭载于散热不好的密闭装置中时，容易受到由所搭载的装置的动作或环境引起的温度变化的影响，有时会产生伴随温度控制的微小的电流变化所引起的频率变动，距离其额定工作温度的偏移越大，则频率的改变越大，从而输出的信号作为时钟信号将不准确。比如，对于平板电脑而言，石英晶振的额定工作温度为40°C，在冬季寒冷环境下平板电脑的使用温度可能会在零度以下。又或者平板电脑内器件在发生超频或者降频时所产生的热量并不相同，也容易导致平板的内部封闭环境发生较大的温度改变。发明内容 [0005] 本申请提供的一种石英晶体谐振器，采用如下的技术方案： [0006] 一种石英晶体谐振器，包括： [0007] 底座； [0008] 外盖，安装于底座上并与底座配合形成容纳腔； [0009] 风挡，底部安装于底座上且位于容纳腔中，底部向内凹陷以与底座配合形成工作腔，顶部向内凹陷形成隔热槽；所述隔热槽的底部设置有条形的电热补温丝，所述隔热槽的顶部设置有朝向电热补温丝下凹并接触的导电膜，所述导电膜与所述隔热槽配合形成密闭空间； [0010] 石英晶振电路，位于工作腔内且安装于底座上，并朝向风挡延伸有电路以为电热补温丝供电。 [0011] 通过采用上述技术方案，底座的底部设置有引脚或者触点，以用于与外部电路进行贴片连接或焊接，底座的顶部设置有石英晶振电路，石英晶振电路的输入端与底座底部的引脚或触点电性相连。外盖与底座配合作为最外层的绝热层，将石英晶体谐振器内的容纳腔与外界隔开，降低外界的冷空气或热空气对容纳腔内部元件的影响。由于外盖出于电磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility）的需要，因此外盖通常设置为金属外盖，从而起到电磁屏蔽的作用，所以外盖的导热性较强。风挡在容纳腔内部对热量进一步阻挡，进一步缓慢了外部热量向内部的流动，或者内部热量向外部的流失。 [0012] 在石英晶振电路工作时，电热补温丝通电工作，以产生一定的补温来将石英晶振电路维持在额定的工作温度范围内，以保证石英晶振电路产生高精度振荡频率。由于外界温度发生变化时，将会对内部温度发生影响，因此本方案中对补温进行适应的调整。 [0013] 风挡顶部的隔热膜将风挡上方的空气区隔成为两部分，空气是一种热的不良传导介质，空气传播热量的常见方式是热传递、热辐射和对流，在外盖内部的空气显然是不流动的，因此主要依靠热传递和热辐射来传播能量。由于热传递和热辐射的传递慢且不均匀，因此如果在石英晶振电路内设置热敏电阻进行温度检测，容易导致测得的温度偏低或偏高。在本方案中，导电膜将空气隔开，阻挡住热传递和热辐射，使得导电膜两侧空气温度出现温度差。根据理想气体状态方程，导电膜两侧的空气分别被视为整体，当两侧空气存在较大温度差时，两侧气体的压强和体积将会发生改变。当外部温度升高时，导电膜将会被外部气压压向电热补温丝，电热补温丝与导电膜接触的部分增加，短路部分增加，从而使得电热补温丝的产热部分减少，产生的补热降低。当外部温度降低时，导电膜将会被内部气压压向电热补温丝，电热补温丝与导电膜接触的部分减少，短路部分减少，从而使得电热补温丝的产热部分增加，产生的补热增加。综上，通过对补热的改变，从而使得石英晶体振荡器内部的工作温度稳定地维持在额定工作范围内，使得石英晶振电路能够产生高精度振荡频率。 [0014] 可选的，所述电热补温丝穿设于所述隔热槽的槽底中部，所述电热补温丝的朝向所述导电膜的一侧设置有用于与导电膜抵接的电性连接面。 [0015] 通过采用上述技术方案，电热补温丝位于隔热槽的中部，导电膜在形变时中部位移程度高，能够容易地与电热补温丝发生抵接。导电膜在与电性连接面相抵接时将会发生电性连接，由于电热补温丝的电阻较大，而导电膜的电阻较小，因此导电膜将会将接触部分的电热补温丝短路。 [0016] 可选的，所述导电膜包括弹性隔热膜和导电涂层，所述弹性隔热膜连接于所述隔热槽槽口边缘以封闭槽口，所述导电涂层设置于所述弹性隔热膜朝向所述隔热槽内部的一侧。 [0019] 可选的，所述底座上设置有两个电触点且分别与所述石英晶振电路的正极供电端和负极供电端相连，所述风挡底部与所述电触点相对的位置均设置有导线，所述导线沿风挡底部凹陷向上延伸并穿过风挡直至与所述电热补温丝的端部电连接。 [0020] 通过采用上述技术方案，当风挡与底座正确对位时，则石英晶振电路将会与电热补温丝将会形成回路，为电热补温丝提供功率输出。 [0021] 可选的，所述外盖与风挡具有间隙以形成隔热空气层。 [0022] 通过采用上述技术方案，相比于外盖与风挡直接抵接的方案，外盖与风挡间隙设置能够产生隔热空气层，相比于外盖‑风挡直接连接的方案，外盖‑隔热空气层‑风挡的方案，隔热效果更好。同时，隔热空气层内的热量发生流动，能够作为一个整体发生膨胀和升压，从而产生平均数据。 [0023] 可选的，所述底座上设置有与所述风挡底部形状相适配的固定环槽，所述风挡底部嵌设于所述固定环槽。 [0024] 通过采用上述技术方案，固定环槽的设置，使得风挡在装配时能够与底座固定，使得底座上的电触点与风挡上的导线对位接触。 [0025] 可选的，所述外盖为金属制成的组件，所述风挡和底座为环氧树脂材料制成的组件。 [0026] 通过采用上述技术方案，外盖设置为金属外盖，能够产生较好的电磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility），起到电磁屏蔽的作用。风挡和底座使用环氧树脂制成，则具有更好的隔热能力。 [0027] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果： [0028] 1、能够多层次地减少外界与内部的热交换，减少环境影响，从而提高了石英晶振电路工作的稳定性。 [0030] 图1是本申请实施例中一种石英晶体谐振器的整体示意图。 [0031] 图2是本申请实施例中一种石英晶体谐振器的剖视图。 [0032] 附图标记说明： [0033] 1、底座；11、电触点；12、隔热空气层；13、固定环槽；2、外盖；21、容纳腔；3、风挡；31、工作腔；32、隔热槽；33、电热补温丝；34、导电膜；341、弹性隔热膜；342、导电涂层；4、石英晶振电路。 具体实施方式[0034] 以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。 [0035] 本申请实施例公开一种石英晶体谐振器。参照图1和图2，该石英晶体谐振器包括底座1、外盖2、风挡3和石英晶振电路4，底座1用于搭载石英晶振电路4以与外部电路进行电性连接，风挡3和外盖2自内而外罩设在石英晶振电路4上，依次阻挡内外发生热交换。 [0036] 底座1通常为环氧树脂材料制成，比如包含有玻璃环氧等物质的基板，底座1也可以由其它材料制成，比如由导电材料和绝缘材料形成的复合材料，但凡具有绝缘且较好隔热效果的材料均可。底座1的底部可以设置引脚以与外部电路板焊接，或者设置触点以与外部电路板进行贴片连接。对于贴片连接的方式，具有方便加工的优点，比如通过波峰焊即可使得两者连接。对于引脚连接的方式，能够使得底板和外部电路板产生间隙而不直接连接，从而减少电路板上的热量传递到底板上。 [0037] 底座1上以覆盖底座1的方式搭载外盖2，外盖2粘合固定在底座1上。底座1可以是方形、圆形的平板，外盖2在底座1上的投影可以是相应的方形或圆形，投影可以落在底座1边缘上，也可以落在底座1的内部，但凡能够使得底座1与外盖2配合形成一个封闭的容纳腔21即可。在本实施例中，外盖2为方形的盖体且由金属材料制成，能够产生较好的电磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility），起到电磁屏蔽的作用。外盖2的底部开口可以为方形、圆形等规则形状，也可以为不规则形状，但凡能够容纳石英晶振电路4并不与风挡3和石英晶振电路4发生干涉即可。在本实施例中，外盖2的底部为规则的方形开口，外盖2与底座1配合形成空间形状为方块状的容纳腔21。 [0038] 风挡3利用液晶聚合物或塑料等热塑性树脂形成，与金属材料相比，具有导热性更低的优点，能够更好地隔绝来自于外盖2穿入的热量，也能阻止风挡3内部热量向外流失。在本实施例中，风挡3为环氧树脂材料制成的组件。具体的，风挡3位于容纳腔21内且底部安装在底座1上，风挡3的底部向内凹陷以与底座1配合形成工作腔31，顶部向内凹陷形成隔热槽32，也就是说，风挡3相当于两个筒状器件的底部相互拼接而成，中部形成隔板隔开了底部的凹陷和顶部的隔热槽32。在本实施例中，风挡3整体呈方块状，且风挡3的顶部形成的隔热槽32为较浅的方槽，风挡3底部凹陷形成有较深的方槽。为了实现风挡3与底座1的固定，底座1上设置有与风挡3底部形状相适配的固定环槽13，风挡3底部嵌设于固定环槽13。进一步的，风挡3底部与固定环槽13可以通过粘接方式固定。 [0039] 为了更好的提高风挡3和外盖2的隔热能力，外盖2与风挡3具有间隙以形成隔热空气层12，在一些实施例中，外盖2侧壁在底座1上的投影与风挡3在底座1上的投影具有间距；进一步的，在某些实施例中，外盖2侧壁与风挡3的侧壁平行设置且具有间距。相比于外盖2与风挡3直接抵接的方案，外盖2与风挡3间隙设置能够产生隔热空气层12，相比于外盖2‑风挡3直接连接的方案，外盖2‑隔热空气层12‑风挡3的方案隔热效果更好。同时，隔热空气层 12内的热量发生流动，能够作为一个整体发生膨胀和升压，从而产生平均数据。 [0040] 为了减小低温对石英晶振电路4的影响，外盖2的内部设置有电热补温丝33，在石英晶振电路4工作时，电热补温丝33通电工作，以产生一定的补温来将石英晶振电路4维持在额定的工作温度范围内，以保证石英晶振电路4产生高精度振荡频率。由于外界温度发生变化时，将会对内部温度发生影响，因此本方案中对补温进行适应的调整。 [0041] 具体的，电热补温丝33呈条形设置且穿设于隔热槽32的槽底中部，隔热槽32的顶部设置有朝向电热补温丝33下凹并接触的导电膜34，导电膜34与隔热槽32配合形成密闭空间，电热补温丝33的朝向所述导电膜34的一侧设置有用于与导电膜34抵接的电性连接面。由于电热补温丝33位于隔热槽32的中部，导电膜34在形变时中部位移程度高，能够容易地与电热补温丝33发生抵接。导电膜34在与电性连接面相抵接时将会发生电性连接，由于电热补温丝33的电阻较大，而导电膜34的电阻较小，因此导电膜34将会将接触部分的电热补温丝33短路。具体的，导电膜34包括弹性隔热膜341和导电涂层342，弹性隔热膜341连接于隔热槽32槽口边缘以封闭槽口，导电涂层342设置于弹性隔热膜341朝向隔热槽32内部的一侧。弹性隔热膜341可以为橡胶薄膜、环氧树脂膜等弹性薄膜，但凡弹性较好且具有良好的隔热能力的材料即可。导电涂层342为金属粉末涂层，或者其它粉末涂层，但凡能够使得弹性隔热膜341的底面具有导电能力即可。 [0042] 底座1上设置有两个电触点11且分别与石英晶振电路4的正极供电端和负极供电端相连，风挡3底部与电触点11相对的位置均设置有导线（图上未示出），导线沿风挡3底部凹陷向上延伸并穿过风挡3直至与电热补温丝33的端部电连接。当风挡3与底座1正确对位时，则石英晶振电路4将会与电热补温丝33将会形成回路，为电热补温丝33提供功率输出。 [0043] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。 |
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