CN101295961A - 可保持恒温的温度补偿式振荡器装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，包含有一壳体、一设于壳体内的电路板、一设于电路板上且呈悬空状的温度补偿式振荡器，及一设于电路板上的加热控制电路。壳体内抽真空且间隔设有复数个共同承接电路板的导电平台，及复数个显露于外且与导电平台一端电连接的导电接点，进而使各导电接点通过各导电平台而与电路板电性连接。借架高电路板且仅以小部分接触面积与导电平台接触，可减少加热控制电路所产生热量通过壳体产生热传导作用，另壳体内抽真空可有效阻绝热对流，配合壳体内表面镀金层可做为热辐射阻挡层，如此能确保壳体内保持恒温状态。本发明可有效减少热传导，且能阻绝热对流，而使温度补偿式振荡器处于稳定工作温度下，非常适于实用。

Description

可保持恒温的温度补偿式振荡器装置

技术领域

本发明涉及一种保持恒温的温度补偿式振荡器装置，特别是指一种可以有效减少热传导，且能阻绝热对流，而使温度补偿式振荡器处于稳定工作温度下的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置。

背景技术

石英晶体温度补偿式振荡器是目前精确度和稳定度最高的温度补偿式振荡器，在全球定位系统(GPS)设备、行动通信和无线系统等应用领域中提供频率基准，早期石英晶体振荡器主要是以普通晶体振荡器(SPXO)及电压控制式晶体振荡器(VCXO)为主，但是因为石英晶体振荡器的频率会随温度而产生变化，为解决此一问题，遂有恒温控制式晶体振荡器(OCXO)，以及温度补偿式晶体振荡器(TCXO)的问世，前者是将晶体振荡器电路放置在一个恒温壳体中，让恒温壳体工作在一特定温度，这样就可以消除温度对晶体性能的影响，从而达到稳定频率的目的，使其频率精度可达到100ppb(十亿分之一)～1ppb，但是恒温控制式晶体振荡器(OCXO)需要一个好的温度控制电路，且需要消耗很大的功率；而后者则是根据温度的变化来改变晶体振荡器的等效负载电容从而补偿掉频率的变化，达到频率稳定的作用，使频率精度达到500ppb左右，但是功率的消耗较小。

请参阅图1所示，是以往现有的恒温控制式晶体振荡器(OCXO)的剖面示意图，为一种现有习知的恒温控制式晶体振荡器(OCXO)的剖视态样，其主要是在一电路板11的顶面布设有一加热电路12，电路板11的底面则设有一晶体振荡器13，且电路板11上并向下凸伸设有复数根接脚14；另外，电路板11外罩设有一壳体15(是一个铁盖)，以及一位于电路板11下方且能封闭所述壳体15的底板16(例如PCB板)，所述接脚14并贯穿所述底板16而显露于外，壳体15的内部空间并充填设有发泡材17。且现有习知的恒温控制式晶体温度补偿式振荡器(OCXO)封装后的整体体积为50.8mmx50.8mmx17.27mm或25.4mm×25.4mm×14mm。利用加热电路12在壳体15内适时加热，以使晶体振荡器13可在适当的工作温度下运作，同时配合发泡材17的包覆可以避免热量外泄。

然而因为电路板11的周缘与壳体15的内壁相接触，且复数接脚14连接电路板11与底板16并凸出于壳体15外，因此加热电路12所产生的热量仍然容易通过电路板11、接脚14及底板16的路径，以及电路板11、壳体15的路径而进行热传导，进而散逸于外界，从而造成加热电路12必须频繁地启动加热，才能使壳体15内保持恒温，因此功率消耗大增。

此外由于现有习知的恒温控制式晶体振荡器(OCXO)封装后的整体体积大，因此加热电路12必须产生较多的热能，才能使整个恒温控制式晶体振荡器(OCXO)的内部空间保持恒温，使得加热电路12必须消耗更多的功率。

由此可见，上述现有的恒温控制式晶体振荡器装置在结构与使用上，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。因此如何能创设一种新型结构的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的恒温控制式晶体振荡器装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，能够改进一般现有的恒温控制式晶体振荡器装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的恒温控制式晶体振荡器装置存在的缺陷，而提供一种可以有效的减少热传导，且能阻绝热对流，而使温度补偿式振荡器处于稳定工作温度下的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其包含有：一壳体，具有一个呈真空状的腔室、复数个间隔设置于所述的腔室中的导电平台，及复数个显露于外且与所述导电平台一端电连接的导电接点；一电路板，位于所述腔室中且与所述导电平台相连接，进而使各所述导电接点通过各所述导电平台而与所述电路板电性连接；一温度补偿式振荡器，设置于所述电路板上；以及一加热控制电路，设置于所述电路板上，能根据设定及温度的变化适时对所述壳体的腔室加热。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中所述的电路板是借由复数金属导接线而与所述的导电平台相连接，进而使各所述导电接点通过各所述导电平台与各所述金属导接线而与所述电路板电性连接。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中所述的壳体具有一个上盖，以及一个与所述上盖相接合的封装基座，所述导电接点设置于所述封装基座外表面，且所述腔室是由所述上盖及所述封装基座共同界定而成。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中所述的壳体内表面并借镀金而形成一热辐射止挡层。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中所述的加热控制电路是一集成电路。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中各所述的导电平台均具有一个分别与所述电路板及所述壳体的各所述导电接点电连接的导电接点。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中各所述的金属导接线均是由铍铜合金所制成。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中所述的导电接点是设置在所述封装基座的周缘，且所述封装基座的中央更形成设有一朝所述壳体内凹入的凹陷区。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中所述的加热控制电路是设置于所述电路板顶面处，而所述温度补偿式振荡器则设置于所述电路板底面处。

前述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其中所述的加热控制电路是设置于所述电路板底面处，而所述温度补偿式振荡器则设置于所述电路板顶面处。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其包含有一壳体、一电路板、一设置于所述电路板上的温度补偿式振荡器，以及一设置于所述电路板上的加热控制电路。所述的壳体具有一呈真空状的腔室、复数个间隔设置于所述腔室中的导电平台，以及复数个显露于外且与所述导电平台一端电连接的导电接点。所述的电路板是位于所述腔室中且与所述导电平台连接，进而使各所述导电接点通过各所述导电平台而与所述电路板电性连接。

所述电路板是借由复数金属导接线而与所述导电平台相连接，进而使各所述导电接点通过各所述导电平台与各所述金属导接线而与所述电路板电性连接。所述壳体具有一个上盖，以及一个与所述上盖相接合的封装基座，所述导电接点设置于所述封装基座外表面，且所述腔室是由所述上盖及所述封装基座共同界定而成。所述壳体内表面并借镀金而形成一热辐射止挡层。所述加热控制电路是一集成电路。各所述导电平台均具有一个分别与所述电路板及所述壳体的各所述导电接点电连接的导电接点。各所述金属导接线均是由铍铜合金所制成。所述导电接点是设置在所述封装基座周缘，且所述封装基座中央更形成一朝所述壳体内凹入的凹陷区，以减少壳体底部的热接触传导。所述加热控制电路是设置于所述电路板顶面处，而所述温度补偿式振荡器则设置于所述电路板底面处。或者，所述加热控制电路可设置于所述电路板底面处，而所述温度补偿式振荡器则设置于所述电路板顶面处。

借由上述技术方案，本发明可保持恒温的温度补偿式振荡器装置至少具有下列优点及有益效果：本实用新型是借由加热控制电路在壳体内适时加热，以使温度补偿式振荡器可处于适当的工作温度下，同时配合将电路板架高且仅以小部分接触面积经由所述金属导接线与所述导电平台上的导电接点连接，而可以减少电路板上的加热控制电路所产生的热量通过壳体产生热传导作用，另外壳体内抽真空则可以有效的阻绝产生热对流，如此能够确保壳体的腔室内保持恒温状态。

综上所述，本发明是有关一种可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，包含有一壳体、一设置于壳体内的电路板、一设置于电路板上且呈悬空状的温度补偿式振荡器，以及一设置于电路板上的加热控制电路。壳体内抽真空且间隔设有复数个用以共同承接电路板的导电平台，及复数个显露于外且与所述导电平台一端电连接的导电接点，进而使各导电接点通过各导电平台而与电路板电性连接。借架高电路板且仅以小部分接触面积与导电平台相接触，可减少加热控制电路所产生的热量通过壳体产生热传导作用，另外壳体内抽真空则可有效的阻绝热对流，配合壳体内表面镀金层可做为热辐射阻挡层，如此能够确保壳体内保持恒温状态。本发明可有效减少热传导，且能阻绝热对流，而使温度补偿式振荡器处于稳定的工作温度下，非常适于实用。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的恒温控制式晶体振荡器装置具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

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

图1是以往现有的恒温控制式晶体振荡器(OCXO)的剖面示意图。

图2是本发明可保持恒温的温度补偿式振荡器装置一较佳实施例的剖面示意图。

图3是本发明可保持恒温的温度补偿式振荡器装置较佳实施例的局部横剖面俯视示意图。

图4是本发明可保持恒温的温度补偿式振荡器装置较佳实施例的底视图。

具体实施方式

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可保持恒温的温度补偿式振荡器装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2、图3及图4所示，是本发明可保持恒温的温度补偿式振荡器装置2的一较佳实施例，温度补偿式振荡器装置2是一OCXO振荡器，其包含有一壳体21、一电路板22、一设置于电路板22上且呈悬空状的温度补偿式振荡器23，以及一设置于电路板22上的加热控制电路24。

上述的加热控制电路24，为一以半导体制程制得的小型化加热IC(集成电路)，或称单晶片IC(monolithic IC)，以下简称加热控制IC24，其能根据设定及温度的变化而适时对壳体21内部加热。

上述的壳体21，其具有一上盖211、一与所述上盖211相接合的封装基座212、一由上盖211及封装基座212共同界定而成且呈真空状的腔室214，以及复数个间隔设置于腔室214中的导电平台215。其中，上盖211是一金属板，封装基座212是由陶瓷制成，且上盖211与封装基座212是以seam seal(热阻缝焊接合)相结合，使腔室214形成一密封状态，壳体21内表面(主要是封装基座212内表面)并借镀金而形成一热辐射止挡层216。壳体21的封装基座212底部中央更形成设有一朝壳体21内凹入的一凹陷区217，可减少壳体21的封装基座212的SMT组装接触面积，而可进一步减少热传导及热散逸。所述封装基座212的底部外表面在非凹陷处设有复数个导电接点218。另外，每一导电平台215分别设有一导电接点219与封装基座212上相对应的导电接点218电连接(因视图角度关系，图中未显示)。

上述的电路板22，位于壳体21的腔室214中，且借由复数个金属导接线221与各导电平台215的导电接点219电性连接，即使得电路板22形成是由所述金属导接线221连接各所述导电平台215的导电接点219的共同承接的态样，且各导电接点218并能通过各导电平台215的导电接点219而与电路板22电性连接。

在本实施例中，前述的加热控制IC24是设置于电路板22顶面处，而温度补偿式振荡器23则设置于电路板22的底面处。当然加热控制IC24也可以设置于电路板22的底面处，而温度补偿式振荡器23则设置于电路板22的顶面处。

上述的温度补偿式振荡器23，设置于电路板22底面且呈悬空状，未与壳体21或导电平台215相接触。且由于本实施例使用的加热控制电路24为一单晶片IC(monolithic IC)，可以大大减少电路板22的面积，使得温度补偿式振荡器装置2的整体体积小型化，因此，封装完成后的温度补偿式振荡器装置2的体积只有7.5mm×5.0mm×2.9mm。

在使用上，当温度补偿式振荡器装置2应用于一电子系统(如全球定位系统、移动通信和无线系统等等)时，是将温度补偿式振荡器装置2上的所述导电接点218焊接定位于所述电子系统的主电路板上，以构成电性连接回路。利用加热控制电路24在壳体21内适时加热，而使温度补偿式振荡器23可处于适当的工作温度下，提供稳定的振荡频率，同时配合电路板22呈悬空状而仅以小部分接触面积经由金属导接线221与导电平台215的导电接点219相接触，且壳体21的封装基座212外底面也仅借所述导电接点218以小部分接触面积与电路板22相导接，而均能够有效的减少热传导作用，另外，腔室214内为真空状态则能阻绝热对流作用，而壳体21的内表面形成设有热辐射止挡层216，可进一步提供阻绝热辐射的作用，如此能够确保壳体21的腔室214内保持恒温状态，进而可使加热控制电路24的启动加热次数及频率降低，而可以节省功率消耗。

此外，由于温度补偿式振荡器装置2的整体体积小型化，加热控制电路24只需产生较少的热能即能使温度补偿式振荡器装置2的腔室214维持在一定的恒温下，因此，可以进一步降低加热控制电路24的功率消耗。

如上所述，本发明可保持恒温的振荡器装置2，借由将电路板22架高且仅以小部分接触面积经由金属导接线221与导电平台215上的导电接点219相连接，可以减少电路板22上的加热控制电路24所产生的热通过壳体21产生热传导作用；另外，再配合壳体21内抽真空以有效的阻绝产生热对流，以及壳体21的封装基座212内表面形成设有热辐射止挡层216能阻绝热辐射，加上温度补偿式振荡器装置2的整体体积小型化，故加热控制电路24只需产生较少的热能，即能使壳体21的腔室214内维持在一定的恒温下，因此能具有降低加热控制电路24的功率消耗的功效。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，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。

Claims (10)

1、一种可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其包含有：

一壳体，具有一个呈真空状的腔室、复数个间隔设置于所述腔室中的导电平台，及复数个显露于外且与所述导电平台一端电连接的导电接点；

一电路板，位于所述腔室中且与所述导电平台相连接，进而使各所述导电接点通过各所述导电平台而与所述电路板电性连接；

一温度补偿式振荡器，设置于所述电路板上；以及

一加热控制电路，设置于所述电路板上，能根据设定及温度的变化适时对所述壳体的腔室加热。

2、如权利要求1所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中所述的电路板是借由复数金属导接线而与所述的导电平台相连接，进而使各所述导电接点通过各所述导电平台与各所述金属导接线而与所述电路板电性连接。

3、如权利要求1所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中所述的壳体具有一个上盖，以及一个与所述上盖相接合的封装基座，所述导电接点设置于所述封装基座外表面，且所述腔室是由所述上盖及所述封装基座共同界定而成。

4、如权利要求1所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中所述的壳体内表面并借镀金而形成一热辐射止挡层。

5、如权利要求1所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中所述的加热控制电路是一集成电路。

6、如权利要求1所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中各所述的导电平台均具有一个分别与所述电路板及所述壳体的各所述导电接点电连接的导电接点。

7、如权利要求2所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中各所述的金属导接线均是由铍铜合金所制成。

8、如权利要求3所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中所述的导电接点是设置在所述封装基座的周缘，且所述封装基座的中央更形成设有一朝所述壳体内凹入的凹陷区。

9、如权利要求1所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中所述的加热控制电路是设置于所述电路板顶面处，而所述温度补偿式振荡器则设置于所述电路板底面处。

10、如权利要求1所述的可保持恒温的温度补偿式振荡器装置，其特征在于其中所述的加热控制电路是设置于所述电路板底面处，而所述温度补偿式振荡器则设置于所述电路板顶面处。

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