CN103546116A - 设置有抗冲击固定装置的电子石英谐振器模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括石英或MEMS谐振器（3）的电子模块（1），该石英或MEMS谐振器（3）限制在谐振器壳体（5）内，该谐振器壳体（5）在其至少一个外表面上设置有电接触片（15），所述电接触片（15）用于谐振器的电连接。印刷电路板（6）还设置成承载谐振器壳体（5）且其包括用于连接到谐振器壳体的电接触片（15）上的电连接端子（18）。谐振器壳体（5）经由至少一个机械冲击阻尼元件（7）固定地保持在电子模块（1）的壳体结构（6，9）内。阻尼元件（7）可以是弹性体元件，该弹性体元件（7）包括用于将谐振器壳体（5）电连接到印刷电路板（6）上的金属导线（17）。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有石英或MEMS谐振器的电子模块，该电子模块设置有抗冲击固定装置。石英或MEMS谐振器限制在谐振器壳体内，该谐振器壳体在其至少一个外表面上设置有电接触片，所述电接触片用于谐振器的电连接。印刷电路板承载谐振器壳体并包括用于连接到谐振器壳体的电接触片的电连接端子。
背景技术
SMD石英钟表谐振器通常直接安装在印刷电路板上，以便刚性地固定在表的钟表机芯上。当表受到机械冲击时，在其壳体中的石英谐振器可能由于直接传递给谐振器的机械冲击而损坏。因此，所述石英谐振器的效率可能降低并因此导致差的运行准确度。对于具有温度补偿的高精度表，这种风险更大。设置有刚性地固定在表机芯中的这种类型的石英谐振器的表在仅掉在硬地板上之后易于丧失准确度，这是一个缺陷。
CN专利申请No.201699667U公开了一种设置有插拔式石英谐振器的模块。为了容纳石英谐振器，该模块包括金属盖和基座，石英谐振器安装在该基座上。石英谐振器通过两个导电凸缘电连接到从壳体伸出的用于模块的电连接的销上。这些导电凸缘提供了某些弹性以保护石英谐振器免受对模块的任何机械冲击。然而，该模块不能简单地集成在具有小尺寸的表壳中，并且当容纳有电子模块的表受到机械冲击时不能保证对石英谐振器进行适当保护，这是一个缺陷。
CH专利No.609528B公开了一种封装在金属壳体中的石英谐振器。以弹簧杆的形式的框架将谐振器保持并电连接在壳体内，用于电连接到所述壳体的外部。该金属紧固框架为谐振器提供了对机械冲击的抵抗力，但是紧固框架与壳体内的石英谐振器直接机械和电接触，这不能提供对反复的冲击的适当抵抗。因此，这构成一个缺陷。
US专利申请No.2007/0035214公开了一种压电式振荡器。该振荡器包括限制在谐振器壳体内的压电式谐振器。谐振器壳体经由作为抗冲击固定装置的弹性缓冲元件固定在壳体结构的基座上。谐振器壳体还可通过夹在缓冲元件之间而固定在振荡器壳体结构中。然而，没有充分将谐振器壳体保持在振荡器壳体结构中，以确保合适的抗冲击固定装置，这是一个缺陷。
发明内容
因此，本发明的主要目的是，通过提出一种具有石英或MEMS谐振器的电子模块来克服上述缺陷，该电子模块设置有新型抗冲击固定装置并能够安装在表例如腕表中。
因此，本发明涉及一种具有石英或MEMS谐振器的电子模块，该电子模块包括独立权利要求1的特征。
从属权利要求2至12对电子模块的特定实施例进行了限定。
本发明的具有石英或MEMS谐振器的电子模块的一个优点在于，优选是弹性体元件的阻尼元件将容纳有石英或MEMS谐振器的壳体固定地保持在电子模块壳体结构中。当将电子模块靠近机芯安装在表中时，表承受的任何冲击传递给在其壳体内的谐振器，该冲击通过由弹性体元件形成的固定装置被大大减低。这保护了所述谐振器免受任何机械冲击并降低了所述谐振器丧失准确度或破坏的任何风险。
有利地，两个阻尼元件设置在谐振器壳体的两侧上，以将其保持在电子模块壳体结构中。这两个阻尼元件可以是弹性体元件，所述弹性体元件可以挤压在电子模块壳体结构的两个内壁之间。弹性体元件中的其中一个可设置在印刷电路板和谐振器壳体之间。该弹性体元件还可包括导线，用于将印刷电路板的电连接端子连接到谐振器壳体的电接触片上。
附图说明
从下面参照附图所作的非限制性描述中，可以更清楚地发现电子石英或MEMS谐振器模块的目的、优点和特征，其中：
-图1示出容纳有用于根据本发明的电子模块的石英谐振器的壳体的横剖视图。
-图2示出根据本发明的具有石英或MEMS谐振器的电子模块的第一实施例的局部剖视图的局部示意图，和
-图3示出根据本发明的具有石英或MEMS谐振器的电子模块的第二实施例的局部剖视图的局部示意图。
具体实施方式
在下面的描述中，仅以简单的方式对本发明的具有石英或MEMS谐振器的电子模块的在本技术领域对于本领域技术人员来说熟知的所有那些构件进行描述。下面的描述主要基于石英或MEMS谐振器壳体由抗冲击固定装置固定在电子模块的壳体结构内的方式。
图1概括地示出石英或MEMS谐振器构件2。该构件2包括例如放置在谐振器壳体5中的石英谐振器3，该谐振器壳体5由盖5'密封。该谐振器壳体可由金属或陶瓷材料制成。连接到所述石英谐振器3上的钟表集成电路4也可以已知的方式放置在密封的谐振器壳体中。电接触片15设置在谐振器壳体5的至少一个外表面上，用于将石英谐振器3或谐振器电连接到钟表集成电路4上。例如，可在谐振器壳体5的矩形外表面的四个角上设置两个、四个或八个金属电接触片。
石英谐振器构件例如Micro Crystal CM7或Micro CrystalWM-1322-C7或WM-1323-C7可用于电子模块中。然而，其它类型的石英或MEMS谐振器构件也可用于所述电子模块中。这种类型的石英谐振器构件的尺寸可以是3至4mm长、1.5至2mm宽和小于1mm厚。
图2是具有石英或MEMS谐振器的电子模块1的第一实施例的示意图。在图2中的各元件的图示没有反映它们的实际尺寸。石英或MEMS谐振器构件2经由至少一个阻尼元件7固定地保持在电子模块1的壳体结构中。该阻尼元件可以由弹性体制成，用于保护在谐振器壳体5中的石英或MEMS谐振器免于受到对电子模块的任何机械冲击。石英或MEMS谐振器构件2也安装在印刷电路板6上。构件2优选经由所述弹性体元件7安装在刚性印刷电路板6上。
所述印刷电路板6的电连接端子18设置成电连接到谐振器壳体5的电接触片15上。印刷电路板6还包括金属通路结构（未示出）。第一阻尼元件7是弹性体元件，该弹性体元件包括在弹性体材料中的导线17，该导线17用于将谐振器壳体5的电接触片15连接到印刷电路板6的电连接端子18上。在连接端子18和接触片15之间的经由导线17的电连接可通过挤压弹性体元件7的接触或通过使用导电粘合剂的保持来简单地实现。
第一弹性体元件7是“斑马”连接器。优选地，该第一弹性体元件7包括多排规律地间隔开的金属丝17，所述金属丝刚好穿过所述第一弹性体元件的厚度。该第一弹性体元件，例如硅弹性体元件7，可以是Shin-Etsu公司生产的GB-Matrix类型的。它可以具有在0.3和2.5mm之间的厚度并且具有与所使用的石英或MEMS谐振器壳体5相当的长度和宽度。
优选地，谐振器壳体5可固定地保持在电子模块1的壳体结构中，夹在两个阻尼元件7、8之间，阻尼元件7、8可以是相同或不同类型的弹性体元件。只有第一弹性体元件设置有导线17。第一弹性体元件7可与谐振器壳体5的整个下表面接触，而第二弹性体元件8可与谐振器壳体5的整个上表面接触。弹性体元件7和8也可在谐振器壳体5的支承表面的每一侧上延伸。所述阻尼弹性体元件保持谐振器壳体5被挤压在电子模块1的壳体结构的两个壁或内表面之间。两个弹性体元件也可粘结到谐振器壳体5的上表面和下表面上。
在该第一实施例中，电子模块1的壳体结构包括基座，该基座由印刷电路板6形成。该印刷电路板优选是刚性的。电子模块1的壳体结构还包括刚性盖9，该盖粘结或焊接到印刷电路板上，以将谐振器壳体5限制在至少第一空腔中。该盖可由不透明塑料或金属制成。谐振器壳体5固定地保持在电子模块1的该壳体结构中，夹在两个阻尼元件7和8之间。一旦将盖9固定在印刷电路板上，两个弹性体元件7和8就可通过将谐振器壳体5挤压在盖9的内表面和印刷电路板6的内表面之间固定地保持谐振器壳体5。
印刷电路板6还可在同一电连接表面上包括一个或多个其它电子构件，例如集成电路14。该集成电路14可用于例如控制由联结到时钟电路上的谐振器提供的信号并用于储存各种数据。集成电路14可位于盖9的第二空腔中。虽然在图2中未示出，但是印刷电路板6还可包括外连接端子，该外连接端子可在电子模块1的壳体结构外部接近。
图3是具有石英或MEMS谐振器的电子模块1的第二实施例的示意图。石英或MEMS谐振器构件2直接安装在印刷电路板6上，该印刷电路板6优选是柔性的。谐振器壳体5的电接触片15直接焊接到柔性印刷电路板6的电连接端子18上。固定在印刷电路板6上的所述谐振器壳体5也经由至少一个阻尼元件7固定地保持在电子模块1的壳体结构中。
该第一阻尼元件7可以是在第一实施例中所述的弹性体元件。然而，对于该第二实施例，第一弹性体元件不具有用于将接触片15连接到连接端子18上的任何导线，这是因为谐振器构件2直接固定在印刷电路板6上。优选地，固定在柔性印刷电路板6上的谐振器壳体5固定地保持在电子模块1的壳体结构中，夹在两个阻尼元件7和8之间。两个阻尼元件可以是弹性体元件。
第一弹性体元件7与壳体结构的刚性基座10的内表面接触，第二弹性体元件8与壳体结构的刚性不透明盖9的内表面接触。盖9粘结或焊接到基座10上。当盖9被固定到基座上时，两个弹性体元件7和8可以被挤压，以便保持谐振器壳体5固定地容纳在盖9的第一空腔内。
柔性印刷电路板6可承载设置在盖9的第二空腔内的其它电子构件。印刷电路板6的金属通路结构（未示出）设置成用于所述电子构件——例如集成电路14——的电连接。然而，其它电子构件可安装在另一刚性印刷电路板16上，该刚性印刷电路板16直接地机械且电连接到柔性印刷电路板6上。两个印刷电路板6、16的连接部分可设置在壳体结构的两个空腔之间的具有合适尺寸的通道中。这限制了在电子模块1的壳体结构内的两个印刷电路板的连接部分的运动。
需要指出的是，两个印刷电路板6和16可形成单个部件，但是柔性部分具有小得多的厚度。
从刚刚给出的描述中，本领域技术人员可以设计出电子石英或MEMS谐振器模块的多种变型方案，而不脱离由权利要求限定的本发明的范围。阻尼元件例如弹性体元件可设置在谐振器壳体的侧面上。谐振器壳体可通过固定在谐振器的侧面上的阻尼元件固定在柔性印刷电路板上并保持在电子模块的壳体结构上。金属弹簧凸缘或能够缓冲对所述电子模块的机械冲击的任何其它弹性元件也可用作阻尼元件。谐振器壳体还可通过柔性导电树脂粘合剂固定在印刷电路板上。
Claims (12)
1.一种具有石英或MEMS谐振器的电子模块（1），所述电子模块包括：
-限制在谐振器壳体（5）内的石英或MEMS谐振器，该谐振器壳体在所述谐振器壳体的至少一个外表面上设置有电接触片（15），所述电接触片（15）用于所述谐振器的电连接，
-用于承载所述谐振器壳体（5）的印刷电路板（6），该印刷电路板（6）包括用于连接到所述谐振器壳体的所述电接触片（15）上的电连接端子（18），
其特征在于，所述谐振器壳体（5）固定地保持在所述电子模块（1）的壳体结构（6，9，10）中并夹在用于缓冲机械冲击的两个阻尼元件（7，8）之间，所述阻尼元件保持所述谐振器壳体（5）并被挤压在所述电子模块（1）的所述壳体结构的两个内壁之间。
2.根据权利要求1所述的电子模块（1），其特征在于，所述阻尼元件由一个或更多个弹性体元件（7，8）形成。
3.根据权利要求2所述的电子模块（1），其特征在于，第一弹性体元件（7）与所述谐振器壳体（5）的整个下表面接触，第二弹性体元件（8）与所述谐振器壳体（5）的整个上表面接触。
4.根据权利要求1所述的电子模块（1），其特征在于，所述电子模块（1）的所述壳体结构包括由所述印刷电路板（6）形成的基座以及固定在所述印刷电路板（6）上的盖（9），所述谐振器壳体（5）固定地保持在所述电子模块（1）的所述壳体结构中并夹在所述两个阻尼元件（7，8）之间，其中，第一阻尼元件（7）与所述印刷电路板（6）的下表面接触，第二阻尼元件（8）与所述盖（9）的内表面接触。
5.根据权利要求4所述的电子模块（1），其特征在于，所述第一阻尼元件（7）是弹性体元件，该弹性体元件包括在弹性体材料中的导线（17），所述导线（17）用于将所述谐振器壳体（5）的所述电接触片（15）连接到所述印刷电路板（6）的所述电连接端子（18）上。
6.根据权利要求5所述的电子模块（1），其特征在于，所述第一弹性体元件（7）包括多排规律地间隔开的金属丝（17），所述金属丝刚好穿过所述第一弹性体元件的厚度。
7.根据权利要求1所述的电子模块（1），其特征在于，所述谐振器壳体的所述电接触片（15）直接固定在所述印刷电路板（6）的所述电连接端子（18）上，该印刷电路板（6）是柔性的，固定在所述柔性印刷电路板（6）上的所述谐振器壳体（5）固定地保持在所述电子模块（1）的所述壳体结构中并夹在所述两个阻尼元件（7，8）之间，所述两个阻尼元件中的第一阻尼元件（7）与所述壳体结构的基座（10）的内表面接触，所述两个阻尼元件中的第二阻尼元件（8）与所述壳体结构的盖（9）的内表面接触，该盖（9）固定在所述基座（10）上。
8.根据权利要求7所述的电子模块（1），其特征在于，所述两个阻尼元件是挤压在所述基座（10）的内表面和所述盖（9）的内表面之间的弹性体元件。
9.根据权利要求7所述的电子模块（1），其特征在于，所述柔性印刷电路板（6）连接到承载其它电子构件（14）的另一刚性印刷电路板（16）上。
10.根据权利要求9所述的电子模块（1），其特征在于，所述柔性印刷电路板（6）和所述刚性印刷电路板（16）形成单个部件。
11.根据权利要求1所述的电子模块（1），其特征在于，所述谐振器壳体（5）和所述阻尼元件设置在所述电子模块（1）的所述壳体结构（6，9，10）的第一空腔内，连接在所述印刷电路板（6，16）上的一个或多个电子构件（14）设置在所述电子模块的所述壳体结构的第二空腔内。
12.根据权利要求1所述的电子模块（1），其特征在于，所述谐振器壳体（5）包括所述石英或MEMS谐振器（3）和钟表集成电路（4）。
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