CN1041681C - 晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

一种晶体振荡器，它带有振动片，该振动片包括：凸缘部件、为凸缘所围绕的振动部件及位于两者之间的狭缝、连接振动部件与凸缘的相对狭窄的连接部件。振动部件绝不会与凸缘部件相接触，振动部件也绝不会与壳体相接触。振动部件的两侧均带有电极和电气引线，通过引线向振动部件的电极供电。

Description

晶体振荡器

在各种电子设备例如通信设备中广泛地带有晶体振荡器，该晶体振荡器构成本地振荡器。

图6示出了现有技术之晶体振荡器的透视图，该图示出了它的结构，图7示出了其横截面图。

图6示出了晶体振荡器的振动片2，它夹在上电极和下电极3之间，且安装在下壳体1的凹槽内。另一方面，上壳体4被粘结在下壳体1的上表面上，对安装在所述凹槽内的所述振动片进行覆盖。

通过涂覆在振动片2的右边缘上的导电粘结层5A和5B将所述振动片2固定在所述凹槽内。由于振动片的尺寸很小，必须用人工极小心地将晶体振荡器的振动片2固定在所述凹槽内准确的位置上。

然而，由于所述人工处理中所存在的问题，振动片2可能被不稳定地固定在所述凹槽内，如果它与下壳体1或上壳体4相接触，将会引起振动片2的不稳定振荡。

如图7中所示，通过导电粘结层5A来实现位于振动片2的上电极3和下壳体1的右侧电气端1A之间的电气接触，且通过导电粘结层5B来实现振动片2的下电极和下壳体1的左侧电气端1B之间的电气接触。由于这些电气端1A和1B是以复杂的弯曲形式连续地由凹槽至下壳体1的外侧表面形成的，无法对这些电气端的制造进行简化。

本发明的晶体振荡器具有经改进的机械结构，它完全避免了振动片和晶体振荡器其它部件间接触的可能性，同时，它还具有向振动片供电的改进结构。

本发明晶体振荡器的振动片由下述部件组成：凸缘部件，为其中带有一条细槽的所述凸缘部件所围绕的振动部件，及将所述振动部件连接至所述凸缘部件的比所述振动部件狭窄的连接部件，且用同一材料将这三个部件制成一体。

因此，所述振动部件与所述凸缘部件的相对位置是恒定的。且振动部件与凸缘部件间不可能相接触。此外，由于振动部件和连接部件的厚度制造得比凸缘部件的厚度小，振动部件绝不会与覆盖振动部件两侧的壳体相接触。

而且，振动部件在其两侧上均带有电极和电气引线，所述电气引线是位于连接部件两侧上的所述电极的延伸。上壳体和下壳体覆盖了振动片的两侧，且每一壳体在其面向所述电气引线的位置上带有一通孔。

而且，在所述通孔的内表面上固定有一杯形金属引线，所述杯形金属引线的底部被固定在面对通孔的电气引线上，将金属引线电气地连接至电气引线。通过真空气化渗镀或喷涂方法将金属粒子淀积在通孔上从而制出金属引线。因此，可通过所述金属引线将电流加在振动部件的电极上。

图1示出了本发明晶体振荡器之第一实施例的透视图，图2是图1中所示晶体振荡器的分解图，图3是图1中所示晶体振荡器的部分分解图。

图4示出了本发明之第二实施例的分解图，图5示出了本发明之第二实施例的透视图。

图6示出了现有技术之晶体振荡器的分解图，图7示出了现有技术之晶体振荡器的横截面图。

图1示出了本发明晶体振荡器的透视图，图2示出了图1中所示晶体振荡器的分解图。图2中，矩形下壳体上带有凹槽7。振动片8由石英晶体制成，它由下述部件构成：凸缘部件10、为凸缘部件10所围绕的振动部件12，它带有狭缝部件13，及将振动部件12连接至凸缘部件10的比振动部件狭窄的连接部件11，在凸缘部件10内呈悬臂梁形式地固定振动部件12，这三个部件是采用同一种材料制成一体的。

如图1所示，通过使用凸缘部件10将包括上壳体9，振动片8及下壳体6的三个组件重叠在一起。在该实施例中，振动片8和上、下壳体9和6是由石英晶体制成的，除了在连接部件11处，狭缝13使凸缘部件10与振动部件12相分离，该狭缝13采用蚀刻或喷沙方法制成。

将连接部件11的宽度制得比振动部件12的宽度窄，从而由振动部件12产生的振动几乎不传输至连接部件11。通过采用蚀刻或喷沙对振动部件12和连接部件11的表面进行抛光，将这些部件的厚度制得比凸缘部件10的厚度小，凸缘部件10的厚度包括下文将进行描述的电极和电气引线的厚度。

在振动片8的各个表面上还分别带有上电极14和下电极15(图2中未示出)，在连接部件11的各表面上分别带有上电气引线16和下电气引线17(图2中未示出)所述上电气引线16和下电气引线17分别是上电极14和下电极15的延伸，通常采用金粉淀积方法制成这些电极和电气引线。

如上文所述，振动片8由下述部件组成：凸缘部件10；振动部件12，它由凸缘部件10和形成于凸缘部件10内部的狭缝部件13所围绕；及将振动部件12连接至凸缘部件10的比振动部件狭窄的连接部件11，它们由同一种材料制成一体。因此，振动部件12相对应于凸缘部件10的位置是固定的，从而可避免振动部件12与凸缘部件10相接触。

由于振动部件12及连接部件11的厚度制得比凸缘部件10的厚度小，其中所述振动部件和连接部件的厚度包括电极和电气引线的厚度，所以即使在振动方式中，振动部件12绝不会与上壳体9或下壳体6相接触。这意味着振动部件12绝不会与晶体振荡器的其它部件相接触。而且，在本发明的这一实施例中，为了使振动部件12与下壳体6间具有一仍较大的距离，在下壳体6上设有凹槽7。尽管出于同样的原因在上壳体9上亦设有一凹槽，在图2中未将它示出。如果将所述凹槽的深度制得足够深，则振动部件12的厚度不必制得比凸缘10的厚度小。采用下文所述的步骤将三个组件：上壳体9、振动片8及下壳体6叠合在一起。

(1)将振动片8放置在下壳体6上，在对它进行加热时将振动片8挤压抵靠在下壳体上。由于振动片8的凸缘部分10和下壳体6均用石英晶体制成且均已经过镜面抛光处理，可通过这些晶片间作用的原子结合力将它们牢固地结合在凸缘部件10上。

(2)通过输入一信号至上、下电极14和15来测量振动部件12的振荡频率。然后通过微调将振荡频率调节至所需值。信号被直接加在上电气引线16上，通过下壳体6的下通孔18将信号加至下电气引线17。

(3)然后将上壳体9叠合在振动片8上，且在其上加压并加热。由于振动片8的凸缘部件10的表面及上壳体9的表面均为经过镜面抛光处理的石英，用在夹有凸缘部件10的这两个部件之间作用的原子结合力将这两个部件结合在一起。

经过上文所述的处理，将这三个组件，即：上壳体9、振动片8和下壳体结合在一起。然后，将金属粒子淀积在上壳体之上通孔19的内壁形成上金属引线，同时，使用真空淀积或喷涂的方法在下通孔18的内壁上形成下金属引线。

下文将对下金属引线的结构和制造方法进行说明。由于上金属引线的结构和制造方法与下金属引线相同，这里略去了对它们的描述。

图3示出了下金属引线30的横截面图。可使用真空淀积或喷涂方法在下通孔18的内壁上通过淀积由底面至向上的方向蒸发的金属粒子来制造该引线。

将下金属引线30淀积在下通孔18的内壁和下电气导线17上，从而在其间进行电气连接。在下壳体6和下电气引线17之间的间隙20中填满了淀积在下金属引线30之下电气引线上17的材料，其结果是，由下金属引线30完全地封住了下通孔18。

现对这种情况下的尺寸举例进行说明。间隙20的长度约为2000p，充填下金属引线30之间隙20的材料的厚度约为6000p。由于下通孔18的内壁是垂直的，难以在内壁上垂直地淀积金属粒子。

因此，在本发明的这一实施例中，通过采用如图3中所示的锥形通孔来增加淀积在通孔内壁上的金属量。淀积在锥形孔之锥形部分上的金属层厚度约为2000p。

图3示出了设置在下金属引线30和右侧电气端25(图1)之间的连接的横截面图，它由印制的银一糊层22，镀镍层23和焊锡层24组成。通过银-糊层22实现通向下金属引线30的连接。

为了确保下金属引线30对下通孔18进行覆盖的可靠性，将覆盖玻璃21加在金属引线30上。然而，通过用银糊22代替覆盖玻璃21加入下金属引线30亦可增强覆盖的可靠性。将银糊22加入下金属引线30将有效地防止由于难以将金属粒子淀积在通孔的内壁上而造成金属引线在电气上不连接的情况。

图2示出了淀积在上壳体9上的上金属引线31和左侧电气端26间的连接。这种情况下，通过导电图形27来进行上金属引线31至左侧电气端26的连接。在导电图形27上形成用作绝缘层的玻璃层28，且在所述玻璃层28上形成上述右侧电气端25。

如图1中所示，在晶体振荡器的外侧边缘上形成两个U形右侧和左侧电气端，从而可将晶体振荡器设置为面向上或面向下两种形式中的任一种。

图4和5示出了本发明的第二实施例。如图4所示，在该实施例中，连接部件11被设置在矩形振动片8之较长边的中央，且以悬臂梁形式将振动部件12支撑在其长边的中央。上电极14上形成的上电气引线16向右侧延伸。尽管图中未示出，在振动部件12的下表面上也设置有下电极15和向左侧延伸的下电气引线17。

与前述实施例相同，使用上壳体9的通孔19将上电气引线16连接至右侧电气端25，同时通过下壳体6的通孔18将下电气引线17连接至左侧电气端26。由于其中未采用图1和2中所示的导电图形27，第二实施例的结构较为简单。

Claims (16)

1．一种晶体振荡器，其特征在于，包括：

第一石英晶片，它具有中心部分、周边部分和连接部分，其中所述周边部分形成一个离开所述中心部分一段距离围绕所述中心部分凸缘，而所述连接部分使所述中心部分与所述周边部分相连；

一电极；它形成于所述中心部分的第一表面上，以及所述连接部分之第一表面的一部分表面上；

另一电极；它形成于所述中心部分中相对所述第一表面的第二表面上，以及所述连接部分中相对其所述第一表面的第二表面的一部分表面上；

第二石英晶片，它具有位于所述第一晶片之所述第一表面上的中心部分和周边部分，所述第一和第二晶片在其周边部分处通过原子结合方式牢固地结合在一起；以及

第三石英晶片，它具有位于所述第一晶片之所述第二表面上的中心部分和周边部分，所述第一和第三晶片在其周边部分处通过原子结合方式牢固地结合在一起；

其中，所述电极用于接收电信号，从而使所述第一晶片的所述中心部分以特定的频率振动。

2．如权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述第一晶片限定其所述中心部分的厚度小于其所述周边部分的厚度，以便防止所述中心部分与所述第二晶片或所述第三晶片接触。

3．如权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述第二晶片具有一个面向所述第一晶片之所述中心部分的所述第一表面的凹槽，并且所述第三晶片具有一个面向所述第一晶片之所述中心部分的所述第二表面的凹槽，用以防止所述第一晶片的所述中心部分与所述第二晶片或所述第三晶片接触。

4．如权利要求2所述的晶体振荡器，其特征在于，在所述第一晶片中，所述连接部分的宽度比所述中心部分的宽度窄，用以防止所述中心部分产生的振动被传传输至所述连接部分。

5．如权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述第一、第二和第三晶片呈矩形。

6．如权利要求5所述的晶体振荡器，其特征在于，在所述第一晶片中，所述中心部分几乎为矩形，并且所述中心部分的较长边通过所述连接部件以悬臂梁形式连接至所述周边部分。

7．如权利要求2所述的晶体振荡器，其特征在于，在所述第一晶片中，所述中心部分几乎为矩形，并且所述中心部分的较短边通过所述连接部件以悬臂梁形式连接至所述周边部件。

8．一种晶体振荡器，其特征在于，它包括：

带有上下表面的石英晶体振动片，所述石英晶体振动片包括：

凸缘部件、振动部件以及比所述振动部件狭窄的连接部件，其中所述振动部件具有上下相对表面，它被所述凸缘部件所围绕，并且在所述振动部件和所述凸缘部件之间还设置了一狭缝部件，而所述连接部件具有上下相对表面，它将所述凸缘部件连接至所述振动部件，上述所有部件采用同一种材料制成一体；

上电极，它位于所述振动部件的所述上表面上；

上电气引线，它位于所述连接部件的所述上表面上，并与所述上电极电气连接；

下电极，它位于所述振动部件的所述下表面上；

下电气引线，它位于所述连接部件的所述下表面上，并与所述下电极电气连接；

石英晶体上壳体，它具有覆盖所述振动片之所述上表面上的凸缘部件，所述上壳体和所述振动片在凸缘部件处通过原子结合方式牢固地结合在一起；

石英晶体下壳体，它具有覆盖在所述振动片之所述下表面上的凸缘部件，所述下壳体和所述振动片在凸缘部件处通过原子结合方式牢固地结合在一起；

上通孔，它穿过所述上壳体；

下通孔，它穿过所述下壳体；

上金属引线，它通过所述上通孔电气连接至所述上电气引线；

下金属引线，它通过所述下通孔电气连接至所述下电气引线；

一电气端，它固定于壳体的一端，并且电气连接至所述上金属引线；以及

另一电气端，它固定在壳体的另一端，并且电气连接至所述下金属引线，

其中，所述电气端用于接收电信号，以便使所述振动部件以特定的频率振动。

9．如权利要求8所述的晶体振荡器，其特征在于，所述通孔是锥形孔。

10．如权利要求8所述的晶体振荡器，其特征在于，所述金属引线是杯形的，并且其外表面牢固地固定在所述通孔的内壁上。

11．如权利要求10所述的晶体振荡器，其特征在于，所述杯形金属引线中至少部分地用一种玻璃材料填充。

12．如权利要求10所述的晶体振荡器，其特征在于，所述杯形金属引线中至少部分地用一种构成所述电气端的金属材料填充。

13．如权利要求8所述的晶体振荡器，其特征在于，所述晶体振荡器呈矩形。

14．如权利要求8所述的晶体振荡器，其特征在于，所述振动部件的厚度小于所述凸缘部件的厚度。

15．如权利要求8所述的晶体振荡器，其特征在于，所述振动部件几乎为矩形，并且所述振动部件的较长边通过所述连接部件以悬臂梁形式连接至所述凸缘部件。

16．如权利要求8所述的晶体振荡器，其特征在于，所述振动部件几乎为矩形，并且所述振动部件的较短边通过所述连接部件以悬臂梁形式连接至所述凸缘部件。

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