CN104868870A - 一种表贴晶体及包含其的恒温晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及晶体振荡器技术领域，尤其涉及一种表贴晶体及包含其的恒温晶体振荡器。本发明所述的恒温晶体振荡器，包括PCB板，所述PCB板的一侧设置有发热器件，所述PCB板的另一侧对应于所述发热器件处设置有表贴晶体，所述表贴晶体包括陶瓷基座，所述陶瓷基座的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘，所述陶瓷基座的中部设置有导热固接焊盘。发热器件通过晶体陶瓷基座中部的导热固接焊盘均匀地导热给晶体，并且能缓和以热传递导致的PCB板的形变，能够减少PCB板与晶体之间焊锡点的断裂，提高恒温晶体振荡器的可靠性。

Description

一种表贴晶体及包含其的恒温晶体振荡器

技术领域

本发明涉及晶体振荡器技术领域，尤其涉及一种表贴晶体及包含其的恒温晶体振荡器。

背景技术

石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。国际电工委员会(IEC)将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡器(SPXO)、电压控制式晶体振荡器(VCXO)、温度补偿式晶体振荡器(TCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)。目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡器(DCXO)和微机补偿晶体振荡器(MCXO)等等。

石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等)，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。恒温晶体振荡器简称恒温晶振，英文简称为OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator),是利用恒温晶体振荡器槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。

随着晶体振荡器的制造工艺不断提升，恒温晶体振荡器内的晶体大多倾向于采用表贴式的晶体，在晶体陶瓷基座的四个角设置焊盘，用于贴装晶体以及负责晶体的电气性能链接，如此导致发热器件无法均匀地传热给晶体，并且当表贴晶体的封装较大时，容易导致连接PCB板与晶体之间的焊锡点出现断裂。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种表贴晶体及包含其的恒温晶体振荡器，所述恒温晶体振荡器内的发热器件能均匀地导热给晶体，并且所述恒温晶体振荡器内的PCB板与晶体之间的焊锡点不易出现断裂，恒温晶体振荡器的可靠性得到提高。

本发明技术方案：

一种表贴晶体，包括陶瓷基座，所述陶瓷基座的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘，所述陶瓷基座的中部设置有导热固接焊盘。

进一步地，所述陶瓷基座的中部设置有6个导热固接焊盘，所述6个导热固接焊盘以陶瓷基座的中轴线为对称轴对称设置。

一种恒温晶体振荡器，包括PCB板，所述PCB板的一侧设置有发热器件，所述PCB板的另一侧对应于所述发热器件处设置有如权利要求1至权利要求2任一项所述的表贴晶体。

进一步地，所述PCB板上开设有围绕所述陶瓷基座的凹槽。

进一步地，所述PCB板上开设有四个L形凹槽，所述四个L形凹槽分别围绕所述陶瓷基座的四个角。

进一步地，所述PCB板上沿所述陶瓷基座的四侧开设有四个条形凹槽，所述四个条形凹槽分别平行于所述陶瓷基座的四侧。

进一步地，所述PCB板上开设有围绕所述陶瓷基座的环形槽，所述环形槽为圆形环形槽或者方形环形槽。

进一步地，所述环形槽内填充FPC柔性电路板。

本发明有益效果：

本发明所述的表贴晶体，包括陶瓷基座，所述陶瓷基座的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘，所述陶瓷基座的中部设置有导热固接焊盘；本发明所述的恒温晶体振荡器，包括PCB板，所述PCB板的一侧设置有发热器件，所述PCB板的另一侧对应于所述发热器件处设置有表贴晶体，所述表贴晶体包括陶瓷基座，所述陶瓷基座的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘所述陶瓷基座的中部设置有导热固接焊盘。发热器件通过晶体陶瓷基座中部的导热固接焊盘均匀地导热给晶体，并且能缓和以热传递导致的PCB板形变，能够减少PCB板与晶体之间焊锡点的断裂，提高恒温晶体振荡器的可靠性。

附图说明

图1为本发明一种表贴晶体的俯视图。

图2为本发明一种恒温晶体振荡器的剖面图。

图3为本发明带来的固接效果的一个对比示意图。

图4为本发明带来的固接效果的另一个对比示意图。

图5为本发明一种表贴晶体一个优选实施例的俯视图。

图6为本发明一种恒温晶体振荡器中的PCB板的第一个俯视图。

图7为本发明一种恒温晶体振荡器中的PCB板的第二个俯视图。

图8为本发明一种恒温晶体振荡器中的PCB板的第三个俯视图。

其中，1-陶瓷基座，11-负责提供满足晶体电气性能的焊盘，12-导热固接焊盘，2-PCB板，2a-L形凹槽，2b-条形凹槽，2c-环形槽，3-发热器件。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

图1为本发明一种表贴晶体的俯视图。如图1所示，一种表贴晶体，包括陶瓷基座1，所述陶瓷基座1的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘11，所述陶瓷基座1的中部设置有导热固接焊盘12。

图2为本发明一种恒温晶体振荡器的剖面图。如图2所示，一种恒温晶体振荡器，包括PCB板2，所述PCB板2的一侧设置有发热器件3，所述PCB板2的另一侧对应于所述发热器件3处设置有表贴晶体，所述表贴晶体包括陶瓷基座1，所述陶瓷基座1的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘11，所述陶瓷基座1的中部设置有导热固接焊盘12。

所述陶瓷基座1四个角的负责提供满足晶体电气性能的焊盘11可以设置为：第一接地焊盘、第二接地焊盘、第一晶体焊盘和第二晶体焊盘，第一接地焊盘和第二接地焊盘用于电路上的接地，第一晶体焊盘和第二晶体焊盘用于采集晶体振动的频率。

所述陶瓷基座1四个角的负责提供满足晶体电气性能的焊盘11也可以设置为：接地焊盘、供电焊盘、频率控制焊盘和频率输出焊盘，接地焊盘用于电路上的接地，供电焊盘用于给晶体供电，频率控制焊盘用于控制晶体振动的频率，频率输出焊盘用于采集并输出晶体振动的频率。

设置在陶瓷基座1中部的导热固接焊盘12将发热器件3散发的热量通过PCB板2均匀地传递给晶体，使晶体受热更均匀，从而晶体的性能更稳定。

由于热胀冷缩效应，PCB板2和陶瓷基座1都会发生形变，但由于晶体的陶瓷基座1是陶瓷材料，PCB板2是环氧树脂材料，两者的温度系数存在较大差异，导致PCB板的形变程度与晶体的形变程度不一样。如果这种不同程度的形变持续较长的时间，连接PCB板与晶体的焊锡点由于受力不均，会容易出现断裂。而本发明，在陶瓷基座1中部的导热固接焊盘12能缓和PCB板的形变，能够减少PCB板与晶体之间焊锡点的断裂，提高恒温晶体振荡器的可靠性。本发明带来的固接效果，可进一步参见图3和图4。

实施例二

图5为本发明一种表贴晶体优选实施例的俯视图。如图5所示，作为本发明的一个优选实施例，一种表贴晶体，包括陶瓷基座1，所述陶瓷基座1的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘11，所述陶瓷基座1的中部设置有6个导热固接焊盘12，所述6个导热固接焊盘12以陶瓷基座1的中轴线为对称轴对称设置。

优选地，6个导热固接焊盘12均匀对称地分布在陶瓷基座1的中轴线两侧。导热固接焊盘12均匀的分布，能将发热器件散发的热量通过PCB板更均匀地传递给晶体，使晶体受热更均匀，从而晶体的性能更稳定；导热固接焊盘12以中轴线为对称轴对称地设置，当晶体与PCB板通过焊锡连接时，可使发生形变的PCB板受力较为平衡，能缓和PCB板的形变，减少PCB板与晶体之间焊锡点的断裂，提高恒温晶体振荡器的可靠性。

更优选地，如图5所示，6个导热固接焊盘12以陶瓷基座1的中轴线为对称轴对称设置的同时，其中2个导热固接焊盘12靠近陶瓷基座1的一边a设置，2个导热固接焊盘12靠近在陶瓷基座1的另一边b设置，一边a与另一边b在空间上相对，剩余的2个导热固接焊盘12设置在这两边的中间位置；将6个导热固接焊盘12以图5方式设置在陶瓷基座1上，当晶体与PCB板通过焊锡连接时，可使发生形变的PCB板受力更平衡，能更缓和PCB板的形变，减少PCB板与晶体之间焊锡点的断裂，提高恒温晶体振荡器的可靠性。

实施例三

由于晶体的陶瓷基座1是陶瓷材料，PCB板2是环氧树脂材料，二者之间的温度系数存在较大的差异。当PCB板受到剧烈温度变化时(如-55℃～125℃的快速温变)，由于热胀冷缩效应，PCB板2和陶瓷基座1都会发生形变，但可以肯定的是，PCB板2的形变与陶瓷基座1的形变程度一定是不一样的。如果长期反复的经过这种形变，会容易导致连接PCB板2与陶瓷基座1的焊锡点出现断裂。

本发明，在PCB板2上开设若干围绕所述陶瓷基座1的凹槽，可以缓解PCB板2的形变。

图6为本发明一种恒温晶体振荡器中的PCB板2的第一个俯视图。作为本发明的一个优选实施例，如图6所示，在PCB板2上开设有四个L形凹槽2a，所述四个L形凹槽2a分别围绕所述陶瓷基座1的四个角；

凹槽2a的槽宽过大，影响PCB板2上电路部件的搭载；凹槽2a的槽宽过短，起不到缓解PCB板2形变的效果，凹槽2a的槽宽以0.8mm为优先。

凹槽2a可以为通槽和或盲槽。

图7为本发明一种恒温晶体振荡器中的PCB板2的第二个俯视图。作为本发明的另一个优选实施例，如图7所示，在PCB板2上沿所述陶瓷基座1的四侧开设有四个条形凹槽2b，所述四个条形凹槽2b分别平行于所述陶瓷基座1的四侧。

凹槽2b的槽宽过大，影响PCB板2上电路部件的搭载；凹槽2b的槽宽过短，起不到缓解PCB板2形变的效果，凹槽2b的槽宽以0.8mm为优先。

凹槽2b可以为通槽和或盲槽。

实施例四

晶体的陶瓷基座1与PCB板2二者之间的温度系数存在较大的差异，当PCB板2受到剧烈温度变化时(如-55℃～125℃的快速温变)，PCB板2发生较陶瓷基座1更严重的形变，这种形变持续较长时间将会导致连接PCB板2与陶瓷基座1的焊锡点出现断裂，所以为了缓解PCB板2的形变，可在PCB板2上开设围绕陶瓷基座1的凹槽；但在PCB板2上开设凹槽会影响在PCB板2上搭载电路部件；为兼顾这两方面，本实施例在PCB板2上开设围绕陶瓷基座1的环形槽2c，并在环形槽2c内填充FPC柔性电路板。所述环形槽2c为圆形环形槽或者方形环形槽。

图8为本发明一种恒温晶体振荡器中的PCB板2的第三个俯视图。如图8所示，所述PCB板2上开设围绕所述陶瓷基座1的方形环形槽2c，所述环形槽2c内填充FPC柔性电路板。

本实施例，在PCB板2上开设围绕所述陶瓷基座1的环形槽2c并在环形槽2c内填充FPC柔性电路板，既不影响PCB板2上电路部件的搭载，又能缓解PCB板2的形变，减少PCB板2与晶体之间焊锡点的断裂，提高恒温晶体振荡器的可靠性。

在PCB板2上开设围绕所述陶瓷基座1的凹槽，凹槽的形状和位置，可根据具体的实际情况，具体分析，本发明对此不做具体限制。总之，在PCB板2上开设围绕所述陶瓷基座1的凹槽，能减少PCB板2的形变，减少PCB板2与晶体之间焊锡点的断裂，提高恒温晶体振荡器的可靠性。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种表贴晶体，包括陶瓷基座，所述陶瓷基座的四个角均设置有负责提供满足晶体电气性能的焊盘，其特征在于，所述陶瓷基座的中部设置有导热固接焊盘。

2.根据权利要求1所述的一种表贴晶体，其特征在于，所述陶瓷基座的中部设置有6个导热固接焊盘，所述6个导热固接焊盘以陶瓷基座的中轴线为对称轴对称设置。

3.一种恒温晶体振荡器，包括PCB板，所述PCB板的一侧设置有发热器件，其特征在于，所述PCB板的另一侧对应于所述发热器件处设置有如权利要求1至权利要求2任一项所述的表贴晶体。

4.根据权利要求3所述的一种恒温晶体振荡器，其特征在于，所述PCB板上开设有围绕所述陶瓷基座的凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种恒温晶体振荡器，其特征在于，所述PCB板上开设有四个L形凹槽，所述四个L形凹槽分别围绕所述陶瓷基座的四个角。

6.根据权利要求4所述的一种恒温晶体振荡器，其特征在于，所述PCB板上沿所述陶瓷基座的四侧开设有四个条形凹槽，所述四个条形凹槽分别平行于所述陶瓷基座的四侧。

7.根据权利要求4所述的一种恒温晶体振荡器，其特征在于，所述PCB板上开设有围绕所述陶瓷基座的环形槽，所述环形槽为圆形环形槽或者方形环形槽。

8.根据权利要求7所述的一种恒温晶体振荡器，其特征在于，所述环形槽内填充FPC柔性电路板。