CN113872559A - 一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器及其方法，单个陶瓷基座内装两片石英晶片，频率性能石英晶片、温度反馈石英晶片通过导电胶胶点固定在陶瓷基座点右侧点胶台上，并分别与陶瓷基座背面导通。频率性能石英晶片用以提供热敏晶体谐振器的工作频率，温度反馈石英晶片通过自身频率随温度的变化间接的向外部提供温度反馈信号，外部电路根据温度反馈石英晶片提供的温度反馈信号和频率性能石英晶片的固有温度频率特性来调整热敏晶体谐振器的负载，进而对频率性能石英晶片的频率达到补偿效果。优点：以温度反馈石英晶片代替热敏电阻进行温度信号反馈，并用导电胶进行固化导通，提升温度反馈信号的真实性和精确性，提高产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明是一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，属于石英电子元器件制作技术领域。
背景技术
石英晶体元器件为各类电路系统提供时钟信号，又称为电子系统的“心脏”。普通石英晶体谐振器由于石英晶片的固有温度特性，频率会随着温度变化而产生较大偏移，而热敏晶体谐振器是在普通石英晶体谐振器的基础上增加温度反馈，配合外部电路随着温度的变化去补偿谐振器的频率偏移，以使热敏晶体谐振器在工作温度范围内的频率都保持在较小的频率偏差范围内。
现行市场的热敏晶体谐振器是以热敏电阻为反馈媒介，根据热敏阻值的变化间接反馈谐振器工作温度的变化，热敏电阻通过焊锡膏固定在基座背部的凹槽内，由于热敏电阻与石英晶片的材质及所处腔体不同，热敏电阻和石英晶片的实际工作温度存在一定偏差，而且当热敏晶体谐振器在PCB板上焊接时，固定导通热敏电阻的焊锡膏由于温度再次升高，容易发生再次熔解，导致热敏电阻脱焊或虚焊的严重不良，最终使热敏晶体谐振器失效。
在石英晶体两端加上电压，晶体产生形变，应变大小与场强成正比，将电能转化为机械能，这种现象称之为石英的逆压电效应。利用逆压电效应不仅可以制作石英晶体频率元器件，同时也可制作温度传感器，石英晶体温度传感器具有温度系数大、热响应时间短、线性度好、频率稳定度高等特点，LC切石英晶体固有温度频率曲线近似一条一次曲线，其直线性为±0.02℃。
发明内容
本发明提出的是一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器。其目的在于解决热敏电阻由于材质及空间原因导致的热响应慢、失真和焊锡膏的固化可逆性导致的脱焊或虚焊问题，提出一种“一”字型双晶片结构，以温度反馈石英晶片代替热敏电阻进行温度信号反馈，并用导电胶进行固化导通，提升温度反馈信号的真实性和精确性，提高产品的可靠性。
本发明的技术解决方案：一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，利用石英晶片为反馈媒介间接提供温度反馈信号，进而实现外部电路对热敏晶体谐振器的频率补偿，其结构包括陶瓷基座1、频率性能石英晶片3、温度反馈石英晶片4、盖板5，所述频率性能石英晶片3、温度反馈石英晶片4通过导电胶2与陶瓷基座1固定并导通，陶瓷基座1与盖板5密封连接。
所述陶瓷基座1为“一”字型结构，腔体内有四个点胶台，左右两侧各有两个点胶台，顺时针为1 #点胶台6、2#点胶台7、3#点胶台8、4#点胶台9、背面设有6个引脚，顺时针为1#引脚、2#引脚、3#引脚、4#引脚、5#引脚、6#引脚，1 #点胶台6、2#点胶台7分别与1#引脚、4#引脚导通，3#点胶台8、4#点胶台9分别与2#引脚、5#引脚导通，且高度高于1 #点胶台6、2#点胶台7。
所述频率性能石英晶片3为AT切型，温度频率特性曲线近似为一条三次曲线。
所述温度反馈石英晶片4为LC切型，温度频率特性曲线近似为一条一次曲线。
所述频率性能石英晶片3和温度反馈石英晶片4的电极镀膜主材料为金。
所述陶瓷基座1与盖板5采用真空封焊，保证密封腔体内的真空环境。
其工作方法，其特征是包括如下步骤：
1）利用导电胶胶点将镀好电极的频率性能石英晶片3与1 #点胶台6、2#点胶台7固定并分别与基座背面1#引脚、4#引脚导通，待导电胶固化后，利用离子刻蚀微调技术对频率性能石英晶片3进行频率微调；
2）利用导电胶胶点将镀好电极的温度反馈石英晶片4与3#点胶台8、4#点胶台9固定并分别与基座背面2#引脚、5#引脚导通，待导电胶固化后，利用离子刻蚀微调技术对温度反馈石英晶片4进行频率微调；
3）利用真空封焊技术将陶瓷基座1与盖板5真空封焊，保证密封腔体内的真空环境。
本发明的有益效果：本发明的一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器用石英晶片代替了热敏电阻进行温度信号反馈，在结构上以单腔体“一”型结构代替两腔体“H”型结构。温度反馈石英晶片与频率性能石英晶片材质相同且共处同一腔体内，两者的温度变化相比于材质不同且处在不同腔体的热敏电阻和频率性能石英晶片的温度变化来说更加贴近，同时温度反馈石英晶片频率温度曲线线性偏差可达0.002%，总体提高了温度反馈信号的真实性和精确性；此外，固定导通热敏电阻的焊锡膏在热敏晶体谐振器在PCB板上焊接时，由于温度再次升高，容易发生再次熔解，导致热敏电阻脱焊或虚焊的严重不良，最终使热敏晶体谐振器失效，而温度反馈石英晶片通过导电胶固化的不可逆性则会避免此问题的发生，进而提升了产品的可靠性。
附图说明
附图1是以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体结构示意图。
附图2是传统以热敏电阻为反馈媒介的热敏晶体结构示意图。
附图3是陶瓷基座1正面立体示意图。
附图4是陶瓷基座1背面立体示意图。
附图5是陶瓷基座1的KV环层线路示意图。
附图6是陶瓷基座1的点胶台8、9层线路示意图。
附图7是陶瓷基座1的点胶台6、7层线路示意图。
附图8是陶瓷基座1的点胶台6、7与1#、4#导通走线层线路示意图。
附图9是陶瓷基座1的点胶台8、9与5#、2#导通走线层线路示意图。
附图10是陶瓷基座1的PIN脚层示意图。
图中1是陶瓷基座、2是导电胶胶点、3是频率性能石英晶片、4是温度反馈石英晶片、5是盖板、6-9是点胶台、1#-1#是PIN脚。
具体实施方式
一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，单个陶瓷基座1内装两片石英晶片，其中频率性能石英晶片3通过导电胶胶点2固定在陶瓷基座左侧点胶台上，并分别与陶瓷基座背面1#、4#相导通；温度反馈石英晶片4通过导电胶胶点2固定在陶瓷基座点右侧点胶台上，并分别与陶瓷基座背面2#、5#相导通。频率性能石英晶片3用以提供热敏晶体谐振器的工作频率，温度反馈石英晶片4通过自身频率随温度的变化间接的向外部提供温度反馈信号，外部电路根据温度反馈石英晶片4提供的温度反馈信号和频率性能石英晶片3的固有温度频率特性来调整热敏晶体谐振器的负载，进而对频率性能石英晶片3的频率达到补偿效果，保正热敏晶体谐振器在工作温度范围内的频率都保持在较小的频率偏差范围内。
下面结合附图对本发明技术方案进一步说明
如附图1-5所示，其结构包括陶瓷基座1、导电胶胶点2、频率性能石英晶片3、温度反馈石英晶片4、盖板5，陶瓷基座1为“一”字型结构，单腔体内左右两侧各有两个点胶台，点胶台6、7分别与基座背面1#、3#脚导通，点胶台8、9分别与基座背面2#、5#脚导通,且高度高于点胶台6、7。
如附图6-10所示，利用导电胶胶点2将镀好电极的AT切频率性能石英晶片3与点胶台6、7固定并分别与基座背面1#、4#导通，待导电胶固化后，利用离子刻蚀微调技术对频率性能石英晶片3进行频率微调，微调好后，再利用导电胶胶点2将镀好电极的LC切温度反馈石英晶片4与点胶台8、9固定并分别与基座背面5#、2#导通，待导电胶固化后，利用离子刻蚀微调技术对温度反馈石英晶片4进行频率微调，微调好后，利用真空封焊技术将陶瓷基座1与盖板5真空封焊，保证密封腔体内的真空环境。
Claims (7)
1.一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，其特征是利用石英晶片为反馈媒介间接提供温度反馈信号，进而实现外部电路对热敏晶体谐振器的频率补偿，其结构包括陶瓷基座（1）、频率性能石英晶片（3）、温度反馈石英晶片（4）、盖板（5），所述频率性能石英晶片（3）、温度反馈石英晶片（4）通过导电胶（2）与陶瓷基座（1）固定并导通，陶瓷基座（1）与盖板（5）密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，其特征是所述陶瓷基座1为“一”字型结构，腔体内有四个点胶台，左右两侧各有两个点胶台，顺时针为1#点胶台（6）、2#点胶台（7）、3#点胶台（8）、4#点胶台（9）、背面设有6个引脚，顺时针为1#引脚、2#引脚、3#引脚、4#引脚、5#引脚、6#引脚，1 #点胶台（6）、2#点胶台（7）分别与1#引脚、4#引脚导通，3#点胶台（8）、4#点胶台（9）分别与2#引脚、5#引脚导通，且高度高于1 #点胶台（6）、2#点胶台（7）。
3.根据权利要求1所述的一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，其特征是所述频率性能石英晶片为AT切型，温度频率特性曲线为一条三次曲线。
4.根据权利要求1所述的一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，其特征是所述温度反馈石英晶片为LC切型，温度频率特性曲线为一条一次曲线。
5.根据权利要求1所述的一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，其特征是所述频率性能石英晶片和温度反馈石英晶片的电极镀膜材料为金。
6.根据权利要求1所述的一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器，其特征是所述陶瓷基座与盖板采用真空封焊，保证密封腔体内的真空环境。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种以石英晶片为反馈媒介的热敏晶体谐振器的工作方法，其特征是包括如下步骤：
1）利用导电胶胶点将镀好电极的频率性能石英晶片与1 #点胶台、2#点胶台固定并分别与基座背面1#引脚、4#引脚导通，待导电胶固化后，利用离子刻蚀微调技术对频率性能石英晶片进行频率微调；
2）利用导电胶胶点将镀好电极的温度反馈石英晶片与3#点胶台、4#点胶台固定并分别与基座背面2#引脚、5#引脚导通，待导电胶固化后，利用离子刻蚀微调技术对温度反馈石英晶片进行频率微调；
3）利用真空封焊技术将陶瓷基座与盖板真空封焊，保证密封腔体内的真空环境；
4）频率性能石英晶片提供热敏晶体谐振器的工作频率，温度反馈石英晶片通过自身频率随温度的变化间接的向外部提供温度反馈信号，外部电路根据温度反馈石英晶片提供的温度反馈信号和频率性能石英晶片的固有温度频率特性来调整热敏晶体谐振器的负载，进而对频率性能石英晶片的频率达到补偿效果，保正热敏晶体谐振器在工作温度范围内的频率都保持在较小的频率偏差范围内。
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Cited By (1)
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2021
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Cited By (2)
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