CN114785308B - 一种石英晶体封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石英晶体封装结构，包括底座壳体、连接电极板、通电极板、绝缘板、绝缘隔板、焊接引脚、活动导电机构、电路板、连接极柱机构、晶振电路、外壳和上盖板，本发明在电路板的中部设置镂空的振动窗，将支撑石英晶体的连接支架改为横向的设置，让石英晶体和电路板处于相对水平的状态，有效地降低整个封装结构的高度，在石英晶体的四周覆盖有屏蔽机构，通过接地的屏蔽罩来屏蔽外部的电磁波对石英晶体的影响，连接极柱机构采用两段式结构，卡位块可在固定极柱内运动，从而对电路板及石英晶体能够起到良好的缓冲效果，焊接引脚通过活动导电机构和通电极板进行接触导电，并通过连接槽可以自由的调整位置，改变各个焊接引脚之间的距离。

Description

一种石英晶体封装结构

技术领域

本发明涉及晶振封装技术领域，具体为一种石英晶体封装结构。

背景技术

在晶振设计中，为了得到较高的频率温度特性，我们通常采用对晶体及其振荡电路进行控温的方式来提高晶振的频率稳定性，即通常所说的高精度控温技术，使用控温技术的晶体振荡器称之为恒温晶体振荡器。恒温晶体振荡器一般采用对晶体谐振器和振荡电路加热的方式，即在晶振中通过一个加热控温电路对晶体谐振器进行加热，使晶体谐振器的温度控制在一个恒定的温度值上，通过控温加热后的晶体振荡器，其频率温度稳定度可以得到极大的提高，由于增加了内部的温控电路，会造成整个封装结构的体积较大。

目前带有控温等集成电路的石英晶体封装结构，大多采用分层式的结构，及石英晶体和集成电路设置为两层，为了保证石英晶体的正常工作，通常是在集成电路上设置一个支架，上部固定有石英晶体，而且石英晶体还需要保证与集成电路之间要有一定的距离，这种封装结构在使用时会存在这以下的不足：1、层状的结构导致整个封装结构的高度较高；2、集成电路特别是高频电路在工作时会对石英晶体的工作产生影响，从而影响其稳定性；3、相对于传统的无源晶振来说，抗震性较差；4、现有的封装结构的焊接引脚都是固定的，各个引脚的间距无法进行调整，在实际的使用过程中不是十分的方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英晶体封装结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石英晶体封装结构，包括底座壳体、连接电极板、通电极板、绝缘板、绝缘隔板、焊接引脚、活动导电机构、电路板、连接极柱机构、晶振电路、外壳和上盖板，其中：

所述底座壳体从上至下依次堆叠固定有连接电极板、通电极板和绝缘板，所述绝缘隔板贯穿连接电极板、通电极板和绝缘板从而将上述结构分隔成若干个相互绝缘的区域，每个区域的通电极板和绝缘板上均设置有多个固定槽，且固定槽之间通过纵横的连接槽相连接，所述通电极板上的固定槽和连接槽尺寸大于绝缘板上的固定槽和连接槽尺寸，所述焊接引脚上端固定有活动导电机构，所述活动导电机构卡在通电极板的固定槽内，且可沿着连接槽在相邻的固定槽之间运动；

所述电路板的下端固定有连接极柱机构，所述连接极柱机构下端贯穿底座壳体与连接电极板连接，用于让电路板和连接电极板之间进行电性连接，并对电路板的上下振动起到缓冲的作用，所述电路板的中部设置有镂空的振动窗，所述振动窗的两侧各固定有一个连接支架，所述连接支架上连接有石英晶体，所述石英晶体通过连接支架和电路板电性连接，所述电路板上印制固定有晶振电路，用于控制石英晶体振动，所述振动窗上下两侧固定有屏蔽机构，用于将电路板和石英晶体进行阻断防止干扰，所述底座壳体上端固定有外壳，所述外壳上端覆盖有上盖板。

优选的，所述活动导电机构包括方形极柱、柔性导电环和柔性连接板，所述方形极柱的上端和焊接引脚电性连接，下端四周固定有四个柔性连接板，柔性连接板的另一端和柔性导电环连接，所述卡在通电极板的固定槽内，所述方形极柱的宽度与绝缘板上的固定槽宽度相同，所述柔性连接板连接在方形极柱的侧棱处。

优选的，所述屏蔽机构包括屏蔽罩、散热片和接地圈，所述屏蔽罩的内侧壁贴附有一层散热片，所述屏蔽罩固定在振动窗上下两侧的电路板上，所述屏蔽罩与电路板的连接处设置有一圈接地圈，所述接地圈与电路板上的接地覆铜端电性连接。

优选的，所述连接极柱机构包括连接焊盘、连接极柱、限位环、卡位块和固定极柱，所述连接极柱上端固定有连接焊盘，所述连接焊盘焊接在电路板上，所述连接极柱下端固定有弓形的卡位块，所述卡位块以连接极柱为中心对称分布有多个，所述固定极柱的内部有中空的连接腔，所述卡位块卡在连接腔的内侧壁上，所述卡位块上端的连接极柱上固定有一圈限位环，所述固定极柱的下端贯穿底座壳体固定在连接电极板上。

优选的，所述连接极柱、限位环和固定极柱的外侧面覆盖有一层绝缘涂层。

优选的，所述上盖板包括板体和导热硅胶片，所述板体的上表面设置有多个内凹的散热槽，所述散热槽内堆叠固定有多层导热硅胶片。

优选的，所述晶振电路为产生补偿电压对晶振频率进行补偿的热敏电阻网络电路、使用进行晶振频率的补偿的数字电路、集成温度晶振专用芯片的温补电路中的任意一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在电路板的中部设置镂空的振动窗，将支撑石英晶体的连接支架改为横向的设置，让石英晶体和电路板处于相对水平的状态，从而有效地降低整个封装结构的高度；

2、本发明在石英晶体的四周覆盖有屏蔽机构，通过接地的屏蔽罩来屏蔽外部的电磁波对石英晶体的影响，有效地避免外部电路对石英晶的污染，同时满足了更高频率及稳定性的需求；

3、本发明用来支撑电路板的连接极柱机构采用两段式结构，卡位块可在固定极柱内运动，从而对电路板及石英晶体能够起到良好的缓冲效果，在不影响导电性能的前提下，提高整个封装结构的抗震性；

4、本发明的焊接引脚通过活动导电机构和通电极板进行接触导电，而且活动导电机构通过连接槽可以自由的调整位置，从而改变各个焊接引脚之间的距离，满足多样性的需求。

附图说明

图1为本发明整体分解结构示意图；

图2为本发明中活动导电机构固定在固定槽内的结构示意图；

图3为本发明中活动导电机构在连接槽内运动的结构示意图；

图4为本发明中电路板的正面结构示意图；

图5为本发明中电路板的背面结构示意图；

图6为本发明中石英晶体安装位置的结构示意图；

图7为本发明中连接极柱机构的剖面结构示意图；

图8为本发明中上盖板的结构示意图；

图9为本发明整体外部结构示意图。

图中：1底座壳体、2连接电极板、3通电极板、4绝缘板、41固定槽、42连接槽、5绝缘隔板、6焊接引脚、7活动导电机构、701方形极柱、702柔性导电环、703柔性连接板、8电路板、81振动窗、9连接极柱机构、901连接焊盘、902连接极柱、903限位环、904卡位块、905固定极柱、91连接腔、10晶振电路、11外壳、12上盖板、1201板体、1202导热硅胶片、121散热槽、13屏蔽机构、1301屏蔽罩、1302散热片、1303接地圈、14连接支架、15石英晶体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：

一种石英晶体封装结构，包括底座壳体1、连接电极板2、通电极板3、绝缘板4、绝缘隔板5、焊接引脚6、活动导电机构7、电路板8、连接极柱机构9、晶振电路10、外壳11和上盖板12，其中：

所述底座壳体1从上至下依次堆叠固定有连接电极板2、通电极板3和绝缘板4，所述绝缘隔板5贯穿连接电极板2、通电极板3和绝缘板4从而将上述结构分隔成若干个相互绝缘的区域，每个区域之间相互绝缘，互不感扰，而且每个区域的连接电极板2和通电极板3相互导通。

每个区域的通电极板3和绝缘板4上均设置有多个固定槽41，且固定槽41之间通过纵横的连接槽42相连接，每个固定槽41呈圆形，所述通电极板3上的固定槽41和连接槽42尺寸大于绝缘板4上的固定槽41和连接槽42尺寸，这样活动导电机构7卡在通电极板3上的固定槽41和连接槽42内时，不会发生掉落，所述焊接引脚6上端固定有活动导电机构7，所述活动导电机构7卡在通电极板3的固定槽41内，且可沿着连接槽42在相邻的固定槽41之间运动。

所述活动导电机构7包括方形极柱701、柔性导电环702和柔性连接板703，所述方形极柱701的上端和焊接引脚6电性连接，下端四周固定有四个柔性连接板703，柔性连接板703的另一端和柔性导电环702连接，所述卡在通电极板3的固定槽41内，所述方形极柱701的宽度与绝缘板4上的固定槽41宽度相同，所述柔性连接板703连接在方形极柱701的侧棱处，所述柔性导电环702和柔性连接板703均为柔性导电材质构成，在正常状态下卡在通电极板3上的固定槽41内，与通电极板3接触完成导电，在用力推动焊接引脚6时，能够让导电环702和柔性连接板703形变，从而可以通过连接槽42，使其沿着连接槽42运动，从而移动到相邻的固定槽41内，通过此原理可以自由的调整焊接引脚6的位置，从而改变各个焊接引脚6之间的距离，满足多样性的需求。

所述电路板8的中部设置有镂空的振动窗81，所述振动窗81的两侧各固定有一个连接支架14，所述连接支架14上连接有石英晶体15，所述石英晶体15通过连接支架14和电路板8电性连接，将支撑石英晶体15的连接支架14改为横向的设置，让石英晶体15和电路板8处于相对水平的状态，从而有效地降低整个封装结构的高度，所述振动窗81上下两侧固定有屏蔽机构13，用于将电路板8和石英晶体15进行阻断防止干扰，所述屏蔽机构13包括屏蔽罩1301、散热片1302和接地圈1303，所述屏蔽罩1301的内侧壁贴附有一层散热片1302，所述屏蔽罩1301固定在振动窗81上下两侧的电路板8上，所述屏蔽罩1301与电路板8的连接处设置有一圈接地圈1303，所述接地圈1303与电路板上的接地覆铜端电性连接，通过接地的屏蔽罩1301可以屏蔽外部的电磁波对石英晶体15的影响，有效地避免外部电路对石英晶体15的污染，同时满足了更高频率及稳定性的需求，而且散热片1302可以传递热量，从而利用整个屏蔽罩1301进行散热，降低高温对石英晶体15的影响。

所述电路板8上印制固定有晶振电路10，用于控制石英晶体15振动，所述晶振电路10为产生补偿电压对晶振频率进行补偿的热敏电阻网络电路、使用进行晶振频率的补偿的数字电路、集成温度晶振专用芯片的温补电路中的任意一种。

所述电路板8的下端固定有连接极柱机构9，所述连接极柱机构9下端贯穿底座壳体1与连接电极板2连接，用于让电路板8和连接电极板2之间进行电性连接，并对电路板8的上下振动起到缓冲的作用，所述连接极柱机构9包括连接焊盘901、连接极柱902、限位环903、卡位块904和固定极柱905，所述连接极柱902上端固定有连接焊盘901，所述连接焊盘901焊接在电路板8上，所述连接极柱902下端固定有弓形的卡位块904，所述卡位块904以连接极柱902为中心对称分布有多个，所述固定极柱905的内部有中空的连接腔91，所述卡位块904卡在连接腔91的内侧壁上，正常状态下卡位块904卡在连接腔91的内侧壁上进行导电，而在收到竖直方向上的震动时，卡位块904可在连接腔91内上下进行运动，从而对电路板8及石英晶体15起到良好的缓冲效果，在不影响导电性能的前提下，提高整个封装结构的抗震性，所述卡位块904上端的连接极柱902上固定有一圈限位环903，限位环903防止卡位块904向下运动过度。

所述固定极柱905的下端贯穿底座壳体1固定在连接电极板2上，电路板8的整个供电逻辑为，焊接引脚6和通电极板3电性连通，通电极板3和连接电极板2接触实现电性连通，连接电极板2通过连接极柱机构9和电路板8电性连接，电路板8又通过连接支架14和石英晶体15电性连接，从而完成整个晶振的工作，所述连接极柱902、限位环903和固定极柱905的外侧面覆盖有一层绝缘涂层，有效的防止静电。

所述底座壳体1上端固定有外壳11，所述外壳11上端覆盖有上盖板12，所述上盖板12包括板体1201和导热硅胶片1202，所述板体1201的上表面设置有多个内凹的散热槽121，所述散热槽121内堆叠固定有多层导热硅胶片1202，散热槽121下凹，相对于传统的平板式盖板，能够增加上盖板12与外壳11内部空间的接触面积，从而提高热传递效果，而导热硅胶片1202提高散发热量的能力，从而提高整个封装结构的散热效果。

本发明的使用原理：

在使用前，用力推动焊接引脚6，让导电环702和柔性连接板703形变，使其可以通过连接槽42，并让其沿着连接槽42运动，从而移动到合适的固定槽41内，自由的调整各个焊接引脚6的位置，从而改变各个焊接引脚6之间的距离，满足需求；

在使用时，将各个焊接引脚6焊接在需要使用的PCB板焊盘上，PCB板发出的电信号依次通过焊接引脚6、通电极板3、连接电极板2和连接极柱机构9，最终到达电路板8，电路板通过连接支架14控制石英晶体15工作，从而完成整个晶振的工作；

石英晶体15工作产生的热量通过散热片1302和屏蔽罩1301散发至屏蔽机构13外部的外壳11内，上盖板12的下端内凹的表面与外壳11内部空间进行热交换，上盖板12表面的热量通过热传递的方式传递给导热硅胶片1202进行散发，从而对整个封装结构进行散热。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种石英晶体封装结构，包括底座壳体(1)、连接电极板(2)、通电极板(3)、绝缘板(4)、绝缘隔板(5)、焊接引脚(6)、活动导电机构(7)、电路板(8)、连接极柱机构(9)、晶振电路(10)、外壳(11)和上盖板(12)，其特征在于：

所述底座壳体(1)从上至下依次堆叠固定有连接电极板(2)、通电极板(3)和绝缘板(4)，所述绝缘隔板(5)贯穿连接电极板(2)、通电极板(3)和绝缘板(4)从而将上述结构分隔成若干个相互绝缘的区域，每个区域的通电极板(3)和绝缘板(4)上均设置有多个固定槽(41)，且固定槽(41)之间通过纵横的连接槽(42)相连接，所述通电极板(3)上的固定槽(41)和连接槽(42)尺寸大于绝缘板(4)上的固定槽(41)和连接槽(42)尺寸，所述焊接引脚(6)上端固定有活动导电机构(7)，所述活动导电机构(7)卡在通电极板(3)的固定槽(41)内，且可沿着连接槽(42)在相邻的固定槽(41)之间运动；

所述电路板(8)的下端固定有连接极柱机构(9)，所述连接极柱机构(9)下端贯穿底座壳体(1)与连接电极板(2)连接，用于让电路板(8)和连接电极板(2)之间进行电性连接，并对电路板(8)的上下振动起到缓冲的作用，所述电路板(8)的中部设置有镂空的振动窗(81)，所述振动窗(81)的两侧各固定有一个连接支架(14)，所述连接支架(14)上连接有石英晶体(15)，所述石英晶体(15)通过连接支架(14)和电路板(8)电性连接，所述电路板(8)上印制固定有晶振电路(10)，用于控制石英晶体(15)振动，所述振动窗(81)上下两侧固定有屏蔽机构(13)，用于将电路板(8)和石英晶体(15)进行阻断防止干扰，所述底座壳体(1)上端固定有外壳(11)，所述外壳(11)上端覆盖有上盖板(12)。

2.根据权利要求1所述的一种石英晶体封装结构，其特征在于：所述活动导电机构(7)包括方形极柱(701)、柔性导电环(702)和柔性连接板(703)，所述方形极柱(701)的上端和焊接引脚(6)电性连接，下端四周固定有四个柔性连接板(703)，柔性连接板(703)的另一端和柔性导电环(702)连接，所述卡在通电极板(3)的固定槽(41)内，所述方形极柱(701)的宽度与绝缘板(4)上的固定槽(41)宽度相同，所述柔性连接板(703)连接在方形极柱(701)的侧棱处。

3.根据权利要求1所述的一种石英晶体封装结构，其特征在于：所述屏蔽机构(13)包括屏蔽罩(1301)、散热片(1302)和接地圈(1303)，所述屏蔽罩(1301)的内侧壁贴附有一层散热片(1302)，所述屏蔽罩(1301)固定在振动窗(81)上下两侧的电路板(8)上，所述屏蔽罩(1301)与电路板(8)的连接处设置有一圈接地圈(1303)，所述接地圈(1303)与电路板上的接地覆铜端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种石英晶体封装结构，其特征在于：所述连接极柱机构(9)包括连接焊盘(901)、连接极柱(902)、限位环(903)、卡位块(904)和固定极柱(905)，所述连接极柱(902)上端固定有连接焊盘(901)，所述连接焊盘(901)焊接在电路板(8)上，所述连接极柱(902)下端固定有弓形的卡位块(904)，所述卡位块(904)以连接极柱(902)为中心对称分布有多个，所述固定极柱(905)的内部有中空的连接腔(91)，所述卡位块(904)卡在连接腔(91)的内侧壁上，所述卡位块(904)上端的连接极柱(902)上固定有一圈限位环(903)，所述固定极柱(905)的下端贯穿底座壳体(1)固定在连接电极板(2)上。

5.根据权利要求4所述的一种石英晶体封装结构，其特征在于：所述连接极柱(902)、限位环(903)和固定极柱(905)的外侧面覆盖有一层绝缘涂层。

6.根据权利要求1所述的一种石英晶体封装结构，其特征在于：所述上盖板(12)包括板体(1201)和导热硅胶片(1202)，所述板体(1201)的上表面设置有多个内凹的散热槽(121)，所述散热槽(121)内堆叠固定有多层导热硅胶片(1202)。

7.根据权利要求1所述的一种石英晶体封装结构，其特征在于：所述晶振电路(10)为产生补偿电压对晶振频率进行补偿的热敏电阻网络电路、使用进行晶振频率的补偿的数字电路、集成温度晶振专用芯片的温补电路中的任意一种。

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