RU166742U1

RU166742U1 - CONSTRUCTION OF A THERMAL COMPENSATED QUARTZ GENERATOR

Info

Publication number: RU166742U1
Application number: RU2016131415/08U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Сигутин; Михаил Сергеевич Поярков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью НПП "МЕТЕОР-КУРС"
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2016-12-10

Abstract

Термокомпенсированный кварцевый генератор, содержащий первый корпус прямоугольной формы, крышку первого корпуса, образующую неразъемное соединение с расположенной на верхней поверхности первого корпуса монтажной рамкой, ниже которой внутри верхней части первого корпуса вдоль одной из коротких сторон установлены с зазором между собой две контактные площадки, на которые установлен с помощью клеевого соединения кварцевый элемент, выполненный в виде кварцевой пластины, содержащей на каждой из поверхностей два электрода и контактную площадку, соединенную с одним из электродов, причем кварцевый элемент сопряжен выводами электродов с контактными площадками верхней части первого корпуса, а на нижней поверхности первого корпуса в каждом углу расположено по одной контактной площадке, и второй корпус прямоугольной формы с установленной в нем интегральной микросхемой и расположенными на нижней и верхней поверхностях второго корпуса в каждом углу по одной контактной площадке, при этом контактные площадки верхней поверхности второго корпуса соединены с помощью паяного соединения с соответствующими контактными площадками, расположенными на нижней поверхности первого корпуса, отличающийся тем, что кварцевый элемент дополнительно опирается на площадку из диэлектрического материала, расположенную внутри верхней части первого корпуса вдоль короткой стороны, противоположной стороне с двумя контактными площадками, а второй корпус содержит выемку ступенчатой формы со ступенями, расположенными вдоль коротких сторон второго корпуса, на поверхности которых расположены контактные площадки с зазорами между собой, а дноA thermally compensated quartz generator comprising a first rectangular-shaped housing, a cover of the first housing, forming an integral connection with a mounting frame located on the upper surface of the first housing, below which inside the upper part of the first housing along one of the short sides are two contact pads on which a quartz element made in the form of a quartz plate containing two electrodes and a contact plate a dummy connected to one of the electrodes, the quartz element being connected by the leads of the electrodes to the contact pads of the upper part of the first housing, and on the lower surface of the first housing in each corner there is one contact pad, and the second rectangular housing with an integrated microcircuit installed in it and located on the lower and upper surfaces of the second case in each corner, one contact pad, while the contact pads of the upper surface of the second case are connected using a soldered joint insignia with corresponding contact pads located on the lower surface of the first case, characterized in that the quartz element is additionally supported by a dielectric material pad located inside the upper part of the first case along the short side, the opposite side with two contact pads, and the second case contains a step recess forms with steps located along the short sides of the second case, on the surface of which are located contact pads with gaps between oh and the bottom

Description

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в качестве высокостабильных источников опорных колебаний генераторов опорных частот, тактовых генераторов в устройствах генерирования и формирования радиосигналов, в телекоммуникационных и навигационных системах, в РЛС, в космической технике, в системах сбора и обработки информации, в устройствах мобильной связи, микропроцессорах и т.д. The utility model relates to the field of radio engineering and can be used as highly stable sources of reference oscillations of reference frequency generators, clock generators in devices for generating and generating radio signals, in telecommunication and navigation systems, in radars, in space technology, in information collection and processing systems, in mobile devices, microprocessors, etc.

Известны различные конструкции термокомпенсированных кварцевых генераторов, содержащие корпус с размещенным внутри на верхней поверхности кварцевым пьезоэлектрическим элементом и интегральную микросхему, установленную в нижней части корпуса (например, патент US 7242258 (B2), дата публикации 10.07.2007 г.; патент US 7471162 (B2), дата публикации 30.12.2008 г.; заявка US 2005225406 (A1), дата публикации 13.10.2005 г.; патент JP 4113465 (B2), дата публикации 09.07.2008 г.). Various designs of thermally compensated quartz oscillators are known, comprising a housing with a quartz piezoelectric element located inside on the upper surface and an integrated microcircuit installed in the lower part of the housing (for example, patent US 7242258 (B2), publication date July 10, 2007; patent US 7471162 (B2 ), publication date December 30, 2008; application US 2005225406 (A1), publication date October 13, 2005; patent JP 4113465 (B2), publication date July 9, 2008).

К недостаткам известных термокомпенсированных кварцевых генераторов можно отнести недостаточно прочную фиксацию пьезоэлектрического элемента в корпусе и невысокую стабильность частоты в интервалах рабочих температур.The disadvantages of the known thermally compensated quartz oscillators include the insufficiently strong fixation of the piezoelectric element in the housing and the low frequency stability in the operating temperature ranges.

Наиболее близким техническим решением является термокомпенсированный кварцевый генератор, содержащий корпус, образованный прямоугольной подложкой и рамкой, расположенной на верхней поверхности подложки, монтажный каркас, содержащий контактные площадки, расположенные вдоль наружного периферического края верхней и нижней поверхностей каркаса, кварцевый элемент, размещенный на двух контактных площадках, расположенных на верхней поверхности подложки корпуса вдоль одной из его коротких сторон с зазором между собой внутри области, окруженной рамкой, интегральную микросхему, расположенную на контактной площадке, установленной на нижней поверхности подложки корпуса внутри области, окруженной монтажным каркасом, и крышку, присоединенную к верхней поверхности рамки, при этом монтажный каркас содержит изоляционную подложку, содержащую окно для монтажа внутри каркаса интегральной микросхемы, снабженной на верхней поверхности контактными площадками (патент US 9287882 (B2), дата публикации 15.03.2016 г.).The closest technical solution is a thermally compensated quartz generator, comprising a housing formed by a rectangular substrate and a frame located on the upper surface of the substrate, a mounting frame containing contact pads located along the outer peripheral edge of the upper and lower surfaces of the frame, a quartz element placed on two contact pads located on the upper surface of the substrate of the housing along one of its short sides with a gap between themselves inside the region, okru a wired frame, an integrated circuit located on a contact pad mounted on the lower surface of the housing substrate inside the area surrounded by the mounting frame, and a cover attached to the upper surface of the frame, the mounting frame comprising an insulating substrate comprising a window for mounting inside the integrated circuit frame, equipped with contact pads on the upper surface (patent US 9287882 (B2), publication date 03/15/2016).

Недостатком ближайшего аналога является недостаточно прочная фиксация кварцевого элемента на двух контактных площадках, а также достаточно большая температурная зависимость частоты выходного сигнала. Кроме того, содержащиеся в корпусе сквозные отверстия для установки интегральной микросхемы нарушают целостность и снижают механическую прочность корпуса в целом. The disadvantage of the closest analogue is the insufficiently strong fixation of the quartz element on two contact pads, as well as a sufficiently large temperature dependence of the frequency of the output signal. In addition, through holes for installing an integrated circuit contained in the housing violate the integrity and reduce the mechanical strength of the housing as a whole.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается заявляемой полезной моделью, является создание новой более простой и технологичной конструкции термокомпенсированного кварцевого генератора, представляющего собой плоскую планарную структуру, что в отличие от генераторов, изготовленных по технологиям-аналогам «Flip-chip» (монтаж методом перевернутого кристалла,) позволяет повысить технологичность и унификацию производства корпусов генераторов, а также достичь стабильности частоты в интервалах рабочих температур вплоть до 1×10^-7.A technical problem, the solution of which is provided by the claimed utility model, is the creation of a new simpler and more technologically advanced design of a thermally compensated quartz oscillator, which is a planar planar structure, which, unlike generators made using the Flip-chip analog technologies (installation using the inverted crystal method, ) allows to increase the manufacturability and unification of the production of generator cases, as well as to achieve frequency stability in the operating temperature ranges up to 1 × 10 ^-7 .

Технический результат, получаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в увеличении механической прочности установки кварцевого элемента в корпусе генератора и крепежа кварцевого генератора на печатную плату, а также в увеличении стабильности частоты в интервале рабочих частот. Кроме того, заявляемая конструкция генератора предусматривает отдельное производство корпусов, содержащих кварцевые элементы, и корпусов, содержащих интегральные микросхемы, что позволяет проводить наиболее полные испытания и замеры параметров кварцевого элемента отдельно от корпуса, содержащего интегральную микросхему, что в свою очередь позволяет отобрать наиболее точные и высокостабильные резонаторы (т.е. кварцевые элементы в отдельных корпусах), что повышает их электрические характеристики и увеличивает процент выхода годных изделий.The technical result obtained by using the claimed utility model is to increase the mechanical strength of the installation of the quartz element in the housing of the generator and the fasteners of the quartz generator on the printed circuit board, as well as to increase the frequency stability in the range of operating frequencies. In addition, the inventive design of the generator provides for the separate production of cases containing quartz elements and cases containing integrated circuits, which allows the most comprehensive tests and measurements of the parameters of the quartz element separately from the case containing the integrated circuit, which in turn allows you to select the most accurate and highly stable resonators (i.e., quartz elements in separate cases), which increases their electrical characteristics and increases the percentage of yield and dely.

Технический результат достигается тем, что термокомпенсированный кварцевый генератор, содержащий первый корпус прямоугольной формы, крышку первого корпуса, образующую неразъемное соединение с расположенной на верхней поверхности первого корпуса монтажной рамкой, ниже которой внутри верхней части первого корпуса вдоль одной из коротких сторон установлены с зазором между собой две контактные площадки, на которые установлен с помощью клеевого соединения кварцевый элемент, выполненный в виде кварцевой пластины, содержащей на каждой из поверхностей два электрода и контактную площадку, соединенную с одним из электродов, причем кварцевый элемент сопряжен выводами электродов с контактными площадками верхней части первого корпуса, а на нижней поверхности первого корпуса в каждом углу расположено по одной контактной площадке, и второй корпус прямоугольной формы с установленной в нем интегральной микросхемой и расположенными на нижней и верхней поверхностях второго корпуса в каждом углу по одной контактной площадке, при этом контактные площадки верхней поверхности второго корпуса соединены с помощью паяного соединения с соответствующими контактными площадками, расположенными на нижней поверхности первого корпуса, согласно полезной модели кварцевый элемент дополнительно опирается на площадку из диэлектрического материала, расположенную внутри верхней части первого корпуса вдоль короткой стороны, противоположной стороне с двумя контактными площадками, а второй корпус содержит выемку ступенчатой формы со ступенями, расположенными вдоль коротких сторон второго корпуса, на поверхностях которых расположены контактные площадки с зазорами между собой, а дно выемки выполнено металлизированным, на поверхности которого с помощью клеевого соединения установлена интегральная микросхема, на верхней поверхности которой вдоль двух противоположных сторон расположены контактные площадки в том же количестве, что и на поверхностях ступеней, при этом контактные площадки интегральной микросхемы соединены с помощью проводников с контактными площадками, расположенными на ступенях, а нижняя поверхность второго корпуса дополнительно содержит по две контактные площадки по длинным сторонам корпуса.The technical result is achieved by the fact that the thermally compensated quartz generator containing the first rectangular housing, the cover of the first housing, forming an integral connection with the mounting frame located on the upper surface of the first housing, below which are installed with a gap between themselves inside the upper part of the first housing along one of the short sides two contact pads on which a quartz element is made using an adhesive joint, made in the form of a quartz plate containing on each of the surfaces are two electrodes and a contact pad connected to one of the electrodes, the quartz element being connected to the terminals of the electrodes with the contact pads of the upper part of the first housing, and on the lower surface of the first housing in each corner there is one contact pad, and the second rectangular housing with an integrated microcircuit and located on the lower and upper surfaces of the second case in each corner, one contact pad, while the contact pads of the upper surface are second According to a useful model, the quartz element is additionally supported by a dielectric material pad located inside the upper part of the first case along the short side opposite the side with two contact pads, and the second casing comprises a step recess with steps located along the short sides of the second casing, on the surfaces of which there is a laid contact pads with gaps between themselves, and the bottom of the recess is metallized, on the surface of which an adhesive chip is installed using an adhesive joint, on the upper surface of which along the two opposite sides there are contact pads in the same amount as on the surfaces of the steps, while the contact the integrated circuit pads are connected by means of conductors to the contact pads located on the steps, and the lower surface of the second housing further comprises two pads on the long sides of the case.

Настоящая полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1-5), пример выполнения конструкции термокомпенсированного кварцевого генератора на которых, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата.The present utility model is illustrated by drawings (Fig. 1-5), an example of the construction of a thermally compensated quartz generator on which, however, is not the only possible, but clearly demonstrate the possibility of achieving the claimed technical result.

На фигуре 1 представлена схема компоновки термокомпенсированного кварцевого генератора, на фиг. 2 изображено сечение генератора по линии А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид снизу первого корпуса генератора, на фиг. 4 - вид снизу второго корпуса генератора, на фиг. 5 слева - вид сверху кварцевого элемента, на фиг. 5 справа - вид снизу кварцевого элемента.FIG. 1 is a layout diagram of a thermally compensated crystal oscillator; FIG. 2 shows a section of the generator along line AA in FIG. 1, in FIG. 3 is a bottom view of a first generator housing; FIG. 4 is a bottom view of a second generator housing; FIG. 5 on the left is a top view of the quartz element, in FIG. 5 on the right is a bottom view of a quartz element.

Термокомпенсированный кварцевый генератор содержит первый корпус 2 прямоугольной формы, крышку 11 первого корпуса 2, образующую неразъемное соединение с расположенной на верхней поверхности первого корпуса 2 монтажной рамкой 1, кварцевый элемент 7, который присоединен к площадкам 3а, 3b и 3c первого корпуса 2, интегральную микросхему 14, которая располагается во втором корпусе 17. (фиг. 1). The thermally compensated quartz generator contains a first rectangular housing 2, a cover 11 of the first housing 2, which forms an integral connection with the mounting frame 1 located on the upper surface of the first housing 2, a quartz element 7, which is connected to the platforms 3a, 3b and 3c of the first housing 2, an integrated circuit 14, which is located in the second housing 17. (Fig. 1).

Корпус 2 имеет прямоугольную форму и функционирует в качестве монтажной структурной единицы для установки кварцевого элемента 7. Первый корпус 2 сделан из керамического материала и сформирован в цельную конструкцию. В корпусе 2 ниже монтажной рамки 1 вдоль одной из коротких сторон установлены с зазором между собой контактные площадки 3а и 3b для установки кварцевого элемента 7. В каждом углу на нижней поверхности корпуса 2 имеются контактные площадки 4а, 4b, 4c и 4d по одной в каждом углу. Площадки 4a и 4c соединены с кольцом 1 корпуса 2 (фиг. 1, фиг. 3).The housing 2 has a rectangular shape and functions as a mounting structural unit for installing the quartz element 7. The first housing 2 is made of ceramic material and formed into a solid structure. In the housing 2 below the mounting frame 1 along one of the short sides, pads 3a and 3b are installed with a gap between each other for installing the quartz element 7. In each corner on the lower surface of the housing 2 there are contact pads 4a, 4b, 4c and 4d, one in each the corner. The pads 4a and 4c are connected to the ring 1 of the housing 2 (Fig. 1, Fig. 3).

Контактные площадки 4а, 4b, 4c и 4d электрически соединяются с контактными площадками 18а, 18b, 18c и 18d второго корпуса 17, которые расположены на верхней поверхности второго корпуса 17. Контактные площадки 18a, 18b, 18c, 18d электрически связаны с интегральной микросхемой 14.The contact pads 4a, 4b, 4c and 4d are electrically connected to the contact pads 18a, 18b, 18c and 18d of the second housing 17, which are located on the upper surface of the second housing 17. The contact pads 18a, 18b, 18c, 18d are electrically connected to the integrated circuit 14.

Площадки 3а, 3b и 3с установлены внутри верхней части корпуса 2 вдоль одной из коротких сторон. Контактные площадки 3а и 3b электрически связаны с контактными площадками 4а, 4b, 4c и 4d, которые расположены на нижней поверхности корпуса 2, а площадка 3с выполнена из диэлектрического материала.Pads 3a, 3b and 3c are installed inside the upper part of the housing 2 along one of the short sides. The contact pads 3a and 3b are electrically connected to the contact pads 4a, 4b, 4c and 4d, which are located on the lower surface of the housing 2, and the platform 3c is made of dielectric material.

В качестве прибора для измерения электрических характеристик кварцевого элемента 7 используется сетевой анализатор или подобный прибор, который может измерять резонансную частоту и полное сопротивление кварцевого элемента 7, а также индуктивность, емкость и другие аналогичные параметры. As a device for measuring the electrical characteristics of the quartz element 7, a network analyzer or a similar device is used that can measure the resonant frequency and the impedance of the quartz element 7, as well as inductance, capacitance, and other similar parameters.

Второй корпус 17 соединяется с нижней поверхностью первого корпуса 2 через проводящий связующий материал 20, как показано на сечении A-A фиг. 2. На верхней поверхности корпуса 17 в каждом углу расположено по одной контактной площадке - 18a, 18b, 18c, 18d (фиг.1), а на нижней поверхности расположены 8 контактных площадок - четыре в углах и по две контактные площадки по длинным сторонам корпуса 17 - 19а, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h (фиг. 1, 4). The second housing 17 is connected to the bottom surface of the first housing 2 through a conductive bonding material 20, as shown in section A-A of FIG. 2. On the upper surface of the housing 17 in each corner there is one contact pad - 18a, 18b, 18c, 18d (Fig. 1), and on the bottom surface there are 8 contact pads - four in the corners and two contact pads on the long sides of the housing 17-19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h (Figs. 1, 4).

Площадки 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h служат для монтажа на монтажной плате электронного оборудования или подобных устройств.The pads 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h are used for mounting electronic equipment or similar devices on a circuit board.

Сцепление корпуса 17 с корпусом резонатора 2 происходит следующим образом. Сначала производят дозирующее нанесение связующего материала 20 на первую контактную площадку 18a, вторую контактную площадку 18b, третью контактную площадку 18c и четвертую контактную площадку 18d. Основание корпуса 2 перемещается таким образом, чтобы площадки 4a, 4b, 4c, 4d корпуса 2 были расположены выше проводящего связующего материала 20 и затем были помещены в проводящий связующий материал 20. Затем проводящий связующий материал 20 полимеризуется и усаживается при нагреве. Благодаря этому площадки 4a, 4b, 4c, 4d корпуса 2 соединяются с соответствующими контактными площадками 18a, 18b, 18c, 18d. Таким образом, площадка 4a корпуса 2 соединяется с первой контактной площадкой 18a, площадка 4b корпуса 2 соединяется со второй контактной площадкой 18b. Далее площадка 4c корпуса 2 соединяется с третьей контактной площадкой 18 и площадка 4d корпуса 2 соединяется с четвертой контактной площадкой 18d.The clutch housing 17 with the housing of the resonator 2 is as follows. First, the binder material 20 is dosed in a first contact pad 18a, a second contact pad 18b, a third contact pad 18c and a fourth contact pad 18d. The base of the housing 2 is moved so that the pads 4a, 4b, 4c, 4d of the housing 2 are located above the conductive bonding material 20 and then are placed in the conductive bonding material 20. Then, the conductive bonding material 20 polymerizes and shrinks when heated. Due to this, the pads 4a, 4b, 4c, 4d of the housing 2 are connected to the corresponding contact pads 18a, 18b, 18c, 18d. Thus, the platform 4a of the housing 2 is connected to the first contact pad 18a, the platform 4b of the housing 2 is connected to the second contact pad 18b. Next, the platform 4c of the housing 2 is connected to the third contact pad 18 and the platform 4d of the housing 2 is connected to the fourth contact pad 18d.

Кварцевый элемент 7 присоединяется к площадкам 3а, 3b, 3с с помощью токопроводящего клея 13 и является неподвижным (фиг 1, 2). Кварцевый элемент 7 играет роль генератора опорного сигнала электронного прибора или подобного устройства путем устойчивой механической вибрации и пьезоэлектрического эффекта.The quartz element 7 is attached to the pads 3a, 3b, 3c using conductive glue 13 and is stationary (FIGS. 1, 2). The quartz element 7 plays the role of a reference signal generator of an electronic device or similar device by means of stable mechanical vibration and a piezoelectric effect.

Кварцевый элемент 7 разработан таким образом, чтобы когда переменное напряжение с внешней стороны прилагается от выводных электродов 10а и 10b через площадки 9а и 9b к пластине 8, пластина 8 вызывала возбуждение в заданных режимах вибрации или частоты.The quartz element 7 is designed so that when an alternating voltage is externally applied from the output electrodes 10a and 10b through the pads 9a and 9b to the plate 8, the plate 8 causes excitation in predetermined vibration or frequency modes.

Кварцевый элемент 7 выполнен в виде кварцевой пластины 8 с контактными площадками 9а и 9b, расположенными на верхней и нижней поверхности соответственно, и электродами 10а и 10b, также расположенными на верхней и нижней поверхностях пластины 8. Площадки 9а и 9b формируют путем осаждения металла на верхней и нижней поверхностях пластины 8 с помощью заранее определенных шаблонов. Электроды 10а соединены с площадками 9а и 9b. Электрод 10a на верхней поверхности пластины 8 выводят из площадки 9a в такой степени, чтобы он вытягивался по направлению к одной стороне пластины 8. Электрод 10a на нижней поверхности пластины 8 выводят из пластины 9b в такой степени, чтобы он вытягивался к одной стороне пластины 8. Таким образом, выводные электроды 10а и 10b могут быть выполнены вдоль длинных или коротких сторон пластины 8. The quartz element 7 is made in the form of a quartz plate 8 with contact pads 9a and 9b located on the upper and lower surfaces, respectively, and electrodes 10a and 10b also located on the upper and lower surfaces of the plate 8. The pads 9a and 9b are formed by deposition of metal on the upper and the lower surfaces of the plate 8 using predefined patterns. Electrodes 10a are connected to pads 9a and 9b. The electrode 10a on the upper surface of the plate 8 is withdrawn from the pad 9a to such an extent that it extends towards one side of the plate 8. The electrode 10a on the lower surface of the plate 8 is withdrawn from the plate 9b so that it extends to one side of the plate 8. Thus, the output electrodes 10a and 10b can be made along the long or short sides of the plate 8.

Сначала кварцевый элемент 7 отрезают от искусственного кристалла под заданным углом реза и формируют скос для того, чтобы сделать толщину периферической части пластины 8 тоньше для того, чтобы центральная часть пластины 8 стала более толстой, чем периферийная часть. Затем производят кварцевый элемент 7, формируя площадки 9а и 9b и выводные электроды 10а и 10b с помощью осаждения металлических покрытий на двух основных поверхностях пластины 8, используя технологию напыления.First, the quartz element 7 is cut from the artificial crystal at a predetermined cutting angle and a bevel is formed in order to make the thickness of the peripheral part of the plate 8 thinner so that the central part of the plate 8 becomes thicker than the peripheral part. Then, a quartz element 7 is produced, forming pads 9a and 9b and lead electrodes 10a and 10b by deposition of metal coatings on the two main surfaces of the plate 8 using spraying technology.

Сначала токопроводящий клей 13 наносится на площадки 3a, 3b и 3c. Кварцевый элемент 7 помещают в клей 13. Затем токопроводящий клей 13 отверждается и дает усадку при тепловом отверждении. Кварцевый элемент 7 тем самым приклеивается к площадкам 3а, 3b, 3с. То есть выводной электрод 10a кварцевого элемента 7 присоединяется к контактной площадке 3b, а выводной электрод 10b присоединяется к контактной площадке 3a. К диэлектрической площадке 3с присоединяется сторона пластины 8, котора противоположна стороне с электродами10а и 10b. В связи с этим, площадка 4b и площадка 4d электрически связаны с кварцевым элементом 7. Площадка 4a и площадка 4c приклеиваются к контактной площадке 18a и контактной площадке 18c посредством проводящего связующего материала 20, тем самым в итоге электрически соединяясь с площадкой 19a и площадкой выводом 19c. Таким образом, площадка 19a и площадка 19c электрически соединены с кварцевым элементом 7.First, conductive adhesive 13 is applied to the sites 3a, 3b and 3c. The quartz element 7 is placed in the glue 13. Then the conductive glue 13 is cured and shrinks when thermally cured. The quartz element 7 is thereby adhered to the pads 3a, 3b, 3c. That is, the lead electrode 10a of the quartz element 7 is connected to the contact pad 3b, and the lead electrode 10b is attached to the contact pad 3a. A side of the plate 8 which is opposite to the side with electrodes 10a and 10b is connected to the dielectric pad 3c. In this regard, the pad 4b and the pad 4d are electrically connected to the quartz element 7. The pad 4a and the pad 4c are glued to the contact pad 18a and the pad 18c by means of a conductive bonding material 20, thereby ultimately electrically connecting to the pad 19a and the pad terminal 19c . Thus, the pad 19a and the pad 19c are electrically connected to the quartz element 7.

Токопроводящий клей 13 состоит из силиконовой смолы или другого связующего вещества, в котором содержится проводящий наполнитель, образованный проводящим порошком. В качестве проводящего порошка используют порошок из алюминия, молибдена, вольфрама, платины, палладия, серебра, титана, никеля и пермаллоя или порошок, содержащий комбинацию из указанных элементов. В качестве связующего вещества используют, например, силиконовую смолу, эпоксидную, полиимидную или бисмалеимидную смолы.The conductive adhesive 13 consists of a silicone resin or other binder, which contains a conductive filler formed by a conductive powder. As a conductive powder, a powder of aluminum, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, silver, titanium, nickel and permalloy is used, or a powder containing a combination of these elements. As the binder, for example, silicone resin, epoxy, polyimide or bismaleimide resins are used.

В качестве элемента интегральной схемы используют, например, прямоугольную интегральную микросхему, у которой есть множество контактных площадок (фиг. 1). На формирующей поверхности (верхняя поверхность) интегральной микросхемы 14 предусмотрены температурный датчик для определения температурного состояния среды, элемент для хранения данных термокомпенсации для компенсаци температурной характеристики кварцевого элемента 7, схема термокомпенсации, которая корректирует вибрационную характеристику кварцевого элемента 7 в соответствии с температурным изменением, основанным на данных термокомпенсации, а также генераторная схема, которая соединена со схемой термокомпенсации и генерирует заданные выходные колебания. Выходной сигнал, который генерируется в данной генераторной схеме, выходит через первый вывод 19a корпуса 17 за пределы кварцевого генератора с температурной компенсацией и используется, например, в качестве опорного сигнала. As an element of the integrated circuit use, for example, a rectangular integrated circuit, which has many pads (Fig. 1). On the forming surface (upper surface) of the integrated circuit 14, a temperature sensor is provided for determining the temperature state of the medium, an element for storing thermal compensation data for compensating for the temperature characteristic of the quartz element 7, a thermal compensation circuit that corrects the vibrational characteristic of the quartz element 7 in accordance with the temperature change based on thermal compensation data, as well as a generator circuit that is connected to the thermal compensation circuit and generates copies and the date output fluctuation. The output signal that is generated in this generator circuit extends through the first terminal 19a of the housing 17 beyond the temperature compensated crystal oscillator and is used, for example, as a reference signal.

Интегральная микросхема 14 в данном исполнении генератора - по пять контактных площадок, расположенных вдоль двух противоположных сторон на ее верхней поверхности 15а, 15b, 15с, 15d, 15е, 15f, 15g, 15h, 15i, 15j (фиг. 1). Пять площадок 15а, 15b, 15с, 15d, 15е располагаются вдоль одной стороны, и пять других площадок 15f, 15g, 15h, 15i, 15j располагаются вдоль стороны, которая смотрит на первую сторону. The integrated circuit 14 in this embodiment of the generator consists of five contact pads located along two opposite sides on its upper surface 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, 15h, 15i, 15j (Fig. 1). Five sites 15a, 15b, 15c, 15d, 15e are located along one side, and five other sites 15f, 15g, 15h, 15i, 15j are located along the side that faces the first side.

Проводящий связующий материал 20 состоит, например, из серебряной пасты или припоя, содержащего свинец, а также растворитель, который добавляется для регулирования вязкости, облегчающей покрытие. The conductive bonding material 20 consists, for example, of a silver paste or solder containing lead, as well as a solvent that is added to adjust the viscosity to facilitate coating.

Корпус 17 содержит выемку ступенчатой формы со ступенями, расположенными вдоль коротких сторон корпуса 17, на поверхностях которых с зазором между собой расположены контактные площадки 5а, 5b, 5с, 5d, 5е, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j, а дно 6 выемки выполнено металлизированным. Интегральная микросхема 14 монтируется на дне 6 выемки корпуса 17 с помощью токопроводящего клея 20. Далее выводы 15а, 15b, 15с, 15d, 15е, 15f, 15g, 15h, 15i, 15j, как показано на сечении A-A фиг. 2, расположенные на верхней поверхности интегральной микросхемы 14, соединяются с контактными площадками 5а, 5b, 5с, 5d, 5е, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j корпуса 17 с помощью проводников 16 из золота или аллюминия. (15a-5a, 15b-5b, 15c-5c, 15d-5d, 15e-5e, 15f-5f, 15g-5g, 15h-5h, 15i-5i, 15j-5j). Площадки 5а, 5b, 5с, 5d, 5е, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j электрически соединяются посредством схем соединения с выводами 4a, 4b, 4c, 4d. Площадки 4a, 4b, 4c, 4d электрически соединяются посредством проводящего связующего материала 20 с площадками 18a, 18b, 18c, 18d. Площадки 18a, 18b, 18c, 18d электрически соединяются посредством проводников с площадками 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h (фиг. 1, фиг. 2), Соответственно площадки 5а, 5b, 5с, 5d, 5е, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j электрически связаны через площадки 4a, 4b, 4c, 4d с площадками 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h. Площадка 19e играет роль клеммы заземления посредством соединения с опорной монтажной площадкой, которая соединена с землей в качестве опорного потенциала на монтажной плате электронного оборудования или подобного устройства.The housing 17 comprises a step-shaped recess with steps located along the short sides of the housing 17, on the surfaces of which there are contact pads 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j and a bottom 6 of the recess made metallized. The integrated microcircuit 14 is mounted on the bottom 6 of the recess of the housing 17 using conductive adhesive 20. Further, the terminals 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, 15h, 15i, 15j, as shown in section A-A of FIG. 2, located on the upper surface of the integrated circuit 14, are connected to the contact pads 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j of the housing 17 using conductors 16 of gold or aluminum. (15a-5a, 15b-5b, 15c-5c, 15d-5d, 15e-5e, 15f-5f, 15g-5g, 15h-5h, 15i-5i, 15j-5j). The pads 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j are electrically connected via connection schemes to the terminals 4a, 4b, 4c, 4d. The pads 4a, 4b, 4c, 4d are electrically connected by means of a conductive bonding material 20 to the pads 18a, 18b, 18c, 18d. Pads 18a, 18b, 18c, 18d are electrically connected via conductors to pads 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h (FIG. 1, FIG. 2), respectively, pads 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 5f, 5g, 5h, 5i, 5j are electrically connected through sites 4a, 4b, 4c, 4d to sites 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h. The pad 19e acts as a ground terminal by connecting to a reference mounting pad that is connected to ground as a reference potential on a circuit board of electronic equipment or the like.

Далее температурный датчик, который предусмотрен в микросхеме 14, располается так, чтобы находиться в измерительной контактной площадке. При такой конфигурации тепло, которое передается от кварцевого элемента 7, передается от контактных площадок 3а и 3b к измерительным контактным площадкам 15g и 15h. Тепло исходит от измерительных контактных площадок и передается температурному датчику, который предусмотрен в микросхеме 14. Соответственно термокомпенсированный кварцевый генератор может сократить путь теплопроводности, тем самым температура кварцевого элемента 7 и температура микросхемы 14 в итоге становятся близкими, и, таким образом, становится возможным далее сократить разность между температурой, которую получают температурным датчиком в микросхеме 14, и температурой вокруг кварцевого элемента 7.Next, the temperature sensor, which is provided in the chip 14, is molded so as to be in the measuring contact area. With this configuration, the heat that is transferred from the quartz element 7 is transferred from the contact pads 3a and 3b to the measuring contact pads 15g and 15h. The heat comes from the measuring pads and is transferred to the temperature sensor, which is provided in the chip 14. Accordingly, a thermally compensated crystal oscillator can shorten the heat conduction path, thereby the temperature of the crystal element 7 and the temperature of the chip 14 in the end become close, and thus it becomes possible to further reduce the difference between the temperature obtained by the temperature sensor in the chip 14, and the temperature around the quartz element 7.

Крышка 11 формируется, например, из сплава, содержащего железо, никель или кобальт. Такая крышка 11 предназначена для воздухонепроницаемого запечатывания корпуса 2 в вакуумном состоянии, заполненного газом азота или подобным газом (фиг. 1, 2). В заданной атмосфере крышку 11 помещают на рамку 1 корпуса 2, прикладывают заданный ток и выполняют шовную роликовую сварку. The cover 11 is formed, for example, from an alloy containing iron, nickel or cobalt. Such a cover 11 is designed for airtight sealing of the housing 2 in a vacuum state, filled with a nitrogen gas or similar gas (Fig. 1, 2). In a given atmosphere, the cover 11 is placed on the frame 1 of the housing 2, a predetermined current is applied and seam welding is performed.

Термокомпенсированный кварцевый генератор работает следующим образом.Thermally compensated crystal oscillator operates as follows.

При подаче напряжения питания на площадку 19а происходит возбуждение интегральной микросхемы 14 генератора, которая затем через площадки 18а и 18b передает возбуждение на площадки 4а и 4b, которые соединены с площадками 3а и 3b, соединенными с кварцевым элементом 7. Частота генерируемых колебаний генератора определяется рабочей частотой колебаний кварцевого элемента 7. В дальнейшем при изменении температуры окружающей среды встроенный в интегральную микросхему 14 температурный датчик дает команду на формирование компенсирующего напряжения для стабилизации частоты кварцевого элемента 7. Сигнал рабочей частоты генератора выводится через контактную площадку 19f. When the supply voltage is supplied to the platform 19a, the integrated microcircuit 14 of the generator is excited, which then passes the excitation to the platforms 4a and 4b through the platforms 18a and 18b, which are connected to the platforms 3a and 3b connected to the quartz element 7. The frequency of the generated oscillations of the generator is determined by the operating frequency oscillations of the quartz element 7. Subsequently, when the ambient temperature changes, the temperature sensor built into the integrated circuit 14 gives the command to form a compensating voltage for I stabilize the frequency of the quartz element 7. The signal of the operating frequency of the generator is output through the contact pad 19f.

Claims

A thermally compensated quartz generator comprising a first rectangular-shaped housing, a cover of the first housing, forming an integral connection with a mounting frame located on the upper surface of the first housing, below which inside the upper part of the first housing along one of the short sides are two contact pads on which a quartz element made in the form of a quartz plate containing two electrodes and a contact plate a dummy connected to one of the electrodes, the quartz element being connected by the leads of the electrodes to the contact pads of the upper part of the first housing, and on the lower surface of the first housing in each corner there is one contact pad, and the second rectangular housing with an integrated microcircuit installed in it and located on the lower and upper surfaces of the second case in each corner, one contact pad, while the contact pads of the upper surface of the second case are connected using a soldered joint insignia with corresponding contact pads located on the lower surface of the first case, characterized in that the quartz element is additionally supported by a dielectric material pad located inside the upper part of the first case along the short side, the opposite side with two contact pads, and the second case contains a step recess forms with steps located along the short sides of the second case, on the surface of which are located contact pads with gaps between oh, and the bottom of the recess is metallized, on the surface of which an integrated microcircuit is installed using adhesive bonding, on the upper surface of which along the opposite sides there are contact pads in the same amount as on the surface of the steps, while the contact pads of the integrated microcircuit are connected using conductors with contact pads located on the steps, and the lower surface of the second housing additionally contains two contact pads on the long sides of the building sa.