RU2632268C2 - Quartz generator - Google Patents

Quartz generator Download PDF

Info

Publication number
RU2632268C2
RU2632268C2 RU2015152903A RU2015152903A RU2632268C2 RU 2632268 C2 RU2632268 C2 RU 2632268C2 RU 2015152903 A RU2015152903 A RU 2015152903A RU 2015152903 A RU2015152903 A RU 2015152903A RU 2632268 C2 RU2632268 C2 RU 2632268C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
piezoelectric element
ceramic
contacts
chip
Prior art date
Application number
RU2015152903A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015152903A (en
Inventor
Алексей Олегович ЛОЖНИКОВ
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") filed Critical Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority to RU2015152903A priority Critical patent/RU2632268C2/en
Publication of RU2015152903A publication Critical patent/RU2015152903A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2632268C2 publication Critical patent/RU2632268C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: quartz generator contains a cermet housing with a mounting platform, a piezoelectric element and a one-chip generator circuit, one-chip integrated generator circuit is placed on an additionally added ceramic plate with conductive paths, on which holders with a piezoelement are fixed with a conductive adhesive, and installed with glue on the mounting platform. The contacts of the single-chip integrated circuit are connected by welding with conductors with contacts on the ceramic plate.
EFFECT: creation of a highly stable miniature quartz surface-mounted generator, whose piezoelectric element is mechanically decoupled from the generator housing.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при разработках миниатюрных кварцевых генераторов для поверхностного монтажа.The invention relates to the field of electronics and can be used in the development of miniature crystal oscillators for surface mounting.

В настоящее время появились однокристальные интегральные схемы кварцевых генераторов, которые работают с резонаторами AT среза. Для работы генераторов, основанных на этой схеме, необходим только пьезоэлемент или резонатор. В случае применения пьезоэлемента (резонатора без корпуса) габаритные размеры становятся минимально возможными, однако уменьшение размера пьезоэлемента связано с появлением скачков частоты при отдельных температурах окружающей среды и большим влиянием мест крепления пьезоэлемента на добротность и стабильность колебания. При креплении пьезоэлемента напрямую в металлокерамический корпус температурно-частотная характеристика изделия обычно сильно искажается из-за различия коэффициентов линейного расширения кварца и корпуса.Currently, single-chip integrated circuits of crystal oscillators have appeared that work with AT cutoff resonators. For operation of generators based on this scheme, only a piezoelectric element or resonator is needed. In the case of using a piezoelectric element (a resonator without a housing), the overall dimensions become the smallest possible, however, a decrease in the size of the piezoelectric element is associated with the appearance of frequency jumps at individual ambient temperatures and a large influence of the attachment points of the piezoelectric element on the quality factor and vibration stability. When the piezoelectric element is mounted directly in the ceramic-metal case, the temperature-frequency characteristic of the product is usually strongly distorted due to the difference in the linear expansion coefficients of quartz and the case.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор [1], содержащий пьезоэлемент, установленный на выемки металлокерамического корпуса, и однокристальнуюо интегральную схему генератора, установленную на монтажную площадку.Closest to the proposed one is a generator [1], containing a piezoelectric element mounted on the recesses of the ceramic-metal casing, and a single-chip integrated circuit of the generator installed on the installation site.

Недостатком устройства прототипа является отсутствие механической развязки между корпусом всего изделия и пьезоэлементом, что сказывается на температурно-частотной характеристике генератора.The disadvantage of the prototype is the lack of mechanical isolation between the body of the entire product and the piezoelectric element, which affects the temperature-frequency characteristic of the generator.

Задачей изобретения является создание высокостабильного миниатюрного кварцевого генератора поверхностного монтажа, пьезоэлемент которого механически развязан от корпуса генератора.The objective of the invention is the creation of a highly stable miniature quartz oscillator surface mounted, the piezoelectric element of which is mechanically isolated from the generator housing.

Поставленная задача достигается путем введения кварцевого генератора, содержащего металлокерамический корпус с монтажной площадкой, пьезоэлемент и однокристальную схему генератора, согласно изобретению, однокристальная интегральная схема генератора размещена на дополнительно введенной керамической плате с проводящими дорожками, установленной с помощью клея на монтажной площадке металлокерамического корпуса, при этом контакты однокристальной интегральной схемы соединены с помощью сварки проводниками с контактами на керамической плате и металлокерамического корпуса, а на керамической плате токопроводящим клеем размещены держатели с пьезоэлементом керамической платы, которая является буфером между корпусом генератора и пьезоэлементом. Также на этой плате установлена интегральная схема кварцевого генератора и токопроводящие дорожки.The problem is achieved by introducing a quartz oscillator containing a ceramic-metal casing with a mounting pad, a piezoelectric element and a single-chip oscillator circuit, according to the invention, a single-chip integrated circuit of the generator is placed on an additional ceramic plate with conductive tracks, installed with glue on the mounting pad of the ceramic-metal casing, while the contacts of a single-chip integrated circuit are connected by welding with conductors with contacts on a ceramic the main board and the ceramic-metal case, and on the ceramic board with conductive adhesive, holders with a piezoelectric element of the ceramic board, which is a buffer between the generator body and the piezoelectric element, are placed. Also on this board is an integrated circuit of a quartz oscillator and conductive paths.

Конструкция предлагаемого кварцевого генератора представлена на фигуре. Она представляет собой металлокерамический корпус 1, на монтажной площадке которого зафиксирована с помощью клея керамическая плата 2 с проводящими дорожками. На керамической плате установлена однокристальная интегральная схема 3, контакты которой соединены сваркой проволоки с контактами на керамической плате и металлокерамического корпуса, и размещены держатели 4 с пьезоэлементом 5, которые закреплены токопроводящим клеем. Герметизация происходит методом шовно-роликовой сварки крышки 6 и корпуса 1.The design of the proposed crystal oscillator is presented in the figure. It is a ceramic-metal casing 1, on the mounting site of which a ceramic board 2 with conductive tracks is fixed with glue. A single-chip integrated circuit 3 is installed on the ceramic circuit board, the contacts of which are connected by welding wire with the contacts on the ceramic circuit board and the ceramic-metal case, and holders 4 with a piezoelectric element 5 are placed, which are fixed with conductive adhesive. Sealing occurs by seam-roller welding of the cover 6 and the housing 1.

Работа заявляемого кварцевого генератора основана на том, что при изменении температуры окружающей среды металлокерамический корпус изменяет свои геометрические размеры, а керамическая плата, установленная на монтажную площадку и закрепленная в центральной зоне, уменьшает влияние изменения размеров корпуса на расположение держателей. Держатели тоже, в свою очередь, уменьшают свое влияние на пьезоэлемент при изменении температуры окружающей среды. Таким образом, происходит двойная механическая развязка пьезоэлементов от металлокерамического корпуса, благодаря которой достигается повторяемость температурно-частотных характеристик генераторов.The operation of the inventive quartz generator is based on the fact that when the ambient temperature changes, the ceramic-metal case changes its geometrical dimensions, and a ceramic board installed on the mounting pad and fixed in the central zone reduces the effect of changing the case dimensions on the location of the holders. The holders, in turn, reduce their effect on the piezoelectric element when the ambient temperature changes. Thus, there is a double mechanical isolation of the piezoelectric elements from the ceramic-metal casing, due to which the repeatability of the temperature-frequency characteristics of the generators is achieved.

ПримерExample

Были изготовлены кварцевые генераторы на частоту 20 МГц согласно предлагаемой конструкции. После изготовления были произведены измерения температурно-частотных характеристик готовых изделий. В интервале рабочих температур от минус 60 до плюс 85°С температурно-частотные характеристики генераторов имели схожие, предсказуемые значения и не имели скачков частоты. То есть в данной конструкции температурно-частотная характеристика смонтированного пьезоэлемента и генератора целиком определяется углом среза, а не типом используемого корпуса, токопроводящего клея и способом монтажа.Crystal oscillators were manufactured at a frequency of 20 MHz according to the proposed design. After manufacturing, the temperature-frequency characteristics of the finished products were measured. In the range of operating temperatures from minus 60 to plus 85 ° С, the temperature-frequency characteristics of the generators had similar, predictable values and did not have frequency jumps. That is, in this design, the temperature-frequency characteristic of the mounted piezoelectric element and the generator is entirely determined by the cutting angle, and not by the type of housing used, conductive glue and the installation method.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США US 6452460 B2, 17.09.2002.1. US patent US 6452460 B2, 09/17/2002.

Claims (1)

Кварцевый генератор, содержащий металлокерамический корпус с монтажной площадкой, пьезоэлемент и однокристальную схему генератора, отличающийся тем, что однокристальная схема генератора размещена на дополнительно введенной керамической плате с проводящими дорожками, на которой токопроводящим клеем закреплены держатели с пьезоэлементом и установленной с помощью клея на монтажной площадке, при этом контакты однокристальной интегральной схемы соединены с помощью сварки проводниками с контактами на керамической плате.A quartz oscillator comprising a ceramic-metal casing with a mounting pad, a piezoelectric element and a single-chip oscillator circuit, characterized in that the single-chip oscillator circuit is placed on an additional ceramic plate with conductive paths, on which holders with a piezoelectric element are fixed with adhesive and installed with glue on the mounting platform, wherein the contacts of a single-chip integrated circuit are connected by welding with conductors to the contacts on the ceramic board.
RU2015152903A 2015-12-09 2015-12-09 Quartz generator RU2632268C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152903A RU2632268C2 (en) 2015-12-09 2015-12-09 Quartz generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152903A RU2632268C2 (en) 2015-12-09 2015-12-09 Quartz generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015152903A RU2015152903A (en) 2017-06-15
RU2632268C2 true RU2632268C2 (en) 2017-10-03

Family

ID=59068076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015152903A RU2632268C2 (en) 2015-12-09 2015-12-09 Quartz generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632268C2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2081506C1 (en) * 1995-03-06 1997-06-10 Акционерное общество открытого типа "Морион" Quartz generator and process of its manufacture
RU7261U1 (en) * 1997-07-09 1998-07-16 Открытое акционерное общество "МОРИОН" THERMOSTATED QUARTZ GENERATOR
US6452460B2 (en) * 2000-04-20 2002-09-17 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Surface mounting quartz-crystal oscillator
JP2004228894A (en) * 2003-01-22 2004-08-12 Tokyo Denpa Co Ltd Piezoelectric oscillator and its manufacturing method
JP2006054321A (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Daishinku Corp Package for electronic component and piezoelectric oscillator employing the package
JP2009194608A (en) * 2008-02-14 2009-08-27 Epson Toyocom Corp Piezoelectric device
RU123608U1 (en) * 2012-06-26 2012-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма Микросистемы" QUARTZ GENERATOR
RU128042U1 (en) * 2012-08-22 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") MINIATURE QUARTZ RESONATOR (GENERATOR) - THERMOSTAT

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2081506C1 (en) * 1995-03-06 1997-06-10 Акционерное общество открытого типа "Морион" Quartz generator and process of its manufacture
RU7261U1 (en) * 1997-07-09 1998-07-16 Открытое акционерное общество "МОРИОН" THERMOSTATED QUARTZ GENERATOR
US6452460B2 (en) * 2000-04-20 2002-09-17 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Surface mounting quartz-crystal oscillator
JP2004228894A (en) * 2003-01-22 2004-08-12 Tokyo Denpa Co Ltd Piezoelectric oscillator and its manufacturing method
JP2006054321A (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Daishinku Corp Package for electronic component and piezoelectric oscillator employing the package
JP2009194608A (en) * 2008-02-14 2009-08-27 Epson Toyocom Corp Piezoelectric device
RU123608U1 (en) * 2012-06-26 2012-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма Микросистемы" QUARTZ GENERATOR
RU128042U1 (en) * 2012-08-22 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") MINIATURE QUARTZ RESONATOR (GENERATOR) - THERMOSTAT

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015152903A (en) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104009729B (en) Piezoelectric vibrator, oscillator, electronic equipment and radio controlled timepiece
JP5624864B2 (en) Temperature controlled crystal oscillator and crystal oscillator
US20030052743A1 (en) Device for producing a signal having a substantially temperature-independent frequency
US20120229225A1 (en) Piezoelectric device and electronic apparatus
JP2013102315A (en) Piezoelectric device and electronic apparatus
US9154076B2 (en) Dual-mode crystal oscillator
JP6148502B2 (en) Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device and radio clock
JP4989743B2 (en) Piezoelectric oscillator
US10305491B2 (en) Oscillator
JP2011091702A (en) Piezoelectric oscillator, and frequency control method of the same
US11063558B2 (en) Direct-current tuning of bulk acoustic wave resonator devices
RU2632268C2 (en) Quartz generator
JP2014135655A (en) Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and atomic clock
JP2011049664A (en) Method for manufacturing package, method for manufacturing piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio-controlled timepiece
JP2014179769A (en) Crystal oscillator, oscillator, electronic apparatus and radio clock
RU2582476C1 (en) Quartz piezoelectric element section at, made at third mechanical harmonic at frequency from 20 to 120 mhz
RU166742U1 (en) CONSTRUCTION OF A THERMAL COMPENSATED QUARTZ GENERATOR
JP5841090B2 (en) Quartz crystal, oscillator, electronic equipment and radio clock
JP6101121B2 (en) Quartz crystal, oscillator, electronic equipment and radio clock
JP2003224425A (en) Temperature compensated piezoelectric oscillator
JP2014241471A (en) Signal generating circuit, signal generating device, process of manufacturing the same, electronic apparatus, and mobile body
JP7448901B2 (en) piezoelectric device
JP2013191981A (en) Piezoelectric vibrating piece, method for manufacturing piezoelectric vibrating piece, piezoelectric resonator, oscillator, electronic device, and radio-controlled timepiece
JP2012119853A (en) Piezoelectric device
US20240106393A1 (en) Method For Manufacturing Oscillator