RU2643703C1 - Кварцевый генератор - Google Patents
Кварцевый генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643703C1 RU2643703C1 RU2016135844A RU2016135844A RU2643703C1 RU 2643703 C1 RU2643703 C1 RU 2643703C1 RU 2016135844 A RU2016135844 A RU 2016135844A RU 2016135844 A RU2016135844 A RU 2016135844A RU 2643703 C1 RU2643703 C1 RU 2643703C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- getter
- housing
- base
- generator
- solder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION 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
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к области электровакуумных приборов, и в частности к области приборов кварцевой стабилизации частоты, а именно к кварцевым генераторам, и может быть использовано для стабилизации частоты. Задача изобретения - упрощение конструкции кварцевого генератора. Кварцевый генератор состоит из металлического вакуумированного корпуса, в котором размещены керамическая подложка со смонтированными электронными компонентами, нераспыляемый газопоглотитель и некорпусированный кварцевый пьезоэлемент, причем металлический корпус выполнен в виде основания с герметичными электрическими вводами и металлической крышки, соединенной с основанием, с наружной стороны в основании корпуса генератора выполнено сквозное отверстие в виде конуса и, соответственно, корпус газопоглотителя с запрессованным внутри газопоглотителем выполняется в виде конусообразной детали, причем стенки отверстия покрыты припоем, а боковые поверхности корпуса газопоглотителя - золотым покрытием с подслоем титан-никель, или тонким слоем припоя, а для удержания расплавленного припоя на боковых поверхностях выполнены кольцевые проточки. Конусообразное отверстие в основании корпуса генератора дополнительно со стороны внутреннего объема корпуса генератора прикрывается тонким тепловым экраном с отверстиями. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области электровакуумных приборов, в частности к области приборов кварцевой стабилизации частоты, а именно к кварцевым генераторам, и может использоваться для стабилизации частоты.
Для обеспечения стабильности частоты в настоящее время широко используются кварцевые генераторы. Одной из распространенных конструкций кварцевого генератора является конструкция, состоящая из металлического вакуумированного корпуса, в котором размещены керамическая подложка со смонтированными радиоэлементами (электрическая схема генератора) и некорпусированный кварцевый пьезоэлемент [1].
Достоинством данной конструкции являются малые габариты генератора из-за отсутствия отдельного корпуса для кварцевого пьезоэлемента.
Недостатком данной конструкции является недостаточная долговременная стабильность частоты кварцевого генератора - во время работы, особенно при повышенных температурах, происходит десорбция остаточных газов из объема радиоэлементов и внутренней поверхности корпуса. Эту десорбцию можно значительно уменьшить за счет длительного отжига в вакууме компонентов кварцевого генератора, однако это не дает гарантии того, что в течение нескольких лет эксплуатации долговременная стабильность генератора останется на первоначальном уровне. Опыт эксплуатации кварцевых генераторов, имеющих подобную конструкцию, показал, что уход частоты может наблюдаться после 4-5 лет эксплуатации. Это связано со снижением степени вакуума в объеме корпуса кварцевого генератора.
Известно техническое решение по снижению давления остаточных газов путем применения газопоглотителя [2]. В металлическом корпусе размещаются некорпусированный кварцевый пьезоэлемент, элементы крепления и нераспыляемый газопоглотитель. За счет применения газопоглотителя обеспечивается долговременная работа кварцевого пьезоэлемента. Недостатками такой конструкции являются: увеличенный объем корпуса из-за необходимости размещения внутри газопоглотителя, необходимость в дополнительных электрических вводах для подачи напряжения на нагреватель газопоглотителя с целью его активации, необходимость в защитных экранах от теплового излучения газопоглотителя в момент его активации. Температура активации газопоглотителя лежит в пределах от 350°С до 1000°С в зависимости от его состава. При использовании внутри корпуса электронных компонентов (полупроводниковых приборов, конденсаторов и резисторов), образующих электрическую схему генератора, выход теплового излучения во время активации газопоглотителя может повредить или модифицировать характеристики электронных компонентов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является вакуумированная конструкция детектирующего элемента [3]. В данном прототипе газопоглотитель не встраивается во внутренний объем корпуса, а размещается на наружной поверхности основания корпуса. Внутренний объем газопоглотителя связан с внутренним объемом корпуса прибора - детектирующего элемента - отверстием. Перед герметизацией элемент размещают в специальную вакуумную камеру. В вакуумной камере происходит одновременная откачка и дегазация внутреннего пространства прибора и высокотемпературная активация внутреннего пространства газопоглотителя, выполненного в виде отдельного корпуса с закрепленной внутри, например, таблеткой газопоглотителя. Причем корпус прибора и отдельный корпус с газопоглотителем в момент обезгаживания и активации находятся на некотором удалении друг от друга, таком, что тепловое излучение от газопоглотителя не повреждало электронные компоненты внутри прибора.
На основании корпуса прибора выполнено углубление с кольцеобразной областью, покрытой припоем. На корпусе газопоглотителя также имеется кольцеобразная область с золотым покрытием. После окончания процесса активации и обезгаживания корпус газопоглотителя своей кольцевой областью соединяется с кольцевой областью на корпусе прибора. Припой смачивает золотое покрытие и после выключения подогрева происходит вакуумплотное соединение основания корпуса с корпусом газопоглотителя. Достоинство данного технического решения - газопоглотитель не увеличивает размеры прибора, не требуются дополнительные электрические вводы для активации газопоглотителя, инфракрасное излучение при активации газопоглотителя не повреждает электронные компоненты, находящиеся внутри корпуса прибора.
Недостатком данной конструкции прибора, в котором полость в основании прибора выполнена в виде углубления, в которое встраивается корпус с газопоглотителем, с дном со стороны внутреннего объема прибора и отверстием в дне для сообщения объемов газопоглотителя и внутреннего объема прибора, а по периметру дна выполняется кольцевая проточка, покрытая припоем, являются:
1 - высота корпуса газопоглотителя с газопоглотителем внутри, а следовательно, и его объем ограничены глубиной полости в основании прибора, распространяющейся до дна в основании прибора, что уменьшает объем газа, поглощаемым этим газопоглотителем, а следовательно, и срок службы прибора;
2 - для надежного соединения пайкой корпуса газопоглотителя с основанием прибора, кольцевая проточка должна иметь достаточную ширину (1-2 мм), тем самым занимается полезная площадь на основании прибора, что в ряде случаев неприемлемо.
Задача изобретения - упрощение конструкции кварцевого генератора.
Эта задача достигается следующим образом. Кварцевый генератор представляет собой конструкцию, состоящую из металлического вакуумированного корпуса, в котором размещены керамическая подложка со смонтированными электронными компонентами (электрическая схема генератора) и некорпусированнный кварцевый пьезоэлемент. Металлический корпус выполнен в виде основания с герметичными электрическими вводами и металлической крышки, соединенной с основанием методами сварки, пайки или при помощи клея. В основании корпуса генератора выполняется отверстие в виде конуса, и, соответственно, корпус газопоглотителя с газопоглотителем внутри выполняется в виде конусообразной детали, причем стенки отверстия в основании генератора покрываются припоем, а боковые поверхности корпуса газопоглотителя - золотым покрытием с подслоем титан-никель или тонким слоем припоя, а для удержания расплавленного припоя на боковых поверхностях выполнены кольцевые проточки. Эта конструкция позволяет более точно (без зазоров) производить соединение корпуса газопоглотителя с корпусом генератора.
На фиг. 1 показана конструкция кварцевого генератора с отверстием в корпусе в виде конуса и корпусом газопоглотителя также в виде конусообразной детали.
Здесь: 1 - основание корпуса генератора, 2 - крышка, 3 - керамическая подложка со смонтированными электронными компонентами (электрическая схема генератора), 4 - кварцевый пьезоэлемент, 5 - замкнутая полость генератора, 6 - вводы в основании корпуса, 7 - корпус газопоглотителя, 8 - газопоглотитель, 9 - кольцеобразная область на основании корпуса (конусообразное отверстие), покрытая припоем - область соединения основания корпуса генератора с корпусом газопоглотителя.
На фиг. 2 показана конструкция корпуса газопоглотителя с газопоглотителем в сборе. Здесь: 7 - корпус газопоглотителя, 8 - газопоглотитель, 10 - кольцевые проточки. Проточки необходимы для удержания расплавленного припоя на поверхности конусообразной детали корпуса газопоглотителя.
На фиг. 3 показан фрагмент конструкции корпуса с дополнительным тепловым экраном. Здесь: 1 - основание корпуса генератора, 11 - тепловой экран с отверстиями 12.
Устройство работает следующим образом (фиг. 1). Соединение основания корпуса генератора 1 с основанием газопоглотителя 8 осуществляется следующим образом. В специальной вакуумной камере производится обезгаживание (предварительный прогрев при температуре до 150°С в течение от нескольких минут до десятков часов) корпуса генератора 1 и корпуса газопоглотителя 7 со смонтированным газопоглотителем 8, после чего производится активация газопоглотителя 8 при соответствующей температуре, присущей данному применяемому газопоглотителю (нагрев до температуры 350-600°С в течение десятков минут). Причем корпус генератора 1 и отдельный корпус газопоглотителя 7 с газопоглотителем 8 (фиг. 2) в момент обезгаживания и активации располагаются на некотором удалении друг от друга, таком, чтобы тепловое излучение от газопоглотителя не повреждало электронные компоненты внутри прибора. Температура корпуса генератора 1 (фиг. 1) поддерживается на 10-20°С ниже температуры расплавления припоя в кольцеобразной области основания корпуса генератора 1, например, на уровне 150°С при использовании в качестве припоя индия. В кольцеобразной канавке 10 (фиг. 2) в корпусе газопоглотителя 7 также используется припой, который при высокой температуре активации (350-600°С) расплавляется и принимает в сечении выпуклую форму, например в виде полусферы. Температура газопоглотителя 8 обычно выбирается ниже температуры припоя. В случае применения в качестве припоя индия температура испарения более 800°С, а применение в качестве припоя олова более 1000°С.
По истечении времени активации (обычно от нескольких минут до нескольких часов) производится соединение корпуса газопоглотителя 7 с кольцеобразной областью 9 в основании корпуса генератора 1, при этом часть тепла от корпуса газопоглотителя 7 передается на припой на боковой поверхности кольцеобразной области 9 в основании корпуса генератора 1, что приводит к его расплавлению. В этот момент выключается нагрев корпуса газопоглотителя 7 и корпуса генератора 1. Припой в месте соединения основания корпуса генератора 1 и корпуса газопоглотителя 7 затвердевает, при этом образуется вакуумплотное соединение корпуса газопоглотителя 7 с корпусом генератора 1. При этом происходит герметизация замкнутой полости генератора 5 (фиг. 1). Активированный газопоглотитель поддерживает в течение жизненного цикла кварцевого генератора (до 25 лет) вакуум внутри замкнутой полости генератора 5, тем самым, обеспечивая высокую долговременную стабильность частоты.
Для уменьшения влияния теплового воздействия от нагретого корпуса газопоглотителя 7 на керамическую подложку со смонтированными электронными компонентами (электрическая схема генератора) 3 (фиг. 1), кольцеобразная область 9 (фиг. 1) в основании корпуса генератора 1 может быть дополнительно со стороны внутреннего объема корпуса генератора прикрываться тепловым экраном 11 с отверстиями 12, как это показано на фиг. 3.
По сравнению с прототипом заявленная конструкция кварцевого генератора обладает следующими преимуществами.
1. Нет необходимости в обеспечении кольцевой области на корпусе газопоглотителя и на основании корпуса генератора, что позволяет экономить занимаемую площадь на основании корпуса генератора.
2. Кольцевая область на основании корпуса генератора выполняется в виде сквозного отверстия, что позволяет увеличить объем газопоглотителя, встраиваемого в основание корпуса генератора, а сквозное отверстие позволяет увеличить скорость откачки остаточных газов газопоглотителем в процессе обезгаживания и эксплуатации кварцевого генератора.
3. Конусообразная конструкция корпуса газопоглотителя и конусообразное отверстие в основании корпуса генератора позволяет более точно (без зазоров) производить соединение корпуса газопоглотителя с корпусом генератора.
Источники информации
1. Термостатируемый кварцевый генератор. Патент РФ №2503122 от 27.12.2013 г.
2. Кварцевый резонатор. Патент РФ №2351062 от 23.03.2009 г.
3. Элемент для детектирования электромагнитного излучения, в частности инфракрасного излучения, модуль формирования оптического инфракрасного изображения, включающий такой элемент и способ для его реализации. Патент РФ №2386157 от 10.04.2010 г.
Claims (2)
1. Кварцевый генератор, состоящий из металлического вакуумированного корпуса, в котором размещены керамическая подложка со смонтированными электронными компонентами, нераспыляемый газопоглотитель и некорпусированный кварцевый пьезоэлемент, причем металлический корпус выполнен в виде основания с герметичными электрическими вводами и металлической крышки, соединенной с основанием, отличающийся тем, что с наружной стороны в основании корпуса генератора выполнено сквозное отверстие в виде конуса и, соответственно, корпус газопоглотителя с запрессованным внутри газопоглотителем выполняется в виде конусообразной детали, причем стенки отверстия покрыты припоем, а боковые поверхности корпуса газопоглотителя - золотым покрытием с подслоем титан-никель, или тонким слоем припоя, а для удержания расплавленного припоя на боковых поверхностях выполнены кольцевые проточки.
2. Кварцевый генератор по п. 1, отличающийся тем, что конусообразное отверстие в основании корпуса генератора дополнительно со стороны внутреннего объема корпуса генератора прикрывается тонким тепловым экраном с отверстиями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135844A RU2643703C1 (ru) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Кварцевый генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135844A RU2643703C1 (ru) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Кварцевый генератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643703C1 true RU2643703C1 (ru) | 2018-02-05 |
Family
ID=61173697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135844A RU2643703C1 (ru) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Кварцевый генератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643703C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112135491A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种半球谐振陀螺吸气剂散热装置及散热方法 |
RU2799520C1 (ru) * | 2022-08-03 | 2023-07-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Микроузел вакуумного прибора и способ его сборки |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5317157A (en) * | 1991-11-20 | 1994-05-31 | Fujitsu Limited | Infrared ray detecting sensor with getter partition |
RU2081506C1 (ru) * | 1995-03-06 | 1997-06-10 | Акционерное общество открытого типа "Морион" | Кварцевый генератор и способ его изготовления |
RU2349025C1 (ru) * | 2007-05-16 | 2009-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Способ изготовления миниатюрного кварцевого генератора (резонатора) - термостата |
RU2386157C2 (ru) * | 2004-08-24 | 2010-04-10 | Юлис | Элемент для детектирования электромагнитного излучения, в частности инфракрасного излучения, модуль формирования оптического инфракрасного изображения, включающий такой элемент, и способ для его реализации |
-
2016
- 2016-09-05 RU RU2016135844A patent/RU2643703C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5317157A (en) * | 1991-11-20 | 1994-05-31 | Fujitsu Limited | Infrared ray detecting sensor with getter partition |
RU2081506C1 (ru) * | 1995-03-06 | 1997-06-10 | Акционерное общество открытого типа "Морион" | Кварцевый генератор и способ его изготовления |
RU2386157C2 (ru) * | 2004-08-24 | 2010-04-10 | Юлис | Элемент для детектирования электромагнитного излучения, в частности инфракрасного излучения, модуль формирования оптического инфракрасного изображения, включающий такой элемент, и способ для его реализации |
RU2349025C1 (ru) * | 2007-05-16 | 2009-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Способ изготовления миниатюрного кварцевого генератора (резонатора) - термостата |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Альтшуллер Г.Б., Елфимов Н.Н., Шакулин В.Г. Кварцевые генераторы. - М.: Радио и связь, 1984, с. 120. * |
Альтшуллер Г.Б., Елфимов Н.Н., Шакулин В.Г. Кварцевые генераторы. - М.: Радио и связь, 1984, с. 120. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗОНАТОРА-ТЕРМОСТАТА КВАРЦЕВОГО ЦЛЗ.380.059, НИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ, г.Омск, 19.08.1992. * |
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗОНАТОРА-ТЕРМОСТАТА КВАРЦЕВОГО ЦЛЗ.380.059, НИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ, г.Омск, 19.08.1992. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112135491A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种半球谐振陀螺吸气剂散热装置及散热方法 |
CN112135491B (zh) * | 2020-09-27 | 2024-05-10 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种半球谐振陀螺吸气剂散热装置及散热方法 |
RU2799520C1 (ru) * | 2022-08-03 | 2023-07-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Микроузел вакуумного прибора и способ его сборки |
RU2806609C1 (ru) * | 2023-05-11 | 2023-11-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ сборки микроузла вакуумного прибора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10511310B2 (en) | Oven controlled crystal oscillator consisting of heater-embedded ceramic package | |
JP4354347B2 (ja) | 水晶発振器 | |
US20150158720A1 (en) | Integrated heater for gettering or outgassing activation | |
US6900702B2 (en) | MEMS frequency standard for devices such as atomic clock | |
US7427902B2 (en) | High-stability piezoelectric oscillator | |
US20060060785A1 (en) | Component for detecting electromagnetic radiation, particularly infrared radiation, infrared optical imaging unit including such a component and process for implementing it | |
US20030110865A1 (en) | Method of producing an integrated reference pressure sensor element | |
US20200076438A1 (en) | Oven controlled crystal oscillator | |
RU2643703C1 (ru) | Кварцевый генератор | |
JP6198522B2 (ja) | 陽極接合された蒸気セル内で圧力の均一性を高める製作技法 | |
JP2013021079A (ja) | パッケージの封止方法 | |
JP2013038727A (ja) | 気密パッケージおよびその製造方法。 | |
JP4843424B2 (ja) | 水晶振動子用のガラス封止カバー及びこれを用いた水晶振動子の製造方法 | |
RU103042U1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
RU2349025C1 (ru) | Способ изготовления миниатюрного кварцевого генератора (резонатора) - термостата | |
US2413579A (en) | Crystal holder | |
JP2010081127A (ja) | 水晶発振子および水晶発振子の製造方法 | |
RU167515U1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
JP5807755B2 (ja) | 圧電デバイス | |
JP2007324466A (ja) | 半導体パッケージ | |
CN108358158B (zh) | 一种晶圆级封装结构、制备方法及其吸气剂的激活方法 | |
RU123218U1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
RU175889U1 (ru) | Миниатюрный кварцевый резонатор-термостат | |
CN105312767A (zh) | 气室的密封方法 | |
US2820931A (en) | Semiconductor devices and methods |