TWI587631B - 設有抗震緊固機構之電子石英共振器模組 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種設有抗震緊固機構之具有石英或MEMS共振器之電子模組。該石英或MEMS共振器被侷限在一共振器外殼內,其被設置有覆蓋在至少一外表面上用於該共振器的電連接的電接觸墊片。一印刷電路板載負該共振器外殼並包括用來連接至該共振器外殼的該等電連接墊片的電連接端子。
一種SMD石英時件共振器大致上被直接安裝在一印刷電路板上,用以被牢牢地固定至手錶的機芯上。當該手錶受到機械式撞擊時,在錶殼內的該石英共振器在該機械式衝擊直接被傳遞至該共振器之後會受損害。因此,該石英共振器的效率會減損,因而導致不佳的操作精準度。對於具有溫度補償之高精準性手錶而言此一風險更大。一設有被牢牢地固定至手錶機芯之此類型的石英共振器的手錶僅僅是被掉落到一硬質地板上就有可能會喪失其
精準性,而這是一項缺點。
中國專利申請案第201699667U號中揭露一種設有一插入式(plug-in)石英共振器的模組。為了要容納該石英共振器,該模組包括一金屬蓋及一其上安裝了該石英共振器的基座。該石英共振器被兩個導電凸緣電連接至從該外殼伸出來的接腳(pin)以用於該模組的電連接。這些導電凸緣提供一些彈性以保護該石英共振器,防止任何機械性衝擊傷害到該模組。然而,此模組無法被整合到小尺寸的錶殼內且在包含該電子模組的手錶受到機械性衝擊時無法提供該石英共振器適當的保護,這些都是缺點。
瑞士專利CH 609528B號揭露一種包在一金屬殼中的石英共振器。一種彈簧桿形式的骨架固持並電連接在該錶殼內部的該共振器,用以電連接至該錶殼的外面。此金屬緊固骨架提供該共振器抵抗機械性衝擊的能力,但該緊固骨架和在該錶殼內的該石英共振器直接機械地及電地接觸,這無法提供重複性衝擊的抵抗能力。這因而成為一項缺點。
美國專利申請案第2007/0035214號揭露一種壓電式振盪器(piezoelectric oscillator)。該振盪器包括一壓電共振器,其被侷限在一共振器外殼內。該共振器外殼透過一作為抗震固定機構的彈性體緩衝元件而被固定至一外殼結構的基座。該共振器外殼亦可藉由被一緩衝元件夾設而被固定在該振盪器外殼結構內部。然而,其並沒有提供結構來將該共振器外殼充分地維持在該振盪器外殼結構
內來確保一適當的抗震固定機構,而這是一個缺點。
因此,本發明的主要目的是要藉由提出一種具有石英或MEMS共振器的電子模組來克服上述的缺點,該電子模組被設置有新穎的抗震固定結構且能夠被安裝在一手錶內,譬如一腕錶內。
因此,本發明係關於一種具有石英或MEMS共振器的電子模組,其包括獨立請求項1中所載的特徵。
該電子模組的特殊實施例被界定在附屬請求項2至12中。
本發明之該具有石英或MEMS共振器的電子模組的一項優點為,該減震元件(其較佳地為一彈性體元件)將裝有該石英或MEMS共振器的外殼不動地固持在該電子模組外殼結構中。當該電子模組被安裝在一手錶內靠近手錶機芯時,該手錶經歷的任何衝擊都被傳遞至在其外殼內的共振器,該衝擊被該彈性體元件所形成的固定機構顯著地減小。這保護了該共振器免受機械性衝擊的損害並降低該共振器喪失精確度或損壞的風險。
較佳地,兩個減震元件被設置在該共振器外殼的兩側上,用以將其固持在該電子模組外殼結構內。這兩個減震元件可以是彈性體元件,其可被壓擠在該電子模組外殼結構的兩個內壁之間。該等彈性體元件的一者可被設置在該印刷電路板和該共振器外殼之間。此彈性體元件
亦可包含導電電線,用來將該印刷電路板的電連接端子連接至該共振器外殼的電接觸墊片。
2‧‧‧石英或MEMS共振器構件
3‧‧‧石英共振器
4‧‧‧集成式時計電路
5‧‧‧共振器外殼
5’‧‧‧蓋子
15‧‧‧電接觸墊片
7‧‧‧減震(彈性體)元件
18‧‧‧電連接端子
17‧‧‧導電電線(絲線)
6‧‧‧印刷電路板
8‧‧‧減震(彈性體)元件
1‧‧‧電子模組
9‧‧‧蓋子
16‧‧‧硬的印刷電路板
該電子石英或MEMS共振器模組的目的、優點及特徵在下面參考附圖的非限制性描述中將變得更加清楚,其中:圖1顯示一外殼的橫貫剖面圖,該外殼裝了用於依據本發明的電子模組的石英共振器,圖2顯示依據本發明之具有石英或MEMS共振器的電子模組的第一實施例的部分剖面的部分示意圖,及圖3顯示依據本發明之具有石英或MEMS共振器的電子模組的第二實施例的部分剖面的部分示意圖。
在下面的描述中,本發明之具有石英或MEMS共振器的電子模組中所有對於熟習技術領域人而言是習知的構件都以簡化的方式來描述。下面的描述主要係以該石英或MEMS共振器外殼被抗震固定機構固定在該電子模組的一外殼結構內部的情形為基礎。
石英或MEMS共振器構件2被概略地示於圖1中。此構件2例如包括一石英共振器3,其被置於一共振器外殼5內,其被一蓋子5’密封。此共振器外殼可用金屬或陶瓷材料來製造。一被連接至該石英共振器3的集成
式時計(integrated timepiece)電路4可用已知方式被置於該被密封的共振器外殼內。電接觸墊片15被設置在該共振器外殼5的至少一外表面上,用以將該該石英共振器3或該共振器電連該集成式時計電路4。例如,兩片、四片或八片金屬電接觸墊片可被設置在該共振器外殼5的外部矩形表面的四個角落。
石英共振器構件,譬如Micro Crystal CM7或Micro Crystal WM-1322-C7或WM-1323-C7,可被用於該電子模組。然而,其它石英或MEMS共振器構件亦可被用於該電子模組。此類型的石英共振器構件的尺寸可以是3至4mm長,1.5至2mm寬及不到1mm厚。
圖2是具有石英或MEMS共振器的電子模組1的第一實施例的示意圖。在圖2中的各式元件的例示圖並不對應它們實際尺寸。石英或MEMS共振器構件2係透過至少一減震元件7而被不動地固持在該電子模組1的一外殼結構內。此減震元件(其可由彈性體製成)保護在該共振器外殼5內的石英或MEMS共振器使其不受作用在該電子模組上的任何機械性衝擊影響。該石英或MEMS共振器構件2亦被安裝在一印刷電路板6上。構件2較佳地透過該彈性體元件7被安裝在硬質的印刷電路板6上。
該印刷電路板6的電連接端子18被設置來電連接至該共振器外殼5的電接觸墊片15。印刷電路板6亦包括金屬路徑的配置(未示出)。該第一減震元件7(其為一彈性體元件)包括在該彈性體材料內的導電電線17,用
來將該共振器外殼5的電接觸墊片15連接至該印刷電路板6的電連接端子18。介於電連接端子18和接觸墊片15之間透過導電電線17所構成的電連接可單純地藉由壓擠彈性體元件7所形成的接觸或藉由使用導電黏劑所形成的接觸來達成。
該第一彈性體元件7一“斑馬(zebra)”連接器。較佳地,此第一彈性體元件7包括多列穿透該第一彈性體元件的厚度且規則地間隔開的金屬絲17。此例如是矽彈性體元件7可以是由Shin-Etsu公司製造的GB-Matrix型彈性體元件。它可具有一介於0.3至2.5mm的厚度及與所使用的該石英或MEMS共振器外殼5的長度及寬度相同的長度及寬度。
較佳地,該共振器外殼5可被不動地固持在該電子模組1的外殼結構內,被夾設在兩個減震元件7,8之間,該兩個減震元件可以是相同類型或不同類型的彈性體元件。只有該第一彈性體元件設有導電電線17。該第一彈性體元件7可以和該共振器外殼5的整個底部表面接觸,而該第二彈性體元件8可以和共振器外殼5的整個上表面接觸。彈性體元件7及8亦可延伸在該共振器外殼5的支撐表面的每一側上。該等減震彈性體元件固持該共振器外殼5且被壓擠在該電子模組1的外殼結構的兩個壁或內表面之間。該兩個彈性體元件亦可結合至該共振器外殼5的該上表面及底部表面。
在此第一實施例中,該電子模組1的外殼結
構包含一基座,它是由該印刷電路板6形成。此印刷電路板較佳地是硬質的。電子模組1的外殼結構更包括一硬的蓋子9,其被黏合或焊接至該印刷電路板,用以將該共振器外殼5侷限在至少一第一腔室中。該蓋子可用不透明的塑膠或金屬製成。該共振器外殼5被不動地固持在該電子模組1的外殼結構中,且夾設在該兩個彈性體元件7及8之間。一但該蓋子9被固定至該印刷電路板,該兩個彈性體元件7及8亦可藉由該蓋子9的內表面和該印刷電路板6的內表面之間的壓擠將該共振器外殼5不動地固持。
該印刷電路板6亦可包含一或數個在同一電連接表面上的其它電子構件,譬如像是一積體電路14。此積體電路14例如可被用來控制連接至時脈電路的該共振器所提供的訊號及用來儲存各式資料。積體電路14可位在蓋子9的一第二空腔內。雖然未在圖2中被示出,但印刷電路板6亦可包括額外的連接端子,其可從該電子模組1的外殼結構的外部接近(accessible)。
圖3為具有石英或MEMS共振器的電子模組1的第二實施例的示意圖。該石英或MEMS共振器構件2被直接安裝在該印刷電路板6上,該印刷電路板較佳地是可撓曲的(flexible)。該共振器外殼5的電接觸墊片15被直接焊接到該可撓曲的印刷電路板6的電連接端子18上。被固定至該印刷電路板6的該共振器外殼5亦透過至少一減震元件7被不動地固持在該電子模組1的外殼結構內。
此第一減震元件7和第一實施例一樣可以是一彈性體元件。然而,對於第二實施例而言,該第一彈性體元件並沒有用來將接觸墊片15連接至連接端子18的導電電線,因為該共振器構件2被直接固定至該印刷電路板6上。較佳地,被固定至該可撓曲的印刷電路板6的該共振器外殼5被夾設在兩個減震元件7及8之間,藉以被不動地固持在該電子模組1的外殼結構內。該兩個減震元件可以是彈性體元件。
該第一彈性體元件7和該外殼結構的一硬質的基座10的內表面接觸,該第二彈性體元件8和該外殼結構的一硬的不透明的蓋子9的內表面接觸。蓋子9被黏合或焊接至該基座10。當蓋子9被固定至該基座時,該兩個彈性體元件7及8可被壓擠,用以將該共振器外殼5牢牢地固持並容納在該外殼9的一第一腔室內。
該可撓曲的印刷電路板6可載負被設置在該蓋子9的第二腔室內的其它電子構件。印刷電路板6的金屬路徑的配置(未示出)被設置來用於該等電子構件(譬如,積體電路14)的電連接。然而,該等其它電子構件可被安裝在另一硬的印刷電路板16上,其被機械地及電地直接連接至該可撓曲的印刷電路板6。這兩個印刷電路板6,16的連接部分可被設置在該外殼結構的該兩個腔室之間的一適當大小的路徑內。這限制了在該電子模組1的外殼結構內部的這兩個印刷電路板的連接部分的運動。
應指出的是,這兩個印刷電路板6及16可形
成一單一部件,但可撓曲部分的厚度小很多。
從上面已被提出的描述中,該石英或MEMS共振器模組的數個變化可在不偏離由下面的申請專利範圍所界定之本發明的範圍下被熟習此技藝者作出來。該減震元件,譬如彈性體元件,可被設置在該共振器外殼的側面。該共振器外殼可被固定至該印刷電路板且被一固定至該共振器外殼的側向部分的減震元件固持在該電子模組的外殼結構上。一金屬彈簧凸緣或可以減低對該電子模組的機械性衝擊的任何其它彈性元件亦可被用作為減震元件。該共振器外殼亦可藉由一可撓曲的導電的黏性樹脂而被固定至該印刷電路板。
2‧‧‧石英或MEMS共振器構件
6‧‧‧印刷電路板
7‧‧‧減震(彈性體)元件
8‧‧‧減震(彈性體)元件
9‧‧‧蓋子
14‧‧‧積體電路
15‧‧‧電接觸墊片
17‧‧‧導電電線(絲線)
18‧‧‧電連接端子
Claims (8)
- 一種具有石英或MEMS共振器的電子模組,該模組包含:該被侷限在一共振器外殼內的石英或MEMS共振器,在該共振器外殼的至少一外表面上設有用於該共振器的電連接之電接觸墊片,一印刷電路板,用來載負該共振器外殼並包括用來連接至該共振器外殼的電連接墊片的電連接端子,其中該共振器外殼被不動地固持在該電子模組的外殼結構內,其被夾設在兩個用來減小機械性衝擊的減震元件之間,及其中該等減震元件固持該共振器外殼且被壓擠在該電子模組的外殼結構的兩個內壁之間,其中該共振器外殼的電接觸墊片被直接固定至可撓曲的該印刷電路板的電連接端子,其中固定至該可撓曲的印刷電路板的該共振器外殼被不動地固持在該電子模組的外殼結構內,該電子模組被夾設在該兩個減震元件之間,該兩個減震元件的一第一減震元件和該外殼結構的一基座的內表面接觸,及一第二減震元件和該外殼結構的一被固定至該基座的蓋子的內表面接觸,其中該印刷電路板的電連接端子被設置在該印刷電路板的一上表面上介於該印刷電路板的該上表面和該共振器外殼的一下表面之間,其中該第一減震元件和該印刷電路板的一下表面接 觸,該印刷電路板的該下表面和該印刷電路板的該上表面相反,其中該可撓曲的印刷電路板被連接至載負其它電子構件的另一硬的印刷電路板,其中該可撓曲的印刷電路板和該硬的印刷電路板形成一單一部件,及其中該可撓曲的印刷電路板和該硬的印刷電路板的一連接部分被設置在一介於該外殼結構的該兩個腔室之間的通道內。
- 如申請專利範圍第1項之電子模組,其中該等減震元件是由一或多個彈性體元件形成。
- 如申請專利範圍第2項之電子模組,其中一第一彈性體元件和該共振器外殼的整個底部表面接觸,及其中一第二彈性體元件和該共振器外殼的整個上表面接觸。
- 如申請專利範圍第1項之電子模組,其中該兩個減震元件是彈性體元件,其被壓擠在該基座的該內表面和該蓋子的該內表面之間。
- 如申請專利範圍第1項之電子模組,其中該共振器外殼和該等減震元件被設置在該電子模組的該外殼結構的該第一腔室內部,及其中一或數個連接在整個印刷電路板上的電子構件被設置在該電子模組的該外殼結構的該第二腔室內部。
- 如申請專利範圍第1項之電子模組,其中該共振器外殼包括該石英或MEMS共振器及一集成式(integrated)時 計電路。
- 一種具有石英或MEMS共振器的電子模組,該模組包含:該被侷限在一共振器外殼內的石英或MEMS共振器,在該共振器外殼的至少一外表面上設有用於該共振器的電連接之電接觸墊片,至少一可撓曲的印刷電路板,用來載負該共振器外殼,並包括用來連接至該共振器外殼的電連接墊片的電連接端子,其中該共振器外殼被不動地固持在該電子模組的外殼結構內,其被夾設在兩個用來減小機械性衝擊的減震元件之間,及其中該等減震元件固持該共振器外殼且被壓擠在該電子模組的外殼結構的兩個內壁之間,其中該共振器外殼的電接觸墊片被直接固定至可撓曲的該印刷電路板的電連接端子,其中固定至該可撓曲的印刷電路板的該共振器外殼被不動地固持在該電子模組的外殼結構內,該電子模組被夾設在該兩個減震元件之間,該兩個減震元件的一第一減震元件和該外殼結構的一基座的內表面接觸,及一第二減震元件和該外殼結構的一被固定至該基座的蓋子的內表面接觸,其中該印刷電路板的電連接端子被設置在該印刷電路板的一上表面上介於該印刷電路板的該上表面和該共振器外殼的一下表面之間, 其中該第一減震元件和該印刷電路板的一下表面接觸,該印刷電路板的該下表面和該印刷電路板的該上表面相反,其中該可撓曲的印刷電路板被連接至載負其它電子構件的另一硬的印刷電路板,該可撓曲的印刷電路板具有一比該硬的印刷電路板小的厚度,其中該共振器外殼和該等減震元件被設置在該電子模組的該外殼結構的一第一腔室內部,其中該硬的印刷電路板和載負於其上的電子構件係被設置在該電子模組的該外殼結構的一第二腔室內部,及其中該可撓曲的印刷電路板和該硬的印刷電路板的一連接部分被設置在一介於該外殼結構的該兩個腔室之間的通道內。
- 如申請專利範圍第7項之電子模組,其中該可撓曲的印刷電路板和該硬的印刷電路板形成一單一部件。
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