压电振荡器和包括封闭在壳体内的所述压电振荡器的组件制造技术

旨在安装于一壳体中的本发明专利技术的振荡器，所述振荡器包括一个音叉形部分（４２），其具有由一个基部（４８）相互连接的两个平行臂（４４，４６），并具有使所述臂振动的电极（５２，５４），这些电极和用于和壳体的外部实现电连接的连接焊盘（６０，６２）相连。按照本发明专利技术，所述振荡器（４０）还包括和基部（４８）相连的并位于音叉形部分（４２）的两个臂（４４，４６）之间的中央臂（５０），所述中央臂离开所述两个臂的距离基本上相等，所述中央臂（５０）的质量大于音叉形部分的两个臂的质量，并且所述中央臂承载着连接焊盘（６０，６２）。通过把所述振荡器（４０）的中央臂（５０）固定到和壳体的底部相连的至少一个支撑上，把所述振荡器安装在平行六面体形的壳体内。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压电振荡器，尤其涉及小尺寸压电振荡器，其通常用于在许多例如钟表制造技术，信息技术，电信领域和医疗领域的领域中制造特别用于便携式电子设备的频率发生器。
技术介绍
当前用在钟表制造业并特别是用在电子表或机电表中的大多数小尺寸石英振荡器是石英音叉振荡器，其被封闭在真空中，或被封闭在所谓的“金属”壳体中的惰性气体环境中。这些金属壳体是细长形的壳体，其包括一个基本上是圆柱形的底部，在所述底部上压入一个也是圆柱形的金属帽，从而使得所述壳体能够通过冲压被容易地制造。在这种情况下，借助于两个引线或者两个金属带保证在振荡器的电极和壳体外部之间的电连接，所述引线或金属带通过底部的一个绝缘部分，其内端部被低温焊或借助于导电黏合剂粘结在振荡器的接触焊盘上，使得所述引线或金属带也用作振荡器的支撑。石英音叉振荡器具有能够利用光刻技术以低的成本被大规模地制造的优点，这意味着，特别是在非钟表应用中它们还常常使用另一种类型的壳体。另一种类型的所述壳体被称为“陶瓷壳体”，它们是一种相当扁的壳体，通常包括由陶瓷材料制成的平行六面体形状的主体部分，在其中安装着振荡器，一个由陶瓷材料、玻璃或金属制成的具有或没有边缘的矩形盖，其通过密封垫被焊接到所述主体部分上，以及一个连接系统，其可以采取不同的形式，用于使振荡器的激励电极和壳体外部电气相连。现在，在把音叉振荡器安装在这种类型的壳体中时存在问题。一个问题是，优化所述振荡器的尺寸和功能特征使其安装在金属壳体中而不是使其安装在陶瓷壳体中。例如，其长度和宽度之间的比对于这种壳体的制造就不太合适尤其是当所述壳体是SMD(表面安装器件)类型的壳体，即意味着被自动地安装在无孔印刷电路板上时。图1和图2用于帮助理解在把音叉安装在陶瓷壳体中时存在的其它问题。这些图是常规音叉振荡器的顶视和底视平面图，所述振荡器类似于钟表技术中当前使用的振荡器，并被设计成以屈曲方式振动。所示的振荡器2包括石英音叉4，其基部6和臂部8和10载有敷金属，从而在臂上形成两组电极12和14，这使得其臂部受到电场的作用而振动，并且在基部6，连接焊盘16和18分别和电极组12和14相连。图3是中部的纵向截面图，其示意地表示图1和图2的振荡器2通常是如何安装在SMD型的陶瓷壳体20中的。所示的平行六面体形状的壳体20包括具有底部24和侧部26的主体部分22和具有边缘30的盖28，在振荡器2被装入主体部分22内之后，所述的盖通过加热和加压，利用例如由金和锡制成的易熔合金形成的焊点32进行真空焊接。振荡器2的安装是这样实现的通过焊接或利用导电黏合剂粘接，把背面(见图2)连接焊盘16和18连接在被提供在位于壳体的主体部分22的一侧上的底部24的台阶36上的相应的导电焊盘34上，这些焊盘34以图中未示出的方式和设置在底部24的背面上的外部连接焊盘37和38相连。在这种情况下，振荡器的大部分悬垂在壳体底部的台阶36上，所述台阶36支撑着振荡器，并且台阶36距离振荡器的重心相当远。因此，振荡器及其和壳体的连接没有良好的抗振性能。在另一方面，当振荡器被固定到所述壳体的台阶36上时，其易于朝向壳体的底部倾斜。此外，由于陶瓷材料和石英的热胀系数不同，足以在振荡器中产生机械应力，当温度改变时，所述机械应力不仅作用在音叉的臂上，并干扰振荡器的工作，而且可以使焊料断裂，或者使振荡器的焊盘16和18与壳体的焊盘34脱开，并且改变甚至切断振荡器电极和壳体的外部连接焊盘37、38之间的电连接。由于同样的原因，如果在连接焊盘16和18所在的音叉的基部6的一侧上具有初始的破裂，则大的温度改变甚至能够使音叉折断。最后，和在金属壳体的情况下相比，当振荡器在真空下封装时，真空度不会很好，在音叉臂彼此靠近时，当振荡器振动时，由于音叉臂扇动气体，可以较大地改变振荡器的操作参数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压电振荡器和包括封闭在壳体中的所述压电振荡器的组件，其能够满意地解决常规的音叉振荡器具有的各种问题。因而，按照本专利技术的旨在安装在壳体中的压电振荡器，其包括一个音叉形的部分，具有两个平行臂，所述两个平行臂由基部相互连接，并具有使其振动的电极，所述电极和旨在用于和所述壳体的外部电气相连的连接焊盘相连，其特征在于，其还包括一个中央臂，所述中央臂连接在所述基部上，并位于音叉形部分的臂之间，离开所述臂的距离基本相等，所述中央臂具有比音叉形部分大的质量，并且所述连接焊盘由所述中央臂承载着。此外，当振荡器被封闭在密闭的平行六面体形状的壳体中时，所述壳体包括一个具有底部和侧壁的主体部分，所述振荡器被安装在所述主体部分内，还包括一个固定在所述主体部分上的盖，其特征在于，所述壳体还包括连附于其底部的至少一个支撑部分，所述中央振荡器臂被固定在所述支撑上。附图说明本专利技术的其它特点和优点通过结合附图参阅以下的说明将会更加清楚，其中图1和图2分别是上述的已知的音叉振荡器的顶视图和底视图；图3是上述的振荡器的中部纵向截面图，其表示图1和图2所示的振荡器通常如何安装在陶瓷SMD型壳体内；图4和图5分别是按照本专利技术压电振荡器的第一实施例的底视图和顶视图；图6是拆开的透视图和中部纵向截面图，表示图4和图5的振荡器如何安装在一种合适的壳体中，从而形成按照本专利技术的振荡器一壳体组件；图7是透视图和中部纵向截面图，表示在安装在壳体内之后的振荡器；图8和图9分别是按照本专利技术压电振荡器的第二实施例的顶视图和底视图；以及图10和图7类似，表示图8和图9的振荡器安装在合适的壳体内之后的情况。具体实施例方式在图4和图5由标号40表示的按照本专利技术的振荡器的第一实施例中，包括音叉形的部分42，其具有两个臂44和46，由基部48连接在一起，在所述基部上连附有位于臂44和46之间，并和它们平行的中央臂50，整个组件被制成一件，并且由石英制成。如图4和图5所示，中央臂50的宽度比音叉形部分42的臂44或46的宽度的2倍略大，不过所述宽度可以略大或略小。同样，中央臂50的长度不必等于臂44和46的长度，如图4和图5所示。例如其可以较短。不过，在另一方面，重要的是，中央臂50离开臂44和46的距离基本相等，这个距离可以等于相同尺寸的如图1和图2所示的常规的音叉振荡器的两个臂分开的距离，并且，在另一方面，由于下面将要说明的理由，所述中央臂具有比必须振动的臂44、46大得多的质量。现在对此进行说明，如图4和图5所示，臂44和46具有两组和图1、图2的振荡器的电极类似的电极52和54，它们分别由导电通路56和58相互连接，所述导电通路由音叉形部分42的基部48承载着。如图所示，设置这些电极和导电通路是为了使臂44和46以屈曲方式振动，但是也可以采用不同的构型，使得音叉臂以屈曲方式或者其它方式(扭转，剪切等)振动。回头看中央臂50，图5表示在中央臂的背面上，具有两个导电连接焊盘60和62，其沿振荡器长度方向位于重心G的每一侧，最好离开重心的距离相等，这些焊盘60和62通过导电通路64和66分别和导电通路56和58相连，从而使每组电极52、54相互相连。如果将上述的振荡器40和图1、图2所示的音叉振荡器2比较，可以看出，沿其纵向其基部48比振荡器2的基部6窄得多。这是由于，所述基部48不再必须承载用于把振荡器安装在壳体内并使其电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旨在安装在壳体（６８；６８’）中的压电振荡器（４０；４０’），其包括一个音叉形的部分（４２），所述音叉形部分具有两个平行臂（４４，４６），所述两个平行臂由一个基部（４８）相互连接，并具有使其振动的几个电极（５２，５４），所述电极和旨在用于和所述壳体的外部电气相连的连接焊盘（６０，６２；６０’，６２’）相连，其特征在于，其还包括一个中央臂（５０；５０’），所述中央臂连接在所述基部（４８）上，并位于所述音叉形部分（４２）的臂（４４，４６）之间，离开所述臂的距离基本相等，所述中央臂具有比所述音叉形部分大的质量，并且所述连接焊盘（６０，６２；６０’，６２’）由所述中央臂（５０；５０’）承载着。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S达拉皮尔扎，T吕蒂，B斯图德尔，
申请(专利权)人：ETA草图制造公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]