一種增強型石英音叉的封裝裝置製造方法
2023-09-22 21:08:30
一種增強型石英音叉的封裝裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種增強型石英音叉的封裝裝置，包括底座、螺釘和固定塊，其中底座為U型結構，底座中心位置開設定位孔，石英音叉固定在所述定位孔中，且石英音叉的兩個管腳穿過所述定位孔，U型結構的底座的兩個側壁上分別開設下V形槽，兩個固定塊上分別開設上V形槽，兩個固定塊分別放置在底座的兩個側壁上，並使上V形槽與下V形槽對準，通過上V形槽與下V形槽的全約束夾持方式分別固定兩個共振管，並使石英音叉位於兩個共振管之間，且與兩個共振管不接觸，螺釘穿過固定塊固定在底座的兩個側壁上，該封裝裝置可實現封裝結構的小型化，提高共振管的增強效果及石英音叉的靈敏度和信噪比，提高了整個結構的最佳適用性。
【專利說明】一種增強型石英音叉的封裝裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種增強型石英音叉的封裝裝置，屬於封裝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，載人航天飛行器以及大型艦船內部急需小型化，輕重量、長期免標定的氣體傳感監測系統，主要完成對空間站和水下船艙等密封環境內多種有害氣體長期在線檢測與分析，對實現載人航天飛行器的在線健康監控具有重要的價值。
[0003]石英晶體是一種廣泛使用的低損耗壓電材料，作為頻率標準用於電子表的石英音叉是一種利用石英晶體的壓電效應製成的振蕩器件。利用石英音叉和共振光聲管的增強型石英音叉作為光聲池和麥克風，體積小，重量輕、成本低，滿足當下小型化、輕重量的需求，所以增強型石英音叉封裝成為了一個急待解決的問題。
[0004]2011年，重慶大學碩士學位論文《石英增強光聲光譜技術研究與探索》中提出了一種石英音叉共振管支架，該支架由一個底座構成，在底座的中間位置開設了一條音叉進出間隙，在間隙的兩邊分別設置V形槽，共振管通過膠粘的方式固定在V形槽中，該方法容易弓I起誤差，不能使共振管達到最佳的對芯效果。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服現有技術的上述不足，提供一種增強型石英音叉的封裝裝置，該封裝裝置可實現封裝結構的小型化，提高共振管的增強效果及石英音叉的靈敏度和信噪比，提高了整個結構的最佳適用性。
[0006]本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的:
[0007]—種增強型石英音叉的封裝裝置，包括底座、螺釘和固定塊，其中底座為U型結構，底座中心位置開設定位孔，石英音叉固定在所述定位孔中，且石英音叉的兩個管腳穿過所述定位孔，U型結構的底座的兩個側壁上分別開設下V形槽，兩個固定塊上分別開設上V形槽，兩個固定塊分別放置在底座的兩個側壁上，並使上V形槽與下V形槽對準，通過上V形槽與下V形槽的全約束夾持方式分別固定兩個共振管，並使石英音叉位於兩個共振管之間，且與兩個共振管不接觸，螺釘穿過固定塊固定在底座的兩個側壁上。
[0008]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，共振管為金屬毛線管，且共振管內徑滿足約束條件f < f。，其中f為共振頻率，fc為截止頻率。
[0009]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，U型結構的底座前端設有連接兩個側壁的凸塊，凸塊下端開有半圓孔，底座上表面開有半圓孔，兩個半圓孔直徑相同，形成定位孔，用於固定石英音叉。
[0010]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，底座上開設兩個通孔，用於將封裝裝置與其他器件固定連接。
[0011]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，石英音叉的共振頻率為32kHz — 70kHz。
[0012]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，石英音叉與底座上的定位孔內切進行固定；共振管與上V形槽、下V形槽內切進行固定。
[0013]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，共振管對封裝裝置的共振增強強度大於20%。
[0014]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，石英音叉與兩個共振管之間的間隙為
0.05-0.15mm。
[0015]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，底座、螺釘和固定塊均採用不鏽鋼材料製備。
[0016]在上述增強型石英音叉的封裝裝置中，每個共振管靠近石英音叉一端，露出固定塊部分的長度為l_5mm。
[0017]本發明與現有技術相比的優點在於:
[0018](I)、本發明根據石英音叉及共振管的位置關係設計了一種全新的封裝裝置，由底座、固定塊及螺釘組成，通過在底座和固定塊上分別開設V形槽，在底座中心位置開設通孔，巧妙的實現了對石英音叉及共振管可靠固定，結構緊湊，佔用空間小，不僅實現石英音叉封裝結構的小型化，提高共振管的共振增強強度，進而提高整個結構的適用性；
[0019](2)、本發明通過共振管V形槽的全約束夾持方式代替膠粘的固定方式，可避免因膠粘引起的誤差，使得共振管對芯效果最佳，增強強度明顯，進而可提高石英音叉的靈敏度和信噪比；
[0020](3)、本發明對共振管與石英音叉之間的間隙、共振管內徑、材料，及共振管露出固定塊的長度等進行了優化設計，提高了共振管的共振增強強度，進一步提高了石英音叉的靈敏度和信噪比，提升了整個封裝結構的適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明石英音叉的封裝裝置結構示意圖；
[0022]圖2為本發明封裝裝置中底座平面圖；
[0023]圖3a為本發明封裝裝置中底座上V形槽示意圖；
[0024]圖3b為本發明底座上V形槽結構示意圖(圖3a虛框中的局部放大圖)；
[0025]圖4a為本發明封裝裝置中石英音叉與共振管的位置關係示意圖1 ;
[0026]圖4b為本發明封裝裝置中石英音叉與共振管的位置關係示意圖2 (圖4a的左視圖或右視圖)；
[0027]圖5為本發明封裝裝置中底座上定位孔示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述:
[0029]如圖1所示為本發明石英音叉的封裝裝置結構示意圖，由圖可知本發明石英音叉的封裝裝置包括底座4、螺釘7和固定塊8，其中底座4為U型結構，底座4中心位置開設定位孔6，石英音叉2底部固定在定位孔6中，且石英音叉2的兩個管腳穿過該定位孔6。例如本發明中U型結構的底座4前端設有連接兩個側壁的凸塊10，凸塊10下端開有半圓孔，底座4上表面開有半圓孔，兩個半圓孔直徑相同，形成定位孔6，用於固定石英音叉2，石英音叉2與底座4上的定位孔6內切進行固定。如圖2所示為本發明封裝裝置中底座平面圖。[0030]U型結構的底座4兩個側壁上分別開設下V形槽3，如圖3a所示為本發明封裝裝置中底座上V形槽示意圖，圖3b為圖3a虛框中的局部放大圖。兩個固定塊8上分別開設上V形槽3』，上V形槽3』與下V形槽3規格尺寸完全相同，本發明未給出上V形槽3』的圖示。共振管I與上V形槽3』、下V形槽3內切進行固定。本發明中V形槽是通過精密機械加工的方法實現，固定方式採用硬連接的方式，該方法可使其左右共振管I準直更加精確，固定可靠性更高。
[0031]兩個固定塊8分別放置在底座4的兩個側壁上，使上V形槽3』與下V形槽3對準，通過上V形槽3』與下V形槽3的全約束夾持方式分別固定左右兩個共振管1，為了使得共振管I能夠有效的增強光聲信號，將石英音叉2放在兩個規格相同的共振管I之間，為了不影響石英音叉2的振動，共振管I不允許與音叉2接觸，本發明中石英音叉2與兩個共振管I之間的間隙為0.05-0.15_。每個共振管I靠近石英音叉2 —端,露出固定塊8部分的長度為l_5mm。如圖4a、4b所示為本發明封裝裝置中石英音叉與共振管的兩個位置關係示意圖，其中圖4b為圖4a的左視圖或右視圖。螺釘7則穿過固定塊8固定在底座4的兩個側壁上。本發明中石英音叉2的共振頻率為32kHz — 70kHz，共振管I對封裝裝置的共振增強強度大於20%。
[0032]為了使得石英音叉的封裝裝置固定在連接光路的金屬管殼內，保證其與光路的準直性，在底座4的前端位置開設兩個通孔5來提高結構整體的可靠性，如圖2所示。
[0033]實施例1
[0034]選取內徑分別為1.2mm和0.9mm的兩種規格共振管I。
[0035]共振管I為金屬毛線管；且共振管I內徑滿足約束條件f < f。，其中f為共振頻率，fc為截止頻率。
[0036]選取的石英音叉2的共振頻率為40.006kHz ；
[0037]石英音叉2的厚度為0.4mm,預留0.65mm的間隙擺放石英音叉2。
[0038]底座4、螺釘7和固定塊8均採用不鏽鋼材料製備。
[0039]測試表明:內徑分別為1.2mm和0.9mm的兩種規格共振管對整個結構的增敏性能分別為25%和23.2%
[0040]以上所述，僅為本發明最佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
[0041]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:包括底座(4)、螺釘(7)和固定塊(8)，其中底座(4)為U型結構，底座(4)中心位置開設定位孔(6)，石英音叉(2)固定在所述定位孔(6)中，且石英音叉(2)的兩個管腳穿過所述定位孔(6)，U型結構的底座(4)的兩個側壁上分別開設下V形槽(3)，兩個固定塊(8)上分別開設上V形槽(3』)，兩個固定塊(8)分別放置在底座(4)的兩個側壁上，並使上V形槽(3』)與下V形槽(3)對準，通過上V形槽(3 』)與下V形槽(3 )的全約束夾持方式分別固定兩個共振管(I)，並使石英音叉(2 )位於兩個共振管(I)之間，且與兩個共振管(I)不接觸，螺釘(7)穿過固定塊(8)固定在底座(4)的兩個側壁上。
2.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述共振管(I)為金屬毛線管，且共振管(I)內徑滿足約束條件f < f。，其中f為共振頻率，fc為截止頻率。
3.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述U型結構的底座(4)前端設有連接兩個側壁的凸塊(10)，凸塊(10)下端開有半圓孔，底座(4)上表面開有半圓孔，兩個半圓孔直徑相同，形成定位孔(6)，用於固定石英音叉(2)。
4.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述底座(4)上開設兩個通孔(5 )，用於將封裝裝置與其他器件固定連接。
5.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述石英音叉(2)的共振頻率為32kHz — 70kHz。
6.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述石英音叉(2)與底座(4)上的定位孔(6)內切進行固定；共振管(I)與上V形槽(3』)、下V形槽(3)內切進行固定。
7.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述共振管(I)對封裝裝置的共振增強強度大於20%。
8.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述石英音叉(2)與兩個共振管(I)之間的間隙為0.05-0.15mm。
9.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述底座(4)、螺釘(7)和固定塊(8)均採用不鏽鋼材料製備。
10.根據權利要求1所述的一種增強型石英音叉的封裝裝置，其特徵在於:所述每個共振管(I)靠近石英音叉(2)—端，露出固定塊(8)部分的長度為l-5mm。
【文檔編號】H03H9/21GK103795367SQ201410016071
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】姜萌, 馮巧玲, 王學鋒 申請人:北京航天時代光電科技有限公司