一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)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(jié)構(gòu)，底座中心位置開設(shè)定位孔，石英音叉固定在所述定位孔中，且石英音叉的兩個(gè)管腳穿過所述定位孔，U型結(jié)構(gòu)的底座的兩個(gè)側(cè)壁上分別開設(shè)下V形槽，兩個(gè)固定塊上分別開設(shè)上V形槽，兩個(gè)固定塊分別放置在底座的兩個(gè)側(cè)壁上，并使上V形槽與下V形槽對(duì)準(zhǔn)，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(gè)共振管，并使石英音叉位于兩個(gè)共振管之間，且與兩個(gè)共振管不接觸，螺釘穿過固定塊固定在底座的兩個(gè)側(cè)壁上，該封裝裝置可實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)的小型化，提高共振管的增強(qiáng)效果及石英音叉的靈敏度和信噪比，提高了整個(gè)結(jié)構(gòu)的最佳適用性。
【專利說明】一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，屬于封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，載人航天飛行器以及大型艦船內(nèi)部急需小型化，輕重量、長期免標(biāo)定的氣體傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要完成對(duì)空間站和水下船艙等密封環(huán)境內(nèi)多種有害氣體長期在線檢測(cè)與分析，對(duì)實(shí)現(xiàn)載人航天飛行器的在線健康監(jiān)控具有重要的價(jià)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(biāo)準(zhǔn)用于電子表的石英音叉是一種利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的振蕩器件。利用石英音叉和共振光聲管的增強(qiáng)型石英音叉作為光聲池和麥克風(fēng)，體積小，重量輕、成本低，滿足當(dāng)下小型化、輕重量的需求，所以增強(qiáng)型石英音叉封裝成為了一個(gè)急待解決的問題。
[0004]2011年，重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文《石英增強(qiáng)光聲光譜技術(shù)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(gè)底座構(gòu)成，在底座的中間位置開設(shè)了一條音叉進(jìn)出間隙，在間隙的兩邊分別設(shè)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(dá)到最佳的對(duì)芯效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，該封裝裝置可實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)的小型化，提高共振管的增強(qiáng)效果及石英音叉的靈敏度和信噪比，提高了整個(gè)結(jié)構(gòu)的最佳適用性。
[0006]本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種增強(qiáng)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(jié)構(gòu)，底座中心位置開設(shè)定位孔，石英音叉固定在所述定位孔中，且石英音叉的兩個(gè)管腳穿過所述定位孔，U型結(jié)構(gòu)的底座的兩個(gè)側(cè)壁上分別開設(shè)下V形槽，兩個(gè)固定塊上分別開設(shè)上V形槽，兩個(gè)固定塊分別放置在底座的兩個(gè)側(cè)壁上，并使上V形槽與下V形槽對(duì)準(zhǔn)，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(gè)共振管，并使石英音叉位于兩個(gè)共振管之間，且與兩個(gè)共振管不接觸，螺釘穿過固定塊固定在底座的兩個(gè)側(cè)壁上。
[0008]在上述增強(qiáng)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(nèi)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(qiáng)型石英音叉的封裝裝置中，U型結(jié)構(gòu)的底座前端設(shè)有連接兩個(gè)側(cè)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(gè)半圓孔直徑相同，形成定位孔，用于固定石英音叉。
[0010]在上述增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置中，底座上開設(shè)兩個(gè)通孔，用于將封裝裝置與其他器件固定連接。
[0011]在上述增強(qiáng)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(qiáng)型石英音叉的封裝裝置中，石英音叉與底座上的定位孔內(nèi)切進(jìn)行固定；共振管與上V形槽、下V形槽內(nèi)切進(jìn)行固定。
[0013]在上述增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置中，共振管對(duì)封裝裝置的共振增強(qiáng)強(qiáng)度大于20%。
[0014]在上述增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置中，石英音叉與兩個(gè)共振管之間的間隙為
0.05-0.15mm。
[0015]在上述增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置中，底座、螺釘和固定塊均采用不銹鋼材料制備。
[0016]在上述增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置中，每個(gè)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(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018](I)、本發(fā)明根據(jù)石英音叉及共振管的位置關(guān)系設(shè)計(jì)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(shè)V形槽，在底座中心位置開設(shè)通孔，巧妙的實(shí)現(xiàn)了對(duì)石英音叉及共振管可靠固定，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，不僅實(shí)現(xiàn)石英音叉封裝結(jié)構(gòu)的小型化，提高共振管的共振增強(qiáng)強(qiáng)度，進(jìn)而提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的適用性；
[0019](2)、本發(fā)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(duì)芯效果最佳，增強(qiáng)強(qiáng)度明顯，進(jìn)而可提高石英音叉的靈敏度和信噪比；
[0020](3)、本發(fā)明對(duì)共振管與石英音叉之間的間隙、共振管內(nèi)徑、材料，及共振管露出固定塊的長度等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了共振管的共振增強(qiáng)強(qiáng)度，進(jìn)一步提高了石英音叉的靈敏度和信噪比，提升了整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的適用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明石英音叉的封裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明封裝裝置中底座平面圖；
[0023]圖3a為本發(fā)明封裝裝置中底座上V形槽示意圖；
[0024]圖3b為本發(fā)明底座上V形槽結(jié)構(gòu)示意圖(圖3a虛框中的局部放大圖)；
[0025]圖4a為本發(fā)明封裝裝置中石英音叉與共振管的位置關(guān)系示意圖1 ;
[0026]圖4b為本發(fā)明封裝裝置中石英音叉與共振管的位置關(guān)系示意圖2 (圖4a的左視圖或右視圖)；
[0027]圖5為本發(fā)明封裝裝置中底座上定位孔示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0029]如圖1所示為本發(fā)明石英音叉的封裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知本發(fā)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(jié)構(gòu)，底座4中心位置開設(shè)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(gè)管腳穿過該定位孔6。例如本發(fā)明中U型結(jié)構(gòu)的底座4前端設(shè)有連接兩個(gè)側(cè)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(gè)半圓孔直徑相同，形成定位孔6，用于固定石英音叉2，石英音叉2與底座4上的定位孔6內(nèi)切進(jìn)行固定。如圖2所示為本發(fā)明封裝裝置中底座平面圖。[0030]U型結(jié)構(gòu)的底座4兩個(gè)側(cè)壁上分別開設(shè)下V形槽3，如圖3a所示為本發(fā)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(gè)固定塊8上分別開設(shè)上V形槽3’，上V形槽3’與下V形槽3規(guī)格尺寸完全相同，本發(fā)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(nèi)切進(jìn)行固定。本發(fā)明中V形槽是通過精密機(jī)械加工的方法實(shí)現(xiàn)，固定方式采用硬連接的方式，該方法可使其左右共振管I準(zhǔn)直更加精確，固定可靠性更高。
[0031]兩個(gè)固定塊8分別放置在底座4的兩個(gè)側(cè)壁上，使上V形槽3’與下V形槽3對(duì)準(zhǔn)，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(gè)共振管1，為了使得共振管I能夠有效的增強(qiáng)光聲信號(hào)，將石英音叉2放在兩個(gè)規(guī)格相同的共振管I之間，為了不影響石英音叉2的振動(dòng)，共振管I不允許與音叉2接觸，本發(fā)明中石英音叉2與兩個(gè)共振管I之間的間隙為0.05-0.15_。每個(gè)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(fā)明封裝裝置中石英音叉與共振管的兩個(gè)位置關(guān)系示意圖，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(gè)側(cè)壁上。本發(fā)明中石英音叉2的共振頻率為32kHz — 70kHz，共振管I對(duì)封裝裝置的共振增強(qiáng)強(qiáng)度大于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(nèi)，保證其與光路的準(zhǔn)直性，在底座4的前端位置開設(shè)兩個(gè)通孔5來提高結(jié)構(gòu)整體的可靠性，如圖2所示。
[0033]實(shí)施例1
[0034]選取內(nèi)徑分別為1.2mm和0.9mm的兩種規(guī)格共振管I。
[0035]共振管I為金屬毛線管；且共振管I內(nèi)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(yù)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均采用不銹鋼材料制備。
[0039]測(cè)試表明:內(nèi)徑分別為1.2mm和0.9mm的兩種規(guī)格共振管對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的增敏性能分別為25%和23.2%
[0040]以上所述，僅為本發(fā)明最佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0041]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:包括底座(4)、螺釘(7)和固定塊(8)，其中底座(4)為U型結(jié)構(gòu)，底座(4)中心位置開設(shè)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(gè)管腳穿過所述定位孔(6)，U型結(jié)構(gòu)的底座(4)的兩個(gè)側(cè)壁上分別開設(shè)下V形槽(3)，兩個(gè)固定塊(8)上分別開設(shè)上V形槽(3’)，兩個(gè)固定塊(8)分別放置在底座(4)的兩個(gè)側(cè)壁上，并使上V形槽(3’)與下V形槽(3)對(duì)準(zhǔn)，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(gè)共振管(I)，并使石英音叉(2 )位于兩個(gè)共振管(I)之間，且與兩個(gè)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(gè)側(cè)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述共振管(I)為金屬毛線管，且共振管(I)內(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述U型結(jié)構(gòu)的底座(4)前端設(shè)有連接兩個(gè)側(cè)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(gè)半圓孔直徑相同，形成定位孔(6)，用于固定石英音叉(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述底座(4)上開設(shè)兩個(gè)通孔(5 )，用于將封裝裝置與其他器件固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述石英音叉(2)的共振頻率為32kHz — 70kHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述石英音叉(2)與底座(4)上的定位孔(6)內(nèi)切進(jìn)行固定；共振管(I)與上V形槽(3’)、下V形槽(3)內(nèi)切進(jìn)行固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述共振管(I)對(duì)封裝裝置的共振增強(qiáng)強(qiáng)度大于20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述石英音叉(2)與兩個(gè)共振管(I)之間的間隙為0.05-0.15mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述底座(4)、螺釘(7)和固定塊(8)均采用不銹鋼材料制備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)型石英音叉的封裝裝置，其特征在于:所述每個(gè)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(hào)】H03H9/21GK103795367SQ201410016071
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】姜萌, 馮巧玲, 王學(xué)鋒 申請(qǐng)人:北京航天時(shí)代光電科技有限公司