Brevet FR2761549A1 — publié le 19981002

OSCILLATEUR A QUARTZ SE MONTANT EN SURFACE ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention se rapporte à un oscillateur à quartz pouvant se monter en surface, qui est inséré avec pression dans un boîtier cylindrique sous vide ou sous une atmosphère de gaz inerte et qui est scellé de manière étanche à l'air. Depuis peu de temps, un terminal d'informations portatif petit et de faible poids, tels qu'un récepteur d'appel, un téléphone portable et un PHS ont pris de l'essor. Pour augmenter la densité de montage sur une plaquette à circuits imprimés, on utilise une partie électrique qui peut être montée à la surface de la plaquette de circuit par brasage par fusion ou analogue. Un oscillateur à quartz, servant de référence de temps ou de fréquence, est monté dans des instruments électriques de ce genre. Pour ce qui concerne l'oscillateur à quartz, on a proposé divers types de montage en surface qui ont été mis en pratique en vue de la miniaturisation, de l'abaissement du poids, de la minceur ou de l'automatisation du montage. La demande de brevet japonaise publiée sous le n" 4-77103 décrit un oscillateur à quartz cylindrique scellé d'une manière étanche à l'air dans un boîtier extérieur ayant une partie d'ouverture. L'oscillateur à quartz cylindrique est mis en contact étroit avec le boîtier extérieur ayant un espace de réception et y est reçu. Une borne de conducteur de l'oscillateur à quartz cylindrique est coudée vers une surface extérieure de fond du boîtier extérieur. Deux fausses bornes sont prévues sur la surface de fond extérieure du même boîtier extérieur. Deux bornes isolantes sont prévues sur la surface extérieure de fond de ce même boîtier extérieur. Les bornes isolantes peuvent être soudées à une plaquette. Mais, un oscillateur à quartz classique a les inconvénients suivants. Quand on utilise le boîtier dans lequel est placé l'oscillateur à quartz, si le boîtier a une forme compliquée, il est d'un grand coût et le montage n'est pas facile. Comme l'oscillateur à quartz est placé dans le boîtier extérieur, alors qu'il est mis en contact étroit avec l'intérieur du boîtier, 'oscillateur à quartz peut glisser par rapport au boîtier ou se déplacer. En outre, comme la borne de conducteur extérieur est courbée vers la face de fond du boîtier, la borne du conducteur extérieur est cachée par le boîtier, de sorte que la précision de positionnement au montage sur une plaquette à circuits imprimés et l'inspection de la connexion et de la fixation deviennent extrêmement difficiles et on peut craindre que l'oscillateur à quartz ne se détache de la plaquette sous l'effet d'un choc. On peut craindre en outre qu'avec seulement une partie de recouvrement souple ou métallique le chauffage, lors de la fusion, puisse avoir une influence néfaste sur les caractéristiques de l'oscillateur à quartz. De la même façon, il a été extrêmement difficile, dans un oscillateur à quartz classique se montant en surface, d'obtenir un oscillateur à quartz ayant une grande précision et qui peut être assemblé facilement, tout en ayant le plus petit nombre de pièces possible. Suivant l'invention, un boîtier extérieur comprenant une cavité de réception d'un oscillateur à quartz cylindrique et ayant une forme presque parallélépipédique rectangle est en résine. Une face latérale (face rectangulaire) du boîtier extérieur est ouverte dans la direction d'un grand côté. Une partie à ouverture pour sortir des bornes de conducteur extérieures de l'oscillateur à quartz cylindrique est prévue dans l'une des deux faces d'extrémité (carré) du boîtier extérieur dans la direction d'un petit côté, et une gorge pour recevoir une plaque de renforcement destinée à être soudée à une plaquette de circuits est formée sur l'autre face d'extrémité. La plaque de renforcement est ajustée dans la gorge. L'oscillateur à quartz cylindrique est fixé au boîtier extérieur en utilisant un adhésif en résine organique. Les bornes de conducteur extérieures de l'oscillateur à quartz, qui font saillies par la partie d'ouverture prévue dans l'une des faces d'extrémité du boîtier extérieur, sont courbées suivant un angle obtus, de sorte qu'elles deviennent parallèles à une position inférieure du fond du boîtier (plan sur lequel la plaque de renforcement est prévue). Le boîtier extérieur recevant l'oscillateur à quartz est fixé à la plaquette de circuits par la plaque de renforcement et par les deux bornes de conducteur extérieures avec brasage avec fusion. On procure ainsi un oscillateur à quartz se montant en surface, ayant une partie de connexion en vue d'une connexion électrique. Dans la présente invention ainsi structurée, le nombre de pièces est petit et le coût de production est bas. En outre, comme le matériau en résine organique et l'oscillateur à quartz cylindrique sont insérés dans le boîtier et comme le boîtier et l'oscillateur à quartz cylindrique sont fixés l'un à l'autre par solidification de l'adhésif à base de résine organique par chauffage pendant une brève durée, I'opération de montage est aisée et n'a pas d'influence sur les performances de l'oscillateur à quartz. De même, comme l'oscillateur à quartz est bien fixé au boîtier par l'adhésif à base de résine organique, la résistance aux chocs dus à une vibration, une chute ou analogue est extrêmement grande. En outre, les bornes de conducteur extérieures connectées électriquement à une plaquette de circuits imprimés sont éloignées du boîtier, de sorte que la contrainte de fixation par soudage est relâchée, que les parties de connexion des bornes de conducteur peuvent être vues directement, que la précision de positionnement par une machine de montage automatique est améliorée et que l'inspection du soudage est aisée. De préférence - Le boîtier extérieur est muni d'un trou en un emplacement où le boîtier extérieur vient en butée sur une saillie de l'oscillateur à quartz. - La partie de connexion est soudée électriquement à une plaquette à circuits imprimés, de sorte que la partie de connexion ait une longueur représentant de 4 à 5 fois un diamètre de la borne pour le conducteur extérieur. - La plaque de renforcement est d'une pièce avec le boîtier en étant obtenu par moulage avec insertion. - Une épaisseur de la partie supérieure du boîtier de stockage de l'oscillateur à quartz à l'intérieur d'un fond du boîtier est d'au plus 0,2 mm et l'épaisseur totale incluant un diamètre de l'oscillateur à quartz n'est pas supérieure à 1,8 mm. Description succincte des dessins La figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble d'un oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 3 est une vue en élévation de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 4 est une vue en coupe de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 5 est une vue du fond de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 6 est une vue de côté de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 7 est une vue de côté de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 8 est une vue en coupe de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 9 est une vue en plan de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 10 est une vue de côté de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. La figure 11 est une vue de côté de l'oscillateur à quartz suivant l'invention. On décrit ci-dessous des modes de réalisation de l'invention en se reportant au dessin. Mode de réalisation n01 A la figure 1, un oscillateur 14 à quartz cylindrique est constitué d'une pièce oscillante en quartz qui n'est pas représentée sur laquelle est formée par un procédé, telle que la photolithographie, une électrode par un tampon 6 ayant des bornes 5 de conducteur reliées électriquement à la pièce oscillante en quartz, en un état tel que la pièce oscillante en quartz peut osciller; et un capuchon 4a cylindrique en nickel argent pour sceller de manière étanche à l'air la pièce oscillante en quartz par le tampon 6. A la figure 1, le tampon 6 n'est pas représenté. II est souhaitable que le boîtier 1 extérieur ayant une cavité la de réception du capuchon 4a cylindrique de l'oscillateur à quartz cylindrique ait de la résistance à la chaleur, de sorte qu'il puisse être monté sur une plaquette de circuits imprimés par soudage par fusion. C'est ainsi, par exemple, qu'il est possible de choisir un matériau qui convient en fonction de l'usage parmi divers types de matières plastiques, telle qu'une résine ABS ayant une excellente aptitude à être transformée et une excellente résistance aux chocs, du PPS (poly(sulfure de phényléne)) ayant une excellente résistance à la chaleur et une bonne stabilité de dimension sur une grande gamme de températures et un LCP (polymère de cristal liquide) ayant une excellente résistance à la chaleur, de bonnes caractéristiques mécaniques et de bonnes propriétés de moulage. Un adhésif, ayant une bonne résistance à la chaleur, tel qu'un adhésif à base de résine de silicone, un adhésif à base de résine époxy ou un adhésif à base résine polyimide, est utilisé comme adhésif 3 en résine organique pour fixer le capuchon 4a cylindrique au boîtier 1 extérieur. Une face latérale parallèle à la direction du grand côté du boîtier est ouverte, de sorte que l'oscillateur à quartz cylindrique peut y être placé facilement. Cela sera dénommé la partie lb à ouverture de montage du capuchon. L'une des faces d'extrémité verticales s'étendant dans la direction parallèle au petit côté est munie d'une partie Ic à ouverture de bornes de conducteur pour faire sortir une paire de bornes de conducteur de l'oscillateur à quartz cylindrique vers l'extérieur. On peut concevoir diverses formes pour la partie Ic à ouverture de bornes de conducteur. Comme le montre la figure 2, la forme de la partie Ic à ouverture de bornes de conducteur peut être conçue de manière qu'un angle, entre les bornes 5 de conducteur de l'oscillateur 4 à quartz cylindrique, permette à des positions 7 de fixation de soudure d'une plaquette à circuits imprimés de coïncider avec les bornes 5 de conducteur. II est également recommandé d'adopter une forme, telle que la partie Ic à ouverture de bornes de conducteur soit rendue petite en étant analogue à une fente ou à un trou, de sorte que l'adhésif 3 ne puisse pas fuir en raison de la tension de surface de l'adhésif 3 à base de résine organique. Comme le montre la figure 3, les bornes 5 de conducteur extérieures qui font saillies du boîtier 1 extérieur sont coudées vers le bas (dans la direction de la partie lb à ouverture de montage du capuchon) en une position un peu éloignée des bases des conducteurs 5, et les bornes de conducteur extérieures sont à nouveau courbées en une position de la face du fond du boîtier 1 extérieur (du côté de la partie lb à ouverture de montage du capuchon), de sorte que les bornes 5 deviennent parallèles à la face du fond du boîtier. Puis les extrémités des bornes 5 de conducteur sont coupées pour former des parties de connexion reliées électriquement aux positions 7 de fixation de la soudure de la plaquette de circuits imprimés. Les parties de connexion des bornes 5 de conducteur extérieures ont une dimension telle qu'elles permettent d'obtenir une résistance de connexion suffisante et lorsqu'on effectue le soudage à la plaquette de circuits imprimés en trois points, incluant la plaque 2 de renforcement disposée sur le boîtier 1 extérieur, I'auto-alignement est amélioré et la résistance de montage est plus grande. L'autre face d'extrémité du boîtier 1 extérieur (la face opposée à la partie Ic à ouverture de borne d'extrémité) est munie d'une gorge Id pour fixer une plaque 2 de renforcement en forme de C. La plaque 2 de renforcement est utilisée pour bien fixer encore le boîtier 1 extérieur à la plaquette de circuits imprimés par soudage avec fusion. La plaque 2 de renforcement, qui a des extrémités courbées vers l'intérieur, est fixée par ressort à un barreau prévu dans la gorge Id de manière à être fixée au boîtier 1 extérieur. La plaque 2 de renforcement peut être fixée au boîtier 1 extérieur par moulage par insertion. Pour ce qui concerne le procédé de fabrication, on applique une quantité donnée à l'avance de l'adhésif 3 à base de résine organique dans la cavité la du boîtier 1 extérieur en utilisant un dispositif permettant de l'y mettre et on insère l'oscillateur 4 à quartz cylindrique dans la cavité la. Puis on fixe le boîtier 1 extérieur et l'oscillateur 4 à quartz cylindrique l'un à l'autre. Ce faisant, comme une bonne tenue est assurée sans intervalle entre l'oscillateur 4 à quartz cylindrique et le boîtier 1 extérieur, la résistance aux chocs est améliorée. En outre, les bornes 5 de conducteur extérieures sont courbées comme décrites ci-dessus, après que l'oscillateur 4 à quartz cylindrique a été fixé, de sorte que la précision de la positon de fixation de la plaquette de circuits imprimés pour le boîtier 1 extérieur est améliorée, le parallélisme est meilleur et la fiabilité l'est aussi. Bien que l'oscillateur à quartz ayant une forme cylindrique ait été décrit dans ce qui précède, la présente invention peut s'appliquer à toute forme de section tels qu'une ellipse, un rectangle et un carré, autre que la section cylindrique. La figure 3 est une vue en élévation de l'oscillateur à quartz se montant en surface, dans lequel les bornes 5 de conducteur extérieures sont courbées vers le bas en des parties éloignées des bases des conducteurs 5 et, en outre, les bornes sont à nouveau coudées de manière à devenir parallèles à la face du fond du boîtier 1 extérieur. A cet instant, il est souhaitable que les parties parallèles d'extrémité des bornes 5 de conducteur extérieures soient placées plus bas que la face du fond du boîtier 1 extérieur. Cet agencement est adopté pour obtenir une bonne conduction électrique entre les positions 7 de fixation de soudure et les bornes 5 de conducteur, quand le boîtier 1 extérieur est disposé à une position déterminée à l'avance d'une plaquette 8 de circuits imprimés et est fixé par soudage avec fusion. La plaque 2 de renforcement et les parties parallèles d'extrémité des bornes 5 de conducteur extérieures sont bien fixés par soudage avec fusion aux positions 7 de fixation de la soudure de la plaquette 8 de circuits imprimés. La figure 4 est une vue en coupe de l'oscillateur à quartz se montant en surface et montre l'adhésif 3 à base de résine organique destiné à fixer l'oscillateur 4 à quartz, le tampon 6 pour rendre étanche le capuchon 4, les bornes 5 de conducteur sortant du tampon 6 et la plaque 2 de renforcement. La figure 5 est une vue du fond de l'oscillateur à quartz se montant en surface et montre l'état dans lequel l'adhésif 4 à base de résine organique a rempli les intervalles entre la cavité la du boîtier 1 extérieur, le capuchon 4a et le tampon 6, et l'oscillateur 4 à quartz est fixé. La figure 6 est une vue du côté gauche de l'oscillateur à quartz se montant en surface et montre le boîtier 1 extérieur et la plaque 2 de renforcement. La figure 7 est une vue du côté droit de l'oscillateur à quartz se montant en surface, dans lequel l'adhésif 3 à base de résine organique fixe le boîtier 1 extérieur et l'oscillateur 4 à quartz l'un à l'autre, le tampon 6 et les bornes 5 de conducteur étant représentés. Dans ce premier mode de réalisation, on peut obtenir un oscillateur à quartz se montant en surface de petite dimension et peu coûteux. Mode de réalisation n"2 La figure 8 est une vue en coupe d'un oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'invention, et on y voit un boîtier 1 extérieur ayant un trou îd en une partie correspondant à une partie 4b du capuchon 4a en saillie destiné à l'insertion d'un tampon 6, un adhésif 3 à base de résine organique pour fixer un oscillateur 4 à quartz, un tampon 6 pour sceller le capuchon, des bornes 5 de conducteur sortant du tampon 6 et une plaque 2 de renforcement. La figure 9 est une vue en plan de l'oscillateur à quartz se montant en surface et montre le boîtier 1 extérieur ayant le trou Id, les bornes 5 de conducteur extérieures sortant de la pièce d'oscillateur à quartz et la plaque 2 de renforcement. Dans ce deuxième mode de réalisation, il est possible d'obtenir un oscillateur à quartz se montant en surface qui est peu coûteux et qui peut être assez mince. Mode de réalisation n" 3 La figure 10 est une vue du côté droit d'un oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'invention, dans lequel un boîtier 1 extérieur a des fentes le de guidage des bornes 5 de conducteur. Dans ce troisième mode de réalisation, il est possible d'obtenir un oscillateur à quartz se montant en surface, dans lequel l'adhésif 3 à base de résine organique ne fuit pas en raison de la tension superficielle. Mode de réalisation 4 La figure 11 est une vue du côté droit d'un oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'invention, dans lequel un boîtier I a des trous 1f longs et étroits de guidage des bornes 5 de conducteur. Dans ce quatrième mode de réalisation, on peut obtenir un oscillateur à quartz se montant en surface, dans lequel un adhésif 3 à base de résine organique ne fuit pas en raison de la tension superficielle. Suivant les modes de réalisation décrits cidessus, il est possible de réaliser un oscillateur à quartz se montant en surface qui peut être monté facilement en ayant quelques pièces, qui est peu coûteux et qui est d'une grande précision. Grâce à cette structure, il est possible d'obtenir un oscillateur à quartz se montant en surface, dans lequel l'épaisseur de la face de fond du boîtier destinée à recevoir l'oscillateur à quartz est de 0,2 mm au plus et l'épaisseur totale y compris le diamètre de l'épaisseur à quartz n'est pas plus grande que 1,8 mm. II est ainsi possible de fabriquer un oscillateur à quartz se montant en surface de petite dimension, peu coûteux et d'une grande précision. REVENDICATIONS 1. Oscillateur à quartz se montant en surface, comprenant un oscillateur (4) à quartz ayant une borne (5) de conducteur extérieure et un boîtier (4a) extérieur rectangulaire ayant une cavité permettant de recevoir l'oscillateur (4) à quartz, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans l'une des faces parallèles à un côté long du boîtier (1) extérieur, une partie (lob) de capuchon qui est ouverte en vue d'un montage et qui est destinée à l'insertion de l'oscillateur (4) à quartz dans la cavité, le boîtier (1) extérieur et l'oscillateur (4) à quartz étant fixés l'un à l'autre en utilisant un adhésif à base d'une résine organique, une partie de connexion destinée à connecter électriquement la borne (5) de conducteur extérieure sortant d'une partie (Ic) à ouverture pour la borne d'un conducteur prévue sur l'une des faces d'extrémité de faces verticales par rapport à la direction du grand côté du casier extérieur, étant formée par coudage suivant un angle obtus, une plaque métallique de renforcement à souder à une plaquette de circuits étant prévue sur la face de la partie (lob) du boîtier extérieur ouverte en vue du montage du capuchon du côté opposé de la partie (Ic) à ouverture destinée à la borne du conducteur. 2. Oscillateur à quartz se montant en surface suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (1) extérieur est muni d'un trou en un emplacement où le boîtier extérieur vient en butée sur une saillie de l'oscillateur (4) à quartz. 3. Oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie (Ic) à ouverture destinée à une borne de conducteur est munie de deux fentes ou de deux trous, de sorte que l'adhésif à base de résine organique ne fuit pas. 4. Oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie de connexion est soudée électriquement à une plaquette à circuits imprimés, de sorte que la partie de connexion ait une longueur représentant de 4 à 5 fois un diamètre de la borne pour le conducteur extérieur. 5. Oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de renforcement est d'une pièce avec le boîtier en étant obtenu par moulage avec insertion. 6. Oscillateur à quartz se montant en surface suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une épaisseur de la partie supérieure du boîtier de stockage de l'oscillateur à quartz à l'intérieur d'un fond du boîtier est d'au plus 0,2 mm et l'épaisseur totale incluant un diamètre de l'oscillateur à quartz n'est pas supérieure à 1,8 mm. 7. Procédé de fabrication caractérisé en ce qu'il comprend un stade (1) de mise d'une matière en résine organique dans un boîtier, un stade (2) d'insertion d'un oscillateur à quartz, un stade (3) de liaison l'un à l'autre du boîtier de l'oscillateur à quartz et un stade (4) de coudage d'une borne de conducteur extérieure.