加熱器基板、堿金屬電池單元和原子振蕩器的制造方法

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加熱器基板、堿金屬電池單元和原子振蕩器的制造方法
【專利摘要】一種加熱器基板、堿金屬電池單元和原子振蕩器。一種用于加熱包括堿金屬的堿金屬電池的加熱器基板，包括：形成在圍繞堿金屬被封裝了的堿金屬封裝部分的區域中的第一加熱器布線；形成在圍繞堿金屬封裝部分的區域中并且在第一加熱器布線內部的第二加熱器布線；以及形成在第一加熱器布線外部的第三加熱器布線。在第一加熱器布線中流動的第一電流被分成在第二加熱器布線中流動的第二電流和在第三加熱器布線中流動的第三電流。第一電流的方向與第二電流的方向和第三電流的方向相反。
【專利說明】加熱器基板、堿金屬電池單元和原子振蕩器

【技術領域】
[0001] 本文總體上涉及加熱器基板、堿金屬電池單元和原子振蕩器。

【背景技術】
[0002] 原子鐘（原子振蕩器）是一種極其準確的時鐘。用于減小原子鐘尺寸的技術正在被研究。原子鐘是基于包含在堿金屬等的原子中的電子躍遷能量的振蕩器。特別是，已經發現：如果過程不受任何干擾，那么堿金屬原子的電子躍遷能量是非常精確的。因此，與晶體振蕩器相比，頻率的穩定性會提升多個數量級。
[0003] 已經存在幾種類型的原子振蕩器。在這些原子振蕩器中，CPT(相干布居俘獲）類型原子振蕩器提供頻率的穩定性，且頻率的精度比現關技術中的晶體振蕩器要高三個數量級。此外，人們希望CPT型原子振蕩器的尺寸和能量消耗可以被減小（參見例如， Appl.Phys.Lett(應用物理快報），第 85 卷，第 1460-1462 頁（2004)以及Comprehensive Microsystem(綜合微系統），第3卷，第571-612頁）。
[0004] 如圖1所示，CPT型原子振蕩器包括：諸如激光器元件的光源910 ;堿金屬被封裝在其中的堿金屬電池940 ;以及接收穿過堿金屬電池940的激光的光檢測器950。激光被調制，并且通過出現在具有特定波長的載波兩側的邊帶波長，激發具有電子的兩個同時躍遷的堿金屬原子中的電子。上述躍遷的躍遷能量是常數。當邊帶波長與對應于躍遷能量的波長一致時，減小了通過堿金屬吸收光的透明現象的發生。以這種方式，CPT型原子振蕩器是具有一特征的原子振蕩器，其中該特征是指：在調節載波的波長以便減小堿金屬吸收光時，通過光檢測器950檢測的信號被反饋到調制器960,并且由諸如激光器元件光源910發出的激光的調制頻率被調制器960調節。同時，激光從光源910發出，并經由準直棱鏡920和入/4板930傳輸到堿金屬電池940上。在圖1中，附圖標記MF表不磁場。
[0005] 已公開了一種使用MEMS(微機電系統）技術在上述緊湊原子振蕩器中制造堿金屬電池的制造方法（美國專利No. 6806784,美國專利公開文件2005/0007118,日本專利申請文件20094212416和2009-283526)。在這些公開的方法中，首先，使用光刻技術和刻蝕技術在硅（Si)基板上形成開口，然后Si基板通過陽極鍵合的方式而鍵合到玻璃板。在200 至lj400°C的溫度下執行陽極鍵合，施加大約250到1000v的電壓到玻璃和Si基板之間的界面。之后，輸入堿金屬和緩沖氣體，電池通過使用陽極鍵合將玻璃將到陽極鍵合到開口頂側的部分而被密封。通過切割這種方式形成每個電池，形成堿金屬電池。
[0006] 如上面描述的堿金屬電池還可以被稱為堿金屬氣體電池。為了使密封的堿金屬和緩沖氣體保持氣體形態，氣體電池被加熱到預定溫度。例如，在原子振蕩器中的堿金屬表面上提供構造有諸如氧化銦錫（IT0)的透明導電膜的加熱體。電流被施加至加熱體以使加熱體產生熱。通過這種方法，具有提供在堿金屬電池上的加熱體的堿金屬電池可被稱為本申請中的堿金屬電池單元。
[0007] 原子振蕩器通過反饋被恒定控制，以便堿金屬電池中的溫度保持恒定。因此，當外部溫度改變時，流過加熱體的電流也被改變。通過這種方法，當流過加熱體的電流改變時，加熱體所產生的磁場也改變。產生的磁場引起的問題在于，對應于堿金屬電池中的堿金屬原子的基態能級之間的能量差的頻率變化，并且輸出頻率產生漂移。因此，在原子振蕩器中，期望能盡可能的抑制加熱器產生的不必要磁場。
[0008] 作為消除這種由加熱器所產生的不必要磁場的技術，日本公開專利申請文件 2012-191138公開了一種形成具有IT0等的曲折圖案的加熱器的方法。此外，日本公開專利申請文件2010-71973公開了一種具有金屬材料等的卷繞圖案的金屬材料加熱器的形成方法。
[0009] 在日本公開專利申請文件2012-191138和No. 2010-71973公開的方法中，布線被形成在卷繞圖案或曲折圖案中。在臨近布線中流動的電流的方向彼此相反，并產生彼此抵消的相反磁場，從而有效磁場被消弱。在日本公開專利申請文件2012-191138公開的方法中，必須使用高電阻的透明導電材料，用于形成加熱器的可選材料的范圍很窄。另一方面，在日本公開專利申請文件2010-71973公開的方法中，用于形成加熱器的材料，可以使用具有低電阻的金屬材料。
[0010] 原子振蕩器需要高精度，施加電流到加熱器所產生的磁場越弱，則越理想。但是，在日本公開專利申請文件2010-71973描述的方法中，施加電流到加熱器所產生的磁場具有下限，并不能使磁場足夠弱。

【發明內容】

[0011] 本發明的至少一個實施例旨在提供一種加熱器基板、堿金屬電池單元以及原子振蕩器，其基本上消除了一個或多個由現有技術的限制和缺點所引起的問題。
[0012] 在一個實施例中，用于加熱含有堿金屬的堿金屬電池的加熱器基板，包括：在圍繞堿金屬封裝部分的區域中形成的第一加熱器布線，其中堿金屬封裝部分中堿金屬被封裝；在圍繞堿金屬封裝部分的區域中并且在第一加熱器布線內部形成的第二加熱器布線；以及在第一加熱器布線外部形成的第三加熱器布線。流入第一加熱器布線的電流被分成流入第二加熱器布線的電流和流入第三加熱器布線的電流。流入第一加熱器布線的電流方向與流入第二加熱器布線的電流方向和第三加熱器布線的電流方向相反。
[0013] 在另一個實施例中，堿金屬電池單元包括加熱器基板和堿金屬電池。用于加熱含有堿金屬的堿金屬電池的加熱器基板，包括：在圍繞堿金屬封裝部分的區域中形成的第一加熱器布線，其中堿金屬封裝部分中堿金屬被封裝；在圍繞堿金屬封裝部分的區域中并且在第一加熱器布線內部形成的第二加熱器布線；以及在第一加熱器布線外部形成的第三加熱器布線。流入第一加熱器布線的電流被分成流入第二加熱器布線的電流和流入第三加熱器布線的電流。流入第一加熱器布線的電流方向與流入第二加熱器布線的電流方向和第三加熱器布線的電流方向相反。堿金屬電池包括：基板，其中形成貫通第一側和第二側的孔；鍵合到基板第一側上的第一透明基板；鍵合到基板第二冊上的第二透明基板。在基板的孔中，堿金屬被封裝在由第一透明基板和第二透明基板圍成的空間，以便形成堿金屬封裝部分。加熱器基板被提供在第一透明基板上或第二透明基板上。
[0014] 還是在另一個實施例中，原子振蕩器包括：堿金屬電池單元；光源，發射激光到堿金屬電池單元中的堿金屬封裝部分；以及光檢測單元，檢測所發射到堿金屬電池單元的堿金屬封裝部分的激光中穿過堿金屬電池單元的堿金屬封裝部分的光。堿金屬電池單元包括加熱器基板和堿金屬電池。用于加熱含有堿金屬的堿金屬電池的加熱器基板，包括：在圍繞堿金屬封裝部分的區域中形成的第一加熱器布線，其中堿金屬封裝部分中堿金屬被封裝；在圍繞堿金屬封裝部分的區域中并且在第一加熱器布線內部形成的第二加熱器布線；以及在第一加熱器布線外部形成的第三加熱器布線。流入第一加熱器布線的電流被分成流入第二加熱器布線的電流和流入第三加熱器布線的電流。流入第一加熱器布線的電流方向與流入第二加熱器布線的電流方向和第三加熱器布線的電流方向相反。堿金屬電池包括：在其中形成貫通第一側和第二側的孔的基板；鍵合到基板第一側上的第一透明基板；鍵合到基板第二側上的第二透明基板。在基板的孔中，堿金屬被封裝在由第一透明基板和第二透明基板圍成的空間，以便形成堿金屬封裝部分。加熱器基板被提供在第一透明基板上或第二透明基板上。
[0015] 依據本發明，在提供的加熱器襯底中，應用電流到加熱器所產生的磁場很弱。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 通過結合附圖對本發明的實施例進行如下詳細描述，本發明的其它目的和進一步特征將變得顯而易見，在附圖中：
[0017] 圖1是說明依據第一實施例的原子振蕩器的示例的解釋性圖；
[0018] 圖2是說明現有技術的堿金屬電池單元中的加熱器的示例的第一構造圖；
[0019] 圖3是說明第一實施例的堿金屬電池單元中的加熱器的示例的構造圖；
[0020] 圖4是說明現有技術的堿金屬電池單元中的加熱器的示例的第二構造圖；
[0021] 圖5A和5B是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第一工序圖；
[0022] 圖6A和6B是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第二工序圖；
[0023] 圖7A和7B是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第三工序圖；
[0024] 圖8A和8B是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第四工序圖；
[0025] 圖9B和9B是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第五工序圖；
[0026] 圖10A和10B是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第六工序圖；
[0027] 圖11A和11B是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第七工序圖；
[0028] 圖12是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法示例的第八工序圖；
[0029] 圖13A到13C是說明依據第一實施例的堿金屬電池單元的制造方法的示例的第三工序圖；
[0030] 圖14是說明依據第二實施例的堿金屬電池單元中的加熱器的示例的構造圖；
[0031] 圖15是說明依據第三實施例的堿金屬電池單元的示例的解釋性圖；
[0032] 圖16是說明依據第三實施例的堿金屬電池單元中的加熱器的示例的解釋性圖；
[0033] 圖17是依據第四實施例的堿金屬電池單元的示例的解釋性圖；
[0034] 圖18是依據第五實施例的堿金屬電池單元的示例的解釋性圖；
[0035] 圖19是說明依據第六實施例的原子振蕩器的示例的解釋性圖。
[0036] 圖20是說明依據第六實施例的原子振蕩器的示例的構造圖；
[0037] 圖21是說明用于解釋CPT型的原子能級示例的解釋性圖；
[0038] 圖22是說明表面發射激光器的輸出波長調制示例的解釋性圖；以及
[0039] 圖23是說明在調制頻率和投射光總量之間的關系示例的相關圖。

【具體實施方式】
[0040] 在下文中，將參照附圖描述本發明的實施例。同時，相同的附圖標記分配給相同或類似的構件，對此不再重復說明。
[0041] [第一實施例]
[0042] 首先，依據公開的日本專利申請文件2010-71973中描述的方法，將說明通過施加電流到加熱器所產生的磁場的減少是有限的。
[0043] 具有如圖2所示的構造的加熱器被布置在堿金屬電池單元上，其中第一加熱器布線971和在第一加熱器布線971內部的第二加熱器布線972被形成。第一加熱器布線971 和第二加熱器布線972圍繞堿金屬電池的光傳輸單元A形成近似的圓形，近似的圓形具有在加熱器中心點P處的中心。具體地說，第一加熱器布線971的芯部被布置在具有半徑rl 和中心在加熱器中心點P處的圓形的圓周上，并且第二加熱器布線972的芯部被布置在具有半徑r2和中心在加熱器中心點P處的圓形的圓周上。如圖所示，附圖標記A表示堿金屬電池的光傳輸單兀，附圖標記B表不堿金屬電池的光傳輸單兀的外圍。
[0044] 第一電極端子981被連接到第一加熱器布線971的一個端部，第二電極端子982 被連接到第二加熱器布線972的一個端部。第一加熱器布線971的另一個端部和第二加熱器布線972的另一個端部在加熱器連接部件990處被連接。同時，第一加熱器布線971、第二加熱器布線972以及加熱器連接部件990是由相同的導電材料形成的，例如，具有厚度大約為20. 2ym的碳漿。此外，第一電極端子981和第二電極端子982是由具有厚度大約為 28. 4ym的銀漿形成的。此外，第一電極端子981和第二電極端子982被連接到未示出的電源。
[0045] 在下文中，假定在具有如圖2所示的構造的加熱器中，第一電極端子981被連接到未示出的電源的正端子，第二電極端子982被連接到電源的負端子。在這種情況下，電流從第一電極端子981以逆時針方向迂回流過第一加熱器布線971，流過加熱連接部分900,并流入布置在第一加熱器布線971內部的第二加熱器布線972。電流以順時針方向迂回流入并經過第二加熱器布線972,然后流到第二電子端子982。
[0046] 這里，在與第一加熱器布線971和第二加熱器布線972具有相同距離的點處，在第一加熱器布線971內流動的電流產生的磁場和在第二加熱器布線972內流動的電流產生的磁場互相抵消。另一方面，在與第一加熱器布線971和第二加熱器布線972具有不同距離的情況下，在第一加熱器布線971內流動的電流產生的磁場和在第二加熱器布線972內流動的電流產生的磁場不能完全互相抵消。
[0047] 例如，在加熱器的中心點P處的磁場將被考慮。中心點P與第一加熱器布線971 的距離是h，中心點P與第二加熱器布線972的距離是r2，并且第一加熱器布線971是在第二加熱器972的外部，則ri>r2。此外，因為流過第一加熱器布線971的電流I與流過第二加熱器布線972的電流I是相同的，所以在加熱器中線點P處，流過具有更短半徑r2的第二加熱器布線972的電流所產生的磁場的影響更強。也就是說，流過第二加熱器布線972 的電流所產生的磁場比流過第一加熱器971的電流所產生的磁場更強。因此，流過第二加熱器布線972的電流所產生的磁場沒有被抵消的部分磁場仍然保留。這種保留的磁場會影響堿金屬電池。
[0048] 因此，具有其中提供了加熱器構造的堿金屬電池單元中，預期在加熱器的中心點P 處的磁場值是很小的，即接近于〇。
[0049] 更詳細地說，具有如圖2所示的構造的加熱器被提供有圍繞堿金屬電池沒有示出的光傳輸單兀的第一加熱器布線971和第二發射器布線972。通過使電流I流過第一加熱器布線971和第二加熱器布線972,因為電流方向是彼此相反的，所以電流所產生的磁場彼此抵消。
[0050] 這里，假定在下文的解釋中，圍繞堿金屬電池的光傳輸部分，第一加熱器布線971 和第二加熱器布線972具有大約3_的直徑。同時，這里，第一加熱器布線971的直徑被假設為與第二加熱器布線972的直徑是相當的。此外，第一加熱器布線971和第二加熱器布線 972的布線寬度是50mm，布線的厚度是2ym，并且堿金屬電池所需的電功率是lOOmw。在這種情況下，第一加熱器布線971和第二加熱器布線972由IT0形成（P= 1. 48X1(T4Q.cm)。整個加熱器的電阻是279Q。當電源電壓是5V時，電源提供的功率被估計為大約90mw，這個功率不夠需要的值，即lOOmw。
[0051] 另一方面，在第一加熱器布線971和第二加熱器布線972是由鉬（P= 1. 02X1(T5Q.cm)形成的情況下，整個加熱器的電阻是19Q。當電源電壓是5V時，估計電源提供的功率是1300mw。因此，電源可以提供比需要的值（即lOOmw)更大的充足電功率量。
[0052] 如上面所描述，用于形成第一加熱器布線971和第二加熱器布線972的材料，金屬材料是優選的。金屬材料具有低電阻率，通過該低電阻率，電源提供能力會被增強，并且電源電壓可以降低。此外，金屬材料可以更輕松的工作，并且設計的自由度更高。
[0053] 如在含有第一加熱器布線971和第二加熱器布線972的加熱器中，在空氣芯線圈圖形的中心處的磁通密度可根據下文中的公式1來獲得，這里U^是真空中的磁導率，r是半徑，I是電流。
[0054] [公式 1]
[0055] B=u〇I/2 31r
[0056] 如公式1所示，在具有如圖2所示的構造的平面上的繞線圖案中，實際上，離加熱器的中線點P的距離，即半徑，半徑是與堿金屬電池的中心的距離，對于每個繞線是不同的。也就是說，第二加熱器布線972的半徑r2比第一加熱器布線971的半徑ri更小，S卩，r1 >r2。
[0057] 因此，即使電流彼此相鄰地流過第一加熱器布線971和流過第二加熱器布線972，這里電流方向彼此相反，在堿金屬電池中心處的磁場B也不能完全是0。
[0058] 同時，如在日本公開專利申請文件2012-191138中公開的，在現有技術的加熱器構造中，堿金屬電池的整個表面被覆蓋，ITO-般被用于加熱器布線的材料，因為需要材料能透光。但是，因為IT0硬而脆，IT0具有制造限制，例如，當被彎曲時，可能會出現斷線。電阻率由于制造條件不同而改變。此外，電阻率甚至比金屬的還高。因此，加熱器的設計自由度是很低的。
[0059] 此外，在繞線類型上，可以使用不透明金屬布線。但是，如上所描述，因為各自形成的布線離中心的距離不同，所以在堿金屬電池中心的磁通密度不能完全抵消。
[0060] 本實施例提供一種加熱器基板，其中加熱器布線由金屬材料或類似的形成，并且由電流流動所產生的磁場可以很小，并且堿金屬電池單元具有加熱器基板。
[0061] (設置于堿金屬電池單元中的加熱器基板）
[0062] 隨后，參考附圖3,解釋依據本實施例的設置于堿金屬電池單元中的加熱器基板。
[0063] 在依據本實施例設置于堿金屬電池單元中的加熱器基板上，第二加熱器布線12 被形成在第一加熱器布線11a和lib的內部，第三加熱器布線13形成在第一加熱器布線 11a和lib的外部。使用加熱器的中心點P處的中心，第一加熱器布線11a和lib、第二加熱器布線12以及第三加熱器布線13的中心被同中心地形成。同時，第一加熱器布線11a和 lib、第二加熱器布線12以及第三加熱器布線13被形成在將是堿金屬電池的光傳輸單元A 的區域的周圍。在本申請中，堿金屬電池的光傳輸單元A可被表示為堿金屬封裝單元。如圖所示，附圖標記A表示堿金屬電池的光傳輸單元，附圖標記B表示堿金屬電池的光傳輸單元的外圍。
[0064] 具體地說，第一加熱器布線11a和lib的芯部被布置在具有半徑為rn和中心在加熱器中心點P處的圓形的圓周上。此外，第二加熱器12的芯部被布置在具有半徑為r12 和中心在加熱器中心點P處的圓形的圓周上。此外，第三加熱器13的芯部被布置在具有半徑為1~13和中心在加熱器中心點P處的圓形的圓周上。同時，半徑r13大于半徑rn，半徑r12 小于半徑rn，即，r13>rn>r12。
[0065] 在本實施例中，第一加熱器布線11a和lib近似半圓形，通過將近似圓形分割成兩部分而獲得。第二加熱器布線12和第三加熱器布線13的每一個都近似圓形。在本實施例中，第一加熱器布線11a被表不為一個第一加熱器布線11a，而第一加熱器布線lib被表不為其它第一加熱器布線lib。
[0066] 在一個第一加熱器布線11a的一個端部提供第一電極端子21，在其它第一加熱器布線lib的一個端部提供第二電極端子22。此外，在一個第一加熱器布線11a的其它端部提供第一加熱器連接部件31。在第一加熱器連接部件31處，一個加熱器布線11a被連接到第二加熱器布線12的一個端部和第三加熱器布線13的一個端部。此外，在其它第一加熱器布線lib的其它端部提供第二加熱器連接部件32。在第二加熱器連接部件32處，其它加熱器布線lib被連接到第二加熱器布線12的其它端部和第三加熱器布線13的其它端部。 [0067] 同時，在本實施例中，第一加熱器布線11a和lib、第二加熱器布線12、第三加熱器布線13、第一加熱器連接部件31和第二加熱器連接部件32是由相同導電材料形成，例如，具有厚度大約為20. 2ym的碳漿。此外，第一電極端子21和第二電極端子22是由具有厚度大約為28. 4iim的銀漿形成的。
[0068] 此外，將一個第一加熱器布線11a與第一電極端子21連接的連接布線41，將另一個第一加熱器布線lib與第二電極端子22連接的連接布線42在交叉部分50處與第三加熱器布線13相交。由于這個原因，在本實施例中，在交叉部分50處，在第三加熱器布線13 上提供一個沒有示出的絕緣膜。在該沒有示出的絕緣膜上，形成連接布線41和42。因此，在交叉部分50處，第三加熱器布線13和連接布線41和42是電絕緣的。
[0069] 考慮這樣一種情況：在本實施例中設置于堿金屬電池中的加熱器基板上，如圖2 所示，第一電極端子21被連接到沒有示出的電源的正端子，第二電極端子22被連接到電源的負端子。在這種情況下，電流^從第一電極端子21順時針方向流過大約半個圓形。在第一加熱器連接部件31處，電流^被分割成在第二加熱器布線12中流動的電流1 2以及在第三加熱器布線13中流動的電流13。在第二加熱器布線12中，電流12以逆時針方向流過大約整個圓形。在第三加熱器布線13中，電流1 3以逆時針方向流過大約整個圓形。在第二加熱器連接部件32處，電流12和13結合變成電流Ii。由電流12和13在第二加熱器連接部件 32處結合形成的電流，以順時針方向經過大約半個圓形流過其它第一加熱器布線11b，并流向第二電極端子22。
[0070] 因此，通過流過具有半徑rn的第一加熱器布線11a和lib的電流Ii所產生的磁場抵消了通過流過具有半徑r12的第二加熱器布線12的電流12所產生的磁場和通過流過具有半徑r13的第三加熱器布線13的電流I3所產生的磁場。
[0071] 這里，具有半徑rn的第一加熱器布線11a和lib的芯部和具有半徑r12的第二加熱器布線12的芯部之間的距離是G1 (間距），并且具有半徑rn的第一加熱器布線11a和 lib的芯部和具有半徑r13的第三加熱器布線13的芯部之間的距離是G2 (間距）。在這種情況下，G1可以等于G2,即Gl=G2。此外，G1和G2的值可以被設定，以便在加熱器中心點 P處的磁場是0或非常接近0的值。在這種情況下，G1可以大于G2,即Gl>G2。
[0072] 此外，在G1和G2非常接近的情況下，S卩，Gl=G2或Gl&G2,如即將要描述的，優選大于13，即I2>I3。同時，流過第二加熱器布線12的電流12和流過第三加熱器布線 13的電流13的比例可以通過使第二加熱器布線12的電阻值不同于第三加熱器布線13的電阻值而進行調整。具體地說，比例可通過使第二加熱器布線12的布線寬度不同于第三加熱器布線13的線寬而進行調整。
[0073](模擬施加電流到加熱器所產生的磁場）
[0074] 下面將解釋模擬電流流過形成在堿金屬電池單元中的加熱器所產生的磁場的結果。具體地說，用以下的加熱器來完成模擬：具有如圖4所示的構造的加熱器、具有如圖2 所示的構造的加熱器、以及如圖3所示的依據本實施例的用于堿金屬電池單元的加熱器。同時，具有如圖4所示的構造的加熱器是有一個加熱器布線的加熱器，其中在具有近似圓形的加熱器布線975的一個端部處提供第一電子端子981，在其它端部處提供第二電極端子982。因此，這是一種構造，其中電流流過加熱器布線所產生的磁場的影響可以被抵消。模擬的一個條件是，每一種情況的加熱器布線的布線寬度是〇. 8_，施加到加熱器的電流是 10mA〇
[0075] 具有如圖4所示的構造的加熱器被形成，以便加熱器布線975的芯部被布置在具有半徑A為2. 66mm且中心在加熱器的中心點P處的圓形的圓周上。另一方面，加熱器布線975是由具有厚度大約為20. 2 ii m的碳楽形成的。如圖4所示，附圖標記A表示堿金屬電池的光傳輸單兀，附圖標記B表不堿金屬電池的光傳輸單兀的外圍。
[0076] 此外，具有如圖2所示的構造的加熱器被形成，以便第一加熱器布線971的芯部被布置在具有半徑1^*3. 02mm且中心在加熱器的中心點P處的圓形的圓周上，第二加熱器布線972的芯部被布置在具有半徑1~2為2. 66mm的圓形的圓周上。因此，第一加熱器布線971 的芯部和第二加熱器布線972的芯部之間的距離是0. 36mm。
[0077] 此外，具有如圖3所示的構造的依據本實施例的加熱器被形成，以便第一加熱器布線11a和lib的芯部被布置在具有半徑rn為2. 66mm且中心在加熱器的中心點P處的圓形的圓周上。此外，這可以形成，第二加熱器布線12的芯部被布置在具有半徑r12為2. 30mm 且中心在加熱器的中心點P處的圓形的圓周上，并且第三加熱器布線13的芯部被布置在具有半徑r13為3. 02mm的圓形的圓周上。因此，第一加熱器布線11a和lib的芯部和第二加熱器布線12的芯部之間的距離G1 (間距）是0. 36mm，第一加熱器布線11a和lib的芯部和第三加熱器布線13的芯部之間的距離G2 (間距）是0? 36mm。
[0078] 下邊所示的表1，示出了通過模擬獲得的在加熱器的中心點P處的磁通密度 B(iiT)。同時，行S1示出具有如圖4所示的構造的加熱器的結果。行S2示出具有如圖2 所示的構造的加熱器的結果。行S3和S4示出具有如圖3所示的構造的加熱器的結果，即，依據本實施例的在堿金屬電池單元中的加熱器。S3表示電流12和電流13基本相同的情況，例如，電流是5mA，電流I3是5mA。S4表不電流12是3mA，電流I3是7mA的情況。
[0079] 表 1
[0080]

【權利要求】
1. 一種用于加熱含有堿金屬的堿金屬電池的加熱器基板，包括：在圍繞堿金屬封裝部分的區域中形成第一加熱器布線，其中堿金屬被封裝在堿金屬封裝部分中；在圍繞堿金屬封裝部分的區域中并且在第一加熱器布線內部形成的第二加熱器布線；以及在第一加熱器布線外部形成的第三加熱器布線，其中，在第一加熱器布線中流動的電流被分成在第二加熱器布線中流動的電流和在第三加熱器布線中流動的電流；并且在第一加熱器布線中流動的電流的方向與在第二加熱器布線中流動的電流的方向和在第三加熱器布線中流動的電流的方向相反。
2. 根據權利要求1所述的加熱器基板，其中，在第二加熱器布線中流動的電流比在第一加熱器布線中流動的電流小。
3. -種堿金屬電池單元，包括權利要求1或2所述的加熱器基板以及堿金屬電池，其中，所述堿金屬電池包括：基板，其中形成貫通第一側和第二側的開口；鍵合到基板第一側上的第一透明基板；以及鍵合到基板第二側上的第二透明基板，其中，堿金屬被封裝于在基板的開口中由第一透明基板和第二透明基板圍成的空間內，以便形成堿金屬封裝部分；以及所述加熱器基板被提供在第一透明基板上或第二透明基板上。
4. 如權利要求3中所述的堿金屬電池單元，進一步包括另一加熱器基板，其中，所述加熱器基板被提供在第一透明基板上或第二透明基板上；所述另一加熱器基板被提供在所述加熱器基板上；并且在所述加熱器基板中的電流的方向與在所述另一加熱器基板中的電流的方向相反。
5. 如權利要求3中所述的堿金屬電池單元，進一步包括另一加熱器基板，其中，所述加熱器基板被提供在第一透明基板上，并且所述另一加熱器基板被提供在第二透明基板上。
6. 如權利要求3-5中任一項所述的堿金屬電池單兀，其中，第一加熱器布線的中心和第二加熱器布線的中心之間的距離與第一加熱器布線的中心和第三加熱器布線的中心之間的距離是相同的；并且在第二加熱器布線中流動的電流比在第三加熱器布線中流動的電流小。
7. 如權利要求6中所要保護的堿金屬電池單元，其中，第二加熱器布線的布線寬度比第三加熱器布線的布線寬度小。
8. 如權利要求3-5中任一項所要保護的堿金屬電池單元，其中：第一加熱器布線的中心和第二加熱器布線的中心之間的距離比第一加熱器布線的中心和第三加熱器布線的中心之間的距離大。
9. 如權利要求3-8中任一項所要保護的堿金屬電池單元，進一步包括氣體電池支撐構件，該支撐構件圍繞所述基板、第一透明基板和第二透明基板，其中，所述加熱器基板接觸所述氣體電池支撐構件。
10. -種原子振蕩器，包括：如權利要求3-9中任一項所述的堿金屬電池單元：光源，發射激光到堿金屬電池單元中的堿金屬封裝部分；以及光檢測單元，檢測所發射到堿金屬電池單元的堿金屬封裝部分的激光中穿過堿金屬電池單元的堿金屬封裝部分的光。
【文檔編號】H01M10/39GK104518245SQ201410654056
【公開日】2015年4月15日申請日期:2014年8月20日優先權日:2013年8月20日
【發明者】安達一彥, 原坂和宏, 佐藤俊一申請人:株式會社理光

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