加热器基板、碱金属电池单元和原子振荡器的制造方法

加热器基板、碱金属电池单元和原子振荡器的制造方法
【专利摘要】一种加热器基板、碱金属电池单元和原子振荡器。一种用于加热包括碱金属的碱金属电池的加热器基板，包括：形成在围绕碱金属被封装了的碱金属封装部分的区域中的第一加热器布线；形成在围绕碱金属封装部分的区域中并且在第一加热器布线内部的第二加热器布线；以及形成在第一加热器布线外部的第三加热器布线。在第一加热器布线中流动的第一电流被分成在第二加热器布线中流动的第二电流和在第三加热器布线中流动的第三电流。第一电流的方向与第二电流的方向和第三电流的方向相反。
【专利说明】加热器基板、碱金属电池单元和原子振荡器

【技术领域】
[0001] 本文总体上涉及加热器基板、碱金属电池单元和原子振荡器。

【背景技术】
[0002] 原子钟（原子振荡器）是一种极其准确的时钟。用于减小原子钟尺寸的技术正在 被研究。原子钟是基于包含在碱金属等的原子中的电子跃迁能量的振荡器。特别是，已经 发现：如果过程不受任何干扰，那么碱金属原子的电子跃迁能量是非常精确的。因此，与晶 体振荡器相比，频率的稳定性会提升多个数量级。
[0003] 已经存在几种类型的原子振荡器。在这些原子振荡器中，CPT(相干布居俘获） 类型原子振荡器提供频率的稳定性，且频率的精度比现关技术中的晶体振荡器要高三个 数量级。此外，人们希望CPT型原子振荡器的尺寸和能量消耗可以被减小（参见例如， Appl.Phys.Lett(应用物理快报），第 85 卷，第 1460-1462 页（2004)以及Comprehensive Microsystem(综合微系统），第3卷，第571-612页）。
[0004] 如图1所示，CPT型原子振荡器包括：诸如激光器元件的光源910 ;碱金属被封装 在其中的碱金属电池940 ;以及接收穿过碱金属电池940的激光的光检测器950。激光被调 制，并且通过出现在具有特定波长的载波两侧的边带波长，激发具有电子的两个同时跃迁 的碱金属原子中的电子。上述跃迁的跃迁能量是常数。当边带波长与对应于跃迁能量的波 长一致时，减小了通过碱金属吸收光的透明现象的发生。以这种方式，CPT型原子振荡器是 具有一特征的原子振荡器，其中该特征是指：在调节载波的波长以便减小碱金属吸收光时， 通过光检测器950检测的信号被反馈到调制器960,并且由诸如激光器元件光源910发出 的激光的调制频率被调制器960调节。同时，激光从光源910发出，并经由准直棱镜920和 入/4板930传输到碱金属电池940上。在图1中，附图标记MF表不磁场。
[0005] 已公开了一种使用MEMS(微机电系统）技术在上述紧凑原子振荡器中制造碱金 属电池的制造方法（美国专利No. 6806784,美国专利公开文件2005/0007118,日本专利申 请文件20094212416和2009-283526)。在这些公开的方法中，首先，使用光刻技术和刻蚀 技术在硅（Si)基板上形成开口，然后Si基板通过阳极键合的方式而键合到玻璃板。在200 至lj400°C的温度下执行阳极键合，施加大约250到1000v的电压到玻璃和Si基板之间的界 面。之后，输入碱金属和缓冲气体，电池通过使用阳极键合将玻璃将到阳极键合到开口顶侧 的部分而被密封。通过切割这种方式形成每个电池，形成碱金属电池。
[0006] 如上面描述的碱金属电池还可以被称为碱金属气体电池。为了使密封的碱金属和 缓冲气体保持气体形态，气体电池被加热到预定温度。例如，在原子振荡器中的碱金属表面 上提供构造有诸如氧化铟锡（IT0)的透明导电膜的加热体。电流被施加至加热体以使加热 体产生热。通过这种方法，具有提供在碱金属电池上的加热体的碱金属电池可被称为本申 请中的碱金属电池单元。
[0007] 原子振荡器通过反馈被恒定控制，以便碱金属电池中的温度保持恒定。因此，当外 部温度改变时，流过加热体的电流也被改变。通过这种方法，当流过加热体的电流改变时， 加热体所产生的磁场也改变。产生的磁场引起的问题在于，对应于碱金属电池中的碱金属 原子的基态能级之间的能量差的频率变化，并且输出频率产生漂移。因此，在原子振荡器 中，期望能尽可能的抑制加热器产生的不必要磁场。
[0008] 作为消除这种由加热器所产生的不必要磁场的技术，日本公开专利申请文件 2012-191138公开了一种形成具有IT0等的曲折图案的加热器的方法。此外，日本公开专利 申请文件2010-71973公开了一种具有金属材料等的卷绕图案的金属材料加热器的形成方 法。
[0009] 在日本公开专利申请文件2012-191138和No. 2010-71973公开的方法中，布线被 形成在卷绕图案或曲折图案中。在临近布线中流动的电流的方向彼此相反，并产生彼此抵 消的相反磁场，从而有效磁场被消弱。在日本公开专利申请文件2012-191138公开的方法 中，必须使用高电阻的透明导电材料，用于形成加热器的可选材料的范围很窄。另一方面， 在日本公开专利申请文件2010-71973公开的方法中，用于形成加热器的材料，可以使用具 有低电阻的金属材料。
[0010] 原子振荡器需要高精度，施加电流到加热器所产生的磁场越弱，则越理想。但是， 在日本公开专利申请文件2010-71973描述的方法中，施加电流到加热器所产生的磁场具 有下限，并不能使磁场足够弱。


【发明内容】

[0011] 本发明的至少一个实施例旨在提供一种加热器基板、碱金属电池单元以及原子振 荡器，其基本上消除了一个或多个由现有技术的限制和缺点所引起的问题。
[0012] 在一个实施例中，用于加热含有碱金属的碱金属电池的加热器基板，包括：在围绕 碱金属封装部分的区域中形成的第一加热器布线，其中碱金属封装部分中碱金属被封装； 在围绕碱金属封装部分的区域中并且在第一加热器布线内部形成的第二加热器布线；以及 在第一加热器布线外部形成的第三加热器布线。流入第一加热器布线的电流被分成流入第 二加热器布线的电流和流入第三加热器布线的电流。流入第一加热器布线的电流方向与流 入第二加热器布线的电流方向和第三加热器布线的电流方向相反。
[0013] 在另一个实施例中，碱金属电池单元包括加热器基板和碱金属电池。用于加热含 有碱金属的碱金属电池的加热器基板，包括：在围绕碱金属封装部分的区域中形成的第一 加热器布线，其中碱金属封装部分中碱金属被封装；在围绕碱金属封装部分的区域中并且 在第一加热器布线内部形成的第二加热器布线；以及在第一加热器布线外部形成的第三加 热器布线。流入第一加热器布线的电流被分成流入第二加热器布线的电流和流入第三加热 器布线的电流。流入第一加热器布线的电流方向与流入第二加热器布线的电流方向和第三 加热器布线的电流方向相反。碱金属电池包括：基板，其中形成贯通第一侧和第二侧的孔； 键合到基板第一侧上的第一透明基板；键合到基板第二册上的第二透明基板。在基板的孔 中，碱金属被封装在由第一透明基板和第二透明基板围成的空间，以便形成碱金属封装部 分。加热器基板被提供在第一透明基板上或第二透明基板上。
[0014] 还是在另一个实施例中，原子振荡器包括：碱金属电池单元；光源，发射激光到碱 金属电池单元中的碱金属封装部分；以及光检测单元，检测所发射到碱金属电池单元的碱 金属封装部分的激光中穿过碱金属电池单元的碱金属封装部分的光。碱金属电池单元包 括加热器基板和碱金属电池。用于加热含有碱金属的碱金属电池的加热器基板，包括：在 围绕碱金属封装部分的区域中形成的第一加热器布线，其中碱金属封装部分中碱金属被封 装；在围绕碱金属封装部分的区域中并且在第一加热器布线内部形成的第二加热器布线； 以及在第一加热器布线外部形成的第三加热器布线。流入第一加热器布线的电流被分成流 入第二加热器布线的电流和流入第三加热器布线的电流。流入第一加热器布线的电流方向 与流入第二加热器布线的电流方向和第三加热器布线的电流方向相反。碱金属电池包括： 在其中形成贯通第一侧和第二侧的孔的基板；键合到基板第一侧上的第一透明基板；键合 到基板第二侧上的第二透明基板。在基板的孔中，碱金属被封装在由第一透明基板和第二 透明基板围成的空间，以便形成碱金属封装部分。加热器基板被提供在第一透明基板上或 第二透明基板上。
[0015] 依据本发明，在提供的加热器衬底中，应用电流到加热器所产生的磁场很弱。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 通过结合附图对本发明的实施例进行如下详细描述，本发明的其它目的和进一步 特征将变得显而易见，在附图中：
[0017] 图1是说明依据第一实施例的原子振荡器的示例的解释性图；
[0018] 图2是说明现有技术的碱金属电池单元中的加热器的示例的第一构造图；
[0019] 图3是说明第一实施例的碱金属电池单元中的加热器的示例的构造图；
[0020] 图4是说明现有技术的碱金属电池单元中的加热器的示例的第二构造图；
[0021] 图5A和5B是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第一工 序图；
[0022] 图6A和6B是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第二工 序图；
[0023] 图7A和7B是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第三工 序图；
[0024] 图8A和8B是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第四工 序图；
[0025] 图9B和9B是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第五工 序图；
[0026] 图10A和10B是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第六 工序图；
[0027] 图11A和11B是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第七 工序图；
[0028] 图12是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法示例的第八工序图；
[0029] 图13A到13C是说明依据第一实施例的碱金属电池单元的制造方法的示例的第三 工序图；
[0030] 图14是说明依据第二实施例的碱金属电池单元中的加热器的示例的构造图；
[0031] 图15是说明依据第三实施例的碱金属电池单元的示例的解释性图；
[0032] 图16是说明依据第三实施例的碱金属电池单元中的加热器的示例的解释性图；
[0033] 图17是依据第四实施例的碱金属电池单元的示例的解释性图；
[0034] 图18是依据第五实施例的碱金属电池单元的示例的解释性图；
[0035] 图19是说明依据第六实施例的原子振荡器的示例的解释性图。
[0036] 图20是说明依据第六实施例的原子振荡器的示例的构造图；
[0037] 图21是说明用于解释CPT型的原子能级示例的解释性图；
[0038] 图22是说明表面发射激光器的输出波长调制示例的解释性图；以及
[0039] 图23是说明在调制频率和投射光总量之间的关系示例的相关图。

【具体实施方式】
[0040] 在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。同时，相同的附图标记分配给相同或 类似的构件，对此不再重复说明。
[0041] [第一实施例]
[0042] 首先，依据公开的日本专利申请文件2010-71973中描述的方法，将说明通过施加 电流到加热器所产生的磁场的减少是有限的。
[0043] 具有如图2所示的构造的加热器被布置在碱金属电池单元上，其中第一加热器布 线971和在第一加热器布线971内部的第二加热器布线972被形成。第一加热器布线971 和第二加热器布线972围绕碱金属电池的光传输单元A形成近似的圆形，近似的圆形具有 在加热器中心点P处的中心。具体地说，第一加热器布线971的芯部被布置在具有半径rl 和中心在加热器中心点P处的圆形的圆周上，并且第二加热器布线972的芯部被布置在具 有半径r2和中心在加热器中心点P处的圆形的圆周上。如图所示，附图标记A表示碱金属 电池的光传输单兀，附图标记B表不碱金属电池的光传输单兀的外围。
[0044] 第一电极端子981被连接到第一加热器布线971的一个端部，第二电极端子982 被连接到第二加热器布线972的一个端部。第一加热器布线971的另一个端部和第二加热 器布线972的另一个端部在加热器连接部件990处被连接。同时，第一加热器布线971、第 二加热器布线972以及加热器连接部件990是由相同的导电材料形成的，例如，具有厚度大 约为20. 2ym的碳浆。此外，第一电极端子981和第二电极端子982是由具有厚度大约为 28. 4ym的银浆形成的。此外，第一电极端子981和第二电极端子982被连接到未示出的电 源。
[0045] 在下文中，假定在具有如图2所示的构造的加热器中，第一电极端子981被连接到 未示出的电源的正端子，第二电极端子982被连接到电源的负端子。在这种情况下，电流从 第一电极端子981以逆时针方向迂回流过第一加热器布线971，流过加热连接部分900,并 流入布置在第一加热器布线971内部的第二加热器布线972。电流以顺时针方向迂回流入 并经过第二加热器布线972,然后流到第二电子端子982。
[0046] 这里，在与第一加热器布线971和第二加热器布线972具有相同距离的点处，在第 一加热器布线971内流动的电流产生的磁场和在第二加热器布线972内流动的电流产生的 磁场互相抵消。另一方面，在与第一加热器布线971和第二加热器布线972具有不同距离 的情况下，在第一加热器布线971内流动的电流产生的磁场和在第二加热器布线972内流 动的电流产生的磁场不能完全互相抵消。
[0047] 例如，在加热器的中心点P处的磁场将被考虑。中心点P与第一加热器布线971 的距离是h，中心点P与第二加热器布线972的距离是r2，并且第一加热器布线971是在第 二加热器972的外部，则ri>r2。此外，因为流过第一加热器布线971的电流I与流过第 二加热器布线972的电流I是相同的，所以在加热器中线点P处，流过具有更短半径r2的第 二加热器布线972的电流所产生的磁场的影响更强。也就是说，流过第二加热器布线972 的电流所产生的磁场比流过第一加热器971的电流所产生的磁场更强。因此，流过第二加 热器布线972的电流所产生的磁场没有被抵消的部分磁场仍然保留。这种保留的磁场会影 响碱金属电池。
[0048] 因此，具有其中提供了加热器构造的碱金属电池单元中，预期在加热器的中心点P 处的磁场值是很小的，即接近于〇。
[0049] 更详细地说，具有如图2所示的构造的加热器被提供有围绕碱金属电池没有示出 的光传输单兀的第一加热器布线971和第二发射器布线972。通过使电流I流过第一加热 器布线971和第二加热器布线972,因为电流方向是彼此相反的，所以电流所产生的磁场彼 此抵消。
[0050] 这里，假定在下文的解释中，围绕碱金属电池的光传输部分，第一加热器布线971 和第二加热器布线972具有大约3_的直径。同时，这里，第一加热器布线971的直径被假 设为与第二加热器布线972的直径是相当的。此外，第一加热器布线971和第二加热器布线 972的布线宽度是50mm，布线的厚度是2ym，并且碱金属电池所需的电功率是lOOmw。在这 种情况下，第一加热器布线971和第二加热器布线972由IT0形成（P= 1. 48X1(T4Q.cm)。 整个加热器的电阻是279Q。当电源电压是5V时，电源提供的功率被估计为大约90mw，这 个功率不够需要的值，即lOOmw。
[0051] 另一方面，在第一加热器布线971和第二加热器布线972是由钼（P= 1. 02X1(T5Q.cm)形成的情况下，整个加热器的电阻是19Q。当电源电压是5V时，估计电 源提供的功率是1300mw。因此，电源可以提供比需要的值（即lOOmw)更大的充足电功率 量。
[0052] 如上面所描述，用于形成第一加热器布线971和第二加热器布线972的材料，金属 材料是优选的。金属材料具有低电阻率，通过该低电阻率，电源提供能力会被增强，并且电 源电压可以降低。此外，金属材料可以更轻松的工作，并且设计的自由度更高。
[0053] 如在含有第一加热器布线971和第二加热器布线972的加热器中，在空气芯线圈 图形的中心处的磁通密度可根据下文中的公式1来获得，这里U^是真空中的磁导率，r是 半径，I是电流。
[0054] [公式 1]
[0055] B=u〇I/2 31r
[0056] 如公式1所示，在具有如图2所示的构造的平面上的绕线图案中，实际上，离加热 器的中线点P的距离，即半径，半径是与碱金属电池的中心的距离，对于每个绕线是不同 的。也就是说，第二加热器布线972的半径r2比第一加热器布线971的半径ri更小，S卩，r1 >r2。
[0057] 因此，即使电流彼此相邻地流过第一加热器布线971和流过第二加热器布线972， 这里电流方向彼此相反，在碱金属电池中心处的磁场B也不能完全是0。
[0058] 同时，如在日本公开专利申请文件2012-191138中公开的，在现有技术的加热器 构造中，碱金属电池的整个表面被覆盖，ITO-般被用于加热器布线的材料，因为需要材料 能透光。但是，因为IT0硬而脆，IT0具有制造限制，例如，当被弯曲时，可能会出现断线。电 阻率由于制造条件不同而改变。此外，电阻率甚至比金属的还高。因此，加热器的设计自由 度是很低的。
[0059] 此外，在绕线类型上，可以使用不透明金属布线。但是，如上所描述，因为各自形成 的布线离中心的距离不同，所以在碱金属电池中心的磁通密度不能完全抵消。
[0060] 本实施例提供一种加热器基板，其中加热器布线由金属材料或类似的形成，并且 由电流流动所产生的磁场可以很小，并且碱金属电池单元具有加热器基板。
[0061] (设置于碱金属电池单元中的加热器基板）
[0062] 随后，参考附图3,解释依据本实施例的设置于碱金属电池单元中的加热器基板。
[0063] 在依据本实施例设置于碱金属电池单元中的加热器基板上，第二加热器布线12 被形成在第一加热器布线11a和lib的内部，第三加热器布线13形成在第一加热器布线 11a和lib的外部。使用加热器的中心点P处的中心，第一加热器布线11a和lib、第二加热 器布线12以及第三加热器布线13的中心被同中心地形成。同时，第一加热器布线11a和 lib、第二加热器布线12以及第三加热器布线13被形成在将是碱金属电池的光传输单元A 的区域的周围。在本申请中，碱金属电池的光传输单元A可被表示为碱金属封装单元。如 图所示，附图标记A表示碱金属电池的光传输单元，附图标记B表示碱金属电池的光传输单 元的外围。
[0064] 具体地说，第一加热器布线11a和lib的芯部被布置在具有半径为rn和中心在 加热器中心点P处的圆形的圆周上。此外，第二加热器12的芯部被布置在具有半径为r12 和中心在加热器中心点P处的圆形的圆周上。此外，第三加热器13的芯部被布置在具有半 径为1~13和中心在加热器中心点P处的圆形的圆周上。同时，半径r13大于半径rn，半径r12 小于半径rn，即，r13>rn>r12。
[0065] 在本实施例中，第一加热器布线11a和lib近似半圆形，通过将近似圆形分割成两 部分而获得。第二加热器布线12和第三加热器布线13的每一个都近似圆形。在本实施例 中，第一加热器布线11a被表不为一个第一加热器布线11a，而第一加热器布线lib被表不 为其它第一加热器布线lib。
[0066] 在一个第一加热器布线11a的一个端部提供第一电极端子21，在其它第一加热器 布线lib的一个端部提供第二电极端子22。此外，在一个第一加热器布线11a的其它端部 提供第一加热器连接部件31。在第一加热器连接部件31处，一个加热器布线11a被连接到 第二加热器布线12的一个端部和第三加热器布线13的一个端部。此外，在其它第一加热 器布线lib的其它端部提供第二加热器连接部件32。在第二加热器连接部件32处，其它加 热器布线lib被连接到第二加热器布线12的其它端部和第三加热器布线13的其它端部。 [0067] 同时，在本实施例中，第一加热器布线11a和lib、第二加热器布线12、第三加热器 布线13、第一加热器连接部件31和第二加热器连接部件32是由相同导电材料形成，例如， 具有厚度大约为20. 2ym的碳浆。此外，第一电极端子21和第二电极端子22是由具有厚 度大约为28. 4iim的银浆形成的。
[0068] 此外，将一个第一加热器布线11a与第一电极端子21连接的连接布线41，将另一 个第一加热器布线lib与第二电极端子22连接的连接布线42在交叉部分50处与第三加 热器布线13相交。由于这个原因，在本实施例中，在交叉部分50处，在第三加热器布线13 上提供一个没有示出的绝缘膜。在该没有示出的绝缘膜上，形成连接布线41和42。因此， 在交叉部分50处，第三加热器布线13和连接布线41和42是电绝缘的。
[0069] 考虑这样一种情况：在本实施例中设置于碱金属电池中的加热器基板上，如图2 所示，第一电极端子21被连接到没有示出的电源的正端子，第二电极端子22被连接到电源 的负端子。在这种情况下，电流^从第一电极端子21顺时针方向流过大约半个圆形。在第 一加热器连接部件31处，电流^被分割成在第二加热器布线12中流动的电流1 2以及在第 三加热器布线13中流动的电流13。在第二加热器布线12中，电流12以逆时针方向流过大 约整个圆形。在第三加热器布线13中，电流1 3以逆时针方向流过大约整个圆形。在第二加 热器连接部件32处，电流12和13结合变成电流Ii。由电流12和13在第二加热器连接部件 32处结合形成的电流，以顺时针方向经过大约半个圆形流过其它第一加热器布线11b，并 流向第二电极端子22。
[0070] 因此，通过流过具有半径rn的第一加热器布线11a和lib的电流Ii所产生的磁 场抵消了通过流过具有半径r12的第二加热器布线12的电流12所产生的磁场和通过流过 具有半径r13的第三加热器布线13的电流I3所产生的磁场。
[0071] 这里，具有半径rn的第一加热器布线11a和lib的芯部和具有半径r12的第二加 热器布线12的芯部之间的距离是G1 (间距），并且具有半径rn的第一加热器布线11a和 lib的芯部和具有半径r13的第三加热器布线13的芯部之间的距离是G2 (间距）。在这种 情况下，G1可以等于G2,即Gl=G2。此外，G1和G2的值可以被设定，以便在加热器中心点 P处的磁场是0或非常接近0的值。在这种情况下，G1可以大于G2,即Gl>G2。
[0072] 此外，在G1和G2非常接近的情况下，S卩，Gl=G2或Gl&G2,如即将要描述的， 优选大于13，即I2>I3。同时，流过第二加热器布线12的电流12和流过第三加热器布线 13的电流13的比例可以通过使第二加热器布线12的电阻值不同于第三加热器布线13的 电阻值而进行调整。具体地说，比例可通过使第二加热器布线12的布线宽度不同于第三加 热器布线13的线宽而进行调整。
[0073](模拟施加电流到加热器所产生的磁场）
[0074] 下面将解释模拟电流流过形成在碱金属电池单元中的加热器所产生的磁场的结 果。具体地说，用以下的加热器来完成模拟：具有如图4所示的构造的加热器、具有如图2 所示的构造的加热器、以及如图3所示的依据本实施例的用于碱金属电池单元的加热器。 同时，具有如图4所示的构造的加热器是有一个加热器布线的加热器，其中在具有近似圆 形的加热器布线975的一个端部处提供第一电子端子981，在其它端部处提供第二电极端 子982。因此，这是一种构造，其中电流流过加热器布线所产生的磁场的影响可以被抵消。 模拟的一个条件是，每一种情况的加热器布线的布线宽度是〇. 8_，施加到加热器的电流是 10mA〇
[0075] 具有如图4所示的构造的加热器被形成，以便加热器布线975的芯部被布置在具 有半径A为2. 66mm且中心在加热器的中心点P处的圆形的圆周上。另一方面，加热器布 线975是由具有厚度大约为20. 2 ii m的碳楽形成的。如图4所示，附图标记A表示碱金属 电池的光传输单兀，附图标记B表不碱金属电池的光传输单兀的外围。
[0076] 此外，具有如图2所示的构造的加热器被形成，以便第一加热器布线971的芯部被 布置在具有半径1^*3. 02mm且中心在加热器的中心点P处的圆形的圆周上，第二加热器布 线972的芯部被布置在具有半径1~2为2. 66mm的圆形的圆周上。因此，第一加热器布线971 的芯部和第二加热器布线972的芯部之间的距离是0. 36mm。
[0077] 此外，具有如图3所示的构造的依据本实施例的加热器被形成，以便第一加热器 布线11a和lib的芯部被布置在具有半径rn为2. 66mm且中心在加热器的中心点P处的圆 形的圆周上。此外，这可以形成，第二加热器布线12的芯部被布置在具有半径r12为2. 30mm 且中心在加热器的中心点P处的圆形的圆周上，并且第三加热器布线13的芯部被布置在具 有半径r13为3. 02mm的圆形的圆周上。因此，第一加热器布线11a和lib的芯部和第二加 热器布线12的芯部之间的距离G1 (间距）是0. 36mm，第一加热器布线11a和lib的芯部和 第三加热器布线13的芯部之间的距离G2 (间距）是0? 36mm。
[0078] 下边所示的表1，示出了通过模拟获得的在加热器的中心点P处的磁通密度 B(iiT)。同时，行S1示出具有如图4所示的构造的加热器的结果。行S2示出具有如图2 所示的构造的加热器的结果。行S3和S4示出具有如图3所示的构造的加热器的结果，即， 依据本实施例的在碱金属电池单元中的加热器。S3表示电流12和电流13基本相同的情况， 例如，电流是5mA，电流I3是5mA。S4表不电流12是3mA，电流I3是7mA的情况。
[0079] 表 1
[0080]

【权利要求】
1. 一种用于加热含有碱金属的碱金属电池的加热器基板，包括： 在围绕碱金属封装部分的区域中形成第一加热器布线，其中碱金属被封装在碱金属封 装部分中； 在围绕碱金属封装部分的区域中并且在第一加热器布线内部形成的第二加热器布线； 以及 在第一加热器布线外部形成的第三加热器布线， 其中，在第一加热器布线中流动的电流被分成在第二加热器布线中流动的电流和在第 三加热器布线中流动的电流；并且 在第一加热器布线中流动的电流的方向与在第二加热器布线中流动的电流的方向和 在第三加热器布线中流动的电流的方向相反。
2. 根据权利要求1所述的加热器基板，其中， 在第二加热器布线中流动的电流比在第一加热器布线中流动的电流小。
3. -种碱金属电池单元，包括权利要求1或2所述的加热器基板以及碱金属电池，其 中， 所述碱金属电池包括： 基板，其中形成贯通第一侧和第二侧的开口； 键合到基板第一侧上的第一透明基板；以及 键合到基板第二侧上的第二透明基板， 其中，碱金属被封装于在基板的开口中由第一透明基板和第二透明基板围成的空间 内，以便形成碱金属封装部分；以及 所述加热器基板被提供在第一透明基板上或第二透明基板上。
4. 如权利要求3中所述的碱金属电池单元，进一步包括另一加热器基板，其中， 所述加热器基板被提供在第一透明基板上或第二透明基板上； 所述另一加热器基板被提供在所述加热器基板上；并且 在所述加热器基板中的电流的方向与在所述另一加热器基板中的电流的方向相反。
5. 如权利要求3中所述的碱金属电池单元，进一步包括另一加热器基板，其中， 所述加热器基板被提供在第一透明基板上，并且所述另一加热器基板被提供在第二透 明基板上。
6. 如权利要求3-5中任一项所述的碱金属电池单兀，其中， 第一加热器布线的中心和第二加热器布线的中心之间的距离与第一加热器布线的中 心和第三加热器布线的中心之间的距离是相同的；并且 在第二加热器布线中流动的电流比在第三加热器布线中流动的电流小。
7. 如权利要求6中所要保护的碱金属电池单元，其中， 第二加热器布线的布线宽度比第三加热器布线的布线宽度小。
8. 如权利要求3-5中任一项所要保护的碱金属电池单元，其中： 第一加热器布线的中心和第二加热器布线的中心之间的距离比第一加热器布线的中 心和第三加热器布线的中心之间的距离大。
9. 如权利要求3-8中任一项所要保护的碱金属电池单元， 进一步包括气体电池支撑构件，该支撑构件围绕所述基板、第一透明基板和第二透明 基板，其中，所述加热器基板接触所述气体电池支撑构件。
10. -种原子振荡器，包括： 如权利要求3-9中任一项所述的碱金属电池单元： 光源，发射激光到碱金属电池单元中的碱金属封装部分；以及 光检测单元，检测所发射到碱金属电池单元的碱金属封装部分的激光中穿过碱金属电 池单元的碱金属封装部分的光。
【文档编号】H01M10/39GK104518245SQ201410654056
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】安达一彦, 原坂和宏, 佐藤俊一 申请人:株式会社理光