CN104993797A - 一种新型具有双凸结构的压电石英晶片及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，它包括中央构件（1）、保护框（2）和连接部（3），保护框（2）内设置有型腔，中央构件（1）的顶表面设置有凸台I（4），中央构件（1）的底表面设置有凸台II（5），保护框（2）的两条长边与中央构件（1）的两条长边之间形成有通槽A（6），保护框（2）的两条短边与中央构件（1）的两条短边之间形成有通槽B（7），通槽A（6）与通槽B（7）连通，连接部（3）设置在任意一个通槽B（7）内。本发明的有益效果是：可用于小型化石英晶片批量型生产、减弱边缘产生的寄生振动，并能够增强石英晶片中心的能陷效应、提高加工精度、大幅度提升产品的一致性。

Description

一种新型具有双凸结构的压电石英晶片及其加工工艺
技术领域
本发明涉及压电石英晶片构造的技术领域，特别是一种新型具有双凸结构的压电石英晶片及其加工工艺。
背景技术
目前，石英晶体谐振器通常由压电石英晶片及封装外壳构成，其中压电石英晶片为长方形或圆形，封装外壳材料为陶瓷、玻璃等。压电石英晶片上下两面需蒸镀电极，电极通过密封封装的引线，与封装外壳中的基座引脚相连。交流电压可通过引脚连通石英晶片的上下电极，使石英晶片产生逆压电效应，从而产生振荡。石英晶体谐振器因其频率的准确性和稳定性等特性广泛应用在移动电子设备、手机、移动通信装置等电子行业。
随着移动通信电子的迅速发展，器件小型化需求越来越高，石英晶体谐振器的小型化也势在必行。在石英晶体谐振器小型化的进程中，传统设计结构已很难生产，且成本较高。传统的切条、腐蚀等工艺方式难以加工超小型石英晶片，已经不能满足小型化的要求。
石英晶体谐振器的谐振频率较低时，为了提高能陷效应，削弱石英晶片边缘效应，需改变石英晶片的外形。通常情况下，采用的是滚磨磨削方式，改变石英晶片外形，即双凸曲面结构。但因滚磨工艺的稳定性差、重复性低，所以成本一直居高不下，因此，石英晶片技术亟待提升。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种成本低、可用于小型化石英晶片批量型生产、减弱边缘产生的寄生振动，并能够增强石英晶片中心的能陷效应、大幅度提升产品的一致性的新型具有双凸结构的压电石英晶片及其加工工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，它包括中央构件、保护框和连接部，所述的中央构件和保护框均呈矩形状，保护框内设置有型腔，型腔内设置有中央构件设置在型腔内，中央构件的顶表面设置有凸台I，中央构件的底表面设置有凸台II，保护框的两条长边与中央构件的两条长边之间形成有通槽A，保护框的两条短边与中央构件的两条短边之间形成有通槽B，通槽A与通槽B连通，所述的保护框的任意一条短边与中央构件之间通过连接部相连接，连接部设置在任意一个通槽B内。
所述的凸台I和凸台II为圆形凸台、矩形凸台或梯形凸台。
所述的连接部的形状为矩形或梯形。
所述的压电石英晶片的长度为0.8~3.2mm。
所述的压电石英晶片的宽度为0.6~2.5mm。
所述的中央构件、保护框和连接部的材质均为石英。
一种加工压电石英晶片的工艺，它包括以下步骤：
S1、取出一定规格的石英基板，并对石英基板的上、下表面进行研磨、抛光处理；
S2、通过旋涂或喷淋方式在石英基板表面形成厚度均匀的光刻抗刻蚀保护层ER，然后使用光刻曝光在光刻抗刻蚀保护层ER上，在表面形成待刻蚀图形；
S3、通过湿法刻蚀或干法刻蚀方式在石英基板上表面刻蚀，从而在石英基板表面形成凸台I和凸台II，凸台I和凸台II的刻蚀深度通过控制湿法刻蚀或干法刻蚀反应时间决定；
S4、去除步骤S3中的光刻抗刻蚀保护层ER并将石英基板表面清洗干净；
S5、清洗结束后，先通过旋涂或喷淋方式在石英基板表面形成厚度均匀的光刻抗刻蚀保护层ER，再使用光刻曝光在光刻抗刻蚀保护层ER上表面形成待刻蚀图形；
S6、通过湿法刻蚀、干法刻蚀、激光刻蚀、物理喷砂等方式在石英基板上表面刻蚀，从而形成通槽A和通槽B；
S7、去除光刻抗刻蚀保护层ER并将石英基板表面清洗干净，从而制得具有双凸结构的压电石英晶片。
S8、在石英基板上加工出切割定位孔；
S9、使用激光切割或刀片切割沿着切割定位孔对石英基板进行切割分离，从而实现了石英晶片的加工。
本发明具有以下优点：（1）本发明的中央构件的顶表面设置有凸台I，中央构件的底表面设置有凸台II，凸台I和凸台II能够减弱边缘产生的寄生振动，并能够增强石英晶片中心的能陷效应。（2）本发明可用于小型化石英晶片批量型生产、大幅度提升了晶片和晶体的制造效率，同时一致性也得到提升。（3）当保护框受到外界力的作用时，力不会传递到中央构件上，从而很好地保护了中央构件。
附图说明
图1 为本发明实施例一的结构示意图；
图2 为图1的俯视图；
图3 为图2的A-A剖视图；
图4 为图1的仰视图；
图5为本发明实施例一基于石英基板经制造工艺加工后产品俯视图；
图6 为图5的仰视图；
图7 为本发明实施例二的结构示意图；
图8 为图7的俯视图；
图9为图7的仰视图；
图10为本发明实施例二基于石英基板经制造工艺加工后产品俯视图；
图11 为图10的仰视图；
图中，1-中央构件，2-保护框，3-连接部，4-凸台I，5-凸台II，6-通槽A，7-通槽B，8-石英基板，9-切割定位孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例一：
如图1~4所示，一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，该石英晶片采用AT切型，此切型普遍应用于石英晶体谐振器中，其中晶片的长边平行于X轴，X轴是石英晶体的电轴，短边平行于Z'轴，厚度方向平行于Y'轴。不排除，石英晶片的长边平行于Z'轴，宽度平行于X轴，厚度方向平行于Y'轴，该压电石英晶片包括中央构件1、保护框2和连接部3，中央构件1、保护框2和连接部3的材质均为石英，所述的中央构件1和保护框2均呈矩形状，保护框2内设置有型腔，型腔内设置有中央构件1设置在型腔内，中央构件1的顶表面设置有凸台I4，中央构件1的底表面设置有凸台II5，凸台I4和凸台II5能够减弱边缘产生的寄生振动，并能够增强石英晶片中心的能陷效应。所述的保护框2的两条长边与中央构件1的两条长边之间形成有通槽A6。如图1~4所示，保护框2的两条短边与中央构件1的两条短边之间形成有通槽B7，通槽A6与通槽B7连通，所述的保护框2的任意一条短边与中央构件1之间通过连接部3相连接，连接部3设置在任意一个通槽B7内。
所述的凸台I4和凸台II5为圆形凸台、矩形凸台或梯形凸台。所述的连接部3的形状为矩形或梯形，本实施例中凸台I4和凸台II5均为矩形凸台，本实施例中的连接部3均为矩形状。
所述的压电石英晶片的长度为0.8~3.2mm，本实施例中的长度为1.6mm，所述的压电石英晶片的宽度为0.6~2.5mm，本实例中的宽度为1.2mm，该石英晶片的谐振频率为t=1664/F，t表示石英晶片的厚度，单位为μm；F表示谐振频率，单位为MHz，本实例中的石英晶片的谐振频率在8MHz ~70MHz之间。
如图5和图6所示，一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，其加工步骤如下：
S1、取出一定规格的石英基板8，并对石英基板8的上、下表面进行研磨、抛光处理；
S2、通过旋涂或喷淋方式在石英基板8表面形成厚度均匀的光刻抗刻蚀保护层ER，然后使用光刻曝光在光刻抗刻蚀保护层ER上，在表面形成待刻蚀图形；
S3、通过湿法刻蚀或干法刻蚀方式在石英基板8上表面刻蚀，从而在石英基板8表面形成凸台I4和凸台II5，凸台I4和凸台II5的刻蚀深度通过控制湿法刻蚀或干法刻蚀反应时间决定；
S4、去除步骤S3中的光刻抗刻蚀保护层ER并将石英基板8表面清洗干净；
S5、清洗结束后，先通过旋涂或喷淋方式在石英基板8表面形成厚度均匀的光刻抗刻蚀保护层ER，再使用光刻曝光在光刻抗刻蚀保护层ER上表面形成待刻蚀图形；
S6、通过湿法刻蚀、干法刻蚀、激光刻蚀、物理喷砂等方式在石英基板8上表面刻蚀，从而形成通槽A6和通槽B7；
S7、去除光刻抗刻蚀保护层ER并将石英基板8表面清洗干净，从而制得具有双凸结构的压电石英晶片。
S8、在石英基板8上加工出切割定位孔9；
S9、使用激光切割或刀片切割沿着切割定位孔9对石英基板8进行切割分离，从而实现了石英晶片的加工。
实施例二：
如图7~9所示，本实施二与实施例一的不同点在于：所述的保护框2的任意一条短边与中央构件1之间连接有两个连接部3，两个连接部3增加了中央构件1和与护框2之间的机械强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，其特征在于：它包括中央构件（1）、保护框（2）和连接部（3），所述的中央构件（1）和保护框（2）均呈矩形状，保护框（2）内设置有型腔，型腔内设置有中央构件（1）设置在型腔内，中央构件（1）的顶表面设置有凸台I（4），中央构件（1）的底表面设置有凸台II（5），保护框（2）的两条长边与中央构件（1）的两条长边之间形成有通槽A（6），保护框（2）的两条短边与中央构件（1）的两条短边之间形成有通槽B（7），通槽A（6）与通槽B（7）连通，所述的保护框（2）的任意一条短边与中央构件（1）之间通过连接部（3）相连接，连接部（3）设置在任意一个通槽B（7）内。
2.根据权利要求1所述的一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，其特征在于：所述的凸台I（4）和凸台II（5）为圆形凸台、矩形凸台或梯形凸台。
3.根据权利要求1所述的一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，其特征在于：所述的连接部（3）的形状为矩形或梯形。
4.根据权利要求1所述的一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，其特征在于：所述的压电石英晶片的长度为0.8~3.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，其特征在于：所述的压电石英晶片的宽度为0.6~2.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种新型具有双凸结构的压电石英晶片，其特征在于：所述的中央构件（1）、保护框（2）和连接部（3）的材质均为石英。
7.一种加工压电石英晶片的工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、取出一定规格的石英基板（8），并对石英基板（8）的上、下表面进行研磨、抛光处理；
S2、通过旋涂或喷淋方式在石英基板（8）表面形成厚度均匀的光刻抗刻蚀保护层ER，然后使用光刻曝光在光刻抗刻蚀保护层ER上，在表面形成待刻蚀图形；
S3、通过湿法刻蚀或干法刻蚀方式在石英基板（8）上表面刻蚀，从而在石英基板（8）表面形成凸台I（4）和凸台II（5），凸台I（4）和凸台II（5）的刻蚀深度通过控制湿法刻蚀或干法刻蚀反应时间决定；
S4、去除步骤S3中的光刻抗刻蚀保护层ER并将石英基板（8）表面清洗干净；
S5、清洗结束后，先通过旋涂或喷淋方式在石英基板（8）表面形成厚度均匀的光刻抗刻蚀保护层ER，再使用光刻曝光在光刻抗刻蚀保护层ER上表面形成待刻蚀图形；
S6、通过湿法刻蚀、干法刻蚀、激光刻蚀、物理喷砂等方式在石英基板（8）上表面刻蚀，从而形成通槽A（6）和通槽B（7）；
S7、去除光刻抗刻蚀保护层ER并将石英基板（8）表面清洗干净，从而制得具有双凸结构的压电石英晶片；
S8、在石英基板（8）上加工出切割定位孔（9）；
S9、使用激光切割或刀片切割沿着切割定位孔（9）对石英基板（8）进行切割分离，从而实现了石英晶片的加工。
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