CN105978525B - 一种石英谐振器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种石英谐振器，包括：通过石英晶片与镀有金属膜的下电极之间悬离；和/或，石英晶片与镀有金属膜的上电极之间悬离，使得石英谐振器中石英晶片与上下电极上的金属膜分离，有效地解决了由于石英谐振器中上、下电极对应的金属膜被附着在石英晶片表面使得金属膜内表面和石英晶体外表面形成内应力进而该内应力引发石英谐振器的振荡频率发生漂移的问题，提升石英谐振器输出振荡频率的稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种石英谐振器。
背景技术
石英晶体是一种具有压电效应的材料。所谓压电效应包含正压电效应和逆压电效应，其中，采用机械方法使石英晶体发生形变(例如：采用物理方法使石英晶体表面发生相对形变)进而导致石英晶体内部正负电荷分布不均而产生电极化，这一过程形成正压电效应；若通过外围电路为石英晶体提供电场作用，该电场作用诱导石英晶体发生形变，这一过程称为逆压电效应。
石英谐振器是指利用石英晶体的逆压电效应实现谐振的设备。具体地，在石英晶体上下表面镀金属电极，通过外围电路使石英晶体的上表面金属电极与下表面金属电极之间产生电位差，使石英晶体受到电场作用，该电场作用诱导石英晶体发生形变。当外围电路使用交变电压时，石英晶体在交变电场的作用下发生交变形变。当外围电路所加交变电压的变化频率达到石英晶体的谐振频率时，诱导石英晶体发生谐振形变，此时所加的变化频率作为输出的振荡频率。
如图1所示，为传统的石英谐振器的结构示意图。从图1中可以看出，石英谐振器包括上电极、下电极、石英晶片、基座和外壳。其中，上电极和下电极分别通过蒸发镀膜或溅射镀膜的方式附着在石英晶片表面上，如图2所示，为传统的石英谐振器中石英晶片与上下电极的结构示意图；带有上下电极的石英晶片通过导电胶固定在基座上，如图3所示，为传统的石英谐振器中石英晶片与基座的结构示意图。
由于石英谐振器中上、下电极对应的金属膜被附着在石英晶片表面，导致金属膜内表面和石英晶体外表面形成内应力，该内应力容易诱导石英晶体产生的振荡频率发生漂移，进而使得石英谐振器输出的振荡频率不稳定。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种石英谐振器，用于解决现有技术中存在的石英谐振器输出的振荡频率不稳定的问题。
一种石英谐振器，包括：石英晶片、镀有金属膜的上电极和镀有金属膜下电极，其中：
所述石英晶片与所述镀有金属膜的下电极之间悬离；
和/或；
所述石英晶片与所述镀有金属膜的上电极之间悬离。
优选地，所述石英晶片与所述镀有金属膜的下电极之间悬离，包括：
通过下电极衬底上的凸起部件使所述石英晶片与镀有金属膜的下电极之间悬离。
优选地，所述下电极衬底上的凸起部件为所述下电极衬底中定位缺口，所述定位缺口用于固定所述石英晶片。
优选地，所述下电极衬底中还包括定位台阶，所述定位台阶用于固定所述上电极。
优选地，所述石英晶片与所述镀有金属膜的上电极之间悬离，包括：
通过上电极衬底上的凸起部件使所述石英晶片与镀有金属膜的上电极之间悬离。
优选地，所述上电极衬底上的凸起部件为所述上电极衬底中定位缺口，所述定位缺口用于固定所述石英晶片。
优选地，所述上电极衬底中还包括定位台阶，所述定位台阶用于固定所述下电极。
优选地，所述电极衬底的材料为非金属材料。
优选地，所述非金属材料为石英材料或者石英玻璃材料。
优选地，与所述上电极连接的引线和与所述下电极连接的引线平行但不重合。
本发明有益效果如下：
本发明实施例通过石英晶片与镀有金属膜的下电极之间悬离；和/或，石英晶片与镀有金属膜的上电极之间悬离，使得石英谐振器中石英晶片与上下电极上的金属膜分离，有效地解决了由于石英谐振器中上、下电极对应的金属膜被附着在石英晶片表面使得金属膜内表面和石英晶体外表面形成内应力进而该内应力引发石英谐振器的振荡频率发生漂移的问题，提升石英谐振器输出振荡频率的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统的石英谐振器的结构示意图；
图2为传统的石英谐振器中石英晶片与上下电极的结构示意图；
图3为传统的石英谐振器中石英晶片与基座的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种石英谐振器的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的石英晶片与下电极金属膜之间悬离的结构示意图；
图5(a)为石英谐振器中下电极衬底的结构示意图；
图5(b)为石英谐振器中下电极衬底与下电极衬底中定位缺口的结构示意图；
图5(c)为石英谐振器中下电极金属膜与石英晶片之间结构的俯视图；
图5(d)为定位台阶、定位缺口、下电极衬底、下电极金属膜以及石英晶片之间的位置关系示意图；
图6为本申请实施例提供的石英晶片与上下电极的结构示意图。
具体实施方式
为了实现本申请的目的，本申请实施例提供了一种石英谐振器，通过石英晶片与镀有金属膜的下电极之间悬离；和/或，石英晶片与镀有金属膜的上电极之间悬离，使得石英谐振器中石英晶片与上下电极上的金属膜分离，有效地解决了由于石英谐振器中上、下电极对应的金属膜被附着在石英晶片表面使得金属膜内表面和石英晶体外表面形成内应力进而该内应力引发石英谐振器的振荡频率发生漂移的问题，提升石英谐振器输出振荡频率的稳定性。
本申请实施例中所在的石英晶片可以是将石英晶体按照性能要求确定大小后经过切角、弧度修后正得到的，这里不做具体限定。
下面结合说明书附图对本申请的各个实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有的其它实施例，都属于本申请保护的范围。
图4为本申请实施例提供的一种石英谐振器的结构示意图。
本申请实施例所提供的石英谐振器包括石英晶片41、上电极42、上电极金属膜43、下电极44、下电极金属膜45、基座46、支架47和外壳48。
在本申请实施例中，石英晶片41与上电极金属膜43之间采用悬离结构；和/或石英晶片41与下电极金属膜45之间采用悬离结构。
具体地，上电极金属膜43通过上电极衬底悬离于石英晶片41的上表面；下电极金属膜45通过下电极衬底悬离于石英晶体41的下表面。
下面详细说明下电极金属膜45如何通过下电极衬底悬离于石英晶体41的下表面。
图5为本申请实施例提供的石英晶片与下电极金属膜之间悬离的结构示意图。
从图5中可以看出，下电极金属膜45通过下电极衬底上的凸起部件51悬离于石英晶片的下表面。
具体地，所述下电极衬底上的凸起部件为所述下电极衬底中定位缺口51，所述定位缺口用于固定所述石英晶片。
图5(a)为石英谐振器中下电极衬底的结构示意图。
图5(b)为石英谐振器中下电极衬底与下电极衬底中定位缺口的结构示意图。
从图5(a)中可以看出，下电极衬底中包含下电极衬底膜槽52，在下电极衬底模槽中可通过溅射或者蒸镀等方式镀下电极金属膜45。
在图5(a)的基础之上，由于下电极衬底中存在定位缺口51，使得将石英晶片固定在该定位缺口51之上时，使得石英晶片与下电极金属膜45之间悬离。
图5(c)为石英谐振器中下电极金属膜与石英晶片之间结构的俯视图。
可选地，所述下电极衬底中还包括定位台阶53，所述定位台阶用于固定所述上电极。
图5(d)为定位台阶、定位缺口、下电极衬底、下电极金属膜以及石英晶片之间的位置关系示意图。
此外，所述石英晶片与所述镀有金属膜的上电极之间悬离，包括：
通过上电极衬底上的凸起部件使所述石英晶片与镀有金属膜的上电极之间悬离。
可选地，所述上电极衬底上的凸起部件为所述上电极衬底中定位缺口，所述定位缺口用于固定所述石英晶片。
可选地，所述上电极衬底中还包括定位台阶，所述定位台阶用于固定所述下电极。
在本发明实施例中，下电极衬底上的凸起部件与上电极衬底上的定位台阶对应，一旦下电极衬底上的凸起部件与上电极衬底上的定位台阶通过压制方式固定，那么即可实现上电极金属膜43通过上电极衬底悬离于石英晶片41的上表面；下电极金属膜45通过下电极衬底悬离于石英晶体41的下表面。
这里需要说明的是，上下电极对应的电极衬底的材料为非金属材料。
所述非金属材料为石英材料或者石英玻璃材料。
可选地，本发明实施例提供的石英谐振器中与所述上电极连接的引线和与所述下电极连接的引线平行但不重合。
需要说明的是，在满足上电极金属膜43与石英晶片41之间存在悬离的前提下，由于上电极42与下电极44之间通过上电极定位缺口与下电极定位台阶通过紧密压制方式固定，可能使上电极金属膜43与石英晶片41在边缘处存在接触情况，但是这种接触与传统金属膜电极与石英晶片的附着作用是完全不同的，不存在金属膜内表面与石英晶片外表面之间的应力作用，弱化了由于应力的存在而影响石英谐振器输出频率的稳定性。
本发明实施例采用悬离结构将上电极金属膜43与石英晶片41之间分离，下电极金属膜45与石英晶片41之间分离，消除了上电极金属膜43与石英晶片41和/或下电极金属膜45与石英晶片41之间直接附着存在的应力的干扰，同时也排除了由于蒸镀或溅镀时使用的真空油泵散发的油气对石英晶片产生污染，提高石英谐振器输出频率的稳定性。
此外本发明实施例中的石英谐振器可以采用冷压焊封的封装设计，将石英谐振器内部抽成高真空，除去水汽和氧气等杂质，实现石英谐振器内部的真空保护，这样能够有效的降低因上下电极金属膜氧化、污染而形成质量吸附以及由于上下电极金属膜表面金属颗粒脱落形成质量释放效应对石英谐振器输出频率的影响。
通过本发明实施例提供的石英谐振器，将传统石英晶片上下表面附着的金属电极采用悬离结构的设计，实现金属上下电极与石英晶片本身的分离，有效地避免了石英晶片表面上下电极与石英晶片间应力的存在，并通过冷压焊真空封装技术将带安装的石英晶体谐振器进行真空封装，实现了无污染、高可靠、小型化石英谐振器的设计，降低石英谐振器的老化速度，减缓石英谐振器输出频率漂移现象，提高石英谐振器输出频率的稳定性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种石英谐振器，其特征在于，包括：石英晶片、镀有金属膜的上电极和镀有金属膜下电极，其中：
所述石英晶片与所述镀有金属膜的下电极之间悬离，包括，通过下电极衬底上的凸起部件使所述石英晶片与镀有金属膜的下电极之间悬离；
和/或；
所述石英晶片与所述镀有金属膜的上电极之间悬离，包括，通过上电极衬底上的凸起部件使所述石英晶片与镀有金属膜的上电极之间悬离。
2.如权利要求1所述的石英谐振器，其特征在于，
所述下电极衬底上的凸起部件为所述下电极衬底中定位缺口，所述定位缺口用于固定所述石英晶片。
3.如权利要求1或2所述的石英谐振器，其特征在于，
所述下电极衬底中还包括定位台阶，所述定位台阶用于固定所述上电极。
4.如权利要求3所述的石英谐振器，其特征在于，
所述上电极衬底上的凸起部件为所述上电极衬底中定位缺口，所述定位缺口用于固定所述石英晶片。
5.如权利要求4所述的石英谐振器，其特征在于，
所述上电极衬底中还包括定位台阶，所述定位台阶用于固定所述下电极。
6.如权利要求1所述的石英谐振器，其特征在于，
所述电极衬底的材料为非金属材料。
7.如权利要求6所述的石英谐振器，其特征在于，
所述非金属材料为石英材料或者石英玻璃材料。
8.如权利要求1所述的石英谐振器，其特征在于，
与所述上电极连接的引线和与所述下电极连接的引线平行但不重合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |