CN108551335A - 一种精密石英晶体谐振器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精密石英晶体谐振器及其制备方法，该谐振器包括基座，所述基座上设置有两个接地端子和两个晶体连接端子，所述晶体连接端子间连接设置有石英晶体，其中一个接地端子和其中一个晶体连接端子间设置有第一匹配电容，另一个接地端子和另一个晶体连接端子间设置有第二匹配电容。本发明中每只石英晶体都带有自己的匹配电容，而且电容和晶体频率是一对一的关系，根据电容的实际测量值来微调晶体的输出频率，大幅减少了外部负载影响，频率进度由10PPM缩小为2PPM，并且使整机厂安装时减少了两个电容元件的安装，大幅提高了插件安装效率，直接降低了生产成本。可广泛应用于石英晶体谐振器领域。
Description
技术领域
本发明涉及石英晶体元器件制造技术领域，尤其是涉及一种精密石英晶体谐振器及其制备方法。
背景技术
随着智能可穿戴产品的发展，电子产品不断向低功耗，高精度方向快速发展，目前石英晶体元件在使用时，如图1所示，一般都是与两只瓷片电容进行匹配使用，匹配时由使用的整机厂家，通过专门的匹配部门，对石英晶体和电容值做出选择，经过不断确认，找出大致的相对值来配套使用。而石英晶体谐振器生产厂家和陶瓷电容生产厂家都是各自独立的，各自都有各自的精度，当两者用在一起的时候，在规模化生产时，受人工成本以及生产成本限制，不可能做到一对一匹配，当石英晶体的规格上限与陶瓷电容的规格下限配套在一起的时候，其频率精度大幅降低，因此，生产出来的产品频率误差大，稳定性差。且现有谐振器在加工时，需要外接一个电容器C3，如图6所示，然后利用测试探针进行测试晶体的频率，再通过刻蚀的方法消减石英晶体表面银层的厚度，从而得到所需的频率值。而加工时的电容器C3与之后外接的电容存在加工误差，因此，实际使用时谐振器的频率会与设定值产生一定的偏差。
发明内容
本发明的目的是提供一种精密石英晶体谐振器及其制备方法，解决现有石英晶体谐振器中石英晶体与外接电容匹配性差，频率精度低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精密石英晶体谐振器，包括基座，所述基座的正面设置有第一接地端子、第二接地端子、第一晶体连接端子和第二晶体连接端子，所述第一晶体连接端子和第二晶体连接端子间连接设置有石英晶体，所述第一接地端子和第一晶体连接端子间设置有第一匹配电容，所述第二接地端子和第二晶体连接端子间设置有第二匹配电容。
优选的，所述基座采用陶瓷材料制得，所述基座的背面且位于第一接地端子的下方设置有第一电容电极、位于第二接地端子的下方设置有第二电容电极、还设置有与第一晶体连接端子连接的第一晶片电极、与第二晶体连接端子连接的第二晶片电极，所述第一电容电极和第一晶片电极间设置有第一连接导线，第二电容电极和第二晶片电极间设置有第二连接导线；所述第一接地端子和第一晶体连接端子间形成第一匹配电容，所述第二接地端子和第二晶体连接端子间形成第二匹配电容。
优选的，所述基座为Y5E陶瓷材料，所述第一接地端子、第二接地端子、第一晶体连接端子、第二晶体连接端子、第一电容电极、第二电容电极、第一晶片电极和第二晶片电极均采用可伐合金材料并通过高温烧结固定在基座上。
进一步的，所述Y5E陶瓷材料的介电常数为78.6F/m。
优选的，所述第一匹配电容和第二匹配电容电容值相同。
一种精密石英晶体谐振器的制备方法，包括以下步骤：
(1)在陶瓷基座上通过高温烧结固定设置第一接地端子、第二接地端子、第一晶体连接端子、第二晶体连接端子、第一电容电极、第二电容电极、第一晶片电极和第二晶片电极；
(2)将石英晶体放置在陶瓷基座上，并将石英晶体与第一晶体连接端子及第二晶体连接端子连接；
(3)将测试探针分别电连接在4个接线端子上，利用探针获得石英晶体的频率；
(4)通过刻蚀的方法逐渐消减石英晶体表面的银层厚度直至测试探针得到石英晶体所需的频率值。
本发明的有益效果：本发明通过在基座内设置第一匹配电容和第二匹配电容，该电容即可代替谐振器制作过程中的外接检测电容，又可代替谐振器使用过程中的外接电容，从而避免了检测电容和外接电容存在差异，造成实际使用时谐振器的频率与制作时的频率不一致的问题。该结构和方法使得每个谐振器上的石英晶体与基座上的电容实现一一配对，大幅提高频率输出精度，并且减少线路的安装空间，减小因为负载电容差异造成对线路工作频率的影响，工作频率更加稳定。整机厂家无需专门的匹配部门来做匹配工作，也无需在线路板上安装电容。大幅减少人工成本以及材料成本，进度提高，成本降低，使产品更有竞争力。本发明通过在基座上设置第一电容电极、第二电容电极、第一晶片电极和第二晶片电极，并设置第一接地端子、第二接地端子、第一晶体连接端子和第二晶体连接端子，第一接地端子和第一晶体连接端子间形成第一匹配电容，所述第二接地端子和第二晶体连接端子间形成第二匹配电容，该结构设计巧妙，占用提交小，成本低。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为现有谐振器与外接设备的连接结构。
图2为本发明谐振器与外接设备的连接结构。
图3为本实用新型的侧视图。
图4为本实用新型的俯视图。
图5位本实用新型的仰视图。
图6为现有谐振器制作是测试探针的布置结构。
图7为本发明谐振器制作是探针的布置结构。
具体实施方式
实施例1：
如图2所示，一种精密石英晶体谐振器，包括基座1，所述基座1的正面设置有第一接地端子2、第二接地端子3、第一晶体连接端子4和第二晶体连接端子5，所述第一晶体连接端子4和第二晶体连接端子5间连接设置有石英晶体6，所述第一接地端子2和第一晶体连接端子4间设置有第一匹配电容C1，所述第二接地端子3和第二晶体连接端子5间设置有第二匹配电容C2。所述第一匹配电容C1和第二匹配电容C2电容值相同。所述精密石英晶体谐振器外接有集成块IC并电路连接设置在PC板15上。
如图3至5所示，所述基座1采用陶瓷材料制得，所述基座1的背面且位于第一接地端子2的下方设置有第一电容电极7、位于第二接地端子3的下方设置有第二电容电极8、还设置有与第一晶体连接端子4连接的第一晶片电极9、与第二晶体连接端子5连接的第二晶片电极10，所述第一电容电极7和第一晶片电极9间设置有第一连接导线11，第二电容电极8和第二晶片电极10间设置有第二连接导线12；所述第一接地端子2和第一晶体连接端子4间形成第一匹配电容C1，所述第二接地端子3和第二晶体连接端子5间形成第二匹配电容C2。通过调整第一电容电极7和第二电容电极8的面积，从而调整第一电容电极7和第一接地端子2间及第二电容电极8和第二接地端子3间的有效重合面积，以获得所需的电容值。具体第一电容电极7和第二电容电极8的面积计算公式如下：ε＝C*d/S/ε0
其中ε陶瓷介电常数；ε0真空介电常数8.86×10(-12方)单位F/m；S表示第一电容电极或第二电容电极所需的面积，单位为平方米；C表示所述的电容值，单位为F，d表示底板的厚度，单位为米。
所述基座1为Y5E陶瓷材料，所述Y5E陶瓷材料的介电常数为78.6F/m。所述第一接地端子2、第二接地端子3、第一晶体连接端子4、第二晶体连接端子5、第一电容电极7、第二电容电极8、第一晶片电极9和第二晶片电极10均采用可伐合金材料并通过高温烧结固定在基座1上。
实施例2：
一种精密石英晶体谐振器的制备方法，如图2和图7所示，包括以下步骤：
(1)在陶瓷基座上通过高温烧结固定设置第一接地端子、第二接地端子、第一晶体连接端子、第二晶体连接端子、第一电容电极、第二电容电极、第一晶片电极和第二晶片电极；从而形成第一匹配电容C1和第二匹配电容C2。所述第一匹配电容C1和第二匹配电容C2的电容值根据谐振器的要求设定。
(2)将石英晶体放置在陶瓷基座上，并将石英晶体与第一晶体连接端子及第二晶体连接端子连接；
(3)将测试板13上的4个测试探针14分别电连接在4个接线端子上，即分别电连接在第一接地端子、第二接地端子、第一晶体连接端子和第二晶体连接端子上，利用测试探针14获得石英晶体的频率；
(4)通过刻蚀的方法逐渐消减石英晶体表面的银层厚度直至测试探针得到所需的频率值，从而完成石英晶体与匹配电容的一对一匹配。
本发明在精密石英晶体谐振器的生产过程中，通过测试探针14对C1C2进行测量，利用C1、C2的值来代替图3中的C3与石英晶体进行精确的一对一频率微调，其微调过程就是石英晶体与电容的匹配过程，用机器取代人工匹配，其精度可以做到2PPM以内。传统匹配时，石英晶体是根据图3的外部连接的另外一只电容C3来匹配，从而获得一个石英晶体频率，而C1、C2是单独采购的，与C3存在一定的误差，当C1、C2的值以及石英晶体的频率值都已经被固定，只能被动的通过人工测试，选择C1、C2与加工好的石英晶体进行搭配，匹配出一个相对精确的频率输出，其精度最多达成10PPM。
Claims (6)
1.一种精密石英晶体谐振器，包括基座(1)，其特征在于：所述基座(1)的正面设置有第一接地端子(2)、第二接地端子(3)、第一晶体连接端子(4)和第二晶体连接端子(5)，所述第一晶体连接端子(4)和第二晶体连接端子(5)间连接设置有石英晶体(6)，所述第一接地端子(2)和第一晶体连接端子(4)间设置有第一匹配电容(C1)，所述第二接地端子(3)和第二晶体连接端子(5)间设置有第二匹配电容(C2)。
2.如权利要求1所述的精密石英晶体谐振器，其特征在于：所述基座(1)采用陶瓷材料制得，所述基座(1)的背面且位于第一接地端子(2)的下方设置有第一电容电极(7)、位于第二接地端子(3)的下方设置有第二电容电极(8)、还设置有与第一晶体连接端子(4)连接的第一晶片电极(9)、与第二晶体连接端子(5)连接的第二晶片电极(10)，所述第一电容电极(7)和第一晶片电极(9)间设置有第一连接导线(11)，第二电容电极(8)和第二晶片电极(10)间设置有第二连接导线(12)；所述第一接地端子(2)和第一晶体连接端子(4)间形成第一匹配电容(C1)，所述第二接地端子(3)和第二晶体连接端子(5)间形成第二匹配电容(C2)。
3.如权利要求2所述的精密石英晶体谐振器，其特征在于：所述基座(1)为Y5E陶瓷材料，所述第一接地端子(2)、第二接地端子(3)、第一晶体连接端子(4)、第二晶体连接端子(5)、第一电容电极(7)、第二电容电极(8)、第一晶片电极(9)和第二晶片电极(10)均采用可伐合金材料并通过高温烧结固定在基座(1)上。
4.如权利要求3所述的精密石英晶体谐振器，其特征在于：所述Y5E陶瓷材料的介电常数为78.6F/m。
5.如权利要求1所述的精密石英晶体谐振器，其特征在于：所述第一匹配电容(C1)和第二匹配电容(C2)电容值相同。
6.一种精密石英晶体谐振器的制备方法，包括以下步骤：
(1)在陶瓷基座上通过高温烧结固定设置第一接地端子、第二接地端子、第一晶体连接端子、第二晶体连接端子、第一电容电极、第二电容电极、第一晶片电极和第二晶片电极；
(2)将石英晶体放置在陶瓷基座上，并将石英晶体与第一晶体连接端子及第二晶体连接端子连接；
(3)将测试探针分别电连接在4个接线端子上，利用探针获得石英晶体的频率；
(4)通过刻蚀的方法逐渐消减石英晶体表面的银层厚度直至测试探针得到所需的频率值。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109975617A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-05 | 晶晨半导体(上海)股份有限公司 | 一种匹配晶体负载电容的测试电路及测试方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103187945A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-07-03 | 安徽久富电子有限公司 | 一种脉宽可控的晶体振荡器 |
| CN203522668U (zh) * | 2013-09-27 | 2014-04-02 | 浙江东晶电子股份有限公司 | 表面贴装型内置负载电容的石英晶体谐振器 |
| CN204068889U (zh) * | 2014-08-08 | 2014-12-31 | 深圳市新天源电子有限公司 | 高集成度的石英晶体谐振器 |
| CN106357234A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-25 | 成都晶宝时频技术股份有限公司 | 一种石英晶体谐振器及其加工工艺 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103187945A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-07-03 | 安徽久富电子有限公司 | 一种脉宽可控的晶体振荡器 |
| CN203522668U (zh) * | 2013-09-27 | 2014-04-02 | 浙江东晶电子股份有限公司 | 表面贴装型内置负载电容的石英晶体谐振器 |
| CN204068889U (zh) * | 2014-08-08 | 2014-12-31 | 深圳市新天源电子有限公司 | 高集成度的石英晶体谐振器 |
| CN106357234A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-25 | 成都晶宝时频技术股份有限公司 | 一种石英晶体谐振器及其加工工艺 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109975617A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-05 | 晶晨半导体(上海)股份有限公司 | 一种匹配晶体负载电容的测试电路及测试方法 |
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