CN109280897A - 石英晶片镀膜治具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石英产品制造领域，具体公开了一种石英晶片镀膜治具，包括托架和镀膜夹具；所述托架整体呈板状，包括底座，所述底座上设有若干条均匀设置的安装条，所述安装条两两在其相对的面设有开槽；所述镀膜夹具包括若干石英晶片镀膜工位，所述石英晶片镀膜工位呈阵列分布；所述镀膜夹具沿着所述开槽安装到所述托架上。本方案所提供的结构简单，制造及应用成本低；托架采用滑槽安装的方式，镀膜夹具装卸方便，能同时装卸多个镀膜夹具，明显提升镀膜效率。同时，托架的设计使得镀膜夹具既能用于蒸镀镀膜，又能用于溅射镀膜，降低了生产成本；镀膜夹具的镀膜工位设计紧凑，夹具各层贴合紧密，所以晶片固定效果好，镀膜频率的散差更小，镀膜质量高。

Description

石英晶片镀膜治具

技术领域

本发明涉及石英产品制造领域，特别是涉及一种石英晶片镀膜治具。

背景技术

近几年来，石英产品在全球每年销售量按15％左右的速度增长。随着信息产业的飞速发展，压电石英器件因其体积小、重量轻、可靠性高以及频率稳定度高的特点，广泛应用于各种工业设备、通信设备、游戏设备、家用设备等各种智能设备中。

石英晶体谐振器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上镀敷金属层作为电极，然后将镀有电极的晶片通过点胶夹具用绝缘胶、导电银胶粘贴在支架上，让镀金属晶片固定在支架两引线之间，使其两面电极分别与支架两引线连接，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也可以用陶瓷封装。

镀膜是石英晶体谐振器生产的重要工序之一，也是自动化较低的工序。其作用为在晶片两面镀上Cr、Ag等金属，形成电极。由于此处人工操作内容较多，因此在晶振行业镀膜产能一直是生产线的瓶颈产能。

目前压电石英谐振器生产厂家基本使用两种外形的镀膜夹具，如图1和图2所示。

图1适用于蒸镀镀膜工艺，夹具的工位数量即一片夹具承载产品的数量在120只左右，如此造成生产效率低下。另外，由于蒸镀工艺本身以及蒸镀镀膜夹具的上下电极板分开设计的原因，容易造成电极厚度不均或上下电极厚度不同，很容易造成镀膜后质量不稳定，进而造成产品频率误差较大，一般会存在-300~-3500PPM的散差。

图2所提供的镀膜夹具适用于溅射镀膜工艺，由于溅射镀膜工艺需要有一个托架，镀膜夹具需要通过螺栓固定的方式固定在托架上，而托架是方形结构，因此，谐振器生产厂家在使用溅射镀膜工艺时一般会设计新的镀膜夹具，一个托架通常承载3~5片镀膜夹具，这种夹具同样造成成本的上升而且效率提升并不明显。另外，镀膜夹具在设计上还是沿用以前上下电极板分开设计的思路，因此同样存在质量不稳定的问题。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种结构简单且镀膜效率高的石英晶片镀膜治具。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种石英晶片镀膜治具，包括托架和镀膜夹具；所述托架整体呈板状，包括底座，所述底座上设有若干条均匀设置的安装条，所述安装条两两在其相对的面设有开槽；所述镀膜夹具包括若干石英晶片镀膜工位，所述石英晶片镀膜工位呈阵列分布；所述镀膜夹具沿着所述开槽安装到所述托架上。

本发明提供了一种结构简单的石英晶片镀膜治具，本方案通过采用滑槽的方式，在实际安装石英晶片镀膜夹具时，只需将石英晶片镀膜夹具沿着安装条的开槽下滑至底部，在需要卸下石英晶片镀膜夹具时，只需将石英晶片镀膜夹具沿着安装条的开槽上滑出取出即可，无需担心安装过程中会出现遮挡镀膜夹具上的电极孔，便于操作者快速装卸镀膜夹具，且保证了镀膜质量。

另外，本方案托架采用滑槽安装的方式，使得镀膜夹具既能应用于蒸镀镀膜方式，又能应用于溅射镀膜方式，降低了生产成本。

现有技术所提供的镀膜治具多为托架设有若干格，每格固定一个镀膜夹具，当需要提高镀膜效率时，则通常都采用横向增加格数以增加镀膜夹具的方式，但是由于镀膜设备的宽度限制，这种方式对于镀膜效率的提高非常有限。而本方案可以通过延长安装条的高度，即可实现每组安装条（两相对开设有开槽的安装条为一组）安装多个镀膜夹具，同时设置多组安装条，如此，能够大大提升了镀膜效率。

作为一种优选的方案，所述镀膜夹具包括固定板和面盖板，所述固定板和所述面盖板之间自下而上依次贴合有下电极板、晶片限位板和上电极板；所述晶片限位板上开设有多个晶片限位孔，所述上电极板和所述下电极板在与所述晶片开槽对应处设有电极孔；所述固定板包括第一边框，所述面盖板包括与第一边框相对应的第二边框；所述第一边框/所述第二边框上设有磁石孔，磁石孔中安装于磁石，所述第二边框/所述第一边框能吸附于磁石；所述下电极板、晶片限位板和上电极板在与所述磁石孔对应的位置处设有通孔或镂空结构。

其中，晶片限位孔与与其相对应的上下电极板的电极孔组成一个石英晶片镀膜工位。

其中，可以是第一边框和第二边框在相对应的位置上设置安装磁石的磁石孔，还可以是一个设置安装磁石的磁石孔，另一个采用能被磁石吸引的的材料，如铁、镍、钴等金属或合金，只要能实现将第一边框和第二边框通过磁铁吸力固定即可。优选地，第一边框和第二边框中一者设置安装磁石的磁石孔，另一者采用能被磁石吸引的的材料制备。进一步优选地，所述磁石孔设置与第一边框上，第二边框采用能被磁石吸引的的材料制备。

在本方案所提供的镀膜夹具，采用外框磁石固定的方式实现镀膜夹具的固定，且只需固定板和面盖板中其中一个设置磁铁，另一个可采用能被磁铁吸附的材料即可，如此降低了镀膜夹具的复杂程度，且固定板和盖板之间没有多余的阻碍，对磁石的吸附力影响小，固定效果更好。同时，相对与现有技术，本申请的方案中面盖板和固定板的厚度更小，因而，面盖板和固定板对镀膜效果的影响也更小，同时也能减少对镀膜材料的浪费。

作为一种优选的方案，为了是镀膜夹具各层之间贴合更紧密，进一步保证石英晶片在镀膜夹具中稳定不晃动，保证镀膜效果（如镀膜后形成的电极更完整有效），所述晶片限位孔和所述电极孔分多个区域分布；所述固定板还包括设于所述第一边框内、用于分隔所述区域的第一增强筋，所述面盖板还包括与所述第一增强筋相对应的第二增强筋；所述第一增强筋/所述第二增强筋上设于磁石孔，磁石孔中安装于磁石；所述第二增强筋/所述第一增强筋能吸附于磁石；下电极板、晶片限位板以及上电极板上的相邻的所述区域之间设有与所述磁石孔对应的通孔或镂空结构。

本方案通过将石英晶片分区设置，并在各分区之间设置磁石固定，使得磁石对晶片限位孔周围的磁力分布更均匀一些，进一步增强磁石对镀膜夹具的固定效果，使得石英晶片的固定更加稳定，镀膜后得到的电极更完整有效。本方案的镀膜工位设计紧凑合理，镀膜频率散差小。镀膜频率散差越小越有利于后道微调工序作业，产品的合格率及品质可靠性均有较大提升。

作为一种优选的方案，为了最大程度上减少磁石的用量，提高镀膜工位的紧凑程度，增加单个镀膜夹具上石英晶片镀膜工位的数量，且保证石英晶片的镀膜效果，所述晶片限位板上每个区域的晶片限位孔≤8行；所述上下电极板上每个区域的电极孔≤8行。本方案中，晶片限位孔分区设置，各个区域总体呈行状分布，第一增强筋也是设于第一边框内。本方案的设置结构简单，既能保证石英晶片的稳定性，又能尽量减少磁石的用量，且不会增加镀膜夹具的复杂程度。同时，本方案在最大程度上增加单个镀膜夹具上的镀膜工位，大大提高了产品的产能及镀膜效率。优选地，所述晶片限位板上每个区域的晶片限位孔≤5行；所述上下电极板上每个区域的电极孔≤5行。

作为一种优选的方案，为了便于镀膜以及后续收纳方便，镀膜夹具的尺寸不宜过大，所述晶片限位孔和所述电极孔分2~5个区域分布。优选地，所述晶片限位孔和所述电极孔分3个区域分布。

作为一种优选的方案，为了便于镀膜夹具中各层的安装定位，提高操作者的操作效率，本方案在所述固定板上设有定位销，所述下电极板、晶片限位板、上电极板和面盖板在与所述定位销相对应的位置处设置有开孔。在实际安装时，先取固定板，定位销朝上，然后依次放置下电极板、晶片限位板，将石英晶片放入晶片限位孔中，再依次盖上上电极板和面盖板，如此即可实现镀膜夹具的定位安装，该定位结构和定位方法都非常简单有效，制造难度小，应用成本低。

作为一种优选的方案，所述固定板上设有磁石孔，磁石孔中安装于磁石；所述面盖板为钢片。

作为一种优选方案，为了避免磁石高出表面，不利于贴合，所述磁石孔的深度比磁石高度大0.2 mm~0.4 mm。

作为一种优选方案，为方便操作者检视，进一步提高定位效果，所述固定板、下电极板、晶片限位板、上电极板和面盖板在相对应的位置设有定位孔。

作为一种优选的方案，所述安装条的宽度≤10 mm。由于在每次镀膜时安装条都会镀上金属，因此本方案通过限定安装条的宽度，降低镀膜材料的无效耗用率。

其中，镀膜夹具可以设置横向插入托架中，也可以是纵向插入托架中。

作为一种优选的实施方案，当镀膜夹具横向安装在托架上，托架设置镀膜夹具所述安装条的高度h为镀膜夹具高度H的N倍，N≥2；两相对的所述开槽的间距l等于镀膜夹具的长度L。作为一种优选的方案，所述安装条高度为164mm，两相对的所述开槽的间距为95.5mm。

作为一种优选的实施方案，当镀膜夹具纵向安装在托架上，所述安装条的高度h为镀膜夹具的长度L的M倍，M≥2；两相对的所述开槽的间距l等于镀膜夹具高度H。

作为一种优选的实施方案，为了与镀膜设备内的导轨匹配，所述底座的底部两端为楔形，使得本发明所提供的托架可固定在镀膜设备的导轨上。

作为一种优选的实施方案，所述安装条为不锈钢钢条。

作为一种优选的实施方案，至少位于两端的安装条的顶端设有倒角。

作为一种优选的实施方案，所述安装条的数量为4条。

与现有技术比较，本发明提供了一种石英晶片镀膜治具，具有以下有益效果：

（1）本方案所提供的结构简单，制造及应用成本低。

（2）托架采用滑槽安装的方式，镀膜夹具装卸方便，能同时装卸多个镀膜夹具，明显提升镀膜效率。同时，托架的设计使得镀膜夹具既能应用于蒸镀镀膜方式，又能应用于溅射镀膜方式，降低了生产成本。

（3）镀膜夹具的镀膜工位设计紧凑合理，夹具各层贴合紧密，所以晶片固定效果好，镀膜频率散差更小，镀膜质量高。

附图说明

图1为现有蒸镀镀膜工艺的镀膜夹具。

图2为现有溅射镀膜工艺的镀膜夹具。

图3为实施例所提供的石英晶片镀膜治具。

图4为实施例中托架的结构示意图。

图5为实施例中镀膜夹具的结构示意图。

图6为晶片限位板的结构示意图。

图7为下电极板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细地说明。

实施例

本实施例旨在提供一种结构简单、镀膜效率高的石英晶片镀膜治具。

如图3所示，本实施例提供了一种石英晶片镀膜治具，包括托架10和镀膜夹具20。

如图4所示，托架10包括底座101以及设置在底座101上的4条安装条102。其中，安装条102两两相对开设有开槽1021，也就是说，两端的安装条只在其内侧设有开槽1021，中间的两安装条两侧都设有开槽1021。开槽1021用于安装石英晶片镀膜夹具。同时，为了避免托架边缘过于尖锐，两端的安装条102顶端设有倒角。

在实际镀膜过程中，每次镀膜安装条都会被镀上金属，因此造成了镀膜材料在一定程度上的浪费。为降低镀膜材料的无效耗用率，在本实施例中，设置安装条102的宽度≤10 mm。

为了与镀膜设备内的导轨匹配，底座101的底部两端为楔形，使得本发明所提供的托架可固定在镀膜设备的导轨上。

其中，安装条102的材质优选采用不锈钢，安装条102为不锈钢钢条。

如图5所示，镀膜夹具20包括依次叠放的固定板201、下电极板202、晶片限位板203、上电极板204和面盖板205。固定板201包括第一边框以及位于第一边框内的两条第一横向筋，第一边框和横向筋上都设有磁石孔，磁石孔用于安装磁石，其中磁石孔的深度比磁石高度要大0.2 mm~0.4 mm。面盖板205包括与固定板201相对应的第二边框和两条第二横向筋，第二边框和两条第二横向筋采用能被磁石吸附的材料制成，如铁、镍、钴以及其合金等。在本实施例中，面盖板采用对磁石具有较强吸附效果的钢片。

如图6为晶片限位板203的结构示意图，晶片限位板203中间分3大行设置了阵列排布的晶片限位孔208。为了减少固定板201和面盖板205磁力吸附的阻碍（使固定板和面盖板之间没有隔层），晶片限位板203的外围边框以及各行晶片限位孔之间在与磁石孔相应的位置开设有圆孔。在实际应用中，圆孔还可以做成方孔、镂空结构或是其他形状的孔。

如图7为下电极板202的结构示意图，与晶片限位板203类似，下电极板202中间分3大行设置了阵列排布的电极孔207，且电极孔207与晶片限位孔208一一对应。为了减少固定板201和面盖板205磁力吸附的阻碍（使固定板和面盖板之间没有隔层），下电极板202的外围边框以及各各行电极孔之间在与磁石孔相应的位置开设有方孔。如图4所示，本实施例采用的是由两个长方形孔组成的孔结构，在实际应用中，还可以是圆孔、镂空结构或其他形状的孔。其中，上电极板204的结构与下电极板202完全相同。

如图6和图7所示，在本实施例中，保证石英晶片的稳定性，最大程度上减少磁石的用量，增加镀膜工位的数量，每个大行中晶片限位孔208的行数≤5，电极孔207的行数≤5。本方案的设置结构简单，既能保证石英晶片的稳定性，又能尽量减少磁石的用量，且不会增加镀膜夹具的复杂程度。同时，本方案在最大程度上增加单个镀膜夹具上的镀膜工位（也就是晶片限定孔的数量），大大提高了产品的产能及镀膜效率。

为了便于镀膜夹具中各层的安装定位，提高操作者的操作效率，本实施例在固定板201上设有定位销209，下电极板202、晶片限位板203、上电极板204和面盖板205在与定位销209相对应的位置处设置有开孔210。在实际安装时，先取固定板，定位销朝上，然后依次放置下电极板、晶片限位板，将石英晶片放入晶片限位孔中，再依次盖上上电极板和面盖板，如此即可实现镀膜夹具的定位安装，该定位结构和定位方法都非常简单有效，制造难度小，应用成本低。

为方便操作者检视，进一步提高定位效果，固定板201、下电极板202、晶片限位板203、上电极板204和面盖板205在相对应的位置设有定位孔211。

在本实施例中，如图1所示，镀膜托架10有3组（4根条形状）开槽的不锈钢安装条102，每组由2根安装条102组成，对应两个开槽位置间距为95.5mm，高度为164mm，每组安装条放置3块镀膜夹具20，3组共9块镀膜夹具。由于本实施例所提供的镀膜治具采用滑槽安装的方式，因此，本实施例的镀膜夹具不受托架的限制，既可适用用于旧工艺的蒸镀方式，也能满足新工艺的溅射方式，在降低成本的同时大大提升了产能。

本实施例中，镀膜夹具10通过设置周围边框和两条横向筋，中间分3行设置阵列排布的晶片限位孔208和电极孔207的方式，使得镀膜夹具10紧凑性好，单个镀膜夹具20包含了445个镀膜工位，如此9块镀膜夹具有4005工位，大大提升镀膜效率并降低了损耗。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石英晶片镀膜治具，其特征在于，包括托架（10）和镀膜夹具（20）；

所述托架（10）包括底座（101），所述底座（101）上设有若干条均匀设置的安装条（102），所述安装条（102）两两在其相对的面设有开槽（1021）；

所述镀膜夹具（20）包括若干石英晶片镀膜工位，所述石英晶片镀膜工位呈阵列分布；

所述镀膜夹具（20）沿着所述开槽（1021）安装到所述托架（10）上。

2.根据权利要求1所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述镀膜夹具（20）包括固定板（201）和面盖板（205），所述固定板（201）和所述面盖板（205）之间自下而上依次贴合有下电极板（202）、晶片限位板（203）和上电极板（204）；

所述晶片限位板（203）上开设有多个晶片限位孔（208），所述上电极板（204）和所述下电极板（202）在与所述晶片开槽对应处设有电极孔（207）；

所述固定板（201）包括第一边框，所述面盖板（205）包括与第一边框相对应的第二边框；所述第一边框/所述第二边框上设有磁石孔（206），磁石孔（206）中安装于磁石，所述第二边框/所述第一边框能吸附于磁石；

所述下电极板（202）、晶片限位板（203）和上电极板（204）在与所述磁石孔（206）对应的位置处设有通孔或镂空结构。

3.根据权利要求2所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述晶片限位孔（208）和所述电极孔（207）分多个区域分布；

所述固定板（201）还包括设于所述第一边框内、用于分隔所述区域的第一增强筋，所述面盖板（205）还包括与所述第一增强筋相对应的第二增强筋；所述第一增强筋/所述第二增强筋上设于磁石孔（206），磁石孔（206）中安装于磁石；所述第二增强筋/所述第一增强筋能吸附于磁石；

下电极板（202）、晶片限位板（203）以及上电极板（204）上的相邻的所述区域之间设有与所述磁石孔（206）对应的通孔或镂空结构。

4.根据权利要求3所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，每个区域的晶片限位孔≤8行。

5.根据权利要求4所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述晶片限位孔（208）和所述电极孔（207）分2~5个区域分布。

6.根据权利要求2所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述固定板（201）上设有定位销（209），所述下电极板（202）、晶片限位板（203）、上电极板（204）和面盖板（205）在与所述定位销（209）相对应的位置处设置有开孔（210）。

7.根据权利要求1~6任一项所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述固定板（201）上设有磁石孔（206），磁石孔（206）中安装于磁石；所述面盖板（205）为钢片。

8.根据权利要求1~6任一项所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述安装条（102）的宽度≤10 mm。

9.根据权利要求8所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述安装条（102）的高度h为镀膜夹具（20）高度H的N倍，N≥2，两相对的所述开槽（1021）的间距l等于镀膜夹具的长度L；

或所述安装条（102）的高度h为镀膜夹具（20）的长度L的M倍，M≥2；两相对的所述开槽（1021）的间距l等于镀膜夹具高度H。

10.根据权利要求8所述的石英晶片镀膜治具，其特征在于，所述安装条（102）高度为164mm，两相对的所述开槽（1021）的间距为95.5mm。