CN110224681B - 一种短h型结构的高频抛光石英晶片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种短H型结构的高频抛光石英晶片，包括形状为矩形体的腹板晶片和翼缘板晶片；所述翼缘板晶片数量为2、腹板晶片数量为1，翼缘板晶片对称设置在腹板晶片的两个相对短侧边上，构成H型钢形状的石英晶片；所述腹板晶片的长宽高分别为：X1、Y1、Z1；翼缘板晶片的长宽高分别为X2、Y2、Z2；其中：X2＝Y1；1.12Z1≤Y2≤1.47Z1；0.007X1≤Z2≤0.029X1。本方案通过光刻腐蚀的方式加工出一体式新型结构压电石英晶体频率片，通过上述的外形及其尺寸，经过仿真结果可知，添加宽度方向的边框附载有助于更好的抑制该方向弯曲振动和面切变振动，从而保证其谐振的幅度够大，阻抗的幅值降低。
Description
技术领域
本发明属于通讯领域，涉及一种短H型结构的高频抛光石英晶片。
背景技术
随着5G通信的发展，通信的波长越来越短，其通信频率相应的变的越来越高；AT切石英晶体谐振器或振荡器的核心部件是压电石英晶体频率片，其厚度与谐振频率满足：t＝1664/f(其中t代表晶片的厚度；f代表晶片的频率)，通过该式可以清楚地发现随着晶片的谐振频率的增加，晶片的厚度相应变的越来越薄。此外为了高频的石英晶片为了降低其阻抗往往通过改变晶片的表面粗糙度降低其谐振阻尼来实现的。其工艺方式采用抛光工艺来加工。
由于晶片变的越来越薄，其表面粗糙度低，导致晶片在清洗过程中晶片出现叠片现象。一旦两片晶片叠在一起后由于表面非常光滑出现真空区域，导致重叠区域无法清洗干净导致晶体谐振器DLD2(电平依赖特性)参数过大；如果强行分开将导致晶片破损。为此有必要通过改变晶片的外形，既能满足晶片振动的阻抗大小，又能保证晶片在清洗过程中重贴后留有一定的空隙无法粘黏在一起。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种短H型结构的高频抛光石英晶片，解决了上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种短H型结构的高频抛光石英晶片，包括形状为矩形体的腹板晶片和翼缘板晶片；所述翼缘板晶片数量为2、腹板晶片数量为1，翼缘板晶片对称设置在腹板晶片的两个相对短侧边上，构成H型钢形状的石英晶片；
所述腹板晶片的长宽高分别为：X1、Y1、Z1；翼缘板晶片的长宽高分别为X2、Y2、Z2；
其中：X2＝Y1；
0.111X1≤Y2≤0.207X1；
1.35Z1≤Z2≤1.76Z1。
为了解决传统问题的不足，本方案通过光刻腐蚀的方式加工出一体式新型结构压电石英晶体频率片，相比较传统平坦的石英晶片，由于边缘增加一定的质量，有可能导致附载增加影响晶体的振动阻抗增加。但是通过上述的外形及其尺寸，经过仿真结果可知，添加宽度方向的边框附载有助于更好的抑制该方向弯曲振动和面切变振动，从而保证其谐振的幅度够大，阻抗的幅值降低。
进一步，作为优选方案，所述腹板晶片的长宽高分别为1.35mm、0.93mm和0.017mm。
进一步，作为优选方案，所述翼缘板晶片的长宽高分别为0.93mm、0.015mm、0.023mm。
进一步，作为优选方案，所述翼缘板晶片的长宽高分别为0.93mm、0.017mm、0.026mm。
进一步，作为优选方案，所述翼缘板晶片的长宽高分别为0.93mm、0.028mm、0.030mm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明中打破传统的思维，创建H型钢形状的石英晶片。
2.本发明中虽然轻微改变了晶片的主振频率，但是实现了晶片直接接触后留有一定的间隙，防止了晶片因叠片出现清洗不干净或者清洗后晶片无法分开等现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明腹板晶片注释示意图；
图3是本发明翼缘板晶片注释示意图；
图4是本发明腹板晶片X1＝1.35mm、Y1＝0.93mm和Z1＝0.017mm时，腹板晶片阻抗分析图；
图5是本发明腹板晶片X1＝1.35mm、Y1＝0.93mm、Z1＝0.017mm；翼缘板晶片X2＝0.93mm、Y2＝0.015mm、Z2＝0.023mm时，石英晶片阻抗分析图；
图6是本发明腹板晶片X1＝1.35mm、Y1＝0.93mm、Z1＝0.017mm；翼缘板晶片X2＝0.93mm、Y2＝0.028mm、Z2＝0.030mm时，石英晶片阻抗分析图。
图中标记：1-腹板晶片2-翼缘板晶片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
一种短H型结构的高频抛光石英晶片，包括形状为矩形体的腹板晶片1和翼缘板晶片2；所述翼缘板晶片2数量为2、腹板晶片数量为1，翼缘板晶片2对称设置在腹板晶片1的两个相对短侧边上，构成H型钢形状的石英晶片；
所述腹板晶片1的长宽高分别为：X1、Y1、Z1；翼缘板晶片2的长宽高分别为X2、Y2、Z2；
其中：X2＝Y1；
0.111X1≤Y2≤0.207X1；
1.35Z1≤Z2≤1.76Z1。
工作时：本方案通过光刻腐蚀的方式加工出一体式新型结构压电石英晶体频率片，相比较传统平坦的石英晶片，由于边缘增加一定的质量，有可能导致附载增加影响晶体的振动阻抗增加。但是通过上述的外形及其尺寸，经过仿真结果可知，添加宽度方向的边框附载有助于更好的抑制该方向弯曲振动和面切变振动，从而保证其谐振的幅度够大，阻抗的幅值降低。腹板晶片1的大小尺寸不唯一，适用于规格SMD7050一下尺寸的晶片。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
本发明较佳实施例提供的一种短H型结构的高频抛光石英晶片，本发明中设腹板晶片1为原始晶片，当腹板晶片1长宽高分别为1.35mm、0.93mm和0.017mm，采用的ANSYS有限元软件，通过谐响应分析计算原始晶片在交变电场的激励下，晶体振动的幅频特性以及阻抗特性；得出阻抗值为40Ω。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，翼缘板晶片2的长为0.93mm，腹板晶片1长宽高分别为1.35mm、0.93mm和0.017mm；通过谐响应分析计算短H型石英晶片在交变电场的激励下，晶体振动的幅频特性以及阻抗特性；得出阻抗值，如表1。
表1
从表1可知，短H型石英晶片的尺寸如上所示，与原始晶片的阻抗值比较、可以发现随着翼缘板Y2的尺寸增加、意味着短H型石英晶片整体结构尺寸的长/宽比增加，有助于晶体振动能力提升，因此其阻抗会下降；相反随着翼缘板Z2的尺寸增加、导致短H型石英晶片的端头附载增加，阻碍了晶体振动能力，导致相应的阻抗值会增加。根据计算原始晶片的阻抗是40欧姆，为解决叠片问题，更改结构会改变原始晶片的振动阻抗，该阻抗没有固定要求值，根据器件性能要求一般运行现有阻抗值最大上调50％，下限值越小越好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种短H型结构的高频抛光石英晶片，其特征在于：包括形状为矩形体的腹板晶片(1)和翼缘板晶片(2)；所述翼缘板晶片(2)数量为2、腹板晶片(1)数量为1，翼缘板晶片(2)对称设置在腹板晶片(1)的两个相对短侧边上，构成H型钢形状的石英晶片；
所述腹板晶片(1)的长宽高分别为：X1、Y1、Z1；翼缘板晶片(2)的长宽高分别为X2、Y2、Z2；
其中：X2＝Y1；
0.111X1≤Y2≤0.207X1；
1.35Z1≤Z2≤1.76Z1。
2.根据权利要求1所述的一种短H型结构的高频抛光石英晶片，其特征在于：所述腹板晶片(1)的长宽高分别为1.35mm、0.93mm和0.017mm。
3.根据权利要求1所述的一种短H型结构的高频抛光石英晶片，其特征在于：所述翼缘板晶片(2)的长宽高分别为0.93mm、0.015mm、0.023mm。
4.根据权利要求1所述的一种短H型结构的高频抛光石英晶片，其特征在于：所述翼缘板晶片(2)的长宽高分别为0.93mm、0.017mm、0.026mm。
5.根据权利要求1所述的一种短H型结构的高频抛光石英晶片，其特征在于：所述翼缘板晶片(2)的长宽高分别为0.93mm、0.028mm、0.030mm。
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