CN114884478A - 一种光刻石英晶片及其电极的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光刻石英晶片及其电极的设计方法，涉及电子元器件技术领域。本发明包括基座以及石英晶片，石英晶片上端面贴装有上电极，石英晶片下端面贴装有下电极，基座上表面固定有若干固定杆，固定杆左右两表面沿竖直方向均开设有若干卡槽，石英晶片左右两表面均固定有两个固定外壳，固定外壳内部左右两侧均设置有固定轴，固定轴上转动设置有棘爪，棘爪一侧表面与固定外壳内壁之间连接有弹簧，且棘爪远离固定轴的一端，与卡槽相互配合，在弹簧的作用下，确保棘爪能够稳定的卡在对应的卡槽内，有效提高了石英晶片与基座之间的稳固性，防止出现石英晶片脱落的现象。
Description
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，特别是涉及一种光刻石英晶片及其电极的设计方法。
背景技术
石英晶体谐振器是利用石英晶体的压电效应而制成的谐振元件，随着科技的发展和生活水平的提高，带动了通讯技术的快速发展，其中为了满足人们的使用需求，电子产品向小型化，高集成度方向发展，石英晶体谐振器的应用越来越广泛。
目前，石英晶体谐振器的石英晶片通过导电胶或者焊接的方式固定在基座上，且由于石英晶片为石英晶体材料制成，为脆性材料，在实际使用过程中，随着电子产品的携带，会发生晃动、掉落等现象，容易引起石英晶片出现脱落的现象，稳定性不佳，且绝大多数的晶片电极都是矩形电极，非主要振动模态的频率在长宽方向相对统一，此种模态产生的谐波会影响到主要振动的谐波，形成耦合，晶片活性下降，阻抗增大，从而影响信号的输出。对此，我们设计一种光刻石英晶片及其电极的设计方法来解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种光刻石英晶片及其电极的设计方法，包括基座以及石英晶片，所述石英晶片上端面贴装有上电极，所述石英晶片下端面贴装有下电极，所述基座上表面固定有若干固定杆，所述固定杆左右两表面沿竖直方向均开设有若干卡槽，所述石英晶片左右两表面均固定有两个固定外壳，所述固定外壳内部左右两侧均设置有固定轴，所述固定轴上通过轴承转动设置有棘爪，所述棘爪一侧表面与固定外壳内壁之间连接有弹簧，且所述棘爪远离固定轴的一端，与卡槽相互配合，所述石英晶片左右两表面均固定有固定块，所述固定块前后两表面均连接有支撑腿，所述支撑腿下端连接有焊接盘，与基座上表面相互配合。
通过所述棘爪与固定轴之间的轴承作用，便于棘爪以固定轴为圆心进行转动，方便将固定杆插入固定外壳内部，同时结合棘爪远离固定轴的一端与卡槽的相互配合，使棘爪与固定杆只能够单向移动，在弹簧的作用下，便于将棘爪远离固定轴的一端卡进对应的卡槽内部，使固定杆与棘爪之间形成一个不可逆的锁紧结构，保证了棘爪与固定杆之间的稳固性，进而确保了石英晶片与基座之间的稳固性，有效防止电子产品在携带过程中的晃动、跌落，导致石英晶片出现脱落现象，其中焊接盘与基座的相互配合，便于实施焊接，进一步提高了石英晶片的稳固性。
优选地，所述固定块表面开设有限位孔，所述基座上表面左右两侧均固定有限位杆，所述限位杆与限位孔相互配合，通过所述限位杆与限位孔的相互配合，进一步对石英晶片起到限位作用。
优选地，所述限位杆外表面下侧设置有限位板。
优选地，所述限位板与固定块下表面相互配合。
优选地，所述限位杆以及限位板均为橡胶材质，通过所述限位杆以及限位板的橡胶材质，便于向限位孔内部注入银胶，使限位杆与限位孔内壁粘接在一起，同时使限位板粘接在固定块下表面，进一步确保了石英晶片的稳固性。
一种光刻石英晶片电极的设计方法，其特征在于，主要包括以下几个步骤：
步骤一：所述石英晶片、上电极以及下电极组成石英晶片的振动区域；步骤二：将所述上电极与下电极均设计为锯齿状结构；
步骤三：将所述上电极与下电极设计成不同的尺寸。
通过将所述上电极与下电极设计为锯齿状结构，有效减小了非主要振动模态的频率的振动区域，能够显著的减小耦合频率的产生，解决了绝大多数的芯片都是矩形电极，非主要振动模态的频率在长宽方向相对统一的弊端，防止形成耦合，导致晶片活性下降，阻抗增大，保证了信号的输出，确保了晶片的使用效果，同时将上电极与下电极设计为不同尺寸，可使产品的动态参数可制作范围较宽，集中度更好，而且如果发生上电极与下电极的轻微错位，不会对产品的性能造成较大影响，并且可以相对减少设计不同规格的镀膜治具的数量，还能够使镀膜治具的精度相对得到提高，不会影响产品质量。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过棘爪与固定轴之间的轴承作用，便于棘爪以固定轴为圆心进行转动，方便将固定杆插入固定外壳内部，同时结合棘爪远离固定轴的一端与卡槽的相互配合，使棘爪与固定杆只能够单向移动，在弹簧的作用下，便于将棘爪远离固定轴的一端卡进对应的卡槽内部，使固定杆与棘爪之间形成一个不可逆的锁紧结构，保证了棘爪与固定杆之间的稳固性，进而确保了石英晶片与基座之间的稳固性，有效防止电子产品在携带过程中的晃动、跌落，导致石英晶片出现脱落现象，其中焊接盘与基座的相互配合，便于实施焊接，进一步提高了石英晶片的稳固性；
2.本发明通过将上电极与下电极设计成锯齿状结构，有效减小了非主要振动模态的频率的振动区域，能够显著的减小耦合频率的产生，解决了绝大多数的芯片都是矩形电极，非主要振动模态的频率在长宽方向相对统一的弊端，防止形成耦合，导致晶片活性下降，阻抗增大，保证了信号的输出，确保了晶片的使用效果；
3.本发明通过将上电极与下电极设计成不同的尺寸，可使产品的动态参数可制作范围较宽，集中度更好，而且如果发生上电极与下电极的轻微错位，不会对产品的性能造成较大影响，并且可以相对减少设计不同规格的镀膜治具的数量，还能够使镀膜治具的精度相对得到提高，不会影响产品质量。
4.本发明通过限位杆以及限位板的橡胶材质，便于向限位孔内部注入银胶，使限位杆与限位孔内壁粘接在一起，同时使限位板粘接在固定块下表面，进一步确保了石英晶片的稳固性；
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中剖面A-A的结构示意图；
图4为图3中B处的放大结构示意图；
图5为图2中剖面C-C的结构示意图；
图6为本发明中基座的结构示意图；
图7为本发明中石英晶片的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、基座；2、石英晶片；3、上电极；4、下电极；5、固定杆；6、卡槽；7、固定外壳；8、固定轴；9、棘爪；10、弹簧；11、固定块；12、支撑腿；13、焊接盘；14、限位孔；15、限位杆；16、限位板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-图7所示，本发明为一种光刻石英晶片及其电极的设计方法，包括基座1以及石英晶片2，石英晶片2上端面贴装有上电极3，石英晶片2下端面贴装有下电极4，基座1上表面固定有若干固定杆5，固定杆5左右两表面沿竖直方向均开设有若干卡槽6，石英晶片2左右两表面均固定有两个固定外壳7，固定外壳7内部左右两侧均设置有固定轴8，固定轴8上通过轴承转动设置有棘爪9，棘爪9一侧表面与固定外壳7内壁之间连接有弹簧10，且棘爪9远离固定轴8的一端，与卡槽6相互配合，石英晶片2左右两表面均固定有固定块11，固定块11前后两表面均连接有支撑腿12，支撑腿12下端连接有焊接盘13，与基座1上表面相互配合。
通过棘爪9与固定轴8之间的轴承作用，便于棘爪9以固定轴8为圆心进行转动，方便将固定杆5插入固定外壳7内部，同时结合棘爪9远离固定轴8的一端与卡槽6的相互配合，使棘爪9与固定杆5只能够单向移动，在弹簧10的作用下，便于将棘爪9远离固定轴8的一端卡进对应的卡槽6内部，使固定杆5与棘爪9之间形成一个不可逆的锁紧结构，保证了棘爪9与固定杆5之间的稳固性，进而确保了石英晶片2与基座1之间的稳固性，有效防止电子产品在携带过程中的晃动、跌落，导致石英晶片2出现脱落现象，其中焊接盘13与基座1的相互配合，便于实施焊接，进一步提高了石英晶片2的稳固性。
固定块11表面开设有限位孔14，基座1上表面左右两侧均固定有限位杆15，限位杆15与限位孔14相互配合，通过限位杆15与限位孔14的相互配合，进一步对石英晶片2起到限位作用。
限位杆15外表面下侧设置有限位板16，限位板16与固定块11下表面相互配合，限位杆15以及限位板16均为橡胶材质，通过限位杆15以及限位板16的橡胶材质，便于向限位孔14内部注入银胶，使限位杆15与限位孔14内壁粘接在一起，同时使限位板16粘接在固定块11下表面，进一步确保了石英晶片2的稳固性。
一种光刻石英晶片电极的设计方法，主要包括以下几个步骤：
步骤一：石英晶片2、上电极3以及下电极4组成石英晶片2的振动区域；
步骤二：将所述上电极（3）与下电极（4）均设计为锯齿状结构；
通过上电极3与下电极4的锯齿状结构，有效减小了非主要振动模态的频率的振动区域，能够显著的减小耦合频率的产生，解决了绝大多数的芯片都是矩形电极，非主要振动模态的频率在长宽方向相对统一的弊端，防止形成耦合，导致晶片活性下降，阻抗增大，保证了信号的输出，确保了晶片的使用效果
步骤三：将所述上电极（3）与下电极（4）设计成不同的尺寸。
通过将上电极3与下电极4设计成不同的尺寸，可使产品的动态参数可制作范围较宽，集中度更好，而且如果发生上电极3与下电极4的轻微错位，不会对产品的性能造成较大影响，并且可以相对减少设计不同规格的镀膜治具的数量，还能够使镀膜治具的精度相对得到提高，不会影响产品质量。
实施例一：本发明在使用过程中，在对石英晶片2进行安装固定时，首先调节限位杆15与固定块11表面的限位孔14处于同一直线上，同时使固定杆5与固定外壳7相对应，然后带动石英晶片2从基座1上方向下放置在基座1上表面，此时限位杆15插进对应的限位孔14内部，同时限位板16与固定块11下表面接触，此时焊接盘13与基座1上表面接触；
随着石英晶片2的向下移动，在棘爪9与固定轴8之间的轴承作用下，固定杆5将左右两个棘爪9分别向两侧挤压，进而对弹簧10进行挤压，直至石英晶片2移动至最下端，此时在弹簧10的弹性作用下，使棘爪9远离固定轴8的一端稳定的卡在对应的卡槽6内部，且由于棘爪9的弧形结构，使棘爪9相对固定杆5只能够单向移动，并在棘爪9与固定杆5之间形成一个不可逆的锁紧结构，有效防止由于晃动、振动作用，导致石英晶片2出现脱落的现象，保证了石英晶片2的稳固性；
然后从限位孔14上端口向内注入银胶，随着银胶的向下渗入，使限位杆15与限位孔14内壁之间粘接在一起，同时在限位板16的作用下，有效防止多余的银胶下渗，并在多余的银胶作用下，使限位板16上表面与固定块11的下表面粘接在一起，使限位杆15、限位板16与固定块11、限位孔14之间稳固的连接在一起，进而保证了石英晶片2的稳固性；
最后对焊接盘13与基座1上表面的接触点进行焊接，进一步加强了石英晶片2与基座1之间连接的稳固性。
实施例二：在晶片电极的设计中，最重要就是与晶片自身的配合度，晶片的振动使电极产生电场，并通过其逆压电效应而产生谐波输出信号，由于晶片的振动存在多种模态，其中存在与长度和宽度相关非主要振动模态，此种模态产生的谐波会影响到主要振动的谐波，形成耦合，导致晶片活性下降，阻抗增大，从而影响信号的输出；
本发明中将上电极3与下电极4均设计成锯齿状结构，有效减小了非主要振动模态的频率的振动区域，能够显著的减小耦合频率的产生，解决了现有绝大多数晶片电极都是矩形电极，非主要振动模态的频率在长宽方向相对统一的弊端，有效防止形成耦合，导致晶片活性下降，保证了信号的输出，确保了晶片的使用效果；
其中上电极3与下电极4尺寸的不同，可使产品的动态参数可制作范围较宽，集中度更好，而且如果发生上电极3与下电极4的轻微错位，不会对产品的性能造成较大影响，并且可以相对减少设计不同规格的镀膜治具的数量，还能够使镀膜治具的精度相对得到提高，不会影响产品质量，方便了使用，本发明中的上电极3和下电极4的设计不涉及电引脚的部分。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种光刻石英晶片，包括基座（1）以及石英晶片（2），其特征在于，所述石英晶片（2）上端面贴装有上电极（3），所述石英晶片（2）下端面贴装有下电极（4），所述基座（1）上表面固定有若干固定杆（5），所述固定杆（5）左右两表面沿竖直方向均开设有若干卡槽（6），所述石英晶片（2）左右两表面均固定有两个固定外壳（7），所述固定外壳（7）内部左右两侧均设置有固定轴（8），所述固定轴（8）上通过轴承转动设置有棘爪（9），所述棘爪（9）一侧表面与固定外壳（7）内壁之间连接有弹簧（10），且所述棘爪（9）远离固定轴（8）的一端，与卡槽（6）相互配合，所述石英晶片（2）左右两表面均固定有固定块（11），所述固定块（11）前后两表面均连接有支撑腿（12），所述支撑腿（12）下端连接有焊接盘（13），与基座（1）上表面相互配合。
2.根据权利要求1所述的一种光刻石英晶片，其特征在于，所述固定块（11）表面开设有限位孔（14），所述基座（1）上表面左右两侧均固定有限位杆（15），所述限位杆（15）与限位孔（14）相互配合。
3.根据权利要求2所述的一种光刻石英晶片，其特征在于，所述限位杆（15）外表面下侧设置有限位板（16）。
4.根据权利要求3所述的一种光刻石英晶片，其特征在于，所述限位板（16）与固定块（11）下表面相互配合。
5.根据权利要求4所述的一种光刻石英晶片，其特征在于，所述限位杆（15）以及限位板（16）均为橡胶材质。
6.如权利要求1至5任意一条所述的一种光刻石英晶片电极的设计方法，其特征在于，主要包括以下几个步骤：
步骤一：所述石英晶片（2）、上电极（3）以及下电极（4）组成石英晶片（2）的振动区域；
步骤二：将所述上电极（3）与下电极（4）设计为锯齿状结构；
步骤三：将所述上电极（3）与下电极（4）设计成不同的尺寸。
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