CN207910745U - 一种频率精准控制的石英谐振子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种频率精准控制的石英谐振子，所述石英谐振子包括第一锚点、第二锚点，第一锚点与第二锚点平行设置，第一锚点、第二锚点为石英谐振子的固定端；所述第一锚点、第二锚点的中间加工有对称的能够在压电效应下的弯度振动的谐振梁，所述谐振梁的表面分别加工有激励起石英谐振子的模态振动的激励电极；所述激励电极的表面设有质量块。所述石英谐振子的谐振频率与谐振梁的激励电极和电镀质量块相关；改变谐振梁上电镀质量块的质量就能控制石英谐振子的频率。本实用新型提出的频率精准控制的石英谐振子，可提高频率控制的精准度，简化器件中模拟电路频率匹配，适合批量化生产。
Description
技术领域
本实用新型属于电子元件技术领域，涉及一种石英谐振子，尤其涉及一种频率精准控制的石英谐振子。
背景技术
石英晶体因具有品质因素高，温度稳定性好，且可用微加工工艺加工等特点，已作为石英谐振子的基本元件，可用于许多场合，如通讯、自动控制等各个领域。石英谐振子作为压电材料的一种频率输出元件，其固有频率不仅与它的长度L、宽度W、材料密度ρ和弹性模量E相关，也与其压电效应下的弯度振动模态相关。因此有必要在激励起石英谐振子的模态振动的激励电极上加工一定厚度的质量块，通过改变激励电极上的质量块达到精准控制频率的目的。
目前行业主要集中在晶体形状、尺寸、激励电极图案设计、底座-质量块结构等方向研究，还没有针对应用于石英谐振子器件模拟电路的频率匹配简化方案，现有的做法是通过改变模拟电路设计及电容、电阻等元器件被动匹配石英谐振子的频率，不利于批量化生产。
在晶元级石英谐振子生产加工过程中的频率控制也仅通过离子轰击的方式来调整晶片电极的厚度，使谐振子的频率达到规定的要求，但是这种方法可调频率范围比较小，离子轰击过程中容易损伤谐振子激励，而且这种方法作用于谐振子粗略的调整，不能对单个谐振子进行精准得频率调节。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的石英谐振子，以便克服现有石英谐振子存在的上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种频率精准控制的石英谐振子，可提高频率控制的精准度，简化器件中模拟电路频率匹配，适合批量化生产。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种频率精准控制的石英谐振子，所述石英谐振子包括：第一锚点、第二锚点，第一锚点与第二锚点平行设置，第一锚点、第二锚点为石英谐振子的固定端；
所述第一锚点、第二锚点的中间加工有对称的能够在压电效应下的弯度振动的谐振梁，所述谐振梁的表面分别加工有激励起石英谐振子的模态振动的激励电极；所述激励电极的表面通过电镀的方式加工有电镀质量块；
所述石英谐振子的谐振频率与谐振梁的激励电极和电镀质量块相关；改变谐振梁上电镀质量块的质量能控制石英谐振子的频率。
一种频率精准控制的石英谐振子，所述石英谐振子包括：第一锚点、第二锚点，第一锚点与第二锚点平行设置，第一锚点、第二锚点为石英谐振子的固定端；
所述第一锚点、第二锚点的中间加工有对称的能够在压电效应下的弯度振动的谐振梁，所述谐振梁的表面分别加工有激励起石英谐振子的模态振动的激励电极；所述激励电极的表面设有质量块。
作为本实用新型的一种优选方案，所述石英谐振子的谐振频率与谐振梁的激励电极和电镀质量块相关；改变谐振梁上电镀质量块的质量能控制石英谐振子的频率。
作为本实用新型的一种优选方案，所述激励电极的表面通过电镀的方式加工有电镀质量块。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的频率精准控制的石英谐振子，可提高频率控制的精准度，简化器件中模拟电路频率匹配，适合批量化生产。
附图说明
图1为频率精准控制石英谐振子的结构示意图；
图2～图9为频率精准控制石英谐振子的加工流程截面图。
图中：
1-石英谐振子； 2-石英晶片； 3-Cr薄膜；
4-Au薄膜； 5-光刻胶； 6-电镀质量块；
7-谐振梁； 7a-第一激励电极； 7b-第二激励电极；
8-锚点； 9-激光束。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
实施例一
请参阅图1至图9，本实用新型揭示了一种频率精准控制的石英谐振子，所述石英谐振子1包括：两个锚点8(第一锚点、第二锚点)，第一锚点与第二锚点平行设置，第一锚点、第二锚点为石英谐振子1的固定端。
所述第一锚点、第二锚点的中间加工有对称的能够在压电效应下的弯度振动的谐振梁7，所述谐振梁7的表面分别加工有激励起石英谐振子的模态振动的第一激励电极7a、第二激励电极7b；所述第一激励电极7a、第二激励电极7b的表面通过电镀的方式加工有电镀质量块6。
所述石英谐振子1的谐振频率与谐振梁7的第一激励电极7a、第二激励电极7b和电镀质量块6相关；改变谐振梁上电镀质量块6的质量就能控制石英谐振子1的频率。
请参阅图2至图9，本实用新型是这样实现的：一种频率精准控制石英谐振子及加工方法，包括下述步骤：
【步骤1】加工激励电极；
所述的步骤1包括下述步骤：首先在石英晶片2上下激励采用磁控镀膜的方式依次镀上铬Cr薄膜3/金Au薄膜4，镀膜方式按常规方法进行，Cr膜厚度为30nm～70nm；Au膜厚度为150nm～350nm，然后通过光刻定义激励电极结构图形，然后通过Au腐蚀、Cr腐蚀形成激励电极结构。
【步骤2】加工激励电极质量块；
步骤2可以采用电镀的方法来加工激励电极质量块。
具体地，所述步骤2采用下述步骤进行：首先在已加工出激励电极结构的石英晶片上，通过光刻定义激励电极质量块的结构图形，在其正面或背面至少有一面定义激励电极质量块结构图形，另外一面通过光刻胶5涂布的方式保护不被电镀，然后将石英晶片采用电镀方式镀上激励电极质量块金(Au)，电镀方式按常规方法进行，Au的厚度为5um～10um。最后利用石英腐蚀工艺行程石英谐振子。
【步骤3】通过激光束9修调激励电极质量块。
步骤3可以采用激光修调激励电极质量块的方法来控制石英谐振子的频率。
具体地，步骤3采用下述步骤进行：首先通过频率测试探针系统测试已加工出的石英谐振子元件，检测其固定频率，然后通过激光微调技术作用于激励电极质量块上，切割相应的厚度来调整石英谐振子的频率，可以边微调边测试，达到石英谐振子控制的频率。
实施例二
请参阅图1，本实用新型揭示一种频率精准控制的石英谐振子，所述石英谐振子包括：第一锚点、第二锚点，第一锚点与第二锚点平行设置，第一锚点、第二锚点为石英谐振子的固定端。
所述第一锚点、第二锚点的中间加工有对称的能够在压电效应下的弯度振动的谐振梁7，所述谐振梁7的表面分别加工有激励起石英谐振子的模态振动的激励电极7a、7b；所述激励电极7a、7b的表面设有质量块。
综上所述，本实用新型提出的频率精准控制的石英谐振子，可提高频率控制的精准度，简化器件中模拟电路频率匹配，适合批量化生产。
本实用新型的效果显著：
(1)通过电镀激励电极质量块增大了工艺窗口，兼容了石英晶片加工过载中带来的结构几何量误差、电极几何量误差；
(2)本实用新型采用电镀激励电极质量块，增大激光修调频率的范围；
(3)本实用新型采用激光微调的方式与传统的离子轰击修调比较，在晶元级即可对单个石英谐振子元件进行精准的频率控制，其频率精度提高了2～3个数量级；
(4)本实用新型通过修调激励电极质量块控制石英谐振子的频率，实现了用于石英谐振子的器件模拟电路频率的匹配简化。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (4)
1.一种频率精准控制的石英谐振子，其特征在于，所述石英谐振子包括：第一锚点、第二锚点，第一锚点与第二锚点平行设置，第一锚点、第二锚点为石英谐振子的固定端；
所述第一锚点、第二锚点的中间加工有对称的能够在压电效应下的弯度振动的谐振梁(7)，所述谐振梁(7)的表面分别加工有激励起石英谐振子的模态振动的第一激励电极(7a)、第二激励电极(7b)；所述第一激励电极(7a)、第二激励电极(7b)的表面通过电镀的方式加工有电镀质量块(6)；
所述石英谐振子(1)的谐振频率与谐振梁(7)的第一激励电极(7a)、第二激励电极(7b)和电镀质量块(6)相关；改变谐振梁上电镀质量块(6)的质量能控制石英谐振子(1)的频率。
2.一种频率精准控制的石英谐振子，其特征在于，所述石英谐振子包括：第一锚点、第二锚点，第一锚点与第二锚点平行设置，第一锚点、第二锚点为石英谐振子的固定端；
所述第一锚点、第二锚点的中间加工有对称的能够在压电效应下的弯度振动的谐振梁(7)，所述谐振梁(7)的表面分别加工有激励起石英谐振子的模态振动的激励电极；所述激励电极的表面设有质量块。
3.根据权利要求2所述的频率精准控制的石英谐振子，其特征在于：
所述石英谐振子(1)的谐振频率与谐振梁(7)的激励电极和电镀质量块(6)相关；改变谐振梁上电镀质量块(6)的质量能控制石英谐振子(1)的频率。
4.根据权利要求2所述的频率精准控制的石英谐振子，其特征在于：
所述激励电极的表面通过电镀的方式加工有电镀质量块(6)。
Priority Applications (1)
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| CN201820735506.0U CN207910745U (zh) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | 一种频率精准控制的石英谐振子 |
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| CN201820735506.0U CN207910745U (zh) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | 一种频率精准控制的石英谐振子 |
Publications (1)
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| CN201820735506.0U Active CN207910745U (zh) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | 一种频率精准控制的石英谐振子 |
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| CN (1) | CN207910745U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113452335A (zh) * | 2020-03-26 | 2021-09-28 | 中国科学院微电子研究所 | 一种石英晶体谐振器的加工方法及装置 |
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2018
- 2018-05-17 CN CN201820735506.0U patent/CN207910745U/zh active Active
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