CN218633884U - 石英晶体及谐振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石英晶体及谐振器，石英晶体包括：晶体本体和第一台阶，通过在晶体本体的第一面的几何中心上设置有第一台阶，沿着第一台阶的几何中心向第一台阶的两端的方向上及沿着第一台阶的几何中心向第一台阶的两侧的方向上，第一台阶的宽度逐渐减小，第一台阶的第一端到第二端的宽度大于第一台阶的第一侧到第二侧的宽度，这样，振动能量能够集中在晶体本体的几何中心上，减少了晶体本体的边缘振动，能够减少边沿效应对石英晶体的品质的影响，温频特性稳定，同时使用单向刻蚀即可得到第一台阶，加工方便。

Description

石英晶体及谐振器

技术领域

本实用新型涉及芯片技术领域，特别涉及一种石英晶体及谐振器。

背景技术

谐振器就是指产生谐振频率的电子元件，包括底座和石英晶体，石英晶体谐振器的频率来自石英晶体的振动，产生的频率具有稳定、抗干扰性能良好的特点，广泛应用于各种电子产品中。

随着石英晶体谐振器不断地微型及高精度化，在石英晶体的加工过程中，需要对石英晶体进行切割，由于SC切割得到的晶片对热变化和物理应力有低敏感度,振幅效应小及低老化率,并且其温频特性在90度有稳定的频率。因此，常通过SC切割对石英晶体进行加工，但现有SC切割得到的石英晶体容易产生边沿效应，在振动时振动能量分散，存在振动能量难以集中的情况。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种石英晶体及谐振器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种石英晶体，包括：晶体本体和第一台阶；

所述晶体本体的横截面形状为方形；

所述第一台阶设置于所述晶体本体的第一面的几何中心上，沿着所述第一台阶的几何中心向所述第一台阶的第一端及第二端的方向上，所述第一台阶的宽度逐渐减小，沿着所述第一台阶的几何中心向所述第一台阶的第一侧及第二侧的方向上，所述第一台阶的宽度逐渐减小，所述第一台阶的第一端到第二端的宽度大于所述第一台阶的第一侧到第二侧的宽度。

在一个实施例中，所述第一台阶的横截面形状为椭圆形。

在一个实施例中，所述晶体本体的第二面的几何中心上设置有第二台阶，沿着所述第二台阶的几何中心向所述第二台阶的第一端及第二端的方向上，所述第二台阶的宽度逐渐减小，沿着所述第二台阶的几何中心向所述第二台阶的第一侧及第二侧的方向上，所述第二台阶的宽度逐渐减小，所述第二台阶的第一端到第二端的宽度大于所述第二台阶的第一侧到第二侧的宽度，所述晶体本体的第一面和第二面为相背设置的两面。

在一个实施例中，所述第二台阶的横截面形状为椭圆形。

在一个实施例中，所述第一台阶的数量设置为两个或两个以上，各所述第一台阶的几何中心对齐设置，各所述第一台阶的形状相同，大小相异，各所述第一台阶的大小沿着靠近所述晶体本体至远离所述晶体本体的方向上逐渐减小。

在一个实施例中，所述第二台阶的数量设置为两个或两个以上，各所述第二台阶的几何中心对齐设置，各所述第二台阶的形状相同，大小相异，各所述第二台阶的大小沿着靠近所述晶体本体至远离所述晶体本体的方向上逐渐减小。

在一个实施例中，所述晶体本体的长度为1.38mm-1.40mm，所述晶体本体的宽度为0.91mm-0.93mm，所述晶体本体的高度为0.038mm-0.040mm。

在一个实施例中，所述第一台阶的长度为0.897mm-0.91mm，所述第一台阶的宽度为0.445mm-0.465mm，所述第一台阶的高度为4.9um-5um。

在一个实施例中，所述第二台阶的长度为0.897mm-0.91mm，所述第二台阶的宽度为0.445mm-0.465mm，所述第二台阶的高度为4.9um-5um。

本实用新型还提供一种谐振器，其包括上述任一项实施例中所述的石英晶体。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种石英晶体，通过在晶体本体的第一面的几何中心上设置有第一台阶，沿着第一台阶的几何中心向第一台阶的两端的方向上及沿着第一台阶的几何中心向第一台阶的两侧的方向上，第一台阶的宽度逐渐减小，第一台阶的第一端到第二端的宽度大于第一台阶的第一侧到第二侧的宽度，这样，振动能量能够集中在晶体本体的几何中心上，减少了晶体本体的边缘振动，能够减少边沿效应对石英晶体的品质的影响，温频特性稳定，同时使用单向刻蚀即可得到第一台阶，加工方便。

附图说明

图1为一个实施例的石英晶体的一方向上的结构示意图；

图2为一个实施例的石英晶体的另一方向上的结构示意图。

附图中，10、石英晶体；100、晶体本体；200、第一台阶；300、第二台阶。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型的技术方案做进一步描述，本实用新型不仅限于以下具体实施方式。

需要理解的是，实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件。在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在一个实施例中，如图1所示，一种石英晶体10，包括：晶体本体100和第一台阶200；所述晶体本体100的横截面形状为方形；所述第一台阶200设置于所述晶体本体100的第一面的几何中心上，沿着所述第一台阶200的几何中心向所述第一台阶200的第一端及第二端的方向上，所述第一台阶200的宽度逐渐减小，沿着所述第一台阶200的几何中心向所述第一台阶200的第一侧及第二侧的方向上，所述第一台阶200的宽度逐渐减小，所述第一台阶200的第一端到第二端的宽度大于所述第一台阶200的第一侧到第二侧的宽度。

在本实施例中，通过在晶体本体100的第一面的几何中心上设置第一台阶200，第一台阶200为轴对称结构，沿着第一台阶200的几何中心向第一台阶200的两端的方向上及沿着第一台阶200的几何中心向第一台阶200的两侧的方向上，第一台阶200的宽度逐渐减小，即沿着第一台阶200的第一端至第二端的方向上，第一台阶200的宽度先逐渐增大后逐渐减小，沿着第一台阶200的第一侧至第二侧的方向上，第一台阶200的宽度先逐渐增大后逐渐减小，第一台阶200的第一端到第二端的宽度大于第一台阶200的第一侧到第二侧的宽度，这样，振动能量能够集中在晶体本体100的几何中心上，减少了晶体本体100的边缘振动，能够减少边沿效应对石英晶体10的品质的影响，温频特性稳定，提高了石英晶体10的频率稳定性，也提高了产品的合格率。

在一个实施例中，第一台阶200形成可以通过真空镀膜的方法先在晶体本体100上镀上不同厚度的铬层、金层或其他稳定性高的金属，然后使用干法刻蚀方法，组件在高真空环境下，机器产生离子，有方向性地打向晶体本体100表面，并进行化学反应，造成刻蚀的效果，刻蚀晶体本体100表面，造成局部性的台阶状，从而形成第一台阶200，这样，石英晶体10的振荡能量会集中在中心，减少不要的边沿振动带来振动不稳定的影响，使用单向刻蚀即可得到第一台阶200，加工方便，尺寸的一致性高。

在一个实施例中，如图1所示，所述第一台阶200的横截面形状为椭圆形。具体地，通过在晶体本体100的第一面上设置椭圆形状的第一台阶200，减少了边沿效应，令振动能量集中在晶体本体100的中央，同时该形状的第一台阶200加工容易，相比不规则的倒边或圆角，使用干法或湿法蚀刻即可得到第一台阶200,尺寸的一致性高。

在一个实施例中，如图2所示，所述晶体本体100的第二面的几何中心上设置有第二台阶300，沿着所述第二台阶300的几何中心向所述第二台阶300的第一端及第二端的方向上，所述第二台阶300的宽度逐渐减小，沿着所述第二台阶300的几何中心向所述第二台阶300的第一侧及第二侧的方向上，所述第二台阶300的宽度逐渐减小，所述第二台阶300的第一端到第二端的宽度大于所述第二台阶300的第一侧到第二侧的宽度，所述晶体本体100的第一面和第二面为相背设置的两面。具体地，通过在晶体本体100的第二面的几何中心上设置第二台阶300，第二台阶300为轴对称结构，沿着第二台阶300的几何中心向第二台阶300的两端的方向上及沿着第二台阶300的几何中心向第二台阶300的两侧的方向上，第二台阶300的宽度逐渐减小，即沿着第二台阶300的第一端至第二端的方向上，第二台阶300的宽度先逐渐增大后逐渐减小，沿着第二台阶300的第一侧至第二侧的方向上，第二台阶300的宽度先逐渐增大后逐渐减小，第二台阶300的第一端到第二端的宽度大于第二台阶300的第一侧到第二侧的宽度，这样，振动能量能够进一步地集中在晶体本体100的几何中心上，减少了晶体本体100的边缘振动，能够减少边沿效应对石英晶体10的品质的影响，温频特性稳定，更好地提高了石英晶体10的频率稳定性。

在一个实施例中，第二台阶300形成可以通过真空镀膜的方法先在晶体本体100上镀上不同厚度的铬层、金层或其他稳定性高的金属，然后使用干法刻蚀方法，组件在高真空环境下，机器产生离子，有方向性地打向晶体本体100表面，并进行化学反应，造成刻蚀的效果，刻蚀晶体本体100表面，造成局部性的台阶状，从而形成第二台阶300，这样，石英晶体10的振荡能量会集中在中心，减少不要的边沿振动带来振动不稳定的影响，使用单向刻蚀即可得到第二台阶300，加工方便，尺寸的一致性高。

在一个实施例中，所述第二台阶300的横截面形状为椭圆形。具体地，通过在晶体本体100的第二面上设置椭圆形状的第二台阶300，减少了边沿效应，令振动能量集中在晶体本体100的中央，同时该形状的第二台阶300加工容易，相比不规则的倒边或圆角，使用干法或湿法蚀刻即可得到第二台阶300,尺寸的一致性高。

为了使得晶体本体100的能量更为集中，在一个实施例中，所述第一台阶200的数量设置为两个或两个以上，各所述第一台阶200的几何中心对齐设置，各所述第一台阶200的形状相同，大小相异，各所述第一台阶200的大小沿着靠近所述晶体本体100至远离所述晶体本体100的方向上逐渐减小。具体地，当多个第一台阶200设置在晶体本体100的第一面的几何中心上时，各第一台阶200从距离晶体本体100由近到远的方向，按照体积由大到小的顺序依次排列连接，使得晶体本体100的几何中心的厚度大于晶体本体100边缘的厚度，从而晶体本体100在振动时，振动能量能够更加集中在晶体本体100的第一面的几何中心上，需要理解的是，第一台阶200可以根据石英晶体10所需频率进行选择，第一台阶200的数量越多，产生的振动频率越低，在本实施例中不作具体限定。

在一个实施例中，所述第二台阶300的数量设置为两个或两个以上，各所述第二台阶300的几何中心对齐设置，各所述第二台阶300的形状相同，大小相异，各所述第二台阶300的大小沿着靠近所述晶体本体100至远离所述晶体本体100的方向上逐渐减小。具体地，当多个第二台阶300设置在晶体本体100的第一面的几何中心上时，各第二台阶300从距离晶体本体100由近到远的方向，按照体积由大到小的顺序依次排列连接，使得晶体本体100的几何中心的厚度大于晶体本体100边缘的厚度，从而晶体本体100在振动时，振动能量能够更加集中在晶体本体100的第二面的几何中心上，需要理解的是，第二台阶300可以根据石英晶体10所需频率进行选择，第二台阶300的数量越多，产生的振动频率越低，在本实施例中不作具体限定。

在一个实施例中，所述第一台阶200具有相对设置的第一面及第二面，所述第一台阶200的第一面平行于第二面设置，每一所述第一台阶200的第一面与相邻的另一所述第一台阶200的第二面相连接。相应的，所述第二台阶300具有相对设置的第一面及第二面，所述第二台阶300的第一面平行于第二面设置，每一所述第二台阶300的第一面与相邻的另一所述第二台阶300的第二面相连接，各所述第一台阶200及各所述第二台阶300依次堆叠时，各所述第一台阶200及各所述第二台阶300的横截面的几何中心对齐，每一所述第一台阶200与对应的一所述第二台阶300的形状及大小相同，所述第一台阶200与所述第二台阶300对称设置在晶体本体100的两面上，使得所述晶体本体100的重心稳定，在振动时能够具有稳定的振动频率。

在一个实施例中，所述晶体本体100的长度为1.38mm-1.40mm，所述晶体本体100的宽度为0.91mm-0.93mm，所述晶体本体100的高度为0.038mm-0.040mm，所述第一台阶200的长度为0.897mm-0.91mm，所述第一台阶200的宽度为0.445mm-0.465mm，所述第一台阶200的高度为4.9um-5um，所述第二台阶300的长度为0.897mm-0.91mm，所述第二台阶300的宽度为0.445mm-0.465mm，所述第二台阶300的高度为4.9um-5um。具体地，第一台阶200与第二台阶300的形状及大小相同，第一台阶200与第二台阶300对称设置在晶体本体100的两面上，第一台阶200及第二台阶300的长度为晶体本体100的长度的0.65倍，第一台阶200及第二台阶300的宽度为晶体本体100的宽度的0.5倍，例如晶体本体100的长宽高分别为1.38mm、0.92mm和0.038mm，第一台阶200的长宽高为0.897mm、0.46mm和5um，第二台阶300的长宽高为0.897mm、0.46mm和5um，能够满足微型化的要求。

在一个实施例中，提供一种谐振器，该谐振器包括上述任一项实施例中所述的石英晶体10。在本实施例中，谐振器还包括底座和盖板，所述石英晶体10通过导电银浆与底座连接，盖板盖合在底座上，将所述石英晶体10与外界隔开。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石英晶体，其特征在于，包括：晶体本体和第一台阶；

所述晶体本体的横截面形状为方形；

所述第一台阶设置于所述晶体本体的第一面的几何中心上，沿着所述第一台阶的几何中心向所述第一台阶的第一端及第二端的方向上，所述第一台阶的宽度逐渐减小，沿着所述第一台阶的几何中心向所述第一台阶的第一侧及第二侧的方向上，所述第一台阶的宽度逐渐减小，所述第一台阶的第一端到第二端的宽度大于所述第一台阶的第一侧到第二侧的宽度。

2.根据权利要求1所述的石英晶体，其特征在于，所述第一台阶的横截面形状为椭圆形。

3.根据权利要求2所述的石英晶体，其特征在于，所述晶体本体的第二面的几何中心上设置有第二台阶，沿着所述第二台阶的几何中心向所述第二台阶的第一端及第二端的方向上，所述第二台阶的宽度逐渐减小，沿着所述第二台阶的几何中心向所述第二台阶的第一侧及第二侧的方向上，所述第二台阶的宽度逐渐减小，所述第二台阶的第一端到第二端的宽度大于所述第二台阶的第一侧到第二侧的宽度，所述晶体本体的第一面和第二面为相背设置的两面。

4.根据权利要求3所述的石英晶体，其特征在于，所述第二台阶的横截面形状为椭圆形。

5.根据权利要求2所述的石英晶体，其特征在于，所述第一台阶的数量设置为两个或两个以上，各所述第一台阶的几何中心对齐设置，各所述第一台阶的形状相同，大小相异，各所述第一台阶的大小沿着靠近所述晶体本体至远离所述晶体本体的方向上逐渐减小。

6.根据权利要求3所述的石英晶体，其特征在于，所述第二台阶的数量设置为两个或两个以上，各所述第二台阶的几何中心对齐设置，各所述第二台阶的形状相同，大小相异，各所述第二台阶的大小沿着靠近所述晶体本体至远离所述晶体本体的方向上逐渐减小。

7.根据权利要求3所述的石英晶体，其特征在于，所述晶体本体的长度为1.38mm-1.40mm，所述晶体本体的宽度为0.91mm-0.93mm，所述晶体本体的高度为0.038mm-0.040mm。

8.根据权利要求7所述的石英晶体，其特征在于，所述第一台阶的长度为0.897mm-0.91mm，所述第一台阶的宽度为0.445mm-0.465mm，所述第一台阶的高度为4.9um-5um。

9.根据权利要求8所述的石英晶体，其特征在于，所述第二台阶的长度为0.897mm-0.91mm，所述第二台阶的宽度为0.445mm-0.465mm，所述第二台阶的高度为4.9um-5um。

10.一种谐振器，其特征在于，包括权利要求1～9任一项中所述的石英晶体。

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