CN115580259B - 一种at切石英晶体谐振器及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AT切石英晶体谐振器及制作方法，包括：晶片本体和以及实现电性连接的电极组件，晶片本体包括固定基片、用于产生振动能量的振动基片及第一衰减部，固定基片沿其厚度方向开设有贯穿槽，振动基片内置于贯穿槽，并与固定基片之间形成有用于衰减振动能量的衰减间隙，第一衰减部设置于衰减间隙，并与振动基片和固定基片均相连接，用于衰减经固定基片传递至振动基片的外部振动能量，电极组件覆盖连接于振动基片的表面，并延伸覆盖于第一衰减部和固定基片上，且电极组件与外部电气设备电性连接，用于驱动振动基片产生振动能量。本发明能解决因采用额外结构和设计来减少外部振动能量传递至振动基片，从而导致晶振的重量和体积增加的问题。

Description

一种AT切石英晶体谐振器及制作方法

技术领域

本发明涉及晶体谐振器技术领域，尤其涉及一种AT切石英晶体谐振器及制作方法。

背景技术

随着电子产品小型化发展的趋势，晶体振荡器(简称晶振)结构的的小型化发展的相关研究也应运而生。

目前，关于晶振的抗振设计主要有以下两种：其一是在成品晶振外部增加抗振措施。例如申请号为：CN110212881A的中国发明专利，名称为：一种SMD封装的晶振的抗振安装方法，将晶振安装在电路板正面，电路板底面铺铜并在多个位置处露铜，在每个所述露铜点处安装弹簧，所述弹簧的一端与露铜点焊接，另一端固定于基座之上，并在整个电路板底面与基座之间填充硅胶泡棉；另一是在振荡器内部将谐振器引脚与线路板连接的部分采用柔性线路板制成，可以在晶体振荡器使用过程中，通过柔性部分减少传递到晶体上的震动，从而提高晶体的抗振性，进而保证晶体的性能稳定，确保晶体的使用寿命。上述两种方式虽在一定程度上降低外部振动对晶体的影响，但均采用了额外的结构和设计，不易晶振的小型化。

因此，亟需一种AT切石英晶体谐振器及制作方法，用于解决现有技术中因采用了额外的结构和设计来减少外部振动能量传递至振动基片，从而导致晶振的重量和体积增加的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种AT切石英晶体谐振器及制作方法，解决现有技术中因采用了额外的结构和设计来减少外部振动能量传递至振动基片，从而导致晶振的重量和体积增加的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种AT切石英晶体谐振器，包括：

晶片本体，包括固定基片、振动基片及第一衰减部，所述固定基片沿其厚度方向开设有贯穿槽，所述振动基片内置于所述贯穿槽，并与所述固定基片之间形成有用于衰减振动能量的衰减间隙，所述第一衰减部设置于所述衰减间隙，并与所述振动基片和固定基片均相连接，用于衰减经所述固定基片传递至所述振动基片的外部振动能量；

电极组件，所述电极组件覆盖于所述振动基片的表面，并延伸覆盖于所述第一衰减部和固定基片上，且所述电极组件与外部电气设备电性连接，用于驱动所述振动基片产生振动能量。

进一步的，所述贯穿槽呈方形，所述振动基片呈方形，且所述振动基片设置于所述贯穿槽的中部，以使得所述振动基片两对侧的衰减间隙的大小相等。

进一步的，所述振动衰减部呈L型，所述振动衰减部包括第一连接晶片和第二连接晶片，所述第一连接晶片垂直于所述第二连接晶片设置，且所述第一连接晶片的一端连接于所述第二连接晶片，所述第一连接晶片的另一端垂直于所述贯穿槽的内壁，所述第二连接晶片的另一端垂直于所述振动基片的外壁，且所述第一连接晶片的延长线和所述第二连接晶片的延长线分别垂直于所述贯穿槽相邻的两内侧壁。

进一步的，所述晶片本体还包括第二衰减部，所述第二衰减部与所述第一衰减部以所述贯穿槽的中心呈点对称分布，并均与所述振动基片和固定基片均相连接。

进一步的，所述电极组件包括两个振动电极、两个激励电极区及两个连接电极，两个所述振动电极分别设置于所述振动基片的两对侧表面，并覆盖于所述振动基片的两对侧表面，所述激励电极区与所述振动电极一一对应设置，所述激励电极区连接于所述固定基片上，并与外部电气元件电性连接，所述连接电极沿所述第一连接晶片和第二连接晶片的表面设置，且所述连接电极的两端分别与所述振动电极和激励电极区电性连接。

进一步的，所述固定基片、振动基片、第一连接晶片及第二连接晶片的材质均为石英。

进一步的，振动电极、连接电极及激励电极区的材质均为金。

进一步的，所述固定基片的外形长度尺寸为700～2800μm，外形宽度尺寸为500～2500μm，外形厚度尺寸为50～200μm。

进一步的，所述振动基片的长度尺寸为200～1000μm，宽度尺寸为200～1000μm，厚度尺寸为40～200nm。

本发明的技术方案还提供一种AT切石英晶体谐振器制作方法，其特征在于，包括如上所述的AT切石英晶体谐振器，包括如下步骤：

S1、依次对石英基板的上、下表面进行研磨和抛光处理，在上、下表面分别形成厚度均匀的镀金层和第一光刻抗刻蚀保护层ER，在光刻抗刻蚀保护层ER表面形成待刻蚀图形；

S2、在上述S1步骤后的石英基板上依次形成方形贯穿槽、振动基片、第一连接晶片、第二连接晶片、振动电极、连接电极及激励电极区；

S3、去除光刻抗刻蚀保护层ER，并清洗石英基板；

S4、在石英基板上加工固定基片的外形的切割定位孔，并经切割加工得到石英晶片。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：固定基片上开设有沿晶片本体的厚度方向贯穿固定基片的贯穿槽，振动基片经第一衰减部与固定基片相连接，使得外部经固定基片传动来的振动能量在衰减间隙处产生衰减，且外部振动能量只能沿振动衰减件传递至振动基片上，电极组件连接于振动基片，并与外部电气设备相电性连接，用于驱动振动基片产生振动能量，从而形成石英晶体谐振器，相比于现有技术，通过在固定基片上开设有贯穿槽，使得振动基片与固定基片之间通过第一衰减部相连接，使得外部的振动能量传递至固定基片后只能经由第一衰减部传动至振动基片上，以此来形成能量的衰减，使得外部的振动能量仅有部分传递至晶片本体上，从而代替现有技术中通过采用额外的结构和设计来实现减振的目的，从而解决因此所导致的晶振的重量和体积增加的技术问题。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种AT切石英晶体谐振器的三维结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的一种AT切石英晶体谐振器的俯视图；

图3是沿图2中A-A线的剖视图；

图4是沿图2中B-B线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

请参阅图1及图2，本发明提供了一种AT切石英晶体谐振器，包括：晶片本体1和实现电性连接的电极组件2，晶片本体1包括固定基片11、振动基片12及第一衰减部13，固定基片11沿其厚度方向开设有贯穿槽111，振动基片内置于贯穿槽111，并与固定基片11之间形成有用于衰减振动能量的衰减间隙，第一衰减部13设置于衰减间隙，并与振动基片12和固定基片11均相连接，用于衰减经固定基片11传递至振动基片12的外部振动能量，电极组件2覆盖于振动基片12的表面，并延伸覆盖于第一衰减部13和固定基片11上，且电极组件2与外部电气设备电性连接，用于驱动振动基片12产生振动能量。

本装置中，固定基片11上开设有沿晶片本体1的厚度方向贯穿固定基片11的贯穿槽111，振动基片12经第一衰减部13与固定基片11相连接，使得外部经固定基片11传动来的振动能量在衰减间隙处产生衰减，且外部振动能量只能沿振动衰减件传递至振动基片12上，电极组件2连接于振动基片12，并与外部电气设备相电性连接，用于驱动振动基片12产生振动能量，从而形成石英晶体谐振器。

可以理解，相比于现有技术，通过在固定基片11上开设有贯穿槽111，使得振动基片12与固定基片11之间通过第一衰减部13相连接，使得外部的振动能量传递至固定基片11后只能经由第一衰减部13传动至振动基片12上，以此来形成能量的衰减，使得外部的振动能量仅有部分传递至晶片本体1上，从而代替现有技术中通过采用额外的结构和设计来实现减振的目的，从而解决因此所导致的晶振的重量和体积增加的技术问题。

其中作为一种实施方式，贯穿槽111呈方形，振动基片12呈方形，且振动基片12设置于贯穿槽111的中部，以使得振动基片12两对侧的衰减间隙的大小相等。

可以理解，固定基片11上开设有贯穿槽111呈方形，且振动基片12配合设置于方形贯穿槽111的中部，使得振动基片12左右两对侧的衰减间隙大小相等，且振动基片12上下两对侧的衰减间隙大小亦相等，以使得晶片本体1额能量传递更均匀，外观结构更美观等。

其中作为一种实施方式，第一衰减部13呈L型，第一衰减部13包括第一连接晶片131和第二连接晶片132，第一连接晶片131垂直于第二连接晶片132设置，且第一连接晶片131的一端连接于第二连接晶片132，第一连接晶片131的另一端垂直于贯穿槽111的内壁，第二连接晶片132的另一端垂直于振动基片12的外壁，且第一连接晶片131的延长线和第二连接晶片132的延长线分别垂直于方形贯穿槽111相邻的两内侧壁。

可以理解，第一连接晶片131和第二连接晶片132相互连接并形成L型，使得由振动基片12产生的振动能量相经第二连接晶片132衰减后，再次经第一连接晶片131衰减，从而形成二次衰减的效应，能有效的减少振动能量的传递，以到达最大程度衰减外部振动能量的目的。

其中作为一种较佳的实施方式，如图1及图2所示，晶片本体1还包括第二衰减部14，第二衰减部14与第一衰减部13以贯穿槽111的中心呈点对称分布，并均与振动基片12和固定基片11均相连接。

可以理解，第一衰减部13绕固定基片11的方形贯穿槽111的中心旋转180°后，可以与第二衰减部14完全重合，可以使得石英晶片的结构更美观，以及连接结构更稳定等。

进一步地，具体的，固定基片11、振动基片12、第一连接晶片131及第二连接晶片132的材质均为石英。

如图3及图4所示，电极组件2包括两个振动电极21、两个激励电极区22及两个连接电极23，两个振动电极21分别设置于振动基片12的两对侧表面，并覆盖于振动基片12的两对侧表面，激励电极区22与振动电极21一一对应设置，激励电极区22连接于固定基片11上，并与外部电气元件电性连接，连接电极23沿第一连接晶片131和第二连接晶片132的表面设置，且连接电极23的两端分别与振动电极21和激励电极区22电性连接。

可以理解，外部电气元件与激励电极区22、连接电极23及振动电极21形成产生振动的电极，以使得振动基片12产生振动能量，此处不作过多阐述。

进一步地，具体的，振动电极21、连接电极23及激励电极区22的材质均为金。

进一步地，固定基片11的外形长度尺寸为700～2800μm，外形宽度尺寸为500～2500μm，外形厚度尺寸为50～200μm。

进一步地，振动基片12的长度尺寸为200～1000μm，宽度尺寸为200～1000μm，厚度尺寸为40～200nm。

本发明还提供了一种AT切石英晶体谐振器制作方法，包括如上的AT切石英晶体谐振器，包括如下步骤：

S1、依次对石英基板的上、下表面进行研磨和抛光处理，在上、下表面分别形成厚度均匀的镀金层和第一光刻抗刻蚀保护层ER，在光刻抗刻蚀保护层ER表面形成待刻蚀图形；

S2、在上述S1步骤后的石英基板上依次形成方形贯穿槽111、振动基片12、第一连接晶片131、第二连接晶片132、振动电极21、连接电极23及激励电极区22；

S3、去除光刻抗刻蚀保护层ER，并清洗石英基板；

S4、在石英基板上加工固定基片11的外形的切割定位孔，并经切割加工得到石英晶片。

本发明的具体工作流程，固定基片11上开设有沿晶片本体1的厚度方向贯穿固定基片11的贯穿槽111，振动基片12经第一衰减部13与固定基片11相连接，使得外部经固定基片11传动来的振动能量在衰减间隙处产生衰减，且外部振动能量只能沿振动衰减件传递至振动基片12上，电极组件2连接于振动基片12，并与外部电气设备相电性连接，用于驱动振动基片12产生振动能量，从而形成石英晶体谐振器，相比于现有技术，通过在固定基片11上开设有贯穿槽111，使得振动基片12与固定基片11之间通过第一衰减部13相连接，使得外部的振动能量传递至固定基片11后只能经由第一衰减部13传动至振动基片12上，以此来形成能量的衰减，使得外部的振动能量仅有部分传递至晶片本体1上，从而代替现有技术中通过采用额外的结构和设计来实现减振的目的，从而解决因此所导致的晶振的重量和体积增加的技术问题。

通过上述结构，能解决现有技术中因采用了额外的结构和设计来减少外部振动能量传递至振动基片12，从而导致晶振的重量和体积增加的技术问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种AT切石英晶体谐振器，其特征在于，包括：

晶片本体，包括固定基片、振动基片及第一衰减部，所述固定基片沿其厚度方向开设有贯穿槽，所述振动基片内置于所述贯穿槽，并与所述固定基片之间形成有用于衰减振动能量的衰减间隙，所述第一衰减部设置于所述衰减间隙，并与所述振动基片和固定基片均相连接，用于衰减经所述固定基片传递至所述振动基片的外部振动能量；

电极组件，所述电极组件覆盖于所述振动基片的表面，并延伸覆盖于所述第一衰减部和固定基片上，且所述电极组件与外部电气设备电性连接，用于驱动所述振动基片产生振动能量；

其中，所述贯穿槽呈方形，所述振动基片呈方形，且所述振动基片设置于所述贯穿槽的中部，以使得所述振动基片两对侧的衰减间隙的大小相等，所述第一衰减部呈L型，所述第一衰减部包括第一连接晶片和第二连接晶片，所述第一连接晶片垂直于所述第二连接晶片设置，且所述第一连接晶片的一端连接于所述第二连接晶片，所述第一连接晶片的另一端垂直于所述贯穿槽的内壁，所述第二连接晶片的另一端垂直于所述振动基片的外壁，且所述第一连接晶片的延长线和所述第二连接晶片的延长线分别垂直于所述贯穿槽相邻的两内侧壁，所述电极组件包括两个振动电极、两个激励电极区及两个连接电极，两个所述振动电极分别设置于所述振动基片的两对侧表面，并覆盖于所述振动基片的两对侧表面，所述激励电极区与所述振动电极一一对应设置，所述激励电极区连接于所述固定基片上，并与外部电气元件电性连接，所述连接电极沿所述第一连接晶片和第二连接晶片的表面设置，且所述连接电极的两端分别与所述振动电极和激励电极区电性连接。

2.根据权利要求1所述AT切石英晶体谐振器，其特征在于，所述晶片本体还包括第二衰减部，所述第二衰减部与所述第一衰减部以所述贯穿槽的中心呈点对称分布，并均与所述振动基片和固定基片均相连接。

3.根据权利要求1所述AT切石英晶体谐振器，其特征在于，所述固定基片、振动基片、第一连接晶片及第二连接晶片的材质均为石英。

4.根据权利要求1所述AT切石英晶体谐振器，其特征在于，振动电极、连接电极及激励电极区的材质均为金。

5.根据权利要求1所述AT切石英晶体谐振器，其特征在于，所述固定基片的外形长度尺寸为700~2800μm，外形宽度尺寸为500~2500μm，外形厚度尺寸为50~200μm。

6.根据权利要求1所述AT切石英晶体谐振器，其特征在于，所述振动基片的长度尺寸为200~1000μm，宽度尺寸为200~1000μm，厚度尺寸为40~200nm。

7.一种AT切石英晶体谐振器制作方法，其特征在于，包括如权利要求1~6中任一项所述的AT切石英晶体谐振器，包括如下步骤：

S1、依次对石英基板的上、下表面进行研磨和抛光处理，在上、下表面分别形成厚度均匀的镀金层和第一光刻抗刻蚀保护层ER，在光刻抗刻蚀保护层ER表面形成待刻蚀图形；

S2、在上述S1步骤后的石英基板上依次形成方形贯穿槽、振动基片、第一连接晶片、第二连接晶片、振动电极、连接电极及激励电极区；

S3、去除光刻抗刻蚀保护层ER，并清洗石英基板；

S4、在石英基板上加工固定基片的外形的切割定位孔，并经切割加工得到石英晶片。