[发明专利]一种具有圆形晶片结构的石英晶体谐振器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及石英晶体谐振器技术领域，特别是一种具有圆形晶片结构的石英晶体谐振器及其制作方法。

背景技术

石英晶体谐振器通常由压电石英晶片及封装外壳构成，封装外壳材料为陶瓷、玻璃等。压电石英晶片上下两面需蒸镀电极，电极通过密封封装的引线，与封装外壳中的基座引脚相连。交流电压可通过引脚连通石英晶片的上下电极，使石英晶片产生逆压电效应，从而产生振荡。石英晶体谐振器因其频率的准确性和稳定性等特性广泛应用于移动电子设备、手机、移动通信装置等电子行业中。

石英晶体谐振器封装结构有直插式和平面贴装两种，随着移动通信电子的迅速发展，器件小型化需求越来越高，石英晶体谐振器的小型化也势在必行，其中直插式因体积大，近几年逐渐被平面贴装式取代。平面贴装式石英晶体谐振器因规格和工艺的限制，目前，只能采用矩形石英晶片。而面对谐振器小型化的需求，矩形石英晶片在设计和制造封装的过程面临诸多难题。首先，矩形石英晶片的体积越小，设计越困难，设计周期越长，且现有工艺也越难满足设计的公差要求。其次，传统的切条、腐蚀等工艺方式也难以加工出超小型石英晶片，已经不能满足小型化谐振器的需求。此外，传统谐振器封装工艺，采用点胶方式将石英晶片固定在基座中，点胶方式限制了石英晶片的尺寸，如果石英晶片过小，点胶大小不变，会对石英晶体谐振器性能产生巨大的影响。且石英晶体谐振器的小型化，提升了传统封装外壳等的制作难度，传统封装工艺越来越难以满足小型化的需求。

对比矩形石英晶片，若采用圆形石英晶片，设计难度将会降低，成品石英晶体谐振器的各项性能也会有显著提高。目前，平面贴装工艺都采用矩形石英晶片封装，若利用现有生产工艺制造圆形石英晶片，成本高、难以实现，且后道封装难度大。所以，为了实现石英晶体谐振器的小型化同时降低设计和生产成本，降低制造难度，急需对石英晶片结构及前道、后道工艺进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可用于小型化谐振器低成本批量生产，并能够增强石英晶片中心能陷效应、大幅度提升产品一致性的具有圆形晶片结构的石英晶体谐振器及其制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种具有圆形晶片结构的石英晶体谐振器，它包括石英晶片、封装盖和封装基座；所述的石英晶片包括圆形构件、连接部和保护框，圆形构件通过连接部设置在保护框内，连接部的形状为矩形或梯形等适当的形状，所述的圆形构件的上下表面上镀覆电极，形成电极区，优选地，电极区形状为圆形；连接部和保护框上设置有金属层A，保护框上还设置有定位孔，定位孔内设置有金属层B，封装基座的底面上设置有引脚，电极区通过金属层A、金属层B与引脚电连接；所述的封装盖、石英晶片和封装基座从上到下依次封装压合后形成供圆形构件自由振荡的腔体结构。石英晶片材料为石英晶体，封装盖和封装基座材料为石英晶体、玻璃、陶瓷等。最终形成的压电石英晶体谐振器的长度为0.8~3.2mm，宽度为0.6~2.5mm。

进一步地，所述的保护框为矩形形状，起到支撑和封装连接作用；所述的圆形构件位于保护框的中心处，圆形构件通过连接部与保护框的一条边框连接，圆形构件可以在封装后的腔体内自由振动，且当保护框受到外界力的作用时，力不会传递到圆形构件上，从而很好地保护了圆形构件。更进一步地，圆形构件通过连接部与保护框的任意一条短边框连接。圆形构件与保护框中间的区域材料通过化学腐蚀或物理切割石英基板去除，圆形构件、连接部和保护框的形状通过去除材料一体形成。

进一步地，所述的保护框为矩形形状，定位孔设置在矩形的四角处。

进一步地，所述的封装盖的外框上设置有防止封装液体泄漏的封装沟槽A，所述的封装基座的外框上设置有防止封装液体泄漏的封装沟槽B。

进一步地，所述的电极区包括上电极区和下电极区，上电极区和下电极区分别设置在圆形构件的上表面和下表面，金属层A包括上表面金属层和下表面金属层，上表面金属层和下表面金属层分别设置在连接部和保护框的上表面和下表面，上电极区与上表面金属层电连接，下电极区与下表面金属层电连接，上表面金属层和下表面金属层分别与不同定位孔内的金属层B连接，金属层B还与不同的引脚连接。

进一步地，所述的圆形构件的表面上设置有凸台，凸台设置在圆形构件的一面或双面上；当圆形构件的一个表面上设置有凸台时，电极区分别设置在凸台的表面和圆形构件的另一表面上；当圆形构件的两个表面均设置有凸台时，电极区均设置在凸台的表面上。凸台结构能够有效减弱边缘产生的寄生振动，并能够增强石英晶片中心的能陷效应。