[发明专利]一种石英谐振敏感芯片

说明书

技术领域

本发明涉及谐振器技术领域，尤其涉及一种石英谐振敏感芯片。

背景技术

在航天、航空、电子等领域，广泛应用着各类微型传感器，包括角速度传感器、加速度传感器、压力传感器以及温度传感器等。石英晶体材料由于具有品质因数高、物理性能稳定、时间及温度稳定性好、具有压电效应等特点，常用于制作各种类型传感器的基材。基于石英晶体材料制作的各类传感器，其谐振敏感单元大都设计成振梁或音叉结构，并利用石英晶体的压电效应，进行谐振激励和信号检测。石英谐振敏感单元是微型传感器的核心部件，其谐振状态的稳定性直接影响传感器的性能，而谐振稳定性是由频率稳定性决定的。

为提高石英谐振敏感芯片的谐振稳定性，通常通过优化敏感单元的振动节点位置，使检测模态的振动节点位置处于固定块支撑结构位置，从而避免振动能量耗散，提高频率稳定性，同时也避免了外界振动条件对敏感单元的影响。但是，敏感单元的振动节点位置的优化，在实际制作中由于工艺误差会导致优化效果不理想。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何避免石英谐振敏感芯片的振动能量耗散，如何提高石英谐振敏感芯片的频率稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种石英谐振敏感芯片，包括谐振敏感单元及固定块，还包括第一挠性桥、隔离框及第二挠性桥，其中：

所述第一敏感单元设置在所述隔离框内，与所述隔离框通过第一挠性桥连接；

所述隔离框通过两个第二挠性桥分别与两个所述固定块连接。

优选地，所述谐振敏感单元包括基部及第一谐振柱，其中：

所述基部的第一侧面分别与两个所述第一谐振柱的一端连接，两个所述第一谐振柱的另一端朝向同一方向；

所述基部的第二侧面通过所述第一挠性桥与所述隔离框连接，所述第一侧面与所述第二侧面为相对的两个侧面。

优选地，所述石英谐振敏感芯片还包括连接梁，所述谐振敏感单元包括基部、第一谐振柱及第二谐振柱，其中：

所述基部的整体形状为具有四个侧面和两个端面的矩形块；

所述基部的第一侧面分别与两个所述第一谐振柱的一端连接，两个所述第一谐振柱的另一端朝向同一方向；

所述基部的第二侧面分别与两个所述第二谐振柱的一端连接，两个所述第二谐振柱的另一端朝向同一方向，所述第一侧面与所述第二侧面为相对的两个侧面；

所述基部的另外两个侧面各伸出一根所述连接梁，每个所述连接梁的两侧分别通过两个所述第一挠性桥与所述隔离框连接。

优选地，两个所述第一谐振柱间的距离与两个所述第二谐振柱间的距离不相同。

优选地，所述第一挠性桥的厚度小于所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度。

优选地，所述第一挠性桥的厚度为所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度的30％至80％。

优选地，所述第二挠性桥的厚度小于所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度。

优选地，所述第二挠性桥的厚度为所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度的30％至80％。

综上所述，本发明公开了一种石英谐振敏感芯片，包括谐振敏感单元及固定块，还包括第一挠性桥、隔离框及第二挠性桥，其中，所述第一敏感单元设置在所述隔离框内，与所述隔离框通过第一挠性桥连接，所述隔离框通过两个第二挠性桥分别与两个所述固定块连接。与现有技术通过优化敏感单元的振动节点位置，使检测模态的振动节点位置处于固定块支撑结构位置，从而避免振动能量耗散，提高频率稳定性的方式相比，本发明中的石英谐振敏感芯片不存在因为工艺误差导致优化效果不理想的问题，且振动能量耗散小，频率稳定性高。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明公开的石英谐振敏感芯片实施例1的结构示意图；

图2为本发明公开的石英谐振敏感芯片实施例2的结构示意图；

图3为本发明公开的石英谐振敏感芯片实施例2的剖面图；

图4为本发明公开的石英谐振敏感芯片实施例2的对比结构的结构示意图。

附图标记与说明书中标号的对应关系为：1-石英谐振敏感芯片；2-第一谐振柱；21-第二谐振柱、3-基部；4-连接梁；5-第一挠性桥；6-隔离框；7-第二挠性桥；8-固定块。

具体实施方式