[发明专利]石英晶体谐振器的电极制备方法、谐振器及振荡器

说明书

本发明适用于压电晶体元件设计技术领域，提供了一种石英晶体谐振器的电极制备方法、谐振器及振荡器，该方法包括：建立石英晶体谐振器的压电耦合有限元模型；对压电耦合有限元模型进行模态分析，获得对应的B模法向电荷密度分布区域和C模法向电荷密度分布区域；根据B模法向电荷密度分布区域和C模法向电荷密度分布区域，确定石英晶体谐振器中电极对应的C模占优区域；根据C模占优区域制备所述石英晶体谐振器的电极。本发明可以降低石英晶体谐振器的B模压电耦合效率，进而使石英晶体谐振器可以稳定的振荡在C模式下，有利于恒温晶体振荡器的小型化与集成化。

技术领域

本发明属于压电晶体元件设计技术领域，尤其涉及一种石英晶体谐振器的电极制备方法、谐振器及振荡器。

背景技术

随着通信系统体积越来越小，功能密度越来越高，为通信基站、电力系统等提供高精度的频率源信号的恒温晶体振荡器也需要实现小型化和表贴化。

石英晶体振荡器是由石英晶体谐振器与振荡电路组成的频率器件，其中，SC切石英晶体谐振器由于开机特性、长期老化、抗辐射等性能方面的优势常用于恒温晶体振荡器。

然而，SC切石英晶体谐振器中同时存在A、B、C三种振动模式，但恒温晶体振荡器需要振荡在C模才能提供良好的温度特性。由于B模和C模频率相近，且B模等效电阻小于C模，在振荡电路中需要抑制B模才能使电路振荡在C模。而在电路上实现B模抑制需要电感和电容串联进行带通滤波，由于电感的感值和尺寸较大难以集成，不利于小型化的恒温晶体振荡器设计。因此，如何在无电感的情况下使电路稳定振荡在C模是实现小型化恒温晶体振荡器的关键和难点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了石英晶体谐振器的电极制备方法、谐振器及振荡器，以解决现有技术中SC切石英晶体谐振器无法稳定振荡在C模式下，不利于恒温晶体振荡器小型化的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种石英晶体谐振器的电极制备方法，包括：

建立石英晶体谐振器的压电耦合有限元模型；

对所述压电耦合有限元模型进行模态分析，获得对应的B模法向电荷密度分布区域和C模法向电荷密度分布区域；

根据所述B模法向电荷密度分布区域和所述C模法向电荷密度分布区域，确定所述石英晶体谐振器中电极对应的C模占优区域；

根据所述C模占优区域制备所述石英晶体谐振器的电极。

可选的，所述压电耦合有限元模型，包括所述石英晶体谐振器中的导电胶和石英晶片对应的元件模型；

所述建立所述石英晶体谐振器的压电耦合有限元模型，包括：

建立所述石英晶片和所述导电胶对应的几何模型；

获取所述石英晶片对应的材料类型和物理模型，以及所述导电胶对应的材料类型和物理模型；

基于所述石英晶片和所述导电胶的几何模型，根据所述石英晶片的材料类型和物理模型，以及所述导电胶的材料类型和物理模型，获得所述石英晶片对应的元件模型和所述导电胶对应的元件模型；

根据所述石英晶片对应的元件模型和所述导电胶对应的元件模型，建立所述石英晶体谐振器的压电耦合有限元模型。

可选的，在建立所述石英晶体谐振器的压电耦合有限元模型之前，还包括：获取所述石英晶体谐振器中基座、密封盖板以及电极对应的边界条件；

所述建立所述石英晶体谐振器的压电耦合有限元模型，包括：

根据所述基座、所述密封盖板以及所述电极对应的边界条件，建立所述基座、所述密封盖板以及所述电极对应的等效元件模型；