一种石英晶片镀膜治具一体框的制作方法

本发明涉及镀膜工装夹具技术领域，尤其涉及一种石英晶片镀膜治具一体框。

背景技术：

全球化将进入一个新纪元，一个由数据和连接传递信息、思想和创新的全新时代，5g将应时而生。大数据、海量连接和场景体验，满足未来更广泛的数据和连接业务需要，提升用户体验。通信网络提速也迫在眉睫，高质量高频率的基准时钟一直在研发中。

故开发出高频率基本波产品具有良好的前景，但石英晶片的厚度与频率成反比，比如80mhz的频率，基本波石英晶片的厚度约20um，不足一张普通a4纸的1/5厚度，在研究这样超薄石英晶片在石英晶体谐振器设计中，根据经验，石英晶片电极镀膜治具框的设计直接决定该产品研发的成与败。

故我司先设计这种超薄约20um石英晶片新型镀膜治具框。以往的成套石英晶体镀膜治具框，包含1片晶片固定框spacer，2片电极mask以及两片夹具盖板holder，其中晶片固定框spacer的厚度是根据石英晶片的厚度设计的，以20um厚度的石英晶片为例，最直接的方案：就是制造20um厚度的固定框spacer，但是这样超薄的治具很容易翘曲、弯折、变形，无论制造加工还是后续使用操作性不强。

因此，开发一种石英晶片镀膜治具框是所属技术领域的工程技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石英晶片镀膜治具一体框。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种石英晶片镀膜治具一体框，包括：

上固定基板，所述上固定基板为矩形，所述上固定基板设有多个方形晶片工位槽、多个磁铁工位槽、左右各一个第一定位孔和两个矩形空白窗；

下固定基板，所述下固定基板与所述上固定基板形状相同，所述下固定基板上对应设置有与所述上固定基板相同的多个所述方形晶片工位槽、多个所述磁铁工位槽、两个所述矩形空白窗、左右各一个所述第一定位孔和与两个所述第一定位孔相匹配的销钉；

mask固定框，所述mask固定框上对应所述晶片工位槽位置设置有多个mask工位槽，所述mask固定框位于所述下固定基板的下部；

mask/spacer一体固定框，所述mask/spacer框上对应所述晶片工位槽位置设置有多个mask/spacer工位槽，所述mask/spacer一体框设置在所述mask固定框的下部；

所述mask固定框和所述mask/spacer一体框设置在所述上固定基板和所述下固定基板的中间。

优选地，所述磁铁位槽均匀分布在所述上固定基板和所述下固定基板上的多个所述方形晶片工位槽为几何中心对称的周围位置上，使每个工位周围的所辐射的磁力相当，以确保安装的石英晶片位置准确稳定且不会晃动。

优选地，所述上固定基板和所述下固定基板上的多个所述磁铁工位槽分别贯穿所述上固定基板和所述下固定基板，每个所述磁铁工位槽中分别固定设置有强力磁铁。

优选地，所述mask/spacer一体框和所述mask固定框对应多个所述磁铁工位槽位置设置有多个镂空方槽，用于增强磁性吸附力。

优选地，还包括两个第二定位孔，两个所述第二定位孔分别设置在所述上固定基板和所述下固定基板的上下侧中间位置。

优选地，所述上固定基和所述下固定基板一侧的两个所述矩形空白窗并排设置并位于所述第一定位孔的两侧。

优选地，两个所述第一定位孔和两个所述第二定位孔分别贯穿所述mask固定框和所述mask/spacer一体框。

优选地，所述上固定基板和所述下固定基板均为不锈钢材料制做。

本发明的优点在于：

本发明将spacer、mask作为整体设计，利用两者叠加的厚度，选择合适的基板材质和厚度，不仅有效防止治具弯曲变形，同时mask+spacer整体设计，无层叠无缝隙，从而避免了因组装造成的晶片偏位现象，各层磁铁位均匀分布在治具板四周和以晶片工位为几何中心对称的周围位置上，使得每个工位周围的所辐射的磁力相当，最终使得安装的石英晶片位置准确稳定且不会晃动。所述石英晶片镀膜治具框可解决特超薄石英晶片镀膜，也可推广应用于较厚的石英晶片镀膜治具框的设计，可有效防止治具翘曲变形电极镀膜治具。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种石英晶片镀膜治具一体框实施例平面图；

图(1a)为本发明一种石英晶片镀膜治具一体框实施例下固定基板图；

图(1b)为本发明一种石英晶片镀膜治具一体框实施例上固定基板图；

图2为本发明一种石英晶片镀膜治具一体框实施例mask+spacer一体框平面图；

图(2a)为本发明一种石英晶片镀膜治具一体框实施例mask+spacer局部剖面放大图；

图3为本发明一种石英晶片镀膜治具一体框实施例mask平面图；

图(3a)为本发明一种石英晶片镀膜治具一体框实施例mask局部放大图。

上述说明书中附图标记表示说明：

1、下固定基板；2、磁铁工位槽；3、方形晶片工位槽；4、第一定位孔；5、第二定位孔；6、矩形空白窗。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示，本发明较佳的实施例中，根据现有技术存在的问题，现提供一种石英晶片镀膜治具框，包括：

上固定基板，上固定基板为矩形，上固定基板设有多个方形晶片工位槽3、多个磁铁工位槽2、左右各一个第一定位孔4和两个矩形空白窗6；

下固定基板1，下固定基板与上固定基板形状相同，下固定基板1上对应设置有与上固定基板相同的多个方形晶片工位槽3、多个磁铁工位槽2、两个矩形空白窗6、左右各一个第一定位孔4和与两个第一定位孔1相匹配的销钉；

mask固定框，所述mask固定框上对应方形晶片工位槽3位置设置有多个mask工位槽，mask固定框位于下固定基板1的下部；

mask/spacer一体固定框，mask/spacer框上对应方形晶片工位槽3位置设置有多个mask/spacer工位槽，mask/spacer一体框设置在mask固定框的下部；

mask固定框和mask/spacer一体框设置在上固定基板和下固定基板1的中间。

本发明较佳的实施例中，磁铁位槽2均匀分布在上固定基板和下固定基板1上的多个方形晶片工位槽3为几何中心对称的周围位置上，使每个工位周围的所辐射的磁力相当，以确保安装的石英晶片位置准确稳定且不会晃动。

本发明较佳的实施例中，上固定基板和下固定基板上的多个磁铁工位槽3分别贯穿上固定基板和下固定基板1，每个磁铁工位槽2中分别固定设置有强力磁铁。

本发明较佳的实施例中，mask/spacer一体框和mask固定框对应多个磁铁工位槽2位置设置有多个镂空方槽，用于增强磁性吸附力。

本发明较佳的实施例中，还包括两个第二定位孔，两个第二定位孔5分别设置在上固定基板和下固定基板的上下侧中间位置。

本发明较佳的实施例中，上固定基板和下固定基板1一侧的两个矩形空白窗6并排设置并位于第一定位孔4的两侧。

本发明较佳的实施例中，两个第一定位孔4和两个第二定位孔5分别贯穿mask固定框和mask/spacer一体框。

本发明较佳的实施例中，上固定基板和下固定基板1均为不锈钢材料制做。

具体地，本实施例中，如图1、2、3所示，先将加装强力磁铁的镀膜holder的下固定基板置于底层，再通过定位销钉放置mask+spacer整体层，然后在方形晶片工位槽3放入石英晶片，接着再通过定位销钉放置上层mask固定框和加装强力磁铁的holder固定基板,完成本超薄石英晶片镀膜电极治具的开发。

具体地，本实施例中，如图1所示，镀膜holder固定基板由两层基板热压合而成，包含阴影槽部份的磁铁位，方形晶片工位槽3，左右两个定位销钉，第二定位孔5，两矩形空白窗6。底层基板加工如图1所示，其中磁铁工位槽2，为加强磁性吸附成镂空设计，均匀地如图(1a)所示分布在治具板四周和以方形晶片工位槽3几何中心对称的周围位置上，使得每个工位周围的所辐射的磁力相当，最终使得安装的石英晶片位置准确稳定且不会晃动。上层基板如图(1b)所示，设计如图1同位置的工位和定位孔，为磁铁装置提供安装腔体。其中左右两个定位销钉，为组装holder\mask\spacer固定时所用；第二定位孔5，即可为治具组装时提供定位，也可为holder\mask固定框拆卸时提供着力点；矩形空白窗6，若在mask/spacer固定框相同位置作标识，组装后可透过holder固定基板查看其标识，可在石英晶体镀膜工序，可方便的检查确认是否选择正确的治具。

具体地，本实施例中，如图2所示，为本发明镀膜框mask+spacer平面图，也是本专利的关键技术。如前述镀膜治具框起固定石英晶片的作用，决定镀膜工序的电极成膜质量(是否有歪斜，偏位，虚影等瑕疵)，制约着超高频石英晶体研发的成败。其中空白方形孔位电极mask7，为石英晶片提供谐振回路参数，它的形状、尺寸可以利用专有的mask设计理论模拟设计，另为了引出电极特设置了电极引线和后续点胶可加工的的安装电极pad7a；方形阴影部分spacer8是石英晶片提供可靠的放置方形晶片工位槽3，关系到石英振动子电参数的可靠性和稳定性，其设计形状、尺寸以及厚度都严格按照石英晶片来设计。本发明图示仅作为一种图示参考，另外考虑组装设计，故与holder同位置的地方设计镂空磁铁工位槽、定位孔位。

对于超高频超薄20um石英晶片，设计出可制造的超薄的spacer是设计之重，本专利设计思路是将下层mask和spacer一体设计，利用半刻蚀技术制造spacer工位槽，实现超薄治具制造的可行性。

具体地，本实施例中，选用40um厚的不锈钢基板，如图(2a)镀膜mask+spacer固定框局部，及其剖面放大图所示，要求基板的正面腐蚀出阴影部分的spacer形貌的台阶，反面腐蚀出mask形貌的空洞。基板先经过外观/尺寸检测，合格后清洗、烘烤预处理待使用；然后进入双面半蚀刻关键工序，如pcb电路制作过程一样，需要经过贴膜/过塑图纸/感光/显影/刻蚀/脱模环节，最后经过尺寸检查合格后，进行激光印标。但因为是双面图纸，正反两面的图纸不得偏位，故在图纸制版时需严控定位精度；又因为双面同时刻蚀，需要严格控制腐蚀时间，避免spacer刻蚀阶梯过深，超过20um的深度。其具体设计依具体石英晶片设计，本发明图示仅作为一种图示参考。选定基板厚度为40um，采用双面半蚀刻技术，同时刻蚀出spacer和mask,刻蚀后spacer厚度控制在20um。

具体地，本实施例中，如图3所示，为本发明镀膜上层mask平面图，在一般的石英晶体mask设计中要求上、下mask形状与位置保持一致，故本设计图3中的上层mask复制图2中的下mask设计。但在具体设计中也可不必一致，本发明图示仅作为一种图示参考，另外考虑组装设计，故与holder同位置的地方设计镂空磁铁工位槽、定位孔位。

本发明的有益效果在于：

本发明将spacer,mask作为整体设计，利用两者叠加的厚度，选择合适的基板材质和厚度，不仅有效防止治具弯曲变形，同时mask+spacer整体设计，无层叠无缝隙，从而避免了因组装造成的晶片偏位现象，各层磁铁位均匀分布在治具板四周和以晶片工位为几何中心对称的周围位置上，使得每个工位周围的所辐射的磁力相当，最终使得安装的石英晶片位置准确稳定且不会晃动。所述石英晶片镀膜治具框可解决特超薄石英晶片镀膜，也可推广应用于较厚的石英晶片镀膜治具框的设计，可有效防止治具翘曲变形电极镀膜治具。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。