专利名称：一种石英晶体谐振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元件，尤其是涉及一种石英晶体谐振器。
背景技术：
石英晶体谐振器在电子线路中有着广泛应用，其主要功能是产生稳定的高频电子信号，从而实现在各种通讯应用中经常需要的信号发射和接受等功能，也可以用于精密计时和导航等技术；可以说，石英晶体谐振器是电子产业的基本元件，也是通讯、广播、计时和导航等技术的核心元件；正是由于这个原因，石英晶体谐振器的研究工作在世界范围内一直在随着科技进步而广泛进行，研究工作的焦点结合应用技术的需求，主要是在提高精度、减小尺寸和改善谐振器的性能等方面进行；石英晶体谐振器的能陷特性涉及到谐振器的基本工作原理和性质，也是谐振器性能改善中的重要着眼点，在这方面的改进主要是通过对石英晶片的形状和尺寸以及电极的尺寸、位置和厚度的变化来实现的，如Bechamann确定了谐振器和电极的尺寸对谐振器的能陷性能的影响，进而确定了最佳的设计参数，目前大量的石英晶体压电谐振器都是在优化设计的基础上完成的；由于对结构形式变化，尤其是厚度变化的石英晶片的加工过程复杂且技术难度极大，而金属电极的加工技术，一般称为“背银”技术，相对于对石英晶片的加工技术而言相对比较容易，因此，目前的现有技术主要是通过金属电极的位置、大小、形状和材料等的变化，来补偿和改善谐振器的能陷特性，并通过设计金属电极的不同的平面形状及尺寸来生产不同的能陷特性的谐振器的产品；但是仅靠平面形状的金属电极不能保证振动能量集中在电极下面，导致其振动能量向外泄漏，使谐振器的安装和引线等变得不可靠；另外目前的主要技术改进一直表现在精确设计、提高加工精度和合理选择金属电极及相应的谐振器安装和封装等方面，但是这方面的技术也几乎到了现有技术的极限，并且其加工技术也较为昂贵和困难；可以说，这方面的设计和制造已经达到了极限，继续改善谐振器的能陷性能需要寻求新的途径和突破。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种石英晶体谐振器，能够改善谐振器的能陷特性，减少振动能量的泄漏及对谐振器安装和支座的破坏，保证振动能量尽可能的集中在金属电极下面的区域，即向谐振器金属电极的中心集中。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种石英晶体谐振器，包括石英晶片和设置在所述的石英晶片两个主要表面上的上金属电极和下金属电极，所述的上金属电极为变厚度金属电极，其中间的厚度大于边沿的厚度。
所述的上金属电极的横截面可以为等腰三角形。
所述的上金属电极的横截面也可以为阶梯形。
所述的下金属电极也可以是变厚度金属电极，其中间的厚度大于边沿的厚度。
所述的下金属电极的横截面同样可以为等腰三角形。
所述的下金属电极的横截面同样也可以为阶梯形。
所述的上金属电极和所述的下金属电极的横截面还可以是其它的几何形状。
本发明中所述的上金属电极和所述的下金属电极的厚度变化不仅仅局限于固定的方向上，而可以是从中心向四周辐射的方向上的厚度变化。
本发明所述的变厚度金属电极是指相对于现有的平面形状的厚度一致的金属电极而言，其厚度按一定规则变化的金属电极，其中间和周边有一厚度差；变厚度金属电极的厚度变化与电极的材料和结构形式(如不同金属材料的层数)无关。
本发明的变厚度金属电极所用的材料可以是常用于压电谐振器的金属，也可以是其他合适的导电金属。
本发明的变厚度金属电极的厚度变化的大小由谐振器的能陷特性和电路性能参数如品质因素等来确定。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过对金属电极的厚度变化来改进和增强谐振器的能陷特性，也就是以谐振器品质因素为代表的主要电路参数，这些参数改变的数学原理都是基于厚度剪切振动区域和振幅的相对集中，从而保证振动能量集中在谐振器电极的中心，以此减少能量的泄漏和对谐振器安装和支座的破坏，保证谐振器的质量和性能，使谐振器的频率更加稳定可靠；变厚度金属电极的加工技术相对比较简单，解决了现有的在谐振器的设计和制造方面由于石英晶片加工难度不断提高所产生的问题，提高了针对谐振器的进一步精确和细化的设计技术，减少现有的加工谐振器的复杂工序如我们熟知的石英晶片的倒边技术，从而节约了加工工时和加工费用，提高了生产效率和节约了制造成本。本发明由于电极厚度的变化可以导致谐振器能陷性能的显著变化，也就是厚度剪切振动振幅在电极层下的相对集中和振幅沿水平方向梯度的显著增加；本发明的核心是利用石英晶体谐振器的金属电极的厚度变化来改进和增强谐振器的能陷特性，也就是以谐振器品质因素为代表的主要电路参数，是一个改进谐振器性能的重要手段，因此为增强谐振器的性能开辟了新的探索方向和设计思路。
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图；图3为本发明实施例三的结构示意图；图4为本发明实施例四的结构示意图；图5为本发明实施例五的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一一种石英晶体谐振器，包括石英晶片1和设置在石英晶片1两个主要表面上的上金属电极2和下金属电极3，上金属电极2的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的等腰三角形，下金属电极3的横截面为等厚度的矩形。
实施例二一种石英晶体谐振器，包括石英晶片1和设置在石英晶片1两个主要表面上的上金属电极2和下金属电极3，上金属电极2的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的阶梯形，下金属电极3的横截面为等厚度的矩形。
实施例三一种石英晶体谐振器，包括石英晶片1和设置在石英晶片1两个主要表面上的上金属电极2和下金属电极3，上金属电极2的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的等腰三角形，下金属电极3的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的等腰三角形。
实施例四一种石英晶体谐振器，包括石英晶片1和设置在石英晶片1两个主要表面上的上金属电极2和下金属电极3，上金属电极2的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的等腰三角形，下金属电极3的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的阶梯形。
实施例五一种石英晶体谐振器，包括石英晶片1和设置在石英晶片1两个主要表面上的上金属电极2和下金属电极3，上金属电极2的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的阶梯形，下金属电极3的横截面为中间的厚度大于边沿厚度的阶梯形。
上述实施例中，上金属电极2和下金属电极3的横截面还可以是其它的几何形状。
上金属电极2和下金属电极3的厚度变化也不仅仅局限于固定的方向上，而可以是从中心向四周辐射的方向上的厚度变化。
从石英晶体谐振器的设计和制造经验表明，对称的金属电极一般可以获得较好的性能参数。
权利要求
1.一种石英晶体谐振器，包括石英晶片和设置在所述的石英晶片两个主要表面上的上金属电极和下金属电极，其特征在于所述的上金属电极为变厚度金属电极，其中间的厚度大于边沿的厚度。
2.如权利要求1所述的一种石英晶体谐振器，其特征在于所述的上金属电极的横截面为等腰三角形。
3.如权利要求1所述的一种石英晶体谐振器，其特征在于所述的上金属电极的横截面为阶梯形。
4.如权利要求1或2或3所述的一种石英晶体谐振器，其特征在于所述的下金属电极为变厚度金属电极，其中间的厚度大于边沿的厚度。
5.如权利要求4所述的一种石英晶体谐振器，其特征在于所述的下金属电极的横截面为等腰三角形。
6.如权利要求4所述的一种石英晶体谐振器，其特征在于所述的下金属电极的横截面为阶梯形。
全文摘要
本发明公开了一种石英晶体谐振器，包括石英晶片和设置在所述的石英晶片两个主要表面上的上金属电极和下金属电极，特点是上金属电极为变厚度金属电极，其中间的厚度大于边沿的厚度，优点是通过对金属电极的厚度变化来改进和增强谐振器的能陷特性，从而保证振动能量集中在谐振器的电极中心，以此减少能量的泄漏和对谐振器安装和支座的破坏，保证谐振器的质量和性能，使谐振器的频率更加稳定可靠；变厚度金属电极的加工技术突破了现有的对谐振器中石英晶片的设计和制造的极限，提高了谐振器的进一步精确和细化的设计技术，节约了加工工时和加工费用，提高了生产效率和节约了制造成本。
文档编号H03H9/125GK1917365SQ20061005313
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者王骥, 杨嘉实, 方辉宇 申请人:宁波大学