一种石英晶体谐振器的加工方法与流程

本发明属于电子元器件领域，具体涉及一种石英晶体谐振器的加工方法。

背景技术：

石英晶体谐振器是用压电石英(即水晶)制成的压电器件，它不仅具有高度稳定的物理化学性能，而且弹性振动损耗极小。与其它电子元器件相比，压电石英晶体还有着很高的频率稳定度和高q值，使其成为稳定频率和选择频率的重要元器件。

现有技术中，晶片的镀银通常是在上晶片盖掩膜片，晶片不需要镀银的区域被掩膜片盖住，需要镀银的地方裸露出来，然后再进行镀银，这种镀银工艺不但加工难度大，而且掩膜片所覆盖的区域也会产生误差，造成加工精度较低。此外，这种镀银工艺完成后需要对掩膜片进行清洗，而一般清洗均采用污染较大的酸类，清洗后的银也难回收，银料的损耗率较高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种石英晶体谐振器的加工方法，本加工方法不但加工难度较低，而且无需用酸类清洗，对环境友好程度较高，同时也便于回收银料。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种石英晶体谐振器的加工方法，包含如下步骤：

s1，晶体分选，使用x光定向仪进行角度分选，分选出角度相同的石英晶体集中到一起；

s2，晶体切割，将分选后所得到的角度相同的石英晶体按照要求切割成晶片；

s3，晶片研磨，使用研磨机将切割好的晶片研磨至与所要求频率相符合的厚度；

s4，抛光，使用抛光机对研磨后的晶片进行抛光处理；

s5，化学腐蚀，将抛光处理后的晶片进行化学腐蚀；

s6，晶片镀银，化学腐蚀后的晶片表面分为镀银区和非镀银区，首先将晶体表面的镀银区和非镀银区全部镀银得到镀银层，然后采用刻蚀的方法将非镀银区的镀银层刻蚀掉；

s7，封装成型。

优选的，步骤s7中，将镀银后的晶片固定在谐振器的基座内，在所述基座的口部烧结金属可伐环，金属可伐环所围成的环状区域内设置有金属盖板，所述金属可伐环和金属盖板之间设有间隙，采用激光缝焊的方式将金属盖板与金属可伐环之间的间隙焊接填满，使得基座、金属可伐环、金属盖板构成一个封闭的空间。

优选的，步骤s7中，所述金属可伐环的上表面覆有镀金层。

优选的，步骤s7中，所述金属盖板与所述金属可伐环之间的间隙大小为0.03mm-0.07mm。

优选的，所述s6中，采用激光刻蚀的方法将非镀银区的镀银层刻蚀掉。

作为本发明的一种优选方案，所述金属可伐环的环内尺寸大于所述基座的环内尺寸，所述金属盖板容纳于金属可伐环的内侧，且所述金属盖板放置在谐振器基座的口部处。

作为本发明的另一种优选方案，所述金属可伐环包括构成一体的内环和外环，所述金属可伐环的顶面成台阶状，且金属可伐环的内环的顶面高度低于外环的顶面高度，所述金属盖板设置在金属可伐环的内环顶面上，所述金属可伐环的外环内壁和金属盖板的外壁之间设有间隙。

更进一步优选的，所述金属可伐环的外环顶面覆有镀金层。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用激光刻蚀的方法将非镀银区的镀银层刻蚀掉，不但工艺简单，精度控制高，刻蚀掉的银料可以回收利用，而且无需使用酸液清洗，不会产生污染，对环境友好。

2)本发明中的焊接结构也与以往结构不同，本发明将金属盖板容纳在金属可伐环所形成的环内区域中，即焊接之前，只需要将金属盖板放置在金属可伐环内部，并使金属盖板与金属可伐环之间的间隙处于设定范围之内即可。相对于现有技术，本发明对金属盖板和金属可伐环的加工精度以及二者之间的配合公差均要求较低，从而本发明降低了金属盖板和金属可伐环的制造成本，也就显著降低了谐振器的加工制造成本。

3)当金属盖板放置在金属可伐环所形成的环内区域中以后，本发明采用激光缝焊的方式将金属盖板与金属可伐环之间的间隙焊接填满。本发明中的激光缝焊不同于现有技术中的激光封焊，所谓激光封焊，即将金属盖板设置在金属可伐环上侧，然后采用激光焊枪自上而下熔透上层金属盖板，使得上侧的金属盖板与下侧的金属可伐环之间焊接在一起。激光封焊要求上侧金属盖板的底面与下侧金属可伐环的顶面彼此无缝贴合对接，因此对金属盖板和金属可伐环的加工精度要求极高。本发明中的激光缝焊，则是将激光焊枪对准金属盖板与金属可伐环之间的间隙，然后激光焊枪沿着金属盖板与金属可伐环之间的间隙缝焊一圈，即可完成焊接。相对于现有技术，本发明中的焊接工艺简单，焊接速度快且密封效果好，进一步降低了谐振器的加工制造成本。

4)本发明在所述金属可伐环的上表面覆有镀金层，镀金层中的金元素熔点低于可伐环金属的熔点，因此金元素熔化后覆盖在缝隙上侧，能够防止焊接时被焊金属的氧化，降低焊料表面的张力，提高焊料的流动性。本发明中的镀金层有助于焊接和促进焊点成形，有利于提高焊点的质量。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明中的石英晶体谐振器结构图。

图3是晶片表面全部镀银的结构示意图。

图4是非镀银区表面的银刻蚀掉后的结构示意图。

图5是金属可伐环上表面不设镀金层的本发明加工结构示意图。

图6是金属可伐环上表面设有镀金层的本发明加工结构示意图。

图7是金属可伐环外环顶面设有镀金层的本发明加工结构示意图。

图8是金属可伐环外环顶面和内环顶面均设有镀金层的本发明加工结构示意图。

图9是按照图7、图8中的加工结构制备得到的石英晶体谐振器结构图。

附图中标记的含义如下：

1-基座2-晶片21-镀银区22-非镀银区23-镀银层

3-金属可伐环31-镀金层4-金属盖板5-间隙

6-激光焊枪7-焊缝

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。

1.石英晶体谐振器的结构

本发明中的晶体谐振器包括两种具体的结构，下面结合附图分别进行具体说明。

1.1实施例一

如图2所示，一种石英晶体谐振器，包括基座1、晶片2、金属可伐环3和金属盖板4，所述晶片2位于基座1内，所述金属可伐环3烧结在基座1的口部，所述金属盖板4容纳在金属可伐环3所形成的环内区域并且金属盖板4放置在基座1的口部，所述金属盖板4通过激光缝焊而形成的焊缝7与金属可伐环3焊接连接在一起。

如图2、5、6所示，本实施例中的金属可伐环3的环内尺寸大于所述基座1的环内尺寸；所述金属盖板4的外周向尺寸小于所述金属可伐环3的环内尺寸，而大于所述基座1的环内尺寸。所述金属盖板4放置于金属可伐环3的内侧，且所述金属盖板4封盖在谐振器基座1的口部处。

所述金属可伐环3烧结在基座1的口部，所述金属盖板4通过激光缝焊而形成的焊缝7与金属可伐环3焊接连接在一起，从而基座1、金属可伐环3和金属盖板4共同围合成一个将晶片2封闭在其中的密封空间。

如图6所示，所述金属可伐环3的上表面可覆有镀金层31。镀金层31有助于焊接和促进焊点成形，有利于提高焊点的质量。

1.2实施例二

如图9所示，所述金属可伐环3包括构成一体的内环和外环，所述金属可伐环3的顶面成台阶状，且金属可伐环3的内环的顶面高度低于外环的顶面高度，所述金属盖板4设置在金属可伐环3的内环顶面上，所述金属可伐环3的外环内壁和金属盖板4的外壁之间设有间隙。

具体说来，所述内环和外环二者其实是一个整体，仅仅是顶面高度不同。

如图7、8、9所示，本实施例中的金属可伐环3设置在基座1的上部。所述金属盖板4的外周向尺寸小于所述金属可伐环3的外环环内尺寸，而大于所述金属可伐环3的内环环内尺寸。所述金属盖板4放置于金属可伐环3的外环内侧，且所述金属盖板4封盖在金属可伐环3的内环上部，即所述金属盖板4封盖在谐振器基座1的口部处。

所述金属可伐环3烧结在基座1的口部，所述金属盖板4通过激光缝焊而形成的焊缝7与金属可伐环3焊接连接在一起，从而基座1、金属可伐环3和金属盖板4共同围合成一个将晶片2封闭在其中的密封空间。

如图7所示，所述金属可伐环3的外环上表面可覆有镀金层31；如图8所示，所述金属可伐环3的外环上表面和内环上表面均覆有镀金层31。镀金层31有助于焊接和促进焊点成形，有利于提高焊点的质量。

2.石英晶体谐振器的加工方法

2.1实施例一

一种石英晶体谐振器的加工方法，包含如下步骤：

s1，晶体分选，使用x光定向仪进行角度分选，分选出角度相同的石英晶体集中到一起；

s2，晶体切割，将分选后所得到的角度相同的石英晶体按照要求切割成晶片2；

s3，晶片研磨，使用研磨机将切割好的晶片2研磨至与所要求频率相符合的厚度；

s4，抛光，使用抛光机对研磨后的晶片2进行抛光处理；

s5，化学腐蚀，将抛光处理后的晶片2进行化学腐蚀；

s6，晶片镀银，采用常规方式对晶片2的表面进行镀银处理；

s7，封装成型，将镀银后的晶片2固定在谐振器的基座1内，在所述基座1的口部烧结金属可伐环3，金属可伐环3所围成的环状区域内设置有金属盖板4，所述金属可伐环3和金属盖板4之间设有间隙，采用激光缝焊的方式将金属盖板4与金属可伐环3之间的间隙焊接填满，使得基座1、金属可伐环3、金属盖板4构成一个封闭的空间，如图2、9所示。

步骤s7中，图6中的所述金属可伐环3的上表面覆有镀金层31；图7中的所述金属可伐环3的外环上表面可覆有镀金层31；图8中的所述金属可伐环3的外环上表面和内环上表面均覆有镀金层31。

步骤s7中，所述金属盖板4外壁与所述金属可伐环3的内壁之间的间隙大小为0.03mm-0.07mm。

本实施例中的石英晶体谐振器的结构参见图2、5～9。

2.2实施例二

一种石英晶体谐振器的加工方法，包含如下步骤：

s1，晶体分选，使用x光定向仪进行角度分选，分选出角度相同的石英晶体集中到一起；

s2，晶体切割，将分选后所得到的角度相同的石英晶体按照要求切割成晶片2；

s3，晶片研磨，使用研磨机将切割好的晶片2研磨至与所要求频率相符合的厚度；

s4，抛光，使用抛光机对研磨后的晶片2进行抛光处理；

s5，化学腐蚀，将抛光处理后的晶片2进行化学腐蚀；

s6，晶片镀银，化学腐蚀后的晶片2表面分为镀银区21和非镀银区22，如图4所示。本实施例中对晶片2进行镀银处理时，首先将晶体2表面的镀银区21和非镀银区22全部镀银得到镀银层23，如图3所示；然后采用刻蚀的方法将非镀银区21的镀银层刻蚀掉，最后得到如图4所示的晶片2；

s7，封装成型。

步骤s7中，将镀银后的晶片2固定在谐振器的基座1内，在所述基座1的口部烧结金属可伐环3，金属可伐环3所围成的环状区域内设置有金属盖板4，所述金属可伐环3和金属盖板4之间设有间隙，采用激光缝焊的方式将金属盖板4与金属可伐环3之间的间隙焊接填满，使得基座1、金属可伐环3、金属盖板4构成一个封闭的空间，如图2、9所示。

步骤s6中，采用激光刻蚀的方法将非镀银区21的镀银层刻蚀掉。

步骤s7中，图6中的所述金属可伐环3的上表面覆有镀金层31；图7中的所述金属可伐环3的外环上表面可覆有镀金层31；图8中的所述金属可伐环3的外环上表面和内环上表面均覆有镀金层31。

步骤s7中，所述金属盖板4的外壁与所述金属可伐环3的外环内壁之间的间隙大小为0.03mm-0.07mm。

本实施例中的石英晶体谐振器的结构参见图2、5～9。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。