石英谐振器及其制造方法与流程

本文件涉及谐振器，具体地涉及一种石英谐振器及其制造方法。

背景技术：

1、基础科学研究是建设世界科技强国的基石。探究材料与结构的应力及温度的变化规律是研究高精度加速度计的基础。目前，高精度加速度计技术路线主要包括摆式积分陀螺加速度计、石英挠性加速度计、单晶硅电容mems加速度计等。其中，石英挠性加速度计优点是量程大、成本低，石英挠性加速度计可广泛应用于汽车、战术导弹、作战飞机、航天器等战术武器装备领域。石英挠性加速度计的原理是采用熔融石英摆片作为敏感结构，利用电容检测摆片在惯性力作用下的微小位移，利用电磁原理施加反馈力矩，形成力平衡回路，获得加速度信息。然而，随使用时间推移，石英挠性加速度计容易受到应力变化和温度变化影响，存在长期稳定性不足问题，容易出现频率波动。

技术实现思路

1、本说明书实施例目的是提供一种石英谐振器及其制造方法，避免因石英差分晶振的结构和材料差异而导致石英谐振器性能受应力和温度变化影响出现波动，进而实现石英谐振器的长期稳定性，同时，不需要在差分晶振之间进行材料配准，降低了工艺难度。

2、为了实现上述目的，本说明书实施例采用下述方案：

3、第一方面，提供一种石英谐振器，所述石英谐振器包括：阻尼单元；第一敏感单元，与所述阻尼单元键合；第二敏感单元；所述阻尼单元还与所述第二敏感单元键合；各敏感单元和所述阻尼单元均是石英基材加工得到的石英晶片；所述第一敏感单元与所述第二敏感单元相对于所述阻尼单元呈对称结构，所述第一敏感单元与所述第二敏感单元构成差分晶振结构；各敏感单元的加工结构包括安装结构和与所述安装结构连接的加速度敏感结构，所述安装结构中至少一个表面区域是由键合区域和隔离区域构成的，所述安装结构与所述加速度敏感结构的耦合位置区域位于所述隔离区域内。

4、第二方面，提供一种石英谐振器的制造方法，所述制造方法包括：将石英基材加工为多片石英基片；对多片石英基片进行晶片加工，以获得阻尼单元的加工结构、第一敏感单元的加工结构和第二敏感单元的加工结构；对各敏感单元的加工结构进行电极镀膜及刻蚀，以获得谐振音叉；在各敏感单元的加工结构上的键合区域沉积金锗薄膜；将各加工结构堆叠，在多层石英晶片之间进行金锗键合，封装键合的组件，以获得石英谐振器。

5、在本说明书实施例中，通过键合工艺将双敏感单元(第一敏感单元、第二敏感单元)与阻尼单元进行耦合，能够在相同的加工结构基础上，为差分晶振提供有效阻尼限位的作用，阻尼单元能够为双敏感单元提供压膜阻尼，抑制加速度敏感结构自由振荡，具有高响应速度和更大带宽，同时保持应力变化、温度变化环境一致性。通过加工结构上键合区域和隔离区域的配合设计，使得安装结构与加速度敏感结构隔离，能够为双敏感单元隔离环境高频振动和释放应力提供支持，实现了石英谐振器(输出频率)的长期稳定性和可靠性，具有高精度的特点，各晶片来自同一基材，双敏感单元是不同的石英晶片，且可分别加工，不需要进行材料配准，降低了工艺难度，而不是将多个敏感单元置于同一石英晶片。

6、本说明书实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种石英谐振器，其特征在于，所述石英谐振器包括：

2.根据权利要求1所述的石英谐振器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的石英谐振器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的石英谐振器，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的石英谐振器，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的石英谐振器，其特征在于，所述加速度敏感结构包括：

7.根据权利要求6所述的石英谐振器，其特征在于，所述加速度敏感结构还包括：

8.根据权利要求7所述的石英谐振器，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的石英谐振器，其特征在于，

10.一种石英谐振器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

技术总结
本说明书实施例提供一种石英谐振器及其制造方法，属于谐振器技术领域。所述石英谐振器件包括：阻尼单元；第一敏感单元，与所述阻尼单元键合；第二敏感单元；所述阻尼单元还与所述第二敏感单元键合；其中，各敏感单元和所述阻尼单元均是石英基材加工得到的石英晶片；所述第一敏感单元与所述第二敏感单元相对于所述阻尼单元呈对称结构，所述第一敏感单元与所述第二敏感单元构成差分晶振结构；各敏感单元的加工结构包括安装结构和与所述安装结构连接的加速度敏感结构，所述安装结构中至少一个表面区域是由键合区域和隔离区域构成的，所述安装结构与所述加速度敏感结构的耦合位置区域位于所述隔离区域内。用于提高加速度计的稳定性。

技术研发人员：庄永河,游超,孙函子,黄子军,杨军,刘大俊
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5