一种石英谐振敏感芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种石英谐振敏感芯片，包括谐振敏感单元及固定块，还包括第一挠性桥、隔离框及第二挠性桥，其中，第一敏感单元设置在隔离框内，与隔离框通过第一挠性桥连接，隔离框通过两个第二挠性桥分别与两个固定块连接。与现有技术通过优化敏感单元的振动节点位置，使检测模态的振动节点位置处于固定块支撑结构位置，从而避免振动能量耗散，提高频率稳定性的方式相比，本发明专利技术中的石英谐振敏感芯片不存在因为工艺误差导致优化效果不理想的问题，且振动能量耗散小，频率稳定性高。

A quartz resonant sensitive chip

The invention discloses a quartz resonator sensitive chip, including resonant sensing unit and a fixed block, also includes a first flexible bridge, isolation frame and two flexible bridge, the first sensing unit arranged in the isolation frame, and isolation frame connected by a first flexible isolation frame bridge, by two and two respectively, second flexible bridge fixed block connection. The vibration sensing unit and node location optimization of the existing technology, the vibration node position detection mode in fixed block supporting structure position, so as to avoid the vibration energy dissipation, improve the frequency stability of quartz resonant mode, sensitive chip in the invention does not exist because the process error caused the optimization effect is not ideal, and the vibration energy dissipation small, high frequency stability.

【技术实现步骤摘要】
一种石英谐振敏感芯片
本专利技术涉及谐振器
，尤其涉及一种石英谐振敏感芯片。
技术介绍
在航天、航空、电子等领域，广泛应用着各类微型传感器，包括角速度传感器、加速度传感器、压力传感器以及温度传感器等。石英晶体材料由于具有品质因数高、物理性能稳定、时间及温度稳定性好、具有压电效应等特点，常用于制作各种类型传感器的基材。基于石英晶体材料制作的各类传感器，其谐振敏感单元大都设计成振梁或音叉结构，并利用石英晶体的压电效应，进行谐振激励和信号检测。石英谐振敏感单元是微型传感器的核心部件，其谐振状态的稳定性直接影响传感器的性能，而谐振稳定性是由频率稳定性决定的。为提高石英谐振敏感芯片的谐振稳定性，通常通过优化敏感单元的振动节点位置，使检测模态的振动节点位置处于固定块支撑结构位置，从而避免振动能量耗散，提高频率稳定性，同时也避免了外界振动条件对敏感单元的影响。但是，敏感单元的振动节点位置的优化，在实际制作中由于工艺误差会导致优化效果不理想。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：如何避免石英谐振敏感芯片的振动能量耗散，如何提高石英谐振敏感芯片的频率稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种石英谐振敏感芯片，包括谐振敏感单元及固定块，还包括第一挠性桥、隔离框及第二挠性桥，其中：所述第一敏感单元设置在所述隔离框内，与所述隔离框通过第一挠性桥连接；所述隔离框通过两个第二挠性桥分别与两个所述固定块连接。优选地，所述谐振敏感单元包括基部及第一谐振柱，其中：所述基部的第一侧面分别与两个所述第一谐振柱的一端连接，两个所述第一谐振柱的另一端朝向同一方向；所述基部的第二侧面通过所述第一挠性桥与所述隔离框连接，所述第一侧面与所述第二侧面为相对的两个侧面。优选地，所述石英谐振敏感芯片还包括连接梁，所述谐振敏感单元包括基部、第一谐振柱及第二谐振柱，其中：所述基部的整体形状为具有四个侧面和两个端面的矩形块；所述基部的第一侧面分别与两个所述第一谐振柱的一端连接，两个所述第一谐振柱的另一端朝向同一方向；所述基部的第二侧面分别与两个所述第二谐振柱的一端连接，两个所述第二谐振柱的另一端朝向同一方向，所述第一侧面与所述第二侧面为相对的两个侧面；所述基部的另外两个侧面各伸出一根所述连接梁，每个所述连接梁的两侧分别通过两个所述第一挠性桥与所述隔离框连接。优选地，两个所述第一谐振柱间的距离与两个所述第二谐振柱间的距离不相同。优选地，所述第一挠性桥的厚度小于所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度。优选地，所述第一挠性桥的厚度为所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度的30％至80％。优选地，所述第二挠性桥的厚度小于所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度。优选地，所述第二挠性桥的厚度为所述谐振敏感单元、所述隔离框及所述固定块中任意一个的厚度的30％至80％。综上所述，本专利技术公开了一种石英谐振敏感芯片，包括谐振敏感单元及固定块，还包括第一挠性桥、隔离框及第二挠性桥，其中，所述第一敏感单元设置在所述隔离框内，与所述隔离框通过第一挠性桥连接，所述隔离框通过两个第二挠性桥分别与两个所述固定块连接。与现有技术通过优化敏感单元的振动节点位置，使检测模态的振动节点位置处于固定块支撑结构位置，从而避免振动能量耗散，提高频率稳定性的方式相比，本专利技术中的石英谐振敏感芯片不存在因为工艺误差导致优化效果不理想的问题，且振动能量耗散小，频率稳定性高。附图说明为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术公开的石英谐振敏感芯片实施例1的结构示意图；图2为本专利技术公开的石英谐振敏感芯片实施例2的结构示意图；图3为本专利技术公开的石英谐振敏感芯片实施例2的剖面图；图4为本专利技术公开的石英谐振敏感芯片实施例2的对比结构的结构示意图。附图标记与说明书中标号的对应关系为：1-石英谐振敏感芯片；2-第一谐振柱；21-第二谐振柱、3-基部；4-连接梁；5-第一挠性桥；6-隔离框；7-第二挠性桥；8-固定块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1：如图1所示，本专利技术公开了一种石英谐振敏感芯片1，包括谐振敏感单元及固定块8，还包括第一挠性桥5、隔离框6及第二挠性桥7，其中：第一敏感单元设置在隔离框6内，与隔离框6通过第一挠性桥5连接；隔离框6通过两个第二挠性桥7分别与两个固定块8连接。谐振敏感单元依次通过第一挠性桥5与隔离框6内侧连接，构成第一级缓冲结构，隔离框6通过第二挠性桥7与固定块8连接，构成第二级缓冲结构。也即是，在石英谐振敏感芯片1中构成了谐振敏感单元—挠性桥—隔离框6—挠性桥—固定块8的一体式集成单芯片复合结构，即在敏感芯片中形成了一个挠性支撑的二级缓冲振动隔离结构形式。能有效避免谐振敏感单元振动能量耗散，提高了敏感单元的频率稳定性，同时也衰减了通过固定块8传递的外部振动、温度因素对谐振敏感单元的影响，提高了谐振敏感芯片的环境适应性。具体实施时，谐振敏感单元包括基部3及第一谐振柱2，其中：基部3的第一侧面分别与两个第一谐振柱2的一端连接，两个第一谐振柱2的另一端朝向同一方向；基部3的第二侧面通过第一挠性桥5与隔离框6连接，第一侧面与第二侧面为相对的两个侧面。第一谐振柱2的一端与基部3的第一侧面连接，两个第一谐振柱2可平行设置在第一侧面上，与基部3形成一个音叉状的结构。具体实施时，第一挠性桥5的厚度小于谐振敏感单元、隔离框6及固定块8中任意一个的厚度。第一挠性桥5的厚度比谐振敏感单元、隔离框6及固定块8薄，因此第一挠性桥5刚度小，从而产生更好的柔性缓冲效果，减少振动能量的耗散。具体实施时，第一挠性桥5的厚度为谐振敏感单元、隔离框6及固定块8中任意一个的厚度的30％至80％。在产生柔性缓冲效果的同时还应保证一定的结构强度，避免芯片损坏，因此第一挠性桥5的厚度取谐振敏感单元、隔离框6及固定块8中任意一个的厚度的30％至80％为宜。具体实施时，第二挠性桥7的厚度小于谐振敏感单元、隔离框6及固定块8中任意一个的厚度。第二挠性桥7的厚度比谐振敏感单元、隔离框6及固定块8薄，因此第二挠性桥7刚度小，从而产生更好的柔性缓冲效果，减少振动能量的耗散。具体实施时，第二挠性桥7的厚度为谐振敏感单元、隔离框6及固定块8中任意一个的厚度的30％至80％。在产生柔性缓冲效果的同时还应保证一定的结构强度，避免芯片损坏，因此第二挠性桥7的厚度取谐振敏感单元、隔离框6及固定块8中任意一个的厚度的30％至80％为宜。实施例2：如图2所示，本专利技术公开了一种石英谐振敏感芯片1，包括谐振敏感单元及固定块8，还包括第一挠性桥5、隔离框6及第二挠性桥7，其中：第一敏感单元设置在隔离框6内，与隔离框6通过第一挠性桥5连接；隔离框6通过两个第二挠性桥7分别与两个固定块8连接。谐振敏感单元依次通过第一挠性桥5与隔离框6内侧连接，构成第一级缓冲结构，隔离框6通过第二挠性桥7与固定块8连接，构成第二级缓冲结构。也即是，在石英谐振敏感芯片1中构成了谐振敏感单元—挠性桥—隔离框6—挠性桥—固定块8的一体式集成单芯片复合结构，即在敏感芯片中形成了一个挠性支撑的二级缓冲振动隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石英谐振敏感芯片，包括谐振敏感单元及固定块，其特征在于，还包括第一挠性桥、隔离框及第二挠性桥，其中：所述第一敏感单元设置在所述隔离框内，与所述隔离框通过第一挠性桥连接；所述隔离框通过两个第二挠性桥分别与两个所述固定块连接。

【技术特征摘要】
1.一种石英谐振敏感芯片，包括谐振敏感单元及固定块，其特征在于，还包括第一挠性桥、隔离框及第二挠性桥，其中：所述第一敏感单元设置在所述隔离框内，与所述隔离框通过第一挠性桥连接；所述隔离框通过两个第二挠性桥分别与两个所述固定块连接。2.如权利要求1所述的石英谐振敏感芯片，其特征在于，所述谐振敏感单元包括基部及第一谐振柱，其中：所述基部的第一侧面分别与两个所述第一谐振柱的一端连接，两个所述第一谐振柱的另一端朝向同一方向；所述基部的第二侧面通过所述第一挠性桥与所述隔离框连接，所述第一侧面与所述第二侧面为相对的两个侧面。3.如权利要求1所述的石英谐振敏感芯片，其特征在于，所述石英谐振敏感芯片还包括连接梁，所述谐振敏感单元包括基部、第一谐振柱及第二谐振柱，其中：所述基部的整体形状为具有四个侧面和两个端面的矩形块；所述基部的第一侧面分别与两个所述第一谐振柱的一端连接，两个所述第一谐振柱的另一端朝向同一方向；所述基部的第二侧面分别与两个所述第二谐振柱的一端连接，两个所述第二谐振柱的另一端朝向...

【专利技术属性】
技术研发人员：林日乐，李文蕴，谢佳维，赵建华，满欣，
申请(专利权)人：中电科技集团重庆声光电有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50