一种用于制造谐振器的小尺寸石英晶体基板的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制造谐振器的小尺寸石英晶体基板的加工方法，优点是由于本方法设定了石英晶体基板的振动频率Ω与其尺寸之间的关系式，通过该关系式可得出晶体基板的振动频率与其尺寸之间的关系，可以根据预先的设计频率确定小尺寸石英晶体基板的尺寸，并进一步确定待加工的大尺寸石英晶体基板的尺寸和振动频率，使切割得到的小尺寸石英晶体基板的振动频率满足设计频率要求，保证最终得到的小尺寸石英晶体基板即为合格晶片；该方法提高了加工效率，同时也降低了小尺寸石英晶体基板的加工难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种剪切型石英晶体谐振器，尤其涉及一种用于制造谐振器的小尺寸 石英晶体基板的加工方法。
技术介绍
在石英晶体谐振器的设计和制造中，谐振器的振动频率是最重要的性能参数，一 般剪切型谐振器的振动频率与石英晶体基板的厚度和大小都有关系，且石英晶体基板的尺 寸(长、宽和厚度)增大会使谐振器的振动频率降低。传统的石英晶体谐振器的加工一般是在一个晶片上完成的，我们对晶片频率的估 计主要用于谐振器的设计和加工。在石英晶体基板的振动频率的计算上，由于考虑了长度 通常远远大于宽度，所以通常用直行波解法(即假定弹性波只在一个传播方向有变化)来 分析振动频率与石英晶体基板的尺寸之间的关系。但是随着石英晶体产品的尺寸不断变 小，谐振器的加工方式也发生了显著的改变，其中一个明显的变化是由于晶片尺寸变小， 单片加工的方法效率不高，难度增加，所以会首先选择对一个较大的晶片进行加工，在一些 重要工艺如抛光、清洗和背银等工序完成后再进行切割，从而可以合并许多工艺，实现提高 加工效率的目标。但是由于大晶片的频率参数与最终得到的小晶片的频率参数是不同的， 按照目前的方法我们无法保证对经过切割得到的小晶片频率参数的精确估计，从而也无法 保证经过切割得到的小晶片即为合格的晶片。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可使切割得到的小晶片的振动频率满足 设计频率要求，即保证切割得到的小晶片为设计的合格晶片的用于制造谐振器的小尺寸石 英晶体基板的加工方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种用于制造谐振器的小尺寸石 英晶体基板的加工方法，包括以下步骤(1)、设定石英晶体基板的振动频率Ω与其尺寸之间的关系式为 权利要求，其特征在于包括以下步骤(1)、设定石英晶体基板的振动频率Ω与其尺寸之间的关系式为式中a为石英晶体基板的长度，c为石英晶体基板的宽度，b为石英晶体基板的厚度，α、β、γ、δ和ε均为与石英晶体的材料性能有关的系数；(2)、求出系数α、β、γ、δ和ε的值，并将系数α、β、γ、δ和ε的值代入步骤(1)的关系式中；(3)、设定最终要得到的小尺寸石英晶体基板的目标振动频率Ω小、长度a小和宽度c小，然后通过关系式求出小尺寸石英晶体基板的厚度b小；(4)、测量待加工的大尺寸石英晶体基板的长度a大和宽度c大，并设定大尺寸石英晶体基板的加工厚度b大与小尺寸石英晶体基板的厚度b小相等，然后利用大尺寸石英晶体基板的长度a大、宽度c大和加工厚度b大通过关系式求出大尺寸石英晶体基板的理论振动频率Ω理；(5)、根据步骤(4)设定好的加工厚度b大加工大尺寸石英晶体基板，并检测加工后的大尺寸石英晶体基板的实际振动频率Ω实，然后将大尺寸石英晶体基板的实际振动频率Ω实与其理论振动频率Ω理做比较，若两者的误差在±0.5％以内，则大尺寸石英晶体基板为合格品；(6)、对合格的大尺寸石英晶体基板按设定好的长度a小和宽度c小进行切割，得到符合目标振动频率Ω小的小尺寸石英晶体基板，即合格的小尺寸石英晶体基板。FSA00000215429000011.tif2.如权利要求1所述的，其特 征在于步骤(2)中所述的系数α、β、Υ、δ和ε的值通过下述步骤求得(1-1)、用与待加工的大尺寸石英晶体基板相同的材料制取若干片具有不同尺寸的石 英晶体检测板，且所述的石英晶体检测板的振动频率Ω为其处在最佳厚度剪切振动状态 下的振动频率，并分别测量出这些石英晶体检测板的长度a、宽度C、厚度b和振动频率Ω ；(1-2)、将步骤(1-1)中得到的若干片石英晶体检测板的振动频率Ω和尺寸参数a、c、3.如权利要求2所述的，其特 征在于确定所述的石英晶体检测板是否处在最佳厚度剪切振动状态的具体步骤为用所述 的石英晶体检测板的设计频率激励该石英晶体检测板，然后在该石英晶体检测板的品质因 数或电容这两个参数中至少一个的参数曲线上确定该石英晶体检测板的主振型，即为其厚 度剪切振动模态，若在主振型附近没有其它模态，则该厚度剪切振动模态即为最佳厚度剪 切振动模态。全文摘要本专利技术公开了，优点是由于本方法设定了石英晶体基板的振动频率Ω与其尺寸之间的关系式，通过该关系式可得出晶体基板的振动频率与其尺寸之间的关系，可以根据预先的设计频率确定小尺寸石英晶体基板的尺寸，并进一步确定待加工的大尺寸石英晶体基板的尺寸和振动频率，使切割得到的小尺寸石英晶体基板的振动频率满足设计频率要求，保证最终得到的小尺寸石英晶体基板即为合格晶片；该方法提高了加工效率，同时也降低了小尺寸石英晶体基板的加工难度。文档编号B28D5/00GK101947819SQ201010244250公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日专利技术者潘俏俏, 王骥, 赵岷江, 阳丽君 申请人:宁波大学;台晶(宁波)电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造谐振器的小尺寸石英晶体基板的加工方法，其特征在于包括以下步骤：（１）、设定石英晶体基板的振动频率Ω与其尺寸之间的关系式为：Ω＝１＋αｂ／ａ＋β［ｂ／ａ］↑［２］＋γｂ／ａｂ／ｃ＋δｂ／ｃ＋ε［ｂ／Ｃ］↑［２］，式中：ａ为石英晶体基板的长度，ｃ为石英晶体基板的宽度，ｂ为石英晶体基板的厚度，α、β、γ、δ和ε均为与石英晶体的材料性能有关的系数；（２）、求出系数α、β、γ、δ和ε的值，并将系数α、β、γ、δ和ε的值代入步骤（１）的关系式中；（３）、设定最终要得到的小尺寸石英晶体基板的目标振动频率Ω↓［小］、长度ａ↓［小］和宽度ｃ↓［小］，然后通过关系式求出小尺寸石英晶体基板的厚度ｂ↓［小］；（４）、测量待加工的大尺寸石英晶体基板的长度ａ↓［大］和宽度ｃ↓［大］，并设定大尺寸石英晶体基板的加工厚度ｂ↓［大］与小尺寸石英晶体基板的厚度ｂ↓［小］相等，然后利用大尺寸石英晶体基板的长度ａ↓［大］、宽度ｃ↓［大］和加工厚度ｂ↓［大］通过关系式求出大尺寸石英晶体基板的理论振动频率Ω理；（５）、根据步骤（４）设定好的加工厚度ｂ↓［大］加工大尺寸石英晶体基板，并检测加工后的大尺寸石英晶体基板的实际振动频率Ω↓［实］，然后将大尺寸石英晶体基板的实际振动频率Ω↓［实］与其理论振动频率Ω↓［理］做比较，若两者的误差在±０．５％以内，则大尺寸石英晶体基板为合格品；（６）、对合格的大尺寸石英晶体基板按设定好的长度ａ↓［小］和宽度ｃ↓［小］进行切割，得到符合目标振动频率Ω↓［小］的小尺寸石英晶体基板，即合格的小尺寸石英晶体基板。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王骥，阳丽君，赵岷江，潘俏俏，
申请(专利权)人：宁波大学，台晶宁波电子有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]