谐振器装置(200)包括基板(206)和振动单元(212)，所述基板包括锚状物(204)，所述振动单元(212)与锚状物(204)相连。振动单元(212)被配置为具有第一振动模式(218)和与第一振动模式(218)不相同的第二振动模式(216)。根据实施例，配置振动单元(212)，以使第一振动模式(218)和第二振动模式(216)在锚状物(204)处相消干涉。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及谐振器装置领域，更具体地涉及微机电系统(MEMS)谐振器领域。
技术介绍
WO 03/021634A2涉及在半导体管芯上制造微机械谐振器。谐振器包括至少两个振动部件(member)，所述至少两个振动部件以与振动部件的振动频率相关联的波长紧密地间隔开，驱动所述至少两个振动部件，以使它们彼此相移半个振动周期来振动，即彼此镜像地并且导致相消干涉，这种相消干涉抑制了声学能量从振动部件泄露到管芯中，并且改善了谐振器的Q-因子。考虑到以上描述的情况，仍然存在对具有高Q-因子谐振器装置和改良技术的需求，所述改良的技术允许提供带有高Q-因子的谐振器装置。
技术实现思路
根据独立权利要求的主题可以满足这种需求。从属权利要求描述了本专利技术的有利实施例。根据此处公开主题的第一方面，提供了包括基板的谐振器装置。基板具有一个或多个锚状物。谐振器装置还包括与所述锚状物相连的振动单元。所述振动单元被配置为具有期望的第一振动模式，并且还被配置为具有不同于第一振动模式的第二振动模式，其中，第一振动模式与第二振动模式在锚状物处相消干涉。此处，术语“振动模式”看作是与“谐振模式”或“本征模式”等同，“谐振模式”或“本征模式”也是常用术语。因此，“振动模式”是谐振器单元的固有属性。结果，减少或甚至消除了由于振动单元振动而引起的至少一个锚状物的移动。结果，减少了泄漏到锚状物的能量，并且因而增大了谐振器装置的Q-因子。根据实施例，期望的第一振动模式与期望的谐振频率相对应，所述期望的谐振频率可以用于任何合适的应用中，例如频率基准。此外，谐振器装置的示例用途是时间器件或滤波器。根据另一实施例，第二振动模式与谐振器装置的第二谐振频率相对应。根据第一方面的另一实施例，振动单元是单个振动元件，所述单个振动元件被配置为提供所述第一振动模式和第二振动模式。因为仅需要单个元件来形成振动单元，所以这个实施例可以允许减小制造成本。根据另一实施例，配置振动单元包括调节振动单元的几何形状，使得振动单元提供期望的第一振动模式和第二振动模式。根据第一方面的另一实施例，基板包括单个锚状物，并且振动单元是片状的，振动 单元具有与单个锚状物相连的中央部分。例如，可以由单个盘(例如圆盘)形成振动单元，对所述单个盘的直径和厚度进行配置以提供第一振动模式和第二振动模式。根据第一方面的另一实施例，振动单兀包括提供第一振动模式的第一局部单兀和附着于第一局部单元的第二局部单元，其中第二局部单元提供第二振动模式。该实施例可以具有如下优点允许提供第一振动模式的第一局部单元几乎总是任意期望的形状，其中第二局部单元提供锚状物的减少移动。根据另一实施例，将第二局部单元形成为附着于第一局部单元的分离元件。根据第一方面的另一实施例，第二局部单元位于锚状物附近。根据第一方面的另一实施例，第二局部单兀是横梁，所述横梁的中心附着于第一局部单元。根据另一实施例，提供两个或多个第二局部单元。例如，根据另一实施例，为每个 锚状物提供一个第二局部单元，所述第二局部单元在相应锚状物的附近附着于第一局部单元。仍然根据另一实施例，将可以提供不同的第二振动模式的两个或多个第二局部单元在每个锚状物附近附着于第一局部单元。根据第一方面的另一实施例，基板包括至少一个其它锚状物，并且第一局部单元包括片状元件和至少两个突起物，其中每个突起物将片状元件与至少两个锚状物之一相连。根据另一实施例，至少一个第二局部单元附着于每一个突起物。根据第一方面的另一实施例，第一振动模式和第二振动模式之一是扩张模式，另一个模式是弯曲(flexural)模式。例如，根据实施例，第一振动模式是扩张模式，而第二振动模式是弯曲模式。根据第一方面的另一实施例，第二振动模式谐振频率与第一振动模式谐振频率的比率具有O. 9和I. I之间的值。根据第一方面的另一实施例，第二振动模式谐振频率大于第一振动模式谐振频率。根据另一实施例，第二振动模式谐振频率实质上等于第一振动模式谐振频率。例如，可以配置振动单元，使得第二振动模式谐振频率非常接近于第一振动模式谐振频率，但是略微大于第一振动模式谐振频率。应该理解的是即使第二模式谐振频率与第一模式谐振频率不相同，振动单元也可以在特定频率或频谱(例如第一模式谐振频率)操作工作。例如，如果谐振器用于滤波的目的，那么谐振器可以同时在多个频率或频率范围中操作。根据第一方面的另一实施例，谐振器装置是微机电系统(MEMS)。例如根据另一实施例，谐振器装置由制造微电子电路或集成电路时典型使用的材料组成，并且由制造微电子电路或集成电路时典型使用的工艺形成。根据此处公开主题的第二方面，提供了优化谐振器装置的Q-因子的方法，所述方法包括a)配置振动单元具有期望的第一振动模式，所述振动单元与锚状物相连，b)配置所述振动单兀具有不同于第一振动模式的第二振动模式，其中第一振动模式与第二振动模式在锚状物处相消干涉。根据第二方面的另一实施例，将振动单元配置为具有第一振动模式包括配置振动单元的片状元件的横向尺寸，使得片状元件具有扩张模式形式的第一振动模式。根据另一实施例，将振动单元配置为具有第二振动模式包括配置片状元件的厚度，使得所述片状元件具有弯曲模式形式的第二振动模式。根据另一实施例，振动单元包括单个片状元件，根据第二方面的稍后两个实施例来配置所述单个片状元件。根据第二方面的另一实施例，将振动单元配置为具有第一振动模式包括将振动单元配置为具有提供第一振动模式的第一局部单元，以及将振动单元配置为具有第二振动模式包括配置至少一个第二局部单元以及将至少一个第二局部单元附着于第一局部单元，其中第二局部单元提供第二振动模式，并且第二局部单元与第一局部单元一起形成振动单元。根据第二方面的另一实施例，根据第一方面或第一方面的实施例配置谐振器装置。此处公开主题的实施例是基于以下想法可以在根据这些模式之一振动单元的移动到达振动单元所连接的锚状物之前，通过提供两个不同振动模式的相消干涉来进一步增加谐振器装置的Q-因子。此处,第一振动模式不同于第二振动模式的表达意味着振动模式在至少一个参数方面互不相同，例如，相对于振动单元的朝向、频率、幅度等等。在下文中，将参考谐振器装置和优化谐振器装置Q-因子的方法来描述此处公开主题的示例实施例。必须指出的是与此处公开主题的不同方面相关的任何结合或特征当然也是可能的。更具体地，尽管已经参考装置类型的权利要求描述了一些实施例，但是也已经参考方法类型权利要求描述了其它实施例。然而，本领域普通技术人员从以上和以下描述中可以得出除非另有声明，否则除了属于单方面特征的任何组合之外，即使没有明确地提及这些特征的组合，也将涉及不同方面特征或实施例之间的任何组合(例如，甚至是在装置类型权利的特征和方法类型权利要求的特征之间的组合)看作是被本申请所公开。通过下文描述的实施例和示例，本专利技术的上述方面、其它方面及实施例将变得清楚明白，并且将参考这些实施例和示例对本专利技术的上述方面、其它方面及实施例进行说明。下面，将参考示例实施例和附图更详细地描述本专利技术，但是本专利技术不局限于此。附图说明图I示出了根据此处公开主题实施例的谐振器装置。图2示出了用于图I谐振器装置的期望振动模式谐振频率上的仿真Q-因子。图3示出了根据此处公开主题实施例的另一谐振器装置。具体实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·斯蒂内肯，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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