最具有先进创新设计制造的低加速度高灵敏谐振器

众所周知,低加速度值通过利用对称性可以实现灵敏度安装结构与声学良好对齐模式中心,机械共振和引线框架修改结构以很好地推动石英晶体谐振器机械共振高于2kHz,蒂尔斯滕和周的观念理论着作表明对于平凸谐振器具有完美的性能对齐声学模式和对称支持中心,由于轮廓的内在不对称的影响是少数用于面内加速度灵敏度的1012/g的零件,他们还表明了正常的加速度灵敏度随着中心的偏移线性增加.

实际上,退火引起的残余应力粘合剂的夹子,收缩或膨胀,以及制造缺陷将改变分布和应力场的对称性,因为应用了压力可能不再与声学对齐模式,会产生有效的不对称性加速灵敏度更高,一个新的四点安装结构,内置残留物静态应力消除和良好的平面内对称性,该结构使残余静应力的影响最小化这导致石英晶振了可重现的低值观察值加速度灵敏度(1011中间部分到低部分).

加速灵敏度测量对于此处描述的所有工作,被动测量不使用振荡器电路,该方法使用HP4396B网络/频谱分析仪结合频率源,我们将其称为网络分析仪方法,获得加速度灵敏度测量值通过沿三个相互垂直的轴测量,对于以前的和新的设计,加速度灵敏度测量如图1所示,加速度灵敏度分量由Γx,Γy和Γz表示.

新旧QRM设计示出了旧QRM谐振器结构的布局在图2中,它由一个可加工的陶瓷基座组成化学蚀刻的引线框架和石英坯料,引线框架由0.004“厚的½硬镍-银(CTE~16.4 ppm/°C)并且它形成具有支撑架对齐并握住水晶,表单控件的深度石英晶体和引线框架中间平面的对齐,陶瓷底座提供刚性的共面四件套可以安装引线框架组件的点使用非导电粘合剂,一旦粘合剂固化,引线框的未使用部分被切掉了显示了QRM支持结构,然后是水晶坯料使用导电材料将其置于形成的支撑物上用于支撑和电气连接的粘合剂,该电气连接使用0.004黄金完成连接到封装引脚.

示出了新QRM谐振器结构的布局在图3中,它由一个低调的HC40接头,一个激光器组成用四个对齐平面切割陶瓷环,并进行化学处理蚀刻Kovar(CTE~5.87 ppm /°C)引线框架增加了表面积和内置电气连接,新设计的特征与旧设计类似(即形成支撑架,刚性陶瓷支撑件和中板对齐),但新设计使用了一套Kovar装配夹具(图4和5)对齐QRM固化时的组分.

机械共振范围为1.5至1.9kHz观察到旧的QRM进口谐振器结构和有限元分析预测增加引线框架的厚度0.004"到0.006"会将共振从1.9推到½硬镍-银引线框架材料为3.8kHz,使用更硬的Kovar引线框架材料,新的QRM设计采用0.004"和0.006"厚的引线框架并测试高达2.5kHz的机械共振(图6和7),可以看出,机械共振处于对于0.004英寸可伐合金引线框架为2.3kHz,而对于0.006"引线框架,共振超出了标准.

QRM的设计和制造的改进石英晶体谐振器产生了一个坚固的结构,可以制造精确,重现性好,一个使用0.320"晶体坯料的实验也显示在那里实现低值是对Ψ角度的强烈依赖g敏感性和良好的晶体参数.另外,初步结果显示,一个0.390"的版本QRM谐振器的性能与0.320"版本一样好晶体具有g灵敏度和更好的性能参数,未来的工作将集中在提炼性能上320和390QRM结构.