一种改善动态热漂移的晶振的制作方法

本实用新型涉及晶振
技术领域：
，尤其涉及一种改善动态热漂移的晶振。
背景技术：
：在温补晶振实际射频系统的应用中，随著通讯速度的加快(2g到3g到4g到5g)，芯片的发热量会持续增加；并且，由于省电模式的关系，射频芯片常处于开开关关的频繁切换状态中，容易导致温补晶振产生动态的温度变化(频繁短时间内升温，短时间内降温)。而整个温补晶振的频率稳定度与其内部温度变化息息相关。现有技术中，技术人员一般通过以下三种方式改善晶振的内部温度变化从而改善其动态热漂移的缺陷：第一，减小晶振的整体体积；第二，将基座设置为“h”形状，使得压电元件与集成芯片可以同时快速感应温度的变化；第三，通过寻找合适的压电元件即石英晶片的切割角度(对于高频一般是at切割角)，如图1所示，不同的切割角度会有不同的频率温度特性曲线。其中，第一种改善方式是惯用的技术手段，也较容易实现。第二种方式也是较为成熟的技术手段。而选择合适的石英晶片的切割角度虽然看是显而易见的技术手段，但却是非常复杂的一个选择过程，对于不同的温度范围应该选择什么样的切割角度才能使得晶振的频率稳定性最好？针对该问题，美国高通公司做出了较多的研究，针对温度在-30～105℃的范围内，通过数学建模对温度补偿晶振的石英晶片的不同at切割角度的频率温度特性曲线进行了拟合，拟合出以下频率温度特性函数：f(t)＝c3(t-t0)3+c2(t-t0)2+c1(t-t0)+c0，并确定了相关系数c1、c2和c3的取值方式和取值范围，其中，c1为频率温度曲线在25℃和35℃之间的平均斜率；c2的取值方式：从c1参数找到测得的温度曲线与一阶估计之间的差，再使用三阶最小二乘拟合法找到c3项，且选择t0＝32℃；c3的取值方式：先从频率温度曲线中删除三阶和一阶项，再使用二阶最小二乘拟合法找到c2项，且选择t0＝32℃。高通公司在函数中通过改变系数的取值从而选取频率稳定度最好的频率温度曲线，再去近似不同切割角度的实测频率温度特性曲线，从而达到从侧面找到合适的at切割角度，所以技术人员可以通过每一c1的取值确认切割角度的具体取值。如上述所言，为了达到晶振频率相对温度的变化最小，实现晶振稳定性最好，不同的温度范围有着不同的切割角度要求。现有技术中特别针对温度在25-60摄氏度范围内的石英晶片较佳at切割角度的研究尚未可见，对其系数和曲线的优化从而寻找最合适的at切割角度显得尤为必要。技术实现要素：本实用新型提供一种改善动态热漂移的晶振，通过曲线的优化和系数的取值来确认温补晶振的石英晶片的at切割角度，从而设计出频率稳定度非常高的晶振，有效的改善了动态热漂移的技术问题。为了解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种改善动态热漂移的晶振，该晶振包括压电元件，所述压电元件的材质为石英晶片，所述石英晶片的at切割角为θ，所述θ与c1系数相对应，且c1系数满足以下频率温度特性函数条件：f(t)＝c3(t-t0)3+c2(t-t0)2+c1(t-t0)+c0其中，f(t)为频率相对偏差，t0为温度固定值，c0为常数、是温度等于t0时的频率相对偏差值，c1为频率温度曲线在25℃和35℃之间的平均斜率、其值为-0.17～0.09。c2和c3通过c1确定，确认的方式为现有技术。t0＝25度，c0＝0进一步地，c1＝-0.101～0.09。优选地，c1＝0.03。进一步地，还包括基座和内部引线，所述内部引线布局在基座内部，所述基座具有相背设置的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽内设置有晶体振荡集成电路，所述压电元件设置在所述第二凹槽内，所述晶体振荡集成电路与压电元件分别电性连接内部引线。该晶振结构有利于进一步改善整个晶振动态热漂移的技术缺陷。优选地，还包括耦合元件，所述压电元件通过耦合元件电性连接内部引线。优选地，所述基座的材质为陶瓷。优选地，还包括一封装板，所述封装板设置在所述基座的金属表面上，以密封第二凹槽及屏蔽电磁干扰。更优选地，所述封装板与基座之间设置有起到屏蔽作用的金属环。本实用新型提供一种改善动态热漂移的晶振，该晶振包括压电元件，所述压电元件的材质为石英晶片，所述石英晶片的at切割角为θ，所述θ与c1系数相对应。该温补晶振通过最优化的拟合曲线的系数确认了内部压电元件石英晶片的at切割角，从而改善了整个晶振动态热漂移的缺陷，提高了晶振的频率稳定度。附图说明图1是现有技术中不同切割角度对应的频率温度特性曲线图；图2是本实施例一种改善动态热漂移的晶振的结构示意图；图3-1是c1为-0.17至0.09时的频率温度特性曲线图；图3-2是图3-1中温度范围为25-60℃时的频率温度特性曲线图；图4-1是c1为-0.17时的频率温度特性曲线图；图4-2是c1为-0.17时的频率温度随时间动态变化的曲线图；图5-1是c1为0.09时的频率温度特性曲线图；图5-2是c1为0.09时的频率温度随时间动态变化的曲线图。具体实施方式下面结合附图，具体阐明本实用新型的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制。如图2所示，一种改善动态热漂移的晶振，包括基座1和内部引线，所述内部引线布局在基座1内部，所述基座1具有相背设置的第一凹槽11和第二凹槽12，所述第一凹槽11内设置有晶体振荡集成电路2，压电元件3设置在所述第二凹槽12内，所述晶体振荡集成电路2与压电元件3分别电性连接内部引线。还包括耦合元件4，所述压电元件3通过耦合元件4电性连接内部引线。所述基座1的材质为陶瓷。还包括一封装板5，所述封装板5设置在所述基座1的金属表面上，以密封第二凹槽12及屏蔽电磁干扰。所述封装板5与基座1之间设置有起到屏蔽作用的金属环(图中未显示)。该晶振压电元件的材质为石英晶片，所述石英晶片的at切割角为θ，所述θ与c1系数相对应即通过c1系数的选取而得到的函数曲线与现有已测试好的不同at切割角的频率温度曲线作对比，选取重合度最高的曲线，从而确认具体的at切割角为θ。且c1系数满足以下频率温度特性函数条件：f(t)＝c3(t-t0)3+c2(t-t0)2+c1(t-t0)+c0其中，f(t)为频率相对偏差，t0为温度固定值，c0为常数、是温度等于t0时的频率相对偏差值，c1为频率温度曲线在25℃和35℃之间的平均斜率、其值为-0.17～0.09，c2和c3通过c1确定，确认的方式为现有技术，通过数学计算可得。本实施例选取t0＝25℃，c0＝0，c1＝-0.17～0.09，具体取值如下表所示：c31.09e-041.09e-041.09e-041.09e-041.09e-041.09e-041.09e-041.09e-041.09e-041.09e-04c23.46e-043.46e-043.46e-043.46e-043.46e-043.46e-043.46e-043.46e-043.46e-043.46e-04c1-1.70e-01-1.45e-01-1.16e-01-8.70e-02-5.80e-02-2.90e-020.00e+002.90e-025.80e-029.00e-02c00.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00t025.0025.0025.0025.0025.0025.0025.0025.0025.0025.00其频率温度特性曲线如图3-1所示。温度范围为25℃至60℃时，其频率温度特性曲线如图3-2所示，具体的频率偏差值如下表所示(单位为ppm)：最佳地，c1＝0.03，此时，频率偏差值接近0，达到非常稳定的状态。最终，根据选定的c1值，将建模函数的频率温度曲线与实际测试的at切割角度的频率温度曲线对比，确认最终设计时每一台切割设备的具体石英晶片切割角度。从图4-1、4-2、5-1和5-2可见，选取c1＝-0.17和c1＝0.09时对应的石英晶片切割角度，晶振的动态热漂移得到非常好的改善，大大提升了整个晶振的频率稳定度。以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此来限定本实用新型的权利保护范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。当前第1页12