谐振子及谐振装置的制作方法

本申请涉及微机电系统振荡器，具体涉及一种谐振子及谐振装置。

背景技术：

1、振荡器是一种将直流电能转换为具有一定频率的交流电能的能量转换装置，相比较于传统石英晶体振荡器而言，基于硅工艺的微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem，mems)谐振器更容易被整合到主流半导体工艺中，并与其接口驱动ic电路直接连接，并且，mems振荡器具有耐冲击、可编程等优点，使得mems振荡器正逐渐取代石英晶体振荡器而成为被广泛应用的微系统重要元件。

2、现有mems谐振器中的谐振子包括振动部和锚点，振动部和锚点之间的固定方式是影响mems振荡器品质因数(即q值)的因素之一，然而，现有mems振荡器中的谐振子锚点在振动部振动时十分容易发生损耗，这将导致振荡器品质因数明显减小，这种情况需要改变。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供一种谐振子及谐振装置，以降低锚点的损耗，提高振荡器的品质因数。

2、为实现以上目的，根据第一方面，采用的技术方案为：

3、一种谐振子，包括用于振动的振动部、至少一个用于固定所述振动部的锚点以及连接所述振动部和所述锚点的具有弯折结构设计的弹性结构梁，所述振动部包括至少两个具有相同振动模态的振动件，任一所述锚点至少对应连接两个所述弹性结构梁，且连接同一所述锚点的所述弹性结构梁之间保持有间隙并分别连接具有相同振动模态的不同所述振动件。

4、本申请进一步设置为：所述振动件之间交叉排列或相对排列，所述锚点位于所述振动件之间的中心处或位于所述振动件之间的交叉处或对称位于所述振动件之间的交叉处。

5、本申请进一步设置为：所述振动部包括两个十字交叉排列的振动件，所述锚点位于所述振动件的交叉处且绕所述振动部排列，连接同一所述锚点的所述弹性结构梁对称设置且分别与相邻的所述振动件固定连接。

6、本申请进一步设置为：所述弹性结构梁包括第一连接梁以及第二连接梁，所述第一连接梁的一端与所述振动件固定连接，所述第二连接梁分别连接所述第一连接梁和所述锚点。

7、本申请进一步设置为：所述第一连接梁与所述第二连接梁连接处的夹角为0～360°，所述第一连接梁具有一个或多个弯折结构，或所述第一连接梁具有弧形结构。

8、本申请进一步设置为：所述弹性结构梁还包括第三连接梁，所述第三连接梁分别连接所述第二连接梁和所述锚点，所述第三连接梁的结构为直梁、折梁或弧形梁。

9、本申请进一步设置为：所述振动部包括两个相对排列的振动件，所述锚点位于两个所述振动件之间的中心处，且所述锚点通过对称排列的所述弹性结构梁分别与两个所述振动件固定连接。

10、本申请进一步设置为：所述弹性结构梁随着所述振动部振动而发生形变，连接同一所述锚点的弹性结构梁之间的间隙被配置为于所述弹性结构梁发生形变后不相互接触的安全间隙。

11、本申请进一步设置为：所述振动部、所述弹性结构梁和所述锚点一体成型。

12、根据第二方面，本申请公开了一种谐振装置，包括电连接的谐振器和控制电路，其中，所述谐振器包括上述任一项所述的谐振子，所述谐振子位于所述谐振器内，所述控制电路维持所述谐振子以固有频率振动。

13、综上所述，与现有技术相比，本申请公开了一种谐振子及谐振装置，包括振动部、锚点以及有弯折结构的弹性结构梁，其中，任一锚点至少对应连接两个弹性结构梁，且连接同一锚点的弹性结构梁之间保持有间隙并分别连接具有相同振动模态的不同振动件，即通过上述设置，避免了结构梁间的相互耦合，降低了谐振子的锚点损耗，有效的提高了振荡器的品质因数。

技术特征：

1.一种谐振子，其特征在于，包括用于振动的振动部、至少一个用于固定所述振动部的锚点以及连接所述振动部和所述锚点的具有弯折结构设计的弹性结构梁，所述振动部包括至少两个具有相同振动模态的振动件，任一所述锚点至少对应连接两个所述弹性结构梁，且连接同一所述锚点的所述弹性结构梁之间保持有间隙并分别连接具有相同振动模态的不同所述振动件。

2.如权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述振动件之间交叉排列或相对排列，所述锚点位于所述振动件之间的中心处或位于所述振动件之间的交叉处或对称位于所述振动件之间的交叉处。

3.如权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述振动部包括两个十字交叉排列的振动件，所述锚点位于所述振动件的交叉处且绕所述振动部排列，连接同一所述锚点的所述弹性结构梁对称设置且分别与相邻的所述振动件固定连接。

4.如权利要求3所述的谐振子，其特征在于，所述弹性结构梁包括第一连接梁以及第二连接梁，所述第一连接梁的一端与所述振动件固定连接，所述第二连接梁分别连接所述第一连接梁和所述锚点。

5.如权利要求4所述的谐振子，其特征在于，所述第一连接梁与所述第二连接梁连接处的夹角为0～360°，所述第一连接梁具有一个或多个弯折结构，或所述第一连接梁具有弧形结构。

6.如权利要求4所述的谐振子，其特征在于，所述弹性结构梁还包括第三连接梁，所述第三连接梁分别连接所述第二连接梁和所述锚点，所述第三连接梁的结构为直梁、折梁或弧形梁。

7.如权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述振动部包括两个相对排列的振动件，所述锚点位于两个所述振动件之间的中心处，且所述锚点通过对称排列的所述弹性结构梁分别与两个所述振动件固定连接。

8.如权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述弹性结构梁随着所述振动部振动而发生形变，连接同一所述锚点的弹性结构梁之间的间隙被配置为于所述弹性结构梁发生形变后不相互接触的安全间隙。

9.如权利要求1至8任一项所述的谐振子，其特征在于，所述振动部、所述弹性结构梁和所述锚点一体成型。

10.一种谐振装置，其特征在于，包括电连接的谐振器和控制电路，其中，所述谐振器包括权利要求1至9任一项所述的谐振子，所述谐振子位于所述谐振器内，所述控制电路维持所述谐振子以固有频率振动。

技术总结
本申请涉及振荡器技术领域，公开了一种谐振子及谐振装置，包括用于振动的振动部、至少一个用于固定所述振动部的锚点以及连接所述振动部和所述锚点的具有弯折结构设计的弹性结构梁，所述振动部包括至少两个具有相同振动模态的振动件，任一所述锚点至少对应连接两个所述弹性结构梁，且连接同一所述锚点的所述弹性结构梁之间保持有间隙并分别连接具有相同振动模态的不同所述振动件。本申请避免了结构梁间的相互耦合，降低了谐振子的锚点损耗，有效的提高了振荡器的品质因数。

技术研发人员：雷永庆,金怡
受保护的技术使用者：麦斯塔微电子（深圳）有限公司
技术研发日：20230214
技术公布日：2024/1/15