[发明专利]一种进行AT切温补晶振的应力补偿膜设计方法

权利要求书

1.一种进行AT切温补晶振的应力补偿膜设计方法，其特征是：至少包括如下步骤：

步骤1：依据压电耦合有限元方程和动力学方程构建AT切温度补偿晶体谐振器的ANSYS三维实体仿真模型；

包括仿真单元类型的选择、材料属性的设定以及网格划分；

步骤2：设定步骤1中仿真模型的边界条件为自由状态，求解其对应的低频振动模态，将求解结果与实际拍摄的振动情况对比，验证ANSYS仿真分析的可行性，并得出AT切晶体谐振器全方位的振动位移曲线；其中，振动位移曲线主要分为厚度剪切振动位移曲线、面剪切振动位移曲线和垂直横线弯曲振动位移曲线。

步骤3：根据步骤1得到的仿真模型，沿其边缘施加不同角度预应力，其中，根据晶体的各向异性和对称性质，以及映射网格划分的密度，设定不同角度分别为0°、45°、90°；求解得到这3个角度预应力对应的厚度剪切振动位移曲线，振动产生的形变和应力成正比关系，通过对比位移曲线结果得到补偿效果明显的加力角度；

步骤4：在步骤3的基础上设计不同形状和方向的补偿膜，分别为沿晶体片X轴方向的条形薄膜、沿晶体片Y轴方向的条形薄膜和与电极为同心圆的圆形薄膜；通过ANSYS仿真分别得到3个不同镀膜方案对应的晶体等效应力曲线，应力越大则温-频特性曲线的补偿效果越明显，得到最佳镀膜补偿方案。

2.根据权利要求1所述的一种进行AT切温补晶振的应力补偿膜设计方法，其特征是：所述步骤1中的仿真单元类型的选择是选择三维实体单元SOLID226。

3.根据权利要求1所述的一种进行AT切温补晶振的应力补偿膜设计方法，其特征是：所述步骤1中材料属性的设定是依据如下参数：

弹性系数矩阵：

压电系数矩阵：

介电常数矩阵：

石英晶体密度：

ρ＝2675kg/m³。

4.根据权利要求1所述的一种进行AT切温补晶振的应力补偿膜设计方法，其特征是：所述步骤1中网格划分是选择映射网格类型对模型进行划分。