經(jīng)過與中國科學院寧波材料所方省眾教授團隊和臺晶電子（寧波）公司的長期合作，寧波大學壓電器件技術重點實驗室利用導電高分子聚合物材料取代傳統(tǒng)金屬銀作為電極，成功制造出使用高分子材料電極的石英晶體諧振器。最近經(jīng)過完整加工流程，研究團隊所使用的導電高分子材料的密度只有金屬銀的八分之一，從而電極質量效應較小，電極加工前后的共振頻率改變很小，改變了石英晶體諧振器中的一個技術挑戰(zhàn)。整個加工過程在室溫條件下完成，包括采用噴涂工藝加工高分子材料電極，極大地簡化了現(xiàn)有的金屬電極的加工流程，降低了生產成本。

高分子電極所采用的PEDOT:PSS是一種高分子聚合物（聚(3,4-乙撐二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽）的水溶液，是目前商用最成功的導電高分子材料，具有高導電、低密度、低剛度、成膜性好、便于加工成型、節(jié)能、環(huán)境友好等特點。在研究過程中，通過在PEDOT:PSS中加入輔助材料，提高了聚合物的電導率和熱穩(wěn)定性，并進行稀釋，配制了導電溶液的配制。經(jīng)過簡易的手工噴涂過程，最后在晶片的設定區(qū)域形成了諧振器所需的電極。后續(xù)的工藝包括烘干、點膠和最后的封裝，最終完成了石英晶體諧振器。這一完整的工藝過程是在和臺晶電子（寧波）全面合作的基礎上進行和完成的，是在石英晶體諧振器這一傳統(tǒng)產品的成熟加工技術方面的重要創(chuàng)新，有助于實現(xiàn)壓電聲波器件技術和新材料技術的密切結合。

圖1 石英晶片加工電極前后對比

目前所采用的高分子材料和工藝的諧振器的電阻是金屬電極的8倍左右，相應的品質因數(shù)也是金屬電極的八分之一，這是先前的預期結果。從寧波大學研究過程的經(jīng)歷來看，諧振器電阻完全可以通過聚合物配方和加工工藝等進一步降低，從而不斷使一些關鍵參數(shù)接近甚至優(yōu)于傳統(tǒng)技術。器件關鍵性能的改善將是團隊進一步持續(xù)努力的方向。

在談到這一技術的未來研究時，寧波大學王驥教授指出：“信息技術的發(fā)展對傳統(tǒng)的壓電聲波器件提出了許多新要求，我們將從設計方法、材料和加工技術等方面持續(xù)開展合作，提供產品創(chuàng)新的思路和創(chuàng)意”。寧波大學壓電器件技術實驗室將和合作伙伴繼續(xù)努力，尋求關鍵技術突破，早日形成新產品的產業(yè)化技術。

原文標題：寧波大學研制基于高分子材料電極的石英晶體諧振器

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