石英晶体是一种重要的压电材料,由于其具备优良的机械、电学、温度等特性而广泛地应用于制造谐振器。谐振器作为频率控制元件具有提供高频信号输出和精确计时等功能,在现今信息化时代的背景下发挥着至关重要的作用。研发工程师在谐振器设计初期通常只考虑晶片尺寸、切型等参数,但随着谐振器朝尺寸小型化和高频化的方向发展,其它微观变量如晶片表面粗糙度对谐振器性能的影响将变得无法忽视。在长期的应用研究过程中,包括切型和振动模态等方面积累了丰富的知识,研究方法也在不断创新。但聚焦到微观尺度内关于晶片表面粗糙度对谐振器性能的影响,由于晶片加工后表面形态分布的强随机性和不确定性使得对于晶片表面的仿真计算难以进行,这方面的研究工作目前还不多。本文用COMSOL软件在85MHz的AT切光滑石英晶体板的基础上建立了具有粗糙表面的石英晶体板有限元模型,并对其进行了振动分析。而后通过改变晶片研磨流程参数的方式设计了粗糙度效应实验,获得了4组表面粗糙度存在明确差异的晶片样品并封装制成同一型号谐振器。通过测试各实验组晶片的波形图以及谐振器的室温电学特性、激励功率依赖（Drive Level Dependency）特性、温度-频率特性、温度-阻抗特性和极端环境下长时间放置而引起的频率偏移量,获得了充足的实验数据。对这些实验数据的分析,发现降低晶片表面粗糙度将会对石英晶体谐振器的基频副波抑制、品质因数提升、迟滞效应减缓、高低温环境下的工作稳定性提升等方面产生积极效应。这些结果为设计高质量石英晶体谐振器提供重要参考和实验依据。从这里获得的石英晶体片表面粗糙度与谐振器性能的关联结果来看,对小型高频石英晶体谐振器必须尽可能降低粗糙度来获得高性能产品。这项工作是持续开展高性能石英晶体谐振器开发和制造技术的起点和重要方向。