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频率公差仅为±10ppm的石英晶体是如何生产的
频率公差仅为±10ppm的石英晶体是如何生产的，高频碱性色调晶体需求量很大，尤其是物联网行业的无线应用。我们越来越多地发现设备通过无线电相互通信并交换数据，例如通过蓝牙，ZigBee或ISM。所有这些无线电标准都使用三位数兆赫兹或千兆赫兹范围内的频段。为了产生这些RF频率，这些器件需要频率范围约为20至52兆赫兹的非常精确的参考晶体。晶振资料下载
无线行业要求：超薄和高精度
具有如此高共振频率的石英晶体必须是超薄的。石英越厚，其频率越低，越不适合无线应用。
频率公差仅为±10ppm的石英晶体是如何生产的，生产足够薄的石英盘需要一系列的生产步骤。原始晶体块逐渐被分成更小的单元。最小的单元最终是“毛坯”，它被锯切、研磨、蚀刻和抛光，以产生正确的厚度和特别光滑的表面。例如，要产生共振频率为 40 兆赫兹的石英坯料，石英盘的厚度必须仅为 41.5 微米。
由于其标称频率为 40 兆赫兹，该石英盘已经非常适合用于无线应用;但事情并没有那么简单。除了相当高的标称频率外，还需要ppm范围内的最小误差容差（ppm =百万分之一）。这种高精度是必要的，因为各个通道的无线电频率彼此非常接近，尤其是在高频范围内。如果要避免不同无线电频率的重叠，必须确保基础参考频率的最低频率容差。
这给晶体生产带来了挑战，可以用40兆赫晶体的例子来说明。如上所述，理想情况下，石英盘的标称厚度正好为 41.5 微米。当目标误差容差仅为 +/-10 ppm 时，实际值可能与该理想值相差 +/- 0.415 纳米。这不到百万分之一毫米。
仅靠机械生产步骤无法实现亚纳米范围内的这种精度。石英制造商对这个问题的反应是从一开始就生产出最小太厚或太薄的晶体，具体取决于生产工厂的特性。然后对晶体进行微调，以达到所需的标称频率。
微调：蒸发后或离子轰击
频率公差仅为±10ppm的石英晶体是如何生产的，石英生产中的最后加工步骤之一是在石英盘的两侧应用电极。该电极对于电激发坯料的振荡是必需的。同时，该电极也是以下两个微调石英过程的起点。
1） 后蒸发/溅射：
为了能够使用蒸发后工艺（也称为“溅射”），石英盘的制造得有点太薄，因此即使在施加电极之后，共振频率也太高。为了纠正这一点，石英电极用银蒸发。通过这种方式，应用了一层超薄的银，这增加了石英的质量并降低了其频率。在此过程中，连续测量石英盘的频率。如果达到所需的标称频率，则立即停止蒸发后。
2） 通过离子轰击进行调整
前提是石英盘产生的厚度稍大意味着即使电极已经施加，谐振频率仍然略低。在这种情况下，通过用足够高能量的离子进行有针对性的轰击来减少电极的质量。通过减少质量，频率不断增加。与溅射一样，在整个过程中监控频率。一旦达到所需的标称频率，该过程就会结束。
适用于所有无线应用的Jauch晶体
频率公差仅为±10ppm的石英晶体是如何生产的，由于这两种微调工艺，可以为各种无线应用制造超薄和高精度晶体。Jauch JXS 21和JXS 22型号也是以这种方式生产的。这些晶体的频率范围为 16 至 52 兆赫兹，容错能力仅为 +/-10 ppm，频率稳定性特别高，专为无线设备而设计。
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