深圳市亿金电子有限公司

市场上目前对于携带型电子产品所使用的表面黏着型电子零件,越来越期待能够开发出更轻薄短小的制品.频率控制元件之一的石英晶体也同样进入轻薄短小的竞争纪元.石英晶体发展成SMD表面黏着型之后,其耐热性与冲击性也加以提升.这都可以归功于AT CUT技术的突破.在高频化制程上居独占地位的AT CUT之特征与样貌,统一电子将从技术的角度对于压电晶体由来以及AT切割方式的介绍.

小型便携式电子产品对于表面黏着型（SMD型）零件的市场需求始终要求能做到更精密且轻,薄,短,小,即使在电器用品市场上,携带型电器也以轻薄短小为竞争利器,制造商纷纷致力研发世界最小,最轻的产品.石英制品方面,行动电话使用的TXCO温度补偿型温补石英晶体振荡器或石英晶振,以及数位相机,笔记型电脑使用的石英晶体谐振器,钟表型石英振荡器的轻薄短小化速度也一日千里.民生用电器方面,家用产品也从以往的Dip Type石英制品走向可以带着走的携带型产品.小型SMD晶振更是如今智能电子市场的主流.石英晶体业者正在努力开发更为轻薄短小的SMD型石英产品.本文将介绍高频领域内最常被使用的AT CUT石英晶体特色.

NAKAGAWA ELECTRONICS LIMITED（NKG）成立于1984年,注册于'85,是一家总部设在香港的私营公司.该公司最初是石英晶体单元和陶瓷基产品的交易商,如陶瓷谐振器和滤波器.在接下来的几年中,更多的频率控制产品被添加到产品组合中,以提供更广泛的产品系列.所有类型的基于石英晶体的时钟振荡器和VCXO,以及高端产品,如TCXO晶振和SAW滤波器型产品,都被提供给越来越多的客户.

随着业务的强劲增长,NKG晶振于1989年收购了位于中国周山岛的现有工厂,鼓励他参与石英晶体,插件晶振产品的生产.该工厂生产几种传统封装的金属罐石英晶体单元,称为HC-49/U,HC-49/S和UM型.

凭借自身的产品来源,香港NKG晶体可以迅速获得更多的市场份额,并成为著名的石英晶体单位制造商.在接下来的几年里,NKG晶振成为几家全球运营客户的“首选供应商”,特别是在计算机外围设备行业.这种认识导致了制造工厂进入更现代化的环境.

2004年,NKG CRYSTAL制造的金属晶体被搬迁到位于上海以西约100公里的江苏省苏州市新建的“新加坡工业园”（SIP）.

苏州的创业公司是通过租用工厂空间而购买土地而购买新的自有工厂.2006年,生产线可以搬进新公司,由三个10k洁净室组成,用于石英晶振和振荡器组装.新的10,000平方米设施中更大的空间使其能够投资陶瓷封装SMD石英晶体和振荡器的新设备.

有了这个,香港NKG晶体公司可以开发自己的振荡器,并很快专注于高频时钟和具有各种输出波形类型的VCXO,如LVPECL,LVDS和HCSL.随着对TCXO和VCTCXO等更复杂产品的需求不断增加,NKG开始与其他企业合作开发和制造,这遵循了行业的共同趋势.

凭借广泛的石英晶体,贴片晶振,TCXO,VCXO,OCXO,SPXO晶振,晶体振荡器等频率控制产品,香港NKG晶振公司如今已成为行业中一家经过良好重组的公司.

NAKAGAWA ELECTRONICS LIMITED（香港NKG CRYSTAL）开始在周山岛制造并搬到苏州/江苏省.在过去的五年中,不断增长的需求和对更具成本效益的生产线的需求导致了将生产分成两个独立的制造场所的决定.传统的金属线保存在苏州,而所有陶瓷包装生产都转移到南京,以便我们今天在这两个地方进行制造.

NKG晶振致力于为客户提供最佳服务,以满足并超越客户的期望.我们通过不断改进现有晶振产品和升级我们的系统和文档来实现这一目标.作为变频控制产品的制造商和供应商,我们不认为我们是销售部门,而是为我们的客户提供卓越的技术服务.

质量保证

香港NKG晶体致力于提供高质量的石英贴片晶振,水晶振荡子,压电晶体产品,并保持质量和管理体系,以确保可以保证的运营.不仅对我们的客户,而且对我们自己的员工和社区,我们正在协调我们所有的活动,具有最高的法律和道德标准的社会责任感.我们的公司运营已经制定并正在通过参考相关的公司治理准则和国际标准（包括EICC行为准则）进行审核和更新.

符合RoHS标准

香港NKG晶体公司致力于自2004年以来提供符合RoHS标准的产品.除了我们对重金属的内部XRF测试外,我们还在第三方进行定期测试,并与我们的材料供应商密切合作,以确保所有石英晶体振荡器,SMD晶振,石英晶振产品完全符合EURPPEAN理事会.

我们所有晶振,SAW滤波器,陶瓷谐振器产品均符合“指令2011/65/EU”及其修订.我们的大多数产品完全符合要求（也称为6/6兼容）,被认为是无铅产品.极少数项目属于RoHS豁免,无法避免使用LEAD（Pb）.

香港NKG CRYSAL的所有石英贴片晶振,有源晶振,陶瓷谐振器,滤波器,SPXO晶振,TCXO振荡器均符合新颁布的RoHS指令要求,符合“指令2015/863”,并且不含任何列出的四种邻苯二甲酸盐.这种合规性也可称为RoHS10兼容.

艾博康晶振集团是国际知名频率元件,磁性元件,压电水晶元件生产制造商,拥有领先业界的技术,采用全自动仪器设备,先进的经营理念,主要为用户提供优质石英晶体振荡器,贴片晶振,温补晶振,晶体谐振器等产品.发展至今在苏格兰,德国,德克萨斯州,中国说,台湾,等多个国家设有生产销售基地.

艾博康Abracon晶振不仅为用户提供高品质的产品,并且拥有专业的技术工程为用户提供产品解决方案和技术指导.亿金电子代理Abracon晶振,以下所推荐的是Abracon集团为无线充电解决方案提供的SMD晶振及线圈优势.

用于SEMTECH LINKCHARGE™20 TSDMRX-19V20W-EVM参考设计,20W双模RX无线充电线圈

Abracon的AWCCA-RX350300-101无线充电线圈经过优化,可满足要求Semtech的LinkCharge™20 TSDMRX-19V20W-EVM参考设计板.作为Semtech完整无线充电解决方案的一部分,这可以在20W时提供高达85％的效率线圈实现无线充电解决方案的接收侧.它专为紧凑型应用而设计具有35mm直径,实现高功率密度,最小高度为3.15mm.

高达85％的高效电力传输

   Abracon贴片晶振在无线充电系统中提供数据传输,实现快速充电的作用.它的原理便是无线充电是指利用电磁波感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器.在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电.无线充电采用小型SMD晶振,2520晶振,3225贴片晶振,当然也包括32.768K晶振系列,Abracon的SMD晶振小体积,厚度薄,性能稳定用于无线充电系统具有高效率,减少散热,最大限度地缩短电池充电时间等优势.

  无线充电是一款电子产品,基本就两个东西一个是插座上的发信器,另一个是整合在电子产品上,跟硬币大小差不多的接收器（技术核心）,只要在一定的范围内,电能可以瞬间自发信器传到对应的接受器,其中的关键部件就是无线充电晶振和无线充电线圈了.

  无线的优势

  绿色,安全,方便设计师和消费者,无线充电正在迅速扩大整个消费电子行业. 然而,技术标准仍处于起步阶段,高功率市场已经服务不足,正在研究中,标准几乎达不到15瓦.

  亿金电子所代理的Abracon晶振种类齐全,多种封装尺寸,包括压电晶体振荡器,温补晶振,有源贴片晶振,声表面滤波器等,满足客户需求.产品均为无铅无害材料生产,具有高品质,高可靠使用特性.更多美国Abracon晶振资料介绍以及产品解决方案欢迎登入亿金官网查看.

    2018年12月20日-22日在深圳会展中心举行的深圳国际电子展（ELEXCON2018）已开幕.这是中国国内规模巨大的专业电子综合大展.2018年深圳国际电子展京瓷晶振集团有参加吗?是的,日本知名品牌KYOCERA京瓷将第四次以集团规模参展.

   今年的京瓷展台将分为车载,一般产业,压电晶体元件等展区进行展示.在车载展区,观众可以体验搭载了京瓷多种产品的模拟驾驶舱,进而了解京瓷正在通过先进的解决方案,为实现安全舒适的移动社会而努力.此外,京瓷晶振也将通过通信,珠宝首饰,医疗,电子元件等一般产业产品的展示,展现京瓷集团的综合技术实力.各位新老客户想要更全面近距离的了解京瓷产品可以去看看哦.

   在车载展区,运用京瓷晶振集团新技术的车载系统可以让观众体验车联网技术带来的更加安全舒适的出行.您可以体验京瓷的新技术如下：

   1.3D AR平视显示器（HUD）

   通过具有AI识别功能的摄像头和V2I路测机,驾驶员可以直观地获得投射在挡风玻璃上的各种信息.比如,前车距离太近或突然出现的人和车辆的预测信息等都可以自动投射到车的挡风玻璃上.VR显示器中同样也加入了京瓷自产车载晶振,包括京瓷CT2520DB晶振,CX3225GA晶振,CX5032SA晶振,CX8045GA晶振,KC2520M晶振等.

   2.车载用液晶显示屏

   借助京瓷独有的加工技术,在屏幕上高质量地显示汽车的导航和仪表.另外,还有被称之为"Haptivity"的新技术,驾驶者可以在屏幕上获得真正的按键感觉.GPS导航采用的是京瓷2520温补晶振系列,定位精准,性能稳定.

   车载产品区

   通过先进的高级驾驶员辅助系统和解决方案,京瓷正在为实现安全舒适的汽车出行而努力.例如将京瓷晶振集团的先进设备,AI和AR相结合的最新系统等.此外,模拟驾驶舱可以体验京瓷的特色设备和系统.在这里你可以看到京瓷的各种技术对于汽车社会的贡献.

   主要展品：车载用液晶显示屏（HUD,HAPTIVITY®）LED基板.LIDAR.车载暖风点火塞.车载摄像头.MLCC.车载用电线分线连接器

   一般产业产品

   主要展品：大型多层基板,血流传感器,石英贴片晶振,京都欧珀蛋白石等.

京瓷车载用分线连接器            京瓷CX3225SB车载晶振

    亿金电子国内知名晶振供货商,为用户提供大量质优价廉的晶振产品,包括陶瓷晶振,声表面滤波器,贴片晶振,压控晶体振荡器,差分晶振,石英晶体谐振器等产品.为了更好的服务世界各地用户,同时代理CTS晶振,NDK晶振,京瓷晶振,KDS晶体,鸿星晶振,希华晶振,泰艺晶振,IDT晶振等知名品牌,产品规格齐全,价格优势,欢迎广大用户来电咨询0755-27876565.

晶振是智能电子数码产品应用最多的一种频率元件,晶振可以分有源晶振和无源晶振,亿金电子接下来要给大家所介绍到的是有源晶振.有源晶振根据不同产品性能需求归为TCXO温度补偿晶振,VCXO电压控制晶振,OCXO恒温控制晶振,SPXO时钟晶体振荡器,VC-TCXO压控温补晶振,LVDS输出差分晶振等.下面单独讲下适用于定义固定频率压控晶振的特性

VCXO晶振（压控晶体振荡器）是一种晶体振荡器,它包括变容二极管和相关电路,允许通过在该二极管上施加电压来改变频率.这可以通过简单的时钟或正弦波晶体振荡器,TCXO（产生TC/VCXO-温度补偿电压控制晶体振荡器）或烤箱控制类型（产生OC/VCXO恒温箱控制的电压晶体振荡器）来实现.

VCXO晶振有几个特点.在生成VCXO压控晶体振荡器规范时,这些适用于定义固定频率晶体振荡器的特性.VCXO特有的规范中的主要内容如下：

偏差-这是控制电压变化引起的频率变化量.例如.5伏控制电压可能导致100ppm的偏差,或0至+5伏控制电压可能导致150ppm的总偏差.

控制电压-这是施加到VCXO输入端子的变化电压,导致频率变化.它有时被称为调制电压,特别是如果输入是AC信号.

传递函数（有时称为斜率极性）-表示频率变化的方向与控制电压的关系.正传递函数表示增加的正控制电压的频率增加,如图1A所示.相反,如果频率随着更正（或更负）控制电压而减小,如图1B所示,传递函数是负.

线性度-普遍接受的线性定义是MIL-PRF-55310中规定的.它是VCXO晶振频率误差和总偏差之间的比率,以百分比表示,其中晶振频率误差是从通过输出频率与控制电压的曲线绘制的最佳直线的最大频率偏移.如果压电晶体振荡器的规格要求线性度为±5％且实际偏差总共为20kHz,如图2所示,则输出频率与控制电压输入的曲线可能会相差±1kHz（20kHz±5％）.最佳直线“A”.这些限制用“B”和“C”行表示.“D”代表VCXO的典型曲线,其线性度在±5％以内.

在图3中,最佳直线“A”的最大偏差为-14ppm,总偏差为100ppm,因此线性度为±14ppm/100ppm=±14％.

产生图2所示特性的VCXO晶振使用超突变结变容二极管,偏置以适应双极性（±）控制电压.产生图3特性的VCXO使用具有施加的单极控制电压的突变结变容二极管（在这种情况下为正）.良好的VCXO压控晶振设计要求电压与频率曲线平滑（无间断）和单声道.所有维管晶振的VCXO系列都具有这些特性.

调制速率（有时称为偏差率或频率响应）-这是控制电压可以改变的速率,从而导致相应的频率变化.通过施加峰值等于指定控制电压的正弦波信号,解调VCXO压控晶振的输出信号,并以不同调制速率比较解调信号的输出电平来测量.调制速率由Vectron晶振定义为最大调制频率,它产生的解调信号在100dB调制信号的3dB范围内.虽然非晶体控制的VCO可以以非常高的速率进行调制（输出频率大于10MHz时大于1MHz）,但VCXO晶振的调制速率受到晶体物理特性的限制.虽然VCXO晶振的调制输入网络可以扩展到在100kHz以上产生3dB响应,但由于晶振,解调信号在调制频率大于20kHz时可能会出现5-15dB的幅度变化.

斜率/斜率线性/增量灵敏度-这可能是一个令人困惑的区域,因为这些术语经常被误用.如果要将斜率除以总控制电压摆幅,则斜率应该被称为平均斜率.对于图2中所示的VCXO压控晶振,平均斜率为-20kHz/10伏=-2kHz/伏.增量灵敏度,通常误称斜率线性度意味着频率与控制电压的增量变化.

因此,虽然该示例中的平均斜率是每伏特-2kHz,但是曲线的任何段的斜率可以与-2kHz/伏相当大.事实上,对于最佳直线线性度为±1％至±5％的VCXO,增量灵敏度约为（非常近似）最佳直线线性度的10倍.因此,具有±5％最佳直线线性度的VCXO压控晶振可以在每伏特的基础上表现出±50％的斜率变化.因此,读取“斜率：2kHz/伏特±10％”的规范需要澄清,因为它可能意味着平均斜率或增量灵敏度.如果它旨在定义平均斜率,它只是指定18kHz到22kHz的总偏差,并且更恰当地说明了“总偏差：20kHz-10％.”但是,如果意图频率改变为每个增量电压必须介于1.8kHz和2.2kHz之间,高线性VCXO压控晶体振荡器被指定为±10％增量灵敏度与±1％最佳直线线性相关.该规范的元素应为“增量灵敏度：每伏2kHz±10％”.

其他设计考虑因素

稳定性-石英晶振晶体是一种高Q器件,是晶体振荡器的稳定性决定元素.它固有地抵抗被“拉”（偏离）其设计频率.为了产生具有显著偏差的VCXO,振荡器电路必须“去Q”.这导致晶体在其频率与温度特性,老化特性及其短期稳定性（和相关的相位噪声）特性方面的固有稳定性降低.因此,最好不要指定比绝对要求更宽的偏差,这符合用户的最佳利益.

锁相-当VCXO晶振用于锁相环应用时,偏差应始终至少与VCXO本身及其锁定的参考或信号的组合不稳定性一样大.Vectron维管晶振集团生产一系列VCXO晶振,特别适用于锁相环应用（在随后的页面中有描述）.但是,如果系统的开环稳定性要求比该产品系列中的更严格,则可能需要TC/VCXO.对于最高稳定性开环要求,适当的振荡器可以是此cata-log的TCXO温补晶振或OCXO恒温晶振部分中描述的那些,包含窄偏差VCXO选项,而不是VCXO压控晶体振荡器部分中描述的那些.

基本振荡器频率-基本模式晶体（通常为10-25MHz）允许最大的偏差,而第三泛音晶体（通常为20-70MHz）允许偏差约为适用于基波的1/9.因此,所有宽偏差VCXO晶振（偏差大于±100到±200ppm）都使用基本晶体;较窄的偏差VCXO可以使用基模或第三泛音晶体,其选择通常取决于线性度和稳定性等规格.很少有更高的泛音,因此更高频率的晶体可用于VCXO.因此,输出频率高于或低于适当晶振频率的VCXO包括倍频器或分频器.

一般注意事项-虽然任何类型的石英晶体振荡器都是如此,但对于VCXO压控晶体振荡器而言,用户不要过度指定产品.VCXO压控晶振的特殊问题在于增加的偏差导致稳定性降低,这可能导致需要更宽的偏差,进一步降低稳定性,导致所需偏差的螺旋式增加.

亿金电子专业提供石英晶振,贴片晶振,有源晶振,晶体滤波器等频率元件,拥有完善的服务体积,优秀的销售精英团队,为用户打造舒适的采购服务体验.亿金电子提供石英晶体振荡器,各种封装规格,包括台湾,日本,美国,英国等知名晶振品牌,常用频点均有备货,欢迎广大用户咨询选购0755-27876565.

美国Abracon Crystal在晶体行业拥有一致好评,是国内诸多大型企业所认可并且指定美国进口晶振品牌.主要生产销售石英晶体,SMD晶振,石英晶体振荡器,温补晶振,晶体滤波器等压电晶体元件.以下为亿金电子所推荐Abracon晶振不同状态下的处理方法,欢迎广大用户收藏使用.

一、电气

1.Abracon石英晶体振荡器采用CMOS技术ASIC芯片具有极高的ESD灵敏度.向振荡器供电时单位,请务必在连接之前检查极性终端.反转极性连接可能导致设备电气（死）或机械损坏（燃烧,颜色变化）.针1通常由封面上标有黑点标识.一定要申请Abracon有源晶振的电压不超过最大规定值通常大7Vdc.formost CMOSIC.在评级下申请电压可能导致tono（不稳定）振荡.大部分金属电子元件,石英晶体振荡器有内置的旁路保护器,这是一个很好的做法,添加Vdd终端附近的外部旁路保护器0.01μF.该外部电容器用作过压保护电压和过电流保护装置.

2.负载阻抗示波器阻抗应大于1MΩ,探头电容小于15pF.施加的载荷应包括探针电容.所有引线长度应尽可能短特别是地面痕迹.从晶体振荡器输出到负载的输出走线（下一个IC）应保持较短并避免平行或交叉布局另一个热门信号追踪.杂散电容和电感很重要影响石英晶振晶体单元的输出阻抗,并应最小化.

3.输出频率应用a测量精密频率计数器使用参考外部时基.制作在记录最终结果之前,一定要稳定还石英晶振,石英晶体振荡器（预热）频率值,特别是高频和高电流单位.

二、机械

1.振动和冲击,不要施加或引起晶振突然的冲击和振动超出其最大规格的单位.Severedrop或被硬物击中可能会损坏设备的电气和机械.如果在组装或使用前掉落,请对设备进行测试.

2.安装,石英晶振,SMD晶振在搬运和安装过程中应采取以下预防措施包括插件晶振和石英晶体振荡器：

•请勿将引线强行扩散或弯曲到插座或PCB孔中.这个将避免在部件引线周围开裂玻璃绝缘层.

•不要施加过多的焊接热量-建议最大值温度为380,使用手工烙铁焊接晶振时进行最长持续时间3秒

•浸焊/波峰焊时,焊接条件为最高温度为260℃,最大持续时间为10秒.建议将石英晶振晶体安装在垂直位置.在安装前弯曲引线时,必须有一个从壳体到壳体的最小距离为3mm弯曲以避免引线周围的玻璃绝缘破裂组件.

•焊接晶振时,请勿将热量施加到晶振壳体上接触焊接热量的元件会使元件恶化产品的性能.所有SMD晶振应采用以下注意事项：使用设备上推荐的适当回流条件规格.请确保不要超过建议的值回流曲线参数：峰值温度,每个阶段的最大持续时间,曝光次数/回流次数,温度变化率与时间等.

注意：这是一般指导原则.个别产品系列可能有不同的推荐焊接条件.请联系亿金电子技术部0755-27876565在有疑问时提供详情资料.

3.清洁,建议用水等清洗方法流动使用水或喷射压力水清洗以避免溶剂引起的物理损坏.一些溶剂,如那些含有氯,可能会导致某些金属变色组件也包括在内.不要超过建议的最大值清洁时的温度.由于存在损坏的风险,应避免超声波清洁到水晶元素.

三、打包

虽然Abracon晶振内置了防静电保护电路ASIC,过大的静电电平可能会损坏设备.Abracon晶振公司使用非导电包装材料用于所有石英贴片晶振,晶体振荡器.肯定会在处理设备之前先用ESD带接地.

四、处理未使用的终端

一些Abracon石英晶振包括三态函数.虽然有是一个内部上拉电阻,以防止浮动,建议使用100kΩ的电阻将三态端子端接到Vdd系列.

五、存储

请将所有Abracon石英晶振,贴片晶振存放在常温常湿下.高湿度可能会导致设备老化.避免长时间存放期.如果长期存放,请在使用前进行视觉和电气检查.

为何选择陶瓷谐振器？在精度方面,陶瓷谐振器位于石英晶体振荡器和LC/RC振荡器之间.它们相当小,无需调整,启动时间更短,成本更低.如果你想了解陶瓷谐振器那么这篇文章不得了解下,亿金电子给大家介绍的是有关陶瓷谐振器的一般常规术语.

封装：陶瓷谐振器配有标准的单列直插式封装（ZTA,ZTB和ZTT）,或带内置电容器的3引脚（ZTTS,ZTTCV）.

特性：陶瓷谐振器的振荡取决于与其压电晶体结构相关的机械共振.这些材料（通常是钛酸钡或锆钛酸铅）具有大的偶极子运动,这通过施加的电场引起晶体的变形或生长.

ILSI America LLC是欧美晶体行业的领导者,以下我们简称为ILSI晶振,ILSIcrystal专业提供广泛的频率控制产品,主要业务是开发和供应石英晶体振荡器,贴片晶振,石英晶振,压电晶体,陶瓷谐振器等产品,包括各种封装类型的晶体振荡器以及石英晶体谐振器.所提供的有源晶体振荡器包括,时钟振荡器,MEMS振荡器,VCXO晶体振荡器,TCXO晶体振荡器,TC-VCXO晶体振荡器和OCXO晶体振荡器产品.

ILSI晶振集团所提供的石英贴片晶振产品均按照ILSI工厂控制系统的最高质量标准生产.ILSI晶振因其快速灵活的供应解决方案以及高品质的频率控制产品具有竞争力的价格而受到广大用户认可.以下为亿金电子所介绍的ILSI小体积贴片晶振支持智能电表无线射频应用型号,欢迎阅读点评.

我们通过前面所介绍到的有关石英晶振的资料,可以知道既然形变能使压电晶体的电偶极矩发生变化，那么电偶极矩的变化也能使之产生形变。逆压电效应就是在电场的作用下，电偶极矩发生变化的同时产生形变。我们已经知道：

（1）石英晶体的正应变S1，S2和切应变S4。都能使电偶极矩在x方向分量发生变化。因此，在电场分量E1的作用下，沿x方向电偶极矩的变化也将产生正应变S1，S2和切应变S4。

Euroquartz晶振集团总部位于德国Axtal,主要致力于频率控制产品和压电传感器的设计,开发,生产和测试,包括晶体谐振器,石英晶体振荡器和包含石英和其他压电晶体谐振器的频率控制模块,如Langasite（LGS）,Langatate （LGT）以及SAW滤波器,声表面谐振器.

高品质产品制造是Euroquartz晶振运营的核心.作为独立制造商,我们重视并保持AS 9100认证.AS 9100是由航空航天业界编写的国际质量管理标准,旨在保持和提高产品质量,并确保向行业提供完整的耗材.

关于晶振的信息亿金电子在前面的文章中已经提到过很多次了,大家有不懂的可以到亿金新闻动态中了解.下面我们要说的是关于石英晶振晶片的由来以及石英晶振晶片的工作原理.

石英晶振晶片的由来

科学家最早发现一些晶体材料,如石英,经挤压就象电池可产生电流(俗称压电性),相反,如果一个电池接到压电晶体上,石英晶体就会压缩或伸展,如果将电流连续不断的快速开「关,晶体就会振动。

在1950年,德国科学家 GEORGE SAUERBREY研究发现,如果在石英晶体,石英晶体谐振器的表面上镀一层薄膜,则石英晶体的振动就会减弱,而且还发现这种振动或频率的减少,是由薄膜的厚度和密度决定的,利用非常精密的电子设备,每秒钟可能多次测试振动, 从而实现对晶体镀膜厚度和邻近基体薄膜厚度的实时监控。从此,膜厚控制仪就诞生了。

薄薄圆圆的晶振片,来源于多面体石英棒,先被切成闪闪发光的六面体棒,再经过反复的切割和研磨,石英棒最终被做成一堆薄薄的(厚0.23mm,直径1398mm)圆片,每个圆片经切边,抛光和清洗,最后镀上金属电极(正面全镀,背面镀上钥匙孔形),经过检测,包装后就是我们常用的晶振片了。

用于石英膜厚监控用的石英芯片采用AT切割,对于旋光率为右旋晶体,所谓AT切割即为切割面通过或平行于电轴且与光轴成顺时针的特定夹角。AT切割的晶体片振动频率对质量的变化极其灵敏,但却不敏感干温度的变化。这些特性使AT切的石英晶体片更适合于薄膜淀积中的膜厚监控。

石英晶振晶片的原理

石英晶体是离子型的石英晶体,由于结晶点阵的有规则分布,当发生机械变形时,例如拉伸或压缩时能产生电极化现象,称为压电现象。例石英晶振晶体在9.8×104Pa的压强下承受压力的两个表面上出现正负电荷约0.5V的电位差。压电现象有逆现象,即石英晶体在电场中晶体的大小会发生变化,伸长或缩短,这种现象称为电致伸缩。

石英晶体压电效应的固有频率不仅取决于其几何尺寸,切割类型而且还取决于芯片的厚度。当芯片上镀了某种膜层,使芯片的厚度增大,则芯片的固有频率会相应的衰减。石英晶振,石英晶体的这个效应是质量负荷效应。石英晶体膜厚监控仪就是通过测量频率或与频率有关的参量的变化而监控淀积薄膜的厚度。

石英晶体法监控膜厚,主要是利用了石英晶体,石英晶体振荡器的压电效应和质量负荷效应。

石英晶体的固有频率f不仅取决于几何尺寸和切割类型,而且还取决于厚度d,即f=N/d,N是取决与石英晶振晶体的几何尺寸和切割类型的频率常数对于AT切割的石英晶体,N=f·d=1670Kcmm。

物理意义是:若厚度为d的石英晶体厚度改变△d,则石英贴片晶振频率变化△f, 式中的负号表示晶体的频率随着膜增加而降低然而在实际镀膜时，沉积的是各种膜料,而不都是石英晶体材料,所以需要把石英晶振厚度增量△d通过质量变换转换成膜层厚度增量△dM,即

A是受镀面积,pM为膜层密度,p。为石英密度等于265g/cm3。于是△d=(pM/pa)"△dM,所以

式中S称为变换灵敏度。

对于一种确定的镀膜材料,为常数,在膜层很薄即沉积的膜层质量远小于石英芯片质量时,固有频率变化不会很大这样我们可以近似的把S看成常数,于是上式表达的石英晶振晶体频率的变化人行与沉积薄膜厚度△dM有个线性关系因此我们可以借助检测石英晶体固有频率的变化,实现对膜厚的监控。

显然这里有一个明显的好处,随着镀膜时膜层厚度的增加,晶振频率单调地线性下降,不会出现光学监控系统中控制信号的起伏,并且很容易进行微分得到沉积速率的信号。因此,在光学监控膜厚时,还得用石英晶振,石英晶体法来监控沉积速率,我们知道沉积速率稳定队膜材折射率的稳定性、产的均匀性重复性等是很有好处和有力的保证。

石英晶体膜厚控制仪有非常高的灵敏度,可以做到埃数量级,显然石英晶体的基频越高,控制的灵敏度也越高,但基频过高时晶体片会做得太薄,太薄的芯片易碎。

所以一般选用的石英晶振,贴片晶振片的频率范围为5~10MHz。在淀积过程中,基频最大下降允许2~3%,大约几百千赫。基频下降太多振荡器不能稳定工作,产生跳频现象。如果此时继续淀积膜层,就会出现停振。为了保证振荡稳定和有高的灵敏度体上膜层镀到一定厚度后,就应该更换新的晶振片。

此图为膜系镀制过程中部分频率与厚度关系图。

   石英晶体俗称水晶,成份是SiO2,它不但是较好的光学材料,而且是重要的压电材料。在常压下不同温度时,石英晶振晶体的结构是不同的。温度低于573℃时,是a石英晶体;温度在573℃~870℃时,是B石英晶体;温度在870℃~1470℃时,是磷石英,温度达1470℃时,就转变成方石英,它的熔点是1750℃。用于制造压电晶体元件的为a石英晶体

石英晶体的结晶形态和坐标系

      固体可以分为结晶体(晶体)与非结晶体(非晶体)两大类。晶体中有外形高度对称的单晶体(如石英晶体)和由许多微细晶体组成的多晶体(如各种金属)。晶体的主要特性是原子和分子的有规则排列,这种排列反映在宏观上是外形的对称性,而非晶体就不具备这种特性,例如石英玻璃,它的成份与贴片石英晶振石英晶体一样是SiO2,但不属于晶体。

晶体可以是天然的,也可以由人工培养。晶态物质在适当条件下,能自发地发展成为一个凸多面体形的单晶体。围成这样一个多面体的面称为晶面;晶面的交线称为晶棱;晶棱的会集点称为顶点。发育良好的单晶体,外形上最显著的特征是晶面有规则的配置,属于同一品种的晶体,两个对应晶面(或晶棱)间的夹角恒定不变。图1.1.1给出了理想石英晶体的外形。

石英晶体的晶面共30个,分为五组,六个m面(柱面),六个R面(大棱面),六个r面(小棱面)六个s面(三方双锥面),六个x面(三方偏方面),相邻m面的夹角为60°相邻m面和R面的夹角与相邻m面和r面的夹角都等于38°13,相邻s面与x面的夹角等于25°57。由于外界条件能使某一个或某一组晶面相对地变小或完全隐没,所以实际见到的石英晶体很少如图1.1.1所示,就是人造石英晶体的外形也只是接近理想情况。

(a)右旋石英晶体 (b)左旋石英晶体

图1.1.1石英晶体的理想外形

晶体内部结构的规律性,造成了它在外形上的对称性。例如:晶体可以有对称轴、对称中心、对称面等对称元素。石英晶体存在一个三次对称轴(或三次轴即晶体绕该轴旋360°3后能够复原)和三个互成120°的二次轴,如图1.1.2中的a、b、d轴

图1.1.2石英晶体的对称轴和直角坐标系

在结晶学中,晶体的内部结构可以概括为是由一些“点子”在空间有规则地作周期的无限分布:“点子”代表原子、离子、分子或其集团的重心。这些“点子”的总体称为点阵,构成石英晶体的是二氧化硅分子,而二氧化硅分子的重心又正好与硅离子重合,因此硅离子的点阵就可以反映出石英晶体的内部结构。石英晶体振荡器,石英晶体的各层硅离子若按右手螺旋规则分布,则称为右旋石英晶体;若按左手螺旋规则分布,称为左旋石英晶体。从外形上看,右旋石英晶体的s面在R面的右下方或m面的左上方,左旋石英晶体的s面在R面的左下方或m面的右上方(见图1.1.1),它们互为镜象对称。

晶体物理性质的各向异性和晶体外形的对称性有关,因此讨论石英贴片晶振,石英晶体的物理性质时,采用为图1.1.2所示的直角坐标系较为方便。选c轴为z轴,a(或b、d)轴为x轴,与x轴、z轴垂直的轴为y轴。其指向按1949年IRE标准规定对左、右旋石英晶体均采用右手直角坐标系。