納卡株式會社是一家采用模擬電路技術(shù)并擅長處理定制規(guī)格的石英晶體器件制造商,英文名稱NAKA Crystal,納卡晶振廣泛應(yīng)用于"低相位噪聲,高頻率,高可靠"強(qiáng)烈要求的通信設(shè)備,廣播設(shè)備,測量設(shè)備,交通基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備,醫(yī)療設(shè)備,國防設(shè)備.下面讓我們深入的了解下納卡株式會社在晶體行業(yè)的發(fā)展成長之路.

NAKA晶振的目標(biāo)是成為一家緊跟客戶未來的公司,實(shí)現(xiàn)長期的石英貼片晶振供應(yīng),以應(yīng)對停產(chǎn),這是NAKA所重視的問題.“納卡晶振及公司抓住了環(huán)境保護(hù)作為企業(yè)社會責(zé)任的一部分,旨在企業(yè)友好的地球,在經(jīng)營活動中,努力減少全球環(huán)境影響的各個方面.”所生產(chǎn)的石英晶振,貼片晶振,石英晶體振蕩器產(chǎn)品均符合國際環(huán)保要求,無鉛無害具有高可靠性.

精工SH-32S晶振延續(xù)了SC-32S晶振的尺寸,3.2x1.5mm體積,不過采用的是4腳焊接模式.可使用高速自動貼片機(jī)焊接,大大的節(jié)省了人力物力.SH-32S石英晶體振蕩器工作溫度-40℃~85℃,儲存溫度在-55℃~125℃范圍,具有出色的頻率精度和溫度特性.

SH-32S晶振運(yùn)用獨(dú)特的光刻技術(shù),先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù),具有高品質(zhì),高可靠性.可供1.3V~5.5V電源電壓,具有低電壓,低功耗等特點(diǎn).起振時間快速達(dá)0.5Max,所生產(chǎn)材料均符合無鉛無害要求.

32.768K晶振在音響里的作用為收音機(jī)調(diào)頻控制,以及外置喇叭,功放控制系統(tǒng).最初簡單的只具備播放音樂的小音響內(nèi)部會用到32.768K音叉表晶,慢慢到后來發(fā)展的藍(lán)牙音響,智能音響用32.768K貼片晶振,3225晶振,2520晶振等.

不管是哪種音響都會用到石英晶振,貼片晶振,而晶振的精度決定了音質(zhì)的好壞.因此為了帶給用戶更優(yōu)質(zhì)的享受,選擇一款高精度石英晶振是一件很有必要的事情.智能音響豐富多彩的功能帶給我們驚喜,未來的音響我相信會比現(xiàn)在更具高科技,也許跟智能機(jī)器人比較也不相上下.

隨著電子智能產(chǎn)品對晶振的使用需求不斷增加,對于晶振的性能要求也在不斷變化,晶振品牌越來越多,日本進(jìn)口晶振,臺產(chǎn)晶振系列,歐美進(jìn)口晶振在國內(nèi)的市場打開,更多品牌進(jìn)入我們的視線.比如CTS晶振,微晶晶振,Abracon晶振,Sitime可編程晶振都一些比較常見的品牌,還有一些格林雷晶振,QANTEK晶振,ILSI晶振,WI2WI晶振等國際品牌.以下億金電子所介紹的是Abracon晶振的成立發(fā)展以及產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域等.

Abracon llc晶振集團(tuán)是全球頻率控制、信號調(diào)節(jié)、時鐘分布和磁性元件的制造商.Abracon提供廣泛的石英晶體、晶體和MEMS振蕩器、壓電石英晶體元器件、壓電石英晶體、有源晶體、壓電陶瓷諧振器,實(shí)時時鐘、天線、藍(lán)牙模塊、陶瓷諧振器、電感濾波器和諧振器、電感器、變壓器和電路保護(hù)元件.

FOX晶振在美國成立,位于佛羅里達(dá)州邁爾斯堡,自創(chuàng)建以來堅(jiān)持不斷為用戶提供高品質(zhì),高精密石英晶體振蕩器,石英晶振,貼片晶振,石英晶體諧振器等頻率元件.FOX晶振在美過與CTS晶振,IDT晶振等品牌有著同樣高的人氣.是大多知名企業(yè)指定的石英晶振供應(yīng)商.

2009年10月7日,?？怂咕д窦瘓F(tuán)推出了3225封裝壓控溫補(bǔ)晶振系列的FOX923-GP晶振,此款石英晶體振蕩器具有穩(wěn)定±0.5ppm的寬工作溫度范圍-30°C到85°C.具有精度穩(wěn)定,耐高溫,品質(zhì)高等特點(diǎn).

   臺灣晶技晶振英文名稱TXC晶振,成立于1983年,專業(yè)生產(chǎn)石英晶振,貼片晶振,石英晶體諧振器,石英晶體振蕩器,有源晶振等頻率元件.所生產(chǎn)的晶振產(chǎn)品具有起振快,高品質(zhì),低損耗,高精度等特點(diǎn),是國內(nèi)上百家大型知名企業(yè)指定晶振品牌.

   億金電子代理臺灣TXC晶振提供各種封裝尺寸以及晶振型號編碼查詢,更有完美的晶振產(chǎn)品解決方案.以下為億金進(jìn)口晶振代理商所整理的TXC晶振不同體積12M晶振對應(yīng)的原廠料號查詢表.歡迎新老用戶收藏,方便下次選型參照使用.

   TXC晶振是臺灣知名頻率元件生產(chǎn)制造商,擁有先進(jìn)的儀器設(shè)備以及生產(chǎn)理念.明白市場所需,與時俱進(jìn)所生產(chǎn)石英晶振,貼片晶振,石英晶體振蕩器具有超小,超薄,精度穩(wěn)定,低損耗等優(yōu)勢特點(diǎn).

    臺灣TXC晶振中文名稱晶技晶振,是國內(nèi)廣大用戶指定晶振品牌.TXC生產(chǎn)石英晶振,有源晶振,具有1.8V~5V電壓供應(yīng)不同領(lǐng)域用戶選擇.TXC石英晶體高超的生產(chǎn)技術(shù),一流的服務(wù),優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)是對客戶最有力的保障.

   臺灣TXC晶振耳熟能詳,電子行業(yè)的人都知道,臺灣數(shù)一數(shù)二的頻率元件生產(chǎn)制造商,主要生產(chǎn)石英晶振,貼片晶振,有源晶振,石英晶體諧振器等.TXC晶振自成立以來發(fā)展至今快有40多年了,至始至終以服務(wù)客戶,以質(zhì)量,以交期為第一的發(fā)展理念.

   TXC晶振擁有先進(jìn)的技術(shù),高端儀器設(shè)備,訓(xùn)練有素的精英團(tuán)隊(duì),超前的創(chuàng)新思維,TXC晶振發(fā)展至今在國內(nèi)外,臺灣,香港,蘇州,泰國,馬來西亞,深圳,重慶等地設(shè)有研發(fā)生產(chǎn)基地,銷售辦事處遍布世界各地.

晶振是為電路提供基準(zhǔn)頻率信號源的一種頻率元件,在前面的文章中億金電子有提到過關(guān)于石英晶振晶片的選擇,晶振刻蝕的影響,晶振片的生產(chǎn)材料等信息,那么下面要給大家說的是利用石英晶振作為微力傳感器的分析講解.

在非接觸測量模式中,微懸臂是要靠壓電驅(qū)動器進(jìn)行AC驅(qū)動來做小幅的振動,隨著其進(jìn)一步的發(fā)展,人們把目光開始轉(zhuǎn)向壓電材料,當(dāng)石英等材料受到應(yīng)變時會產(chǎn)生電荷,而當(dāng)在這些材料上施加電場時,其幾何尺寸就會發(fā)生變化,這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)I18。1990年IBM公司GrutterP等提出了可以將微懸臂粘附在雙晶片之間以產(chǎn)生穩(wěn)定性很好的高頻振蕩信號,從而對由于力梯度的作用下懸臂的形變信號進(jìn)行頻率調(diào)制,通過解調(diào)就可以獲得表面形貌,研究顯示了在固定帶寬的情況下,靈敏度可提高2倍以上。

1991年TR.Albrech等采用在片層壓電材料表面刻蝕出針尖來取代傳統(tǒng)的用si材料做成的微懸臂201。由于壓電材料能將機(jī)械振動特性的變化直接轉(zhuǎn)化為電荷變化,因此不需要激光測微儀,但用其制作的微懸臂品質(zhì)因數(shù)Q值(約200)較低,使得分辨率有待提高,而且在片層壓電材料表面刻蝕出針尖的成本太高。因此必須使用一種高品質(zhì)因數(shù)的壓電材料的傳感器以提高信噪比。

使用針式傳感器的想法在1988年就產(chǎn)生了,當(dāng)時因?yàn)闇y量集成電路的需要,研究人員曾經(jīng)試圖模仿傳統(tǒng)的輪廓儀,將一個針尖制作成圓弧半徑可達(dá)nm級,這樣就可以突破一些物理極限,如光的波長,以獲得大約相當(dāng)于光波長的百分之一的測量精度。但是這需要解決兩個問題:針尖的制備和測量相互作用力。1988年,P.Gunther等人探討了使用石英音叉晶振作為傳感器的可能性，將音叉的一個角作為針尖逼近樣品表面,音叉的幅值和頻率會隨著逼近距離的變化而變化,證明了使用石英晶振作為傳感器,是一個很有希望的發(fā)展方向。1993年,K.BARTZKE等研制出了第一臺這樣的針式傳感器并將它用于AFM的測量中,其針尖的制備使用了機(jī)械蝕刻金剛石的方法為了檢測針尖和樣品之間的接觸,針尖被固定在一個高靈敏度的1MHEZ桿狀晶振上,晶振的諧振參數(shù)的變化可以被相應(yīng)的電路檢測出來。

1995年, A Michels等報(bào)道了將晶振作為掃描近場聲顯微鏡的探針的研究。將1MHZ桿狀晶振的尖角作為針尖以45°角與樣品逼近,將晶振受到的阻尼信號作為測量距離的信號得到物體表面的形貌圖。其垂直分辨率達(dá)到了50nm,水平分辨率達(dá)到了200nm,是介于傳統(tǒng)的輪廓儀和SFM之間的一種儀器24。隨著研究的進(jìn)一步深入,研究者開始探討將針式傳感器作為其他類型顯微鏡的應(yīng)用。M. Todorovic等在1998年報(bào)道了一種使用音叉作為傳感器的磁力顯微鏡。在石英音叉的一支腳上粘附一個經(jīng)過磁化的非常細(xì)小的針尖,即可構(gòu)成磁力傳感器。石英音叉晶振的腳只有2mm長,200um厚,100um寬,彈性常數(shù)只有200N/m,只有傳統(tǒng)的AFM儀器的十分之-。針尖是電化學(xué)腐蝕鎳絲的方法制作的,針尖的安裝保證了音叉的彈性常數(shù)和Q值不發(fā)生大的變化。

國內(nèi)這一領(lǐng)域的工作開展的比較晚,1997年,計(jì)量科學(xué)研究院與西德的合作項(xiàng)目中首次使用了這一技術(shù),之后我們實(shí)驗(yàn)室也在這一領(lǐng)域進(jìn)行了跟蹤研究,并獲得了初步的結(jié)果。

從上述發(fā)展歷程可以看出,使用貼片晶振,石英晶振作為針式傳感器,到目前其測試精度并沒有達(dá)到很高,但是由于其成本低廉,易于獲得,性能穩(wěn)定,在測試方法上具有獨(dú)到的優(yōu)勢,因此是一個很有前途的發(fā)展方向,隨著研究的進(jìn)一步深入,它的測量精度有可能進(jìn)一步提高,這對于工業(yè)界和實(shí)驗(yàn)室來說,是一個性價比很高的測量儀器,對于科學(xué)試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用都具有很大的價值。

石英貼片晶振在安防系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要.比如上面我們所提到的感應(yīng)卡門禁內(nèi)部就有用到圓柱晶振32.768K系列,這里大多客戶會選擇5PPM,10PPM高精度晶振,比如VT-200-F精工晶體,C-002RX愛普生晶振等2x6mm都是客戶優(yōu)先選擇的對象.

安防系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控用到比較多的就是32.768K貼片晶振,這里根據(jù)種類可選擇3215晶振封裝,4115晶振封裝,7015晶振封裝,常見型號比如SC-32S晶振,MC-146晶振,SSP-T7晶振,DST310S晶振,MC415晶振等等.MHZ晶振系列常用封裝有3225貼片晶振,2520貼片晶振等,16M石英晶振,26M石英晶振等頻率是較為常用的,在監(jiān)控?cái)z像中起到存儲作用,小小的體積滿足網(wǎng)絡(luò)攝像對于小型化的要求,具有精度穩(wěn)定,低功耗,高可靠使用特性等優(yōu)勢.

關(guān)于智能家居中用到的晶振有興趣可以到億金新聞動態(tài)中查看,在前面的文章中我們有提到過關(guān)于貼片晶振的用途以及智能家居中用哪些石英貼片晶振.更有晶振選型,晶振原廠代碼等資料信息免費(fèi)提供下載.

億金電子專業(yè)生產(chǎn)銷售石英晶振,貼片晶振,32.768K,聲表面濾波器,石英晶體振蕩器等產(chǎn)品,發(fā)展多年來擁有先進(jìn)的工藝,精湛的技術(shù)以及現(xiàn)代化的管理手段使得我們在激烈的競爭市場中站穩(wěn)腳跟.先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,一流的技術(shù),優(yōu)秀的銷售精英團(tuán)隊(duì)是我們對您最有力的保障.億金電子代理進(jìn)口晶振品牌,包括臺產(chǎn)晶振,歐美進(jìn)口晶振,日系晶振品牌,比如NDK晶振,KDS晶振,EPSON晶振,精工晶體,西鐵城晶振,IDT有源晶振,TCX晶振,京瓷晶振石英晶振,泰藝晶振,鴻星晶振,CTS晶振貼片晶振,瑞士微晶晶振,Jauch晶振等等.

石英晶振是一種頻率元件，為電路提供基準(zhǔn)信號頻率。隨著智能科技的發(fā)展，晶振的發(fā)展腳步也在不斷加快。關(guān)于晶振的作用和晶振分類，以及石英晶振在不同產(chǎn)品中的應(yīng)用原理大家可以到前面的文章中查看。下面億金電子要給大家介紹的是石英晶振參數(shù)的變化可以被相應(yīng)的電路檢測出來，因此我們做了以下分析。

1995年, A Michels等報(bào)道了將晶振作為掃描近場聲顯微鏡的探針的研究。將1MHZ桿狀晶振的尖角作為針尖以45°角與樣品逼近,將石英晶振受到的阻尼信號作為測量距離的信號得到物體表面的形貌圖。其垂直分辨率達(dá)到了50nm,水平分辨率達(dá)到了200nm,是介于傳統(tǒng)的輪廓儀和SFM之間的一種儀器24。

隨著研究的進(jìn)一步深入,研究者開始探討將針式傳感器作為其他類型顯微鏡的應(yīng)用。M. Todorovic等在1998年報(bào)道了一種使用音叉作為傳感器的磁力顯微鏡。在音叉表晶的一支腳上粘附一個經(jīng)過磁化的非常細(xì)小的針尖,即可構(gòu)成磁力傳感器。石英音叉的腳只有2mm長,200um厚,100um寬,彈性常數(shù)只有200N/m,只有傳統(tǒng)的AFM儀器的十分之-。針尖是電化學(xué)腐蝕鎳絲的方法制作的,針尖的安裝保證了音叉的彈性常數(shù)和Q值不發(fā)生大的變化。

國內(nèi)這一領(lǐng)域的工作開展的比較晚,1997年,計(jì)量科學(xué)研究院與西德的合作項(xiàng)目中首次使用了這一技術(shù),之后我們實(shí)驗(yàn)室也在這一領(lǐng)域進(jìn)行了跟蹤研究,并獲得了初步的結(jié)果。

從上述發(fā)展歷程可以看出,使用石英晶振,貼片晶振作為針式傳感器,到目前其測試精度并沒有達(dá)到很高,但是由于其成本低廉,易于獲得,性能穩(wěn)定,在測試方法上具有獨(dú)到的優(yōu)勢,因此是一個很有前途的發(fā)展方向,隨著研究的進(jìn)一步深入,它的測量精度有可能進(jìn)一步提高,這對于工業(yè)界和實(shí)驗(yàn)室來說,是一個性價比很高的測量儀器,對于科學(xué)試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用都具有很大的價值。

從上述可知,現(xiàn)有的基于微懸臂的掃描磁力顯微鏡存在種種不足。鑒于此, 本文想研制出一種采用新型傳感器的結(jié)構(gòu)緊湊的掃描磁力顯微裝置,以達(dá)到高的測量穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和具有納米尺度的測量分辨率。由此,該儀器的研究成功,可在下面幾個方面起到促進(jìn)作用。

首先它可用于磁記錄工業(yè)中的質(zhì)量檢驗(yàn)控制中。例如對光盤制造進(jìn)行超微觀檢測。另外對磁記錄位的大小及分布等進(jìn)行高分辨率的檢測。再次,可用于對生物樣品磁觸覺細(xì)菌內(nèi)亞微米磁疇顆粒進(jìn)行直接觀察及對單個細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)磁矩的定量研究。

關(guān)于晶振的信息億金電子在前面的文章中已經(jīng)提到過很多次了,大家有不懂的可以到億金新聞動態(tài)中了解.下面我們要說的是關(guān)于石英晶振晶片的由來以及石英晶振晶片的工作原理.

石英晶振晶片的由來

科學(xué)家最早發(fā)現(xiàn)一些晶體材料,如石英,經(jīng)擠壓就象電池可產(chǎn)生電流(俗稱壓電性),相反,如果一個電池接到壓電晶體上,石英晶體就會壓縮或伸展,如果將電流連續(xù)不斷的快速開「關(guān),晶體就會振動。

在1950年,德國科學(xué)家 GEORGE SAUERBREY研究發(fā)現(xiàn),如果在石英晶體,石英晶體諧振器的表面上鍍一層薄膜,則石英晶體的振動就會減弱,而且還發(fā)現(xiàn)這種振動或頻率的減少,是由薄膜的厚度和密度決定的,利用非常精密的電子設(shè)備,每秒鐘可能多次測試振動, 從而實(shí)現(xiàn)對晶體鍍膜厚度和鄰近基體薄膜厚度的實(shí)時監(jiān)控。從此,膜厚控制儀就誕生了。

薄薄圓圓的晶振片,來源于多面體石英棒,先被切成閃閃發(fā)光的六面體棒,再經(jīng)過反復(fù)的切割和研磨,石英棒最終被做成一堆薄薄的(厚0.23mm,直徑1398mm)圓片,每個圓片經(jīng)切邊,拋光和清洗,最后鍍上金屬電極(正面全鍍,背面鍍上鑰匙孔形),經(jīng)過檢測,包裝后就是我們常用的晶振片了。

用于石英膜厚監(jiān)控用的石英芯片采用AT切割,對于旋光率為右旋晶體,所謂AT切割即為切割面通過或平行于電軸且與光軸成順時針的特定夾角。AT切割的晶體片振動頻率對質(zhì)量的變化極其靈敏,但卻不敏感干溫度的變化。這些特性使AT切的石英晶體片更適合于薄膜淀積中的膜厚監(jiān)控。

石英晶振晶片的原理

石英晶體是離子型的石英晶體,由于結(jié)晶點(diǎn)陣的有規(guī)則分布,當(dāng)發(fā)生機(jī)械變形時,例如拉伸或壓縮時能產(chǎn)生電極化現(xiàn)象,稱為壓電現(xiàn)象。例石英晶振晶體在9.8×104Pa的壓強(qiáng)下承受壓力的兩個表面上出現(xiàn)正負(fù)電荷約0.5V的電位差。壓電現(xiàn)象有逆現(xiàn)象,即石英晶體在電場中晶體的大小會發(fā)生變化,伸長或縮短,這種現(xiàn)象稱為電致伸縮。

石英晶體壓電效應(yīng)的固有頻率不僅取決于其幾何尺寸,切割類型而且還取決于芯片的厚度。當(dāng)芯片上鍍了某種膜層,使芯片的厚度增大,則芯片的固有頻率會相應(yīng)的衰減。石英晶振,石英晶體的這個效應(yīng)是質(zhì)量負(fù)荷效應(yīng)。石英晶體膜厚監(jiān)控儀就是通過測量頻率或與頻率有關(guān)的參量的變化而監(jiān)控淀積薄膜的厚度。

石英晶體法監(jiān)控膜厚,主要是利用了石英晶體,石英晶體振蕩器的壓電效應(yīng)和質(zhì)量負(fù)荷效應(yīng)。

石英晶體的固有頻率f不僅取決于幾何尺寸和切割類型,而且還取決于厚度d,即f=N/d,N是取決與石英晶振晶體的幾何尺寸和切割類型的頻率常數(shù)對于AT切割的石英晶體,N=f·d=1670Kcmm。

物理意義是:若厚度為d的石英晶體厚度改變△d,則石英貼片晶振頻率變化△f, 式中的負(fù)號表示晶體的頻率隨著膜增加而降低然而在實(shí)際鍍膜時，沉積的是各種膜料,而不都是石英晶體材料,所以需要把石英晶振厚度增量△d通過質(zhì)量變換轉(zhuǎn)換成膜層厚度增量△dM,即

A是受鍍面積,pM為膜層密度,p。為石英密度等于265g/cm3。于是△d=(pM/pa)"△dM,所以

式中S稱為變換靈敏度。

對于一種確定的鍍膜材料,為常數(shù),在膜層很薄即沉積的膜層質(zhì)量遠(yuǎn)小于石英芯片質(zhì)量時,固有頻率變化不會很大這樣我們可以近似的把S看成常數(shù),于是上式表達(dá)的石英晶振晶體頻率的變化人行與沉積薄膜厚度△dM有個線性關(guān)系因此我們可以借助檢測石英晶體固有頻率的變化,實(shí)現(xiàn)對膜厚的監(jiān)控。

顯然這里有一個明顯的好處,隨著鍍膜時膜層厚度的增加,晶振頻率單調(diào)地線性下降,不會出現(xiàn)光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)中控制信號的起伏,并且很容易進(jìn)行微分得到沉積速率的信號。因此,在光學(xué)監(jiān)控膜厚時,還得用石英晶振,石英晶體法來監(jiān)控沉積速率,我們知道沉積速率穩(wěn)定隊(duì)膜材折射率的穩(wěn)定性、產(chǎn)的均勻性重復(fù)性等是很有好處和有力的保證。

石英晶體膜厚控制儀有非常高的靈敏度,可以做到埃數(shù)量級,顯然石英晶體的基頻越高,控制的靈敏度也越高,但基頻過高時晶體片會做得太薄,太薄的芯片易碎。

所以一般選用的石英晶振,貼片晶振片的頻率范圍為5~10MHz。在淀積過程中,基頻最大下降允許2~3%,大約幾百千赫?；l下降太多振蕩器不能穩(wěn)定工作,產(chǎn)生跳頻現(xiàn)象。如果此時繼續(xù)淀積膜層,就會出現(xiàn)停振。為了保證振蕩穩(wěn)定和有高的靈敏度體上膜層鍍到一定厚度后,就應(yīng)該更換新的晶振片。

此圖為膜系鍍制過程中部分頻率與厚度關(guān)系圖。

晶振離子刻蝕頻率微調(diào)技術(shù)及生產(chǎn)工藝報(bào)告

1.頻率微調(diào)方法

石英晶振的頻率是由石英晶振晶片的厚度以及電極膜的厚度決定的,為此,當(dāng)調(diào)整此厚度就可以調(diào)整石英晶振的頻率。石英晶振的制作過程是先將石英晶片從石英晶體上按一定角度切下,然后按一定尺寸進(jìn)行研磨,接著在晶片兩面涂覆金屬電極層,此時與目標(biāo)頻率相差2000ppm~3000p0m,每個電極層與管腳相連與周圍的電子元器件組成振蕩電路,隨后進(jìn)行頻率微調(diào),使其與目標(biāo)頻率的差可以減少到2ppm以下。最后加上封裝外殼就完成了。

石英晶振的頻率微調(diào)是對每個石英晶振邊測頻率,邊調(diào)整電極膜的厚度。使頻率改變,達(dá)到或接近目標(biāo)頻率。電極膜厚的調(diào)整方法主要有兩種,真空蒸著法和離子束刻蝕法。

真空蒸著法是在石英晶振晶片的電極膜上用加熱蒸著的辦法繼續(xù)增加電極膜的厚度, 達(dá)到調(diào)整頻率的目的。這種方法結(jié)構(gòu)簡單,易于控制。缺點(diǎn)是在石英晶振晶片表面產(chǎn)生多層電極膜,并且密著度會變差,當(dāng)石英晶振小型化時,會使原來的電極膜和調(diào)整膜的位置發(fā)生偏移,使石英晶振的電氣性能降低。

離子刻蝕頻率微調(diào)法,是用離子束將電極膜打簿,調(diào)整石英晶振的頻率。因此,不會產(chǎn)生多層電極膜,也不會有電極膜和調(diào)整膜的位置偏移,石英晶振的電氣性能也不會降低。

2.離子刻蝕頻率微調(diào)方法

圖4-1是基于離子刻蝕技術(shù)的頻率微調(diào)示意圖,離子刻蝕頻率微調(diào)方法,當(dāng)照射面積小于2~3mm2,在beam電壓低于100V以下就可獲得接近10mA/cm2的高電流密度的離子束,離子束的刻蝕速度在寬范圍內(nèi)可進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖中采用的是小型熱陰極PIG型離子槍,放電氣體使用Ar,流量很小只需035cc/min。在:圓筒狀的陽極周圍安裝永久磁石,使得在軸方向加上了磁場這樣的磁控管就變成了離子透鏡, 可以對離子束進(jìn)行聚焦。

熱陰極磁控管放電后得到的高密度等離子,在遮蔽鉬片和加速鉬片之間加高達(dá)1200V高壓后被引出。并且可以通過對熱陰極的控制調(diào)整等離子的速度。用離子束照射石英晶振,石英晶體的電極膜,通過濺射刻蝕使得頻率上升米進(jìn)行頻率微調(diào)。在調(diào)整時,通過π回路使用網(wǎng)絡(luò)分析儀對石英貼片晶振的頻率進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)達(dá)到目標(biāo)頻率后就停止刻蝕,調(diào)整結(jié)束。

因?yàn)槭⒕д衽cπ回路之間用電容連接,離子束的正電荷無法流到GND而積聚在石英晶片上,使石英晶片帶正電荷。其結(jié)果不僅會使頻率微調(diào)速度降低,而且使石英晶片不發(fā)振,無法對石英晶振的頻率進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。為此,必須采用中和器對石英晶片上的正電荷進(jìn)行中和。

在進(jìn)行離子刻蝕頻率調(diào)整時,離子束對一個制品進(jìn)行刻蝕所需的時間為1~2秒, 而等待的時間約2秒,等待時間包括對制品的搬送和頻率的測量時間。在等待時間中, 是將擋板關(guān)閉的。如果在這段時間內(nèi),離子槍繼續(xù)有離子束引出,則0.5mm厚的不銹鋼擋板將很快被穿孔而報(bào)廢。為此,在等待時間內(nèi),必須停止離子槍的離子束引出。

可以用高壓繼電器切斷離子槍的各電源,除保留離子槍的放電電源(可維持離子槍的放電穩(wěn)定)。這樣,在等待時間沒有離子束的刻蝕,使擋板的使用壽命大大增長。同是,出于高壓繼電器的動作速度很快,動作時間比機(jī)械式擋板的動作時間少很多,所以調(diào)整精度也可得到提高。

3.離子束電流密度

在圖4-1中,為了提高操作性,簡化自動化過程中的參數(shù)設(shè)定,只對beam電壓和放電電流進(jìn)行控制,而放電電壓和Ar流量保持不變,加速電壓取beam電壓的20%。

圖4-2表示的是在不同的beam電壓下,隨著放電電流的變化,石英晶振的電極膜處(與離子槍加速鉬片的距離為25mm)所測得的電流密度。從圖中可以知道,對于不同的beam電壓,放電電流變化時,都有相對應(yīng)的放電電流使得電流密度達(dá)到最大。本文說所的晶振離子刻蝕頻率微調(diào)就是采用了各不同beam電壓時的最大電流密度進(jìn)行的。當(dāng)設(shè)定好調(diào)整速度后,根據(jù)計(jì)算決定beam電壓,然后根據(jù)該電壓下最大的電流密度計(jì)算出放電電流。

4.離子刻蝕頻率微調(diào)加工工藝

晶振離子刻蝕頻率微調(diào)加工工藝與真空蒸著頻率微調(diào)有相似處也有不同處。首先,兩種頻率微調(diào)方法都必須在高真空環(huán)境下進(jìn)行,因此在加工前都必須確認(rèn)真空腔的真空度是否達(dá)到要求,一般都要求在1×103Pa以上。其次還必須確認(rèn)真空腔的水冷設(shè)備沒有漏水現(xiàn)象,使用的真空泵需要用真空油時還要確認(rèn)真空腔內(nèi)沒有被油污染。接著還要保證石英晶振,石英晶體諧振器上沒有灰塵或臟污等異物附著,為了有效的控制異物,加工環(huán)境最好是5000級以下的凈化空間。離子刻蝕頻率微調(diào)加工除了要注意以上要求外,還必須注意到離子刻蝕后數(shù)秒內(nèi)頻率的偏移問題,這個問題將直接影響到生產(chǎn)效率和合格率。

1880年法國物理學(xué)家居里兄弟發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)。當(dāng)在石英晶體的某個固定的方向加上壓力后,晶體的內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象,并且在對應(yīng)的兩個表面上分別產(chǎn)生正負(fù)電荷。當(dāng)去除所加的壓力后,石英晶振晶體表面的正負(fù)電荷又會消失,恢復(fù)到原來沒有加壓力的狀態(tài);當(dāng)所加的壓力改為拉力后,晶體表面產(chǎn)生的正負(fù)電荷的極性也會隨之改變。石英晶振晶體表面所產(chǎn)生的電荷量與所加的壓力或拉力的大小成正比。這種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)象就稱為正壓電效應(yīng)。

相反,如果在石英晶體的極化方向上外加交變電場時,就會使晶體產(chǎn)生膨脹或縮小的機(jī)械變形。當(dāng)去掉所加的交變電場后,該石英晶振晶體的機(jī)械變形也隨之消失,恢復(fù)到原來的狀態(tài)。這種電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”.自然界中雖然有很多晶體都具有上述壓電效應(yīng),但是石英貼片晶振晶體結(jié)構(gòu)簡單,做成的振蕩器精度高,頻率穩(wěn)定,因此是比較理想的材料。

圖2-1是正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)的示意圖。表示某一非中心對稱的壓電石英晶體在某一平面上的投影,當(dāng)其兩側(cè)受到一定外力時的情況。其中(a)表示當(dāng)石英晶振晶體不受外力時,正電荷與負(fù)電荷的中心重合。晶體的電極化強(qiáng)度為0,晶體表面就不帶電荷。(b) 表示在(a)中的晶體兩側(cè)加上壓力后,產(chǎn)生電極化現(xiàn)象。即晶體發(fā)生壓縮變形使得正電荷與負(fù)電荷的中心分離。為此,石英晶振晶體就顯示有電偶極距,電極化強(qiáng)度就不再等于0晶體表面分別出現(xiàn)了正、負(fù)電荷。(c)中則表示將晶體兩側(cè)的壓力改為拉力后,因?yàn)槭?font color='red'>貼片晶振晶體產(chǎn)生膨脹變形后正電荷與負(fù)電荷的中心分離方向與(b)中的正好相反,所以晶體兩側(cè)表面所帶的正、負(fù)電荷情況也正好相反。

如果在石英晶振晶體兩側(cè)的表面鍍上金屬電極后, 當(dāng)在其表面加上壓力或拉力時,都可以利用儀表測得晶體兩側(cè)表面的電位差。只是金屬電極上由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電荷與石英晶體表面出現(xiàn)的束縛電荷極性相反。如(d)、(e) 所示,它們分別表示(b)、(c)在加壓力的面或加拉力的面鍍上金屬電極的情況。當(dāng)施加壓力或拉力的方向和產(chǎn)生電位差的方向一致時,稱為縱向壓電效應(yīng)。也有一些壓電材料,施加壓力或拉力的方向和產(chǎn)生電位差的方向是垂直的,這種現(xiàn)象則被稱為橫向壓電效應(yīng)。相反,如果壓電石英晶體在電場中,出于電場的作用,使石英晶振晶體正電荷與負(fù)電荷的中心發(fā)生分離。這種極化現(xiàn)象則會導(dǎo)致石英晶體,石英晶體振蕩器的變形,這就是電致變形,也就是逆壓電效應(yīng).

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石英晶振主要用在電路中作穩(wěn)頻元件。為了克服傳統(tǒng)的掃描探針顯微鏡在應(yīng)用中的不足,本文采用石英晶振作為微力傳感器來取代傳統(tǒng)的微懸臂和位移檢測裝置。而石英晶振有兩個優(yōu)點(diǎn)：

1、壓電效應(yīng),從而使石英晶振免去了中間轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié),形成一個獨(dú)立的直接和即時的微力測量單元。

2、空氣中極高的品質(zhì)因素,從而使最小可測力梯度減小,傳感器的靈敏度提高。

2.1晶振作為測量元件的物理特性研究

石英晶體是六棱柱而兩端呈角錐形的結(jié)晶體,其化學(xué)成分是Si02,下圖所示是石英晶振晶體的坐標(biāo)軸系：

通常將通過兩頂端的軸線稱為光軸(Z軸),與光軸垂直又通過晶體切面的六個角的三條軸線稱為電軸(X軸),與光軸垂直又和石英晶振晶體橫切面六邊形的六個邊垂直的三條軸線稱為機(jī)械軸(Y軸),X軸、Y軸、Z軸統(tǒng)稱為晶體的坐標(biāo)軸系。在同一方向上,石英晶振晶體的性質(zhì)是完全相同的。

石英晶體是一種各向異性的晶體,它具有正壓電效應(yīng)。沿某一機(jī)械軸或者電軸施加壓力,則在垂直于這些軸的兩個表面上就產(chǎn)生了異號電荷,其值與機(jī)械壓力產(chǎn)生的機(jī)械形變成正比,若施以張力,則表面上的電荷與受壓時的符號相反。造成這種結(jié)果的原因是貼片晶振,石英晶振晶體的晶格在壓力下變形,導(dǎo)致電荷分布不均勻。石英晶體還具有逆壓電效應(yīng),如果在石英晶體兩個面之間加一電場,則晶體在電軸或機(jī)械軸方向上就會延伸或壓縮,延伸或壓縮量與電場強(qiáng)度成正比。

如果將石英晶體置于交變電場中,則在電場的作用下,貼片晶振晶體的體積會發(fā)生周期性的壓縮或拉伸的變化,這樣就形成了晶體的機(jī)械振動,晶體的振動頻率應(yīng)等于交變電場的頻率,在電路中也就是驅(qū)動電源的頻率。當(dāng)石英晶體諧振器振動時,在它的兩表面產(chǎn)生交變電荷,結(jié)果在電路中出現(xiàn)了交變電流,這樣壓電效應(yīng)使得晶體具有了導(dǎo)電性,可以視之為一個電路元件。石英晶振晶體本身還具有固有振動頻率,此振動頻率決定于晶體的幾何尺寸、密度、彈性和泛音次數(shù),當(dāng)石英晶振晶體,有源晶振的固有振動頻率和加于其上的交變電場的頻率相同時,晶體就會發(fā)生諧振,此時振動的幅值最大,同時壓電效應(yīng)在石英晶振晶體表面產(chǎn)生的電荷數(shù)量和壓電電導(dǎo)性也達(dá)最大,這樣石英晶體諧振器,石英晶振晶體的機(jī)械振動與外面的電場形成電壓諧振,這就是石英晶體作為振蕩器的理論基礎(chǔ)。

石英晶體的電氣特性可用圖中所示的等效電路圖來表示,由等效電阻R1、等效電感L1和等效電容C1組成的串聯(lián)諧振回路和靜態(tài)電容Co并聯(lián)組成,靜態(tài)電容C0主要由貼片晶振,有源晶振,石英晶體的尺寸與電極確定,再加上支架電容組成。等效電感L1和等效電容C1由切型、石英晶體片和電極的尺寸形狀來確定。等效電阻R1是決定石英晶振Q的主要因素,是直接影響石英晶體諧振器工作效果的一個重要參數(shù)。R1不僅由切型、石英晶體片形狀、尺寸、電極決定,而且加工條件、裝架方法等對其影響也很大。因此,同一型號,同一頻率的若干產(chǎn)品其Q值也相差很大。

在等效電路中,L1和C1組成串聯(lián)諧振電路,諧振頻率為:

通常石英晶體諧振器的阻抗頻率特性可用圖2.3表示。此處忽略了等效電阻R1的影響,由圖可見,當(dāng)工作頻率f時,晶體呈容性;當(dāng)工作頻率在f0與f之間時,晶體呈感性;當(dāng)工作頻率f>f時,晶體又呈容性。晶體在晶體振蕩器主振蕩級的振蕩電路呈現(xiàn)感性,即工作頻率在f于f之間。

石英晶振是高端智能產(chǎn)品不可或缺的一種頻率元件,主要為時鐘電路提供信號頻率.晶振根據(jù)市場不同需求分IDP晶振和SMD晶振,并且從過去的8045晶振大體積到現(xiàn)在的1612晶振,在不斷改小的石英貼片晶振,符合如智能產(chǎn)品對于小型化的追求.億金電子從事石英晶體行業(yè)十幾年,多年來誠信經(jīng)營,精益求精,為廣大用戶提供小尺寸,高精度,低價格晶振產(chǎn)品,并且免費(fèi)提供晶振技術(shù)資料下載.以下為億金電子技術(shù)工程支招,如何更好的管理石英晶振質(zhì)量以加強(qiáng)晶振的可靠性.

1.質(zhì)量與可靠性

眾所周知,質(zhì)量是石英晶振,貼片晶振的生命,因此,人們十分重視晶振的質(zhì)量。為了全面刻畫產(chǎn)品質(zhì)量,人們從不同側(cè)面提出了眾多質(zhì)量指標(biāo),這些質(zhì)量指標(biāo)形成了產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)體系。按照石英晶振,貼片晶振產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的屬性對其進(jìn)行分類,這些質(zhì)量指標(biāo)可分為性能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、安全性指標(biāo)、適應(yīng)性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等,如電視機(jī)有很多表示圖像清晰程度、音質(zhì)是否優(yōu)美等質(zhì)量指標(biāo),這些指標(biāo)都是聲表面濾波器,石英晶振,貼片晶振,石英晶體諧振器等電子元件在性能方面的指標(biāo)。也就是完成規(guī)定功能能力的指標(biāo)。產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)反映了產(chǎn)品保持其性能指標(biāo)的能力.如在電視機(jī)出廠時其各項(xiàng)性能指標(biāo)檢驗(yàn)是合格的,那么,3000小時后電視機(jī)是否仍保持出廠時各項(xiàng)性能指標(biāo)呢,這是用戶十分關(guān)心的問題,為了說明產(chǎn)品保持其性能指標(biāo)的能力,就必須向用戶提供有關(guān)該貼片石英晶振產(chǎn)品的可靠性指標(biāo),如平均壽命、可靠度等。

由此可見,可靠性也是產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的一個重要方面,他強(qiáng)調(diào)的是產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)和時間發(fā)展之間的關(guān)系,人們在使用產(chǎn)品時,使用產(chǎn)品的次數(shù)不是一定的這就要求了與時間有關(guān)的質(zhì)量指標(biāo),也就是可靠性達(dá)到人們的需求,質(zhì)量與可靠性水平俱佳的晶振才是真正的好產(chǎn)品。因此,質(zhì)量與可靠性是相輔相成的,缺一不可的。

2.質(zhì)量管理與可靠性管理

很多企業(yè)認(rèn)為分不清質(zhì)量管理與可靠性管理的區(qū)別,他們認(rèn)為可靠性管理就是質(zhì)量管理,可靠性管理應(yīng)有質(zhì)量部門來負(fù)責(zé),其他部門沒有可靠性管理的責(zé)任, 這樣的認(rèn)識是錯誤的。

目前很多企業(yè)都對質(zhì)量管理非常的重視,認(rèn)識到了質(zhì)量管理的重要性,也運(yùn)用可很多質(zhì)量管理方法來保證使用晶體振蕩器,石英貼片晶振的質(zhì)量,大部分企業(yè)都通過了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證,企業(yè)的質(zhì)量管理水平也都比較高?？梢哉f,絕大部分行業(yè),只要質(zhì)量管理水平提上去了,就可以滿足企業(yè)發(fā)展的需要。但在某些領(lǐng)域,比如航空航天、衛(wèi)星通訊、無線電傳輸、軍事裝備制造等領(lǐng)域,僅僅依靠質(zhì)量管理是不夠的。如果想達(dá)到對石英晶振,貼片晶振可靠性要求,那么一定要運(yùn)用可靠性管理來幫助企業(yè)來提升石英晶振,貼片晶振的可靠性。

質(zhì)量管理與可靠性管理既有聯(lián)系又有區(qū)別,在企業(yè)進(jìn)行可靠性管理之前, 定要分清楚質(zhì)量管理與可靠性管理之間的區(qū)別,可靠性可以看作是質(zhì)量特性中的個重要指標(biāo)?？煽啃怨芾砜梢援?dāng)作質(zhì)量管理的深層次的管理活動,它有著很多不同于質(zhì)量管理的特點(diǎn)。質(zhì)量管理相對側(cè)重于產(chǎn)品的生產(chǎn)階段,強(qiáng)調(diào)對貼片晶振,石英晶體振蕩器,石英晶振的生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。而可靠性管理是對產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全階段的可靠性管理,在設(shè)計(jì)階段強(qiáng)調(diào)可靠性預(yù)計(jì)、可靠性分配等預(yù)測可靠性的方法,在生產(chǎn)階段則在質(zhì)量控制

基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的可靠性要求,在維護(hù)階段也要保證貼片晶振,石英晶振可靠性的實(shí)現(xiàn),質(zhì)量管理與可靠性管理的區(qū)別聯(lián)系如表2-1。

表2-1質(zhì)量管理與可靠性管理的區(qū)別聯(lián)系