一、石英晶片的制作流程

準(zhǔn)備晶棒——晶片切割——晶片排盤——車圓加工——厚度分類——表面粗研——頻率檢查—— 表面精研——頻率檢查——頻率分類——化學(xué)腐蝕——頻率檢查——頻率分類

二、石英晶體的制作工藝流程

晶片清洗——鍍膜——上架、點(diǎn)膠——微調(diào)——壓封——檢漏——老化——測試——終檢——包裝——入庫

三、術(shù)語解釋

1、 阻帶衰耗：指整個阻帶內(nèi)的最小衰耗值。

2、 匹配阻抗：濾波器技術(shù)條件中要求的端接匹配阻抗值。

3、 通帶波動：通帶內(nèi)衰耗的最大峰值與最小谷值之差。

4、 插入損耗：信號源直接傳送給負(fù)載阻抗的功率（P0）和插入濾波器后傳送給負(fù)載阻抗的功率（P1）之比的對數(shù)值。通常用分貝（dB）為單位進(jìn)行度量，表示為IL=10 lg （P0/ P1）。

5、 通帶寬度；指相對衰耗小于和等于某一規(guī)定值時的頻率寬度（如1dB、2dB、3dB、6dB等）。

6、 阻帶寬度：相對衰耗等于和大于某規(guī)定值時的頻帶寬度（如40dB、50dB、60dB、80dB等）。

晶振行業(yè)人士眾所周知石英晶體原名稱呼為水晶體，主要成分有天然和人工，人工主要成分SiO2，以及化學(xué)材料，和到光學(xué)材料，當(dāng)然最主要的還是壓電材料了。壓電石英晶體最主要的特征是原子或者是分子，是非常有規(guī)律的排列。反映在宏觀上是外形的對稱性。人造水晶在高溫高壓下結(jié)晶而成。在電場的作用下，晶振內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而形變，從而產(chǎn)生機(jī)械振動，獲得特定的頻率。我們利用它的這種逆壓電效應(yīng)特性來制造石英晶體諧振器。

四、應(yīng)用指南

石英晶體濾波器根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同分為集成式單片濾波器和分離式濾波器。

集成式濾波器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低，但其帶寬和頻率受到限制，分離式濾波器則可以彌補(bǔ)集成式濾波器的不足，使可實(shí)現(xiàn)的頻率和帶寬得以拓展。

數(shù)字通訊技術(shù)的發(fā)展，對晶體濾波器的群延時特性及互調(diào)失真指標(biāo)提出要求，而分離式濾波器能夠較容易解決。

五、聲表面濾波器－術(shù)語解釋及其應(yīng)用指南

術(shù)語 定義

ＡＴ切割 用特殊的切割角度加工晶體的一種切割方法，用這種切割方法加工的晶體有良好的溫度特性，是制造石英晶體元件最常用的方法。

老化率 石英晶振產(chǎn)品頻率相對于時間的穩(wěn)定性，一般情況下它的變化是幾個ppm/年

等效電阻ＲＩ 等效電阻（ESR）通常表明石英晶體諧振器在連續(xù)振蕩中阻抗性能的好壞

調(diào)整頻差 各種頻率可接收的變化范圍（一般情況下用ppm表示）

溫度頻差 石英晶體元件頻率隨溫度變化而變化的特性。不同的切割方法和不同的切割角度都有不同的特性曲線。

工作溫度范圍 貼片晶振晶體元件工作在規(guī)定頻差之內(nèi)的工作溫度范圍。

儲存溫度范圍 晶體能在它的特殊性中得到完好保存的范圍。

激勵電平 電路中用來驅(qū)動晶體元件振蕩的電源叫激勵電平，越好的產(chǎn)品需要的激勵電平越小。

負(fù)載電容 從晶體的兩個引腳向電路系統(tǒng)看去電路所呈現(xiàn)的全部有效電容，即為負(fù)載電容，它與晶體元件一起決定晶振在電路上的工作效率。

等效電路 晶體的等效電路。可利用其表述晶體在諧振頻率附近的工作特性，Co表示靜態(tài)電容，是晶體兩電極之間的電容和加上引線及基座帶來的電容。RI、LI、CI組成晶體等效電路的動態(tài)臂。CI表示石英的動態(tài)電容。LI為動態(tài)電感，RI為動態(tài)電阻。

六、石英晶體諧振器主要技術(shù)指標(biāo)

工作溫度范圍：能夠保證振蕩器輸出頻率及其化各種特性符合指標(biāo)的溫度范圍。

負(fù)載電容：與晶體一起決定負(fù)載諧振頻率FL的有效外界電容，用CL表示。

負(fù)載電容系列：8PF 12PF 15PF 20PF 30PF 50PF 100PF

激勵電平：貼片晶振晶體工作時所消耗功率的表征值。激勵電平可選值有：2mW、1mW、0.5mW、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW 等

老化率：在確定時間內(nèi)輸出頻率的相對變化。

基頻：在振動模式最低階次的振動頻率。

泛音：晶體振動的機(jī)械諧波。泛音頻率與基頻頻率之比整數(shù)倍，這是它與電氣諧波的主要區(qū)別。泛音振動有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等。

標(biāo)稱頻率：有源晶振振蕩器輸出的中心頻率或頻率的標(biāo)稱值。

頻率準(zhǔn)確度：振蕩器輸出頻率在室溫(25℃±2℃)下相對于標(biāo)稱頻率的偏差。

調(diào)整頻差：在指定溫度范圍內(nèi)振蕩器輸出頻率相對于25℃時測量值的最大允許頻率偏差。

負(fù)載諧振頻率（fL）：在規(guī)定條件下，晶體與一負(fù)載電容相串聯(lián)或相并聯(lián),其組合阻抗呈現(xiàn)為電阻性時（產(chǎn)生諧振）的兩個頻率中的一個頻率。在串聯(lián)負(fù)載電容時，負(fù)載諧振頻率是兩個頻率中較低的一個，在并聯(lián)負(fù)載電容時，則是兩個頻率中較高的一個。

靜電容：等效電路中與串聯(lián)臂并接的電容，也叫并電容，通常用C0表示。

頻率溫度穩(wěn)定度：在標(biāo)稱電源和負(fù)載下，工作在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的最大允許頻偏。

ft=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)

ftref＝±MAX[｜(fmax-fref)/fref｜，｜(fmin-fref)/fref｜]

ft：晶振頻率溫度穩(wěn)定度(不帶隱含基準(zhǔn)度)

ftref：頻率溫度穩(wěn)定度(帶隱含基準(zhǔn)溫)

fmax ：規(guī)定溫度范圍內(nèi)測得的最高頻率

fmin：規(guī)定溫度范圍內(nèi)測得的最低頻率

fref：規(guī)定基準(zhǔn)溫度測得的頻率

說明：采用ftref指標(biāo)的晶體振蕩器其生產(chǎn)難度要高于采用ft指標(biāo)的石英晶體振蕩器,故ftref指標(biāo)的晶體振蕩器售價較高。

七、其他晶振術(shù)語說明

負(fù)載諧振頻率

圖1 表示AT切厚度切變石英晶體隨切角變化的頻率溫度特性曲線。由于AT切頻率溫度特性等效于三次方程，因此在較寬的溫度范圍內(nèi)有較好的頻率穩(wěn)定性。

等效電路

圖2 為晶體的等效電路，可利用其表述晶體在諧振頻率附近的工作特性。Co表示靜態(tài)電容，是晶體兩電極之間的電容再加上引線及基座帶來的電容。R1， L1，C1組成晶體等效電路的動態(tài)臂，C1表示石英晶振的動態(tài)電容，L1為動態(tài)電感，R1為動態(tài)電阻。

諧振頻率 fr 及 fa

晶體元件電氣阻抗為純電阻時，對應(yīng)著兩個頻率，其中較低的一個為串聯(lián)諧振頻率 fr, 較高的一個為并聯(lián)諧振頻率 fa, 在 fr 時晶體元件對應(yīng)的電阻值 Rr 稱為晶體的諧振電阻，在近似情況下：

負(fù)載諧振頻率

在規(guī)定條件下，晶振元件與一負(fù)載電容相串聯(lián)或并聯(lián)，其結(jié)合阻抗為純電阻時的兩個頻率中的一個頻率即為 f L 。在串聯(lián)電容時，負(fù)載諧振頻率是兩個頻率中較低的那個頻率，而在并聯(lián)電容時，負(fù)載諧振頻率則是其中較高的那個頻率。對某一個給定的負(fù)載電容值（ C L ），實(shí)際上這兩頻率是相等的，可近似表述為

負(fù)載電容

從SMD晶振的兩個引腳向電路系統(tǒng)看去電路所呈現(xiàn)的全部有效電容，即為負(fù)載電容，它與晶體元件一起決定晶體在電路上的工作頻率。

品質(zhì)因素

“ Q ”值是晶體等效電路中動態(tài)臂諧振時的品質(zhì)因素。振蕩電路所能獲得的最大穩(wěn)定性直接與電路中晶體的 Q 值相關(guān)。 Q 值越高，晶體帶寬（ △ f ）越小，電抗值（ fs - fa ）變化越陡，外部電抗對晶體的影響越小。

1、 阻抗匹配：性能優(yōu)良的濾波器在與其端接的電路阻抗不匹配時，濾波特性會變差，引起通帶波動增大，插損增加。當(dāng)外電路阻抗低于濾波器特性阻抗時，中心頻率將下移，反之上移。濾波器的測試或使用應(yīng)符合以下原理圖

"信號源+電平表"功能由網(wǎng)絡(luò)分析儀完成

Ri、R0：儀器內(nèi)阻：一般為50Ω

R1--濾波器輸入端外接阻抗，阻抗值為匹配阻抗減去50Ω。

R2--濾波器輸出端外接阻抗，阻抗值為匹配阻抗減去50Ω。

在濾波器條件的匹配阻抗中有時有并接電容要求，應(yīng)按上圖連接。

2、 合理的測量電平；如同晶體對激勵電平的要求一樣，濾波器中其核心元件仍是貼片晶振，因此激勵電平在沒有規(guī)定時，一般選0dB作為輸入電平。

3、 良好的屏蔽：對濾波器的輸入端和輸出端進(jìn)行良好屏蔽，以使信號源的能量不能直接耦合到負(fù)載端。對甚高頻以上濾波器，則應(yīng)使濾波器與儀器間的連接盡量符合同軸線原理。濾波器在線路上時應(yīng)盡可能采用大面積接地，并將輸入、輸出端隔離，保證濾波器的阻帶衰耗。

1/5