對于晶振使用廣泛的電子元器件.是最容易隨著市場和人們的需求的變化而變化的產(chǎn)品,從外形上來說,從大體積的插件形式到現(xiàn)在的小型再小型以及無法用肉眼看清的貼片晶振.從性能上來說,高的精度也在變化著,現(xiàn)在大多數(shù)的精度都能達到10PPM的精度.使用在對產(chǎn)品比較高要求的電子產(chǎn)品中.

在頻率控制元器件行業(yè)里,幾乎所有人都達到一種共識,精度越高產(chǎn)品越穩(wěn)定,其實這樣的說法也沒問題,隨著現(xiàn)在科技水平的提升,生產(chǎn)廠家們對用于自己產(chǎn)品身上的電子元件要求也提高了.石英晶體是頻率元件模塊里,應(yīng)用最廣泛的一種,常用的頻率公差,也就是我們常說的精度主要有±10ppm,±20ppm,±30ppm等,一直到±100ppm.Jauch晶振公司是法國知名的石英水晶制造商,其量產(chǎn)的10ppm高精度晶振,受到廣大用戶的喜愛.

JAUCH晶振高精度10ppm制造工藝

高頻基本色調(diào)時鐘晶體的需求量很大,特別是對于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的無線應(yīng)用.我們越來越多地發(fā)現(xiàn)設(shè)備彼此通信并通過無線電交換數(shù)據(jù),例如通過藍牙,ZigBee或ISM.所有這些無線電標準都使用三位數(shù)兆赫茲或千兆赫茲范圍內(nèi)的頻段.為了產(chǎn)生這些RF頻率,器件需要非常精確的參考晶體,其頻率范圍從大約20到52兆赫茲.

微調(diào):蒸發(fā)后或離子轟擊

石英生產(chǎn)中的最后一個加工步驟是在石英盤的兩側(cè)上施加電極.該電極對于電激勵坯料的振動是必要的.同時,該電極也是以下兩種微調(diào)貼片石英晶振的過程的起點.

Jauch專門為無線應(yīng)用提供專用的JXS-WA水晶系列.

由于其高頻率穩(wěn)定性以及極低的ESR,這些特殊晶體可滿足對RF收發(fā)器或物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至關(guān)重要的高要求.這些晶振采用標準封裝2016,2520和3225晶振以及14種特殊頻率,可為許多RF收發(fā)器和RF-ASIC生成純凈穩(wěn)定的參考時鐘.典型頻率如24.0/26.0/32.0/37.40/38.40或40.0MHz通常用于支持無線標準的RF-ASIC,如藍牙低功耗(BLE),藍牙智能,Zigbee,ISM,LoRa,LPWAN或其他標準.物聯(lián)網(wǎng)世界中的無線應(yīng)用.

1)后蒸發(fā)/濺射:

為了能夠使用后蒸發(fā)工藝-也稱為“濺射”-石英盤制造得稍微過薄,因此即使在施加電極之后,共振頻率也是極低的.為了糾正這一點,石英電極用銀蒸發(fā).以這種方式,施加超薄的銀層,這增加了石英的質(zhì)量并降低了其頻率.在此過程中,連續(xù)測量石英盤的頻率.如果達到所需的標稱頻率,則立即停止后蒸發(fā).

2)離子轟擊調(diào)整

石英盤產(chǎn)生的稍微過厚的先決條件意味著即使在施加電極之后,共振頻率仍然略低.在這種情況下,通過用足夠高能量的離子進行靶向轟擊來減少電極的質(zhì)量.通過減小質(zhì)量,頻率不斷增加.與濺射一樣,在整個過程中監(jiān)控頻率.一旦達到所需的標稱頻率,該過程就結(jié)束.

Jauch Crystals適用于所有無線應(yīng)用

由于這兩種微調(diào)工藝,可以為各種無線應(yīng)用制造超薄和高精度晶振.Jauch JXS21和JXS22型號也以這種方式生產(chǎn).這些晶體的頻率范圍為16至52兆赫,容錯率僅為±10ppm,具有極高的頻率穩(wěn)定性,專為無線設(shè)備而設(shè)計.

無線行業(yè)的要求:超薄和高精度

具有如此高諧振頻率的石英晶振必須是超薄的.石英越厚,其頻率越低,不太適合無線應(yīng)用.需要一系列生產(chǎn)步驟來生產(chǎn)足夠薄的石英盤.原始晶體塊逐漸分成更小的單元.最小的單元最終是“空白”,鋸切,研磨,蝕刻和拋光,以產(chǎn)生正確的厚度和特別光滑的表面.例如,為了制造共振頻率為40兆赫茲的石英坯料,石英盤的厚度必須僅為41.5微米.

由于其標稱頻率為40兆赫茲,這種石英盤已經(jīng)非常適合用于無線應(yīng)用;但事情并非那么簡單.除了相當高的標稱頻率外,還需要ppm范圍內(nèi)的最小誤差容限(ppm=百萬分率).這種高精度是Quartz Crystal必要的,因為各個通道的射頻彼此非常接近,特別是在高頻范圍內(nèi).如果要避免不同射頻的重疊,必須確保基礎(chǔ)參考頻率的最低頻率容差.

這對晶體生產(chǎn)提出了挑戰(zhàn),可以使用40MHZ晶振的例子來說明.如上所述,石英盤理想地具有恰好41.5微米的標稱厚度.目標誤差容限僅為±10ppm,實際值可能偏離該理想值最多±0.415納米.這不到百萬分之一毫米.僅通過機械生產(chǎn)步驟不能實現(xiàn)亞納米范圍內(nèi)的這種精度.石英制造商通過根據(jù)生產(chǎn)工廠的特性從一開始就生產(chǎn)出極薄或太薄的晶體來解決這個問題.然后對晶體進行微調(diào)以達到所需的標稱頻率.