晶体基本理论.ppt

1、石英晶體元器件設計,泰藝電子(深圳)有限公司,TAITIEN SZ,大綱,我們公司發展史以及產品 晶體使用的原材料相關作用介紹 晶體生產流程,製程上的管控點 晶體的相關參數,測試儀器以及如何檢測 晶體的相關設計問題 與IC搭配時所要注意的問題點 問題案例分析,我們公司發展史以及產品,8MHz70MHz,公 司 發 展 史 1992 :華晶電子有限公司正式成立. 1993 : 開始正式生産Metal can Crystals & Oscillators. 1995 : 華晶電子有限公司晶片厰成立. 1996 : 通過ISO9002認證. 1998 : 投資成立萬安華晶電子有限公司，主要生産晶棒、

2、晶片. 2000 : 華晶SMD Crystals & Oscillators 開始投產. 2002 : 通過ISO14001認證. 2002 : 投資成立鄭州原創公司，生産高精度的Crystals，OCXOs. 2003 : 投資生産OCXOs ，TCXOs ，VCXOs. 2003 : 通過QS9000認證，ISO9001:2000認證. 2003 : 華晶集團成立. 2005 : 投資成立鄭州華晶電子有限公司，主要生産49S晶體 2005 華晶DIP產名字變更為泰藝電子（深圳)有限公司，以此泰藝電子（深圳）DIP廠正式成立 2006： 華晶 SMD 廠加盟泰藝電子（深圳）有限公司,我們公

3、司發展史以及產品,Dimension 5.0 x 3.2 x 0.9 mm ultra thin ceramic SMD package. 16mm width Tape&Reel package for automatic assembly.,11MHz 48MHz,9.6MHz49MHz,Dimension 6.0 x 3.5 x 1.0 mm ceramic SMD package. 16mm width Tape&Reel package for automatic assembly.,XV,XR,XC,8MHz70MHz,Dimension 7.0 x 5.0 x 1.0 mm ce

4、ramic SMD package. 16mm width Tape&Reel package for automatic assembly.,產品介紹- CRYSTAL,我們公司發展史以及產品,Dimension 7.0 x 5.0 x 1.3mm(typical) Ceramic SMD package. Tight symmetry (45 to 55%) available. Packing: Tape & Reel, 1000 per Reel,1.5MHz156.25MHz,OC Type,產品介紹- OSCILLATOR,晶體使用的原材料相關作用介紹,壓電效應: 壓電(Piezo

5、eletricity)依詞意講是“壓電生電” 壓電是因某些种類的晶體上的机械應變而產生的電极化“ 用机械的方法在晶體上引起應變而產生的极化,稱為正壓電效應 用极化電場在晶體上產生机械應變的逆效應也存在,稱為逆壓電效應 石英: 具有壓電效應的晶體材料稱為壓電材料.例如我們產品所使用到的石英就是其中一種壓電材料,我們就是利用了其壓電效應 壓電晶體特別是石英晶體,其作用是對電气通訊中的載波訊號頻率進行控制和管理.從准确方便經濟和可靠等方面衡量,已經發明的其他頻率控制方法都比不上石英的壓電效應,石英晶體元件實現壓電振子的机械諧振頻率同電路之間的耦合,就是說,它是一種電換能器.這樣做只需要消耗极小的能量

6、就能得到精确的諧振頻率. 石英化學式:SiO2 也就是我們通常所說的水晶,又分天然和人造,我們使用的是人造水晶. 在573C以下的SiO2叫阿爾法石英,簡稱石英.我們使用到的就是這种,晶體使用的原材料相關作用介紹,壓電諧振器: 簡單地說就是從石英晶體上切下石英晶片,在經過成品加工就成了我們通常所說的壓電諧振器(對于我們來說就是石英諧振器) 依切割角度不同可分為AT cut,BT CUT 等等.就給定的頻率來說,BT切比AT切厚50%,但現在基本上都被AT切取代,因為在通訊系統需要的較寬溫度范圍內,AT的頻率偏移較小. 石英晶體元件是人類創造的最优良的器件之一.從基本材料的獨特性質.器件的精确度

7、,可靠度以及成本來說石英晶體元件都在制成品中處于獨特的地位 典型的晶體元件如:50M溫度范圍-55+105C,其最大的頻率漂移50ppm(甚至更好),它按規定應在任何位置長時間經受沖擊或震動的嚴格條件下運行.50MHZ也就是說每秒進行5000万次震動,並保持這樣的精确度.此外,它能長時間保持這一性能,而不改變頻率也就是說不發生故障.,晶片生產簡單流程,切割,角度測量,研磨,成形,曲磨,清洗,清 洗,粗鍍,IC 點膠,細鍍,打 綫,純水管制15M 無塵室粉塵管制:3000級以下,頻率,阻抗,DLD,頻率,起振時間,電流,外觀(100%全檢).,位置,銀膠量,外觀.,封 蓋,露點(MAX:-40)

8、,位置,拉力.,晶片點膠,位置,銀膠量,外觀.(100%全檢),晶振,產品的生產基本流程圖,流程圖,站 別,作業要求,成品測試流程以及管控點,流程圖,站 別,作業要求及管控,老 化,溫 測,激光打標,常溫測試,包裝檢查,氦 測,頻率,起振時間,電流,外觀.(100%全檢),頻率、阻抗,位置,方向(100%全檢),AQL:0.065,外觀,數量(100%全檢),出貨檢驗,100%全檢,粗測漏,125,100% 全檢,晶體的相關參數,測試儀器以及如何檢測,C0靜態電容 C0/1C0/C1 C1動態電容 CL指定諧振諧振頻率的負載電容 DLD2激勵電平依賴性2(最大阻抗-最小阻抗) FDLD激勵電平

9、依賴性(最大頻率-最小頻率) FL指定負載電容下的負載諧振頻率(FLCL) FR串聯諧振頻率 Q品質因子 RLD激勵電平依賴性(最大阻抗-RR) RRFR下的阻抗 SPDB寄生(最小阻抗)-衰減(12.5Ohm製具相對於主模式) SPUR寄生(最小阻抗) TS負載測試的可變感度,晶體的相關參數,測試儀器以及如何檢測,對于前面那些參數我們都有專門的測試儀器測試 1.S&A 250B綱路分析儀 2.R3754綱路分析儀 都可以把前面所提到過的參數測試出來.,與IC搭配使用注意點,1.在我們產品使用上有一個很重要的概念,那就是負性阻抗(-R) 起振條件 |-R|a Rs 其中Rs是產品的阻抗, |-R|是IC2負性阻抗 .a不能太小,如太小則很容易出現品質問題! 2.另外需要注意的還有VDD的穩定性,因為IC電路的負性阻抗也會與此有關,所以象NPC IC都有一定的電壓范圍(+10%VDD) 3.負載電容CL.因為CL會影響到頻率的變化,同一顆料不同負載,其輸出頻率是不一樣的!,晶片清洗,超聲波清洗機,真空蒸鍍,粗鍍BP,真空濺鍍,IC點膠/晶片,點膠機,Bondin