隨著科學技術的發展,國內外石英振蕩器性能越來越優異,應用領域也越來越廣泛。其中在傳感器技術領域的應用就是一個典型的例子。在水平姿態傳感器領域中,雖然有電阻應變式、半導體壓阻式、電容式、電磁式、光纖式、振弦式、硅諧振式以及石英諧振式等各種形式。但是數字式壓電石英水平傳感器以其精度高、響應快、數字輸出、線性度高、穩定性好、抗干擾能力強,以及無活動部件和反饋回路等特點而成為現代傳感器發展中的重點。
1. 晶體選擇: 晶體分天然晶體和人工晶體.天然晶體純度差,資源有限,而人工晶體純度高,資源豐富,故現在生產晶振基本上多采用人工晶體.
2. 晶片切割: 晶振中最重要的組成部分為水晶振子,它是由水晶晶體按一定的法則切割而成的,又稱晶片.

晶片的切割可分為AT-CUT, BT-CUT, CT-CUT, DT-CUT, FT-CUT, XT-CUT, YT-CUT,如圖所示.它是以光軸(Z軸)為參考而命名,每種切法對應一個角度.采用何種切法應根據實際情況而定,如對溫度特性要求較好則應采用AT-CUT,如果對晶振要求的頻率較高時則采用BT-CUT.晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等決定了晶振的頻率.
下面以AT-CUT和BT-CUT為例,比較不同的切割方法對晶振參數的影響: AT-Cut: 切割角度:35013’(一般誤差在±3’,其誤差越小其溫度特性越好,) F(K)=1670(K)/t(mm) t為晶片之厚度,一般運用,溫度特性較發好,+/-30PPM BT-Cut: 切割角度:490 F(K)=2560(K)/t(mm) t為晶片之厚度, AT-Cut用于基頻高頻,溫度特性差, +/-100PPM 當AT-CUT與BT-CUT頻率一樣時,AT-CUT的本體要比BT-CUT的本體小,其C0,C1,L1也不一樣,如頻率為35MHZ,當其面積一樣時,AT-CUT本體的厚度為0.02mm,而BT-CUT的本體厚度為0.073mm. AT-CUT的C0為5.5pf,而BT-CUT的C0為2.7pf. AT-CUT溫度曲線如圖所示,現在我們所用的晶振的中心溫度值一般多為25±3oC,在-10 oC~70 oC這一區間,其溫度頻差一般為±30PPM,溫度特性較好.

3. 研磨對晶片的表面進行研磨,使其厚度及表面粗糙平整度達到要求. 一般實際的晶片的厚度要比理論上的要小,這是因為后面的蒸鍍工序將在晶片表面蒸鍍一層銀而使晶片厚度增加.以上可用下列式子表示: 理論厚度=實際厚度+蒸鍍層厚度
4. 倒邊,倒角(此工序只針對低頻)
5. 腐蝕,洗凈去除晶片表面雜質
6. 蒸鍍在晶片表面蒸鍍一層銀做為電極,
7. 組立導電銀膠,HOLDER,觸點陰抗約3歐左右,C0
8. 頻率微調先用銀層鍍薄一點作為其電極,后調節鍍銀層之厚度一改變晶片厚度來達到微調的作用
9. 完成檢查各個參數的測試,如Rr,C0,絕緣性,氣密性等

作者—康比電子

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