科技的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品,高端智能產(chǎn)品都在隨之增長(zhǎng)，而頻率元件制造商也在隨之增長(zhǎng)，那么作為一個(gè)頻率元件制造商，應(yīng)該知道哪些信息呢？下面就粗略的介紹一下關(guān)于石英片的設(shè)計(jì)
一、石英片設(shè)計(jì)的概論
1.長(zhǎng)方形石英片的形狀、軸向和尺寸

關(guān)于長(zhǎng)方形石英片長(zhǎng)度方向的選取有在X軸向和z’軸向兩種情況，參照?qǐng)D3.6.1。

無(wú)論哪一種情況，都是以石英晶振元件的基礎(chǔ)理論為設(shè)計(jì)依據(jù)，但是為了使石英片的寬度(w)對(duì)厚度尺寸(t)之比減小，縮小邊比(w/t)就不能考慮無(wú)限平面片了。而是考慮有限平面片。也就是說(shuō)要考慮有英片端面的影響，具體地說(shuō)有時(shí)候由于端面波的反射，端面異狀位移成厚度切變振動(dòng)激勵(lì)起其它的振動(dòng)模式。根據(jù)邊比，厚度切變振動(dòng)與其它振動(dòng)模式有強(qiáng)烈的耦合，得不到穩(wěn)定的振動(dòng)，因此必須特別注意。

圖3.6.1石英片的兩種方位圖

所以在設(shè)計(jì)長(zhǎng)方形石英片時(shí)，必須考慮到下列各項(xiàng)，以便得到穩(wěn)定的振動(dòng)：

1)厚度切變振動(dòng)與其它振動(dòng)的耦合；

2)貼片晶振頻率溫度特性隨邊比的變化；

3)在某一溫度下,CI死點(diǎn)的存在。

2.頻譜和邊比及頻率溫度特性

長(zhǎng)度在X軸向石英片的設(shè)計(jì)(邊比在10以下時(shí))，應(yīng)該考慮的主振動(dòng)模式是厚度切變振動(dòng)和面切變振動(dòng)等。關(guān)于這些，如以橫軸為邊比，把各振動(dòng)模式的頻率變化畫成圖來(lái)表示，(模式圖)如圖3.6.2。

f—某一邊比下的頻率；¯f—邊比十分大的情況下的頻率；

w—石英片的寬度；t—石英片的厚度。

圖3.6.2長(zhǎng)度在X軸向石英片的主振動(dòng)模式圖

對(duì)于圖3.6.2中的情況，在兩種振動(dòng)模式交點(diǎn)的邊比存在兩種模式的強(qiáng)烈耦合，為此就算是振動(dòng)強(qiáng)也不穩(wěn)定，應(yīng)該避開(kāi)這種邊比。為了確定邊比，除此之外，必須考慮頻率溫度特性。除上述交點(diǎn)邊比之外，還有兩種模式耦合(見(jiàn)圖3.6.3)，因此石英晶體振蕩器頻率溫度特牛性紊亂，存在一次溫度系數(shù)不等于“零”的邊比，見(jiàn)圖3.6.4。

f—某一邊比下的頻率；f—邊比十分大的情況下的頻率；w—石英片的寬度；

t—石英晶振片的厚度,t=1670/f_khz (黑點(diǎn)的直徑與振動(dòng)大小成正比)實(shí)驗(yàn)值。

圖3.6.3長(zhǎng)度在X軸向石英片的特性曲線

圖3.6.4長(zhǎng)度在X軸向石英片的一次溫度系數(shù)實(shí)驗(yàn)值

因此在決定邊比時(shí)，要在模式圖上考慮這兩點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)石英晶振片，然后查出使在溫度范圍內(nèi)CI死點(diǎn)的邊比，存在C1外點(diǎn)時(shí)，梢微變化一出邊比，試驗(yàn)性地確定最終邊比，這種工藝是必要的。

在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，利用圖3.6.3和圖3.6.4決定邊比的大概值，但是要注意寬度尺寸不要超過(guò)外盒的尺寸。

從圖3.6.3以看出，圖3.6.2所小的厚度切變振動(dòng)，無(wú)論在哪種邊比情況下都能得到，但是把圖3.6.3和圖3.6.4結(jié)合起來(lái)，就能在特別小的邊比范圍內(nèi)得到穩(wěn)定的厚度切變振動(dòng)。換句話說(shuō)，很明顯1次溫度系數(shù)等于零的點(diǎn)不是連續(xù)存在的，而是以邊比大約為3、6、9那樣地周期性地出現(xiàn)，另外對(duì)于一次溫度系數(shù)隨邊比的變化為邊比越大，一次溫度系數(shù)變化越緩慢。

對(duì)于條片寬度的考慮：

(1)要考慮邊比的情況；

(2)寬度尺寸要在外盒內(nèi)尺寸以內(nèi)；

(3)為了得到較大的電極面積,要加大寬度尺寸。

綜上所述以及我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，條片基本尺寸LxW為8×2，厚度由標(biāo)稱頻率來(lái)確定，此外寬度為2mm對(duì)于每個(gè)頻率都是不盡相同引的，要通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)方能最后確定。
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康比電子身為晶振廠家敘述石英晶振晶片設(shè)計(jì)概論

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