晶振的制造工艺流程和失效模式分析PPT文件格式下载.ppt
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晶振的定义和分类晶振的定义和分类l晶振的分类:
2.从封装形式上分有插脚型(从封装形式上分有插脚型(PTH)和表面贴)和表面贴装型(装型(SMD)插脚型插脚型(PTH)表面贴装型表面贴装型(PTH)石英晶体谐振器的工作原理石英晶体谐振器的工作原理l什么是石英:
石英的化学成分为什么是石英:
石英的化学成分为SiO2,晶体属,晶体属六方晶系的氧化物矿物,即低温石英(六方晶系的氧化物矿物,即低温石英(a-石英)石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。
广,是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。
广义的石英还包括高温石英(义的石英还包括高温石英(b-石英)。
受压或石英)。
受压或受热能产生受热能产生压电效应。
压电效应。
石英晶体谐振器的工作原理石英晶体谐振器的工作原理l什么是压电效应:
石英晶体在压力作用下产生什么是压电效应:
石英晶体在压力作用下产生形变,同时产生电极化。
其极化强度与压力成形变,同时产生电极化。
其极化强度与压力成正比。
这种现象就称正比。
这种现象就称“正压电效应正压电效应”。
反之,。
反之,在电场作用下,晶体产生形变,其形变大小与在电场作用下,晶体产生形变,其形变大小与电场强度成正比,这种现象称电场强度成正比,这种现象称“逆压电效应逆压电效应”。
利用压电效应,当极板外加交变电压时,产生利用压电效应,当极板外加交变电压时,产生机械形变机械形变;
机械形变反过来产生交变电场。
机械机械形变反过来产生交变电场。
机械形变振幅较小,晶体振动的频率比较稳定。
当形变振幅较小,晶体振动的频率比较稳定。
当外加交变电压的频率和晶体的固有频率相等时,外加交变电压的频率和晶体的固有频率相等时,机械振动的振幅急剧增加。
机械振动的振幅急剧增加。
石英晶体谐振器的工作原理石英晶体谐振器的工作原理l压电效应图解:
压电效应图解:
石英晶体谐振器的工作原理石英晶体谐振器的工作原理l为什么选用石英作为材料:
为什么选用石英作为材料:
在二十多类具有压电效应的晶体中,石英晶体在二十多类具有压电效应的晶体中,石英晶体是无线通讯设备中最为满意的材料之一。
它的是无线通讯设备中最为满意的材料之一。
它的机械强度高,物理化学性能稳定,内损耗低等,机械强度高,物理化学性能稳定,内损耗低等,用它制成的器件被广泛用在频率控制和频率选用它制成的器件被广泛用在频率控制和频率选择电路中。
择电路中。
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英晶体谐振器的组成和特性:
石英晶体谐振器的组成和特性:
由由石英片,电极,基座,上盖、导电胶石英片,电极,基座,上盖、导电胶组成,组成,其关键部分是石英片。
石英片是弹性体,它有其关键部分是石英片。
石英片是弹性体,它有固有频率。
石英片也是压电体,谐振时,振动固有频率。
石英片也是压电体,谐振时,振动幅度最大,阻抗最小;
失谐时,阻抗迅速加大。
幅度最大,阻抗最小;
结构图结构图等效电路等效电路石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英晶片的切型:
石英晶片的切型:
在制造工艺中,首先要对石英晶体在制造工艺中,首先要对石英晶体原材料进行切割研磨处理,其中一道很重要的工序是定原材料进行切割研磨处理,其中一道很重要的工序是定角。
角。
由于石英片的取向不同,其压电特性、弹性特性和由于石英片的取向不同,其压电特性、弹性特性和强度特性就不同,用它来制造的谐振器的性能也不一样,强度特性就不同,用它来制造的谐振器的性能也不一样,经过大量研究,已发现了几十种有用的切割方式。
经过大量研究,已发现了几十种有用的切割方式。
切型切型的习惯表示方法:
的习惯表示方法:
AT,BT,CT,DT,ET,FC,SC,LC等等石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英晶片的制造工艺流程图:
石英晶片的制造工艺流程图:
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英晶片的制造工艺流程图:
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英谐振器的制造工艺流程图:
石英谐振器的制造工艺流程图:
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英谐振器的制造工艺流程:
石英谐振器的制造工艺流程:
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英片的清洗:
其实很多晶振厂商购买已经切割好石英片的清洗:
其实很多晶振厂商购买已经切割好的石英片作为原材料,在制程中的第一步即为石英的石英片作为原材料,在制程中的第一步即为石英晶片的清洗。
晶片的清洗。
利用酒精,热水,利用酒精,热水,IPA,氨水和双氧水混合物,铬氨水和双氧水混合物,铬酸溶液,纯水等溶剂,石英晶片放入超声波清洗机酸溶液,纯水等溶剂,石英晶片放入超声波清洗机中进行清洗,并使用无尘烤箱进行烘干处理。
其目中进行清洗,并使用无尘烤箱进行烘干处理。
其目的是为了去除石英晶片上的杂物,为下一步蒸镀作的是为了去除石英晶片上的杂物,为下一步蒸镀作准备。
准备。
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l初镀基膜:
用真空镀膜原理在洁净的石英晶片上蒸初镀基膜:
用真空镀膜原理在洁净的石英晶片上蒸镀薄银层或用离子轰击金靶溅射到晶片表面形成薄镀薄银层或用离子轰击金靶溅射到晶片表面形成薄金层,形成引出电极,并使其频率达到一定范围。
金层,形成引出电极,并使其频率达到一定范围。
在蒸镀之前,须将石英晶片放入模具中,此模具在蒸镀之前,须将石英晶片放入模具中,此模具将须蒸镀的区域暴露出来,遮住无须蒸镀的地方。
将须蒸镀的区域暴露出来,遮住无须蒸镀的地方。
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l上架点胶:
将镀上银(金)电极的晶片装在基座上,上架点胶:
将镀上银(金)电极的晶片装在基座上,点上导电胶,并高温固化,通过弹片或点上导电胶,并高温固化,通过弹片或PAD引出引出电信号。
电信号。
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l微调:
采用离子轰击的方式来调整晶片表面电极的微调:
采用离子轰击的方式来调整晶片表面电极的厚度;
使晶体谐振器的频率达到规定要求。
厚度;
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l封焊:
将基座与上盖放置在充满氮气封焊:
将基座与上盖放置在充满氮气(真空真空)的环境的环境中进行封焊,以保证产品的老化率符合要求,目前中进行封焊,以保证产品的老化率符合要求,目前比较常用的上盖为陶瓷或者金属,为了降低成本,比较常用的上盖为陶瓷或者金属,为了降低成本,陶瓷封装将会越来越多。
陶瓷封装将会越来越多。
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l密封性检查:
检查封焊后的产品是否有漏气现象密封性检查:
检查封焊后的产品是否有漏气现象粗检漏:
检查较大的漏气现象粗检漏:
检查较大的漏气现象(压差方式压差方式)细检漏:
检查较小的漏气现象细检漏:
检查较小的漏气现象;
(压(压He方式)方式)石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l老化及模拟回流焊:
对产品加以高温长时间老化,老化及模拟回流焊:
对产品加以高温长时间老化,释放应力以及模拟客户使用环境,暴露制造缺陷,释放应力以及模拟客户使用环境,暴露制造缺陷,以提高出货产品的可靠性。
以提高出货产品的可靠性。
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l打标:
利用打标:
利用Laser在晶振的外壳上打上标记如型在晶振的外壳上打上标记如型号,额定频率等等,以便于区分不同的产品。
号,额定频率等等,以便于区分不同的产品。
石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l测试包装:
测试包装:
对成品进行电性能指标测试,剔除不良对成品进行电性能指标测试,剔除不良品,保证产品质量。
测试品,保证产品质量。
测试OK的产品进行包装的产品进行包装石英晶体谐振器的制造工艺流程石英晶体谐振器的制造工艺流程l石英晶体谐振器的基本参数:
石英晶体谐振器的基本参数:
FL:
指定负载指定负载CL时的谐振频率。
时的谐振频率。
Fr:
谐振频率谐振频率;
Xe=0时的频率)时的频率)CL:
特定负载谐振频率时的负载电容特定负载谐振频率时的负载电容(pf)C0:
静电容(静电容(pF);
C1:
动态电容(动态电容(fF)L1:
动态电感。
(mH);
RR:
动态电阻。
ohmQ:
品质因数。
Q=2fL1/R1TS:
指定负载指定负载CL时测试的频率因负载电容变化而引起时测试的频率因负载电容变化而引起的牵引能力。
的牵引能力。
(ppm/pf)PWR:
激励功率。
(uW)石英晶体振荡器的介绍石英晶体振荡器的介绍l石英振荡电路主要由石英振荡电路主要由IC、石英谐振器(简称:
晶体)石英谐振器(简称:
晶体)XTAL、电阻、电阻、PCB等组成,在实际应用中的线路原等组成,在实际应用中的线路原理图如下理图如下石英晶体振荡器的介绍石英晶体振荡器的介绍l石英晶体振荡器的分类:
石英晶体振荡器的分类:
普通晶体振荡(普通晶体振荡(SPXO),可产生),可产生10(-5)10(-4)量级的频率精度,标准频率量级的频率精度,标准频率1100MHZ,频率稳定度,频率稳定度是是100ppm。
SPXO没有采用任何温度频率补偿措施,没有采用任何温度频率补偿措施,价格低廉,通常用作微处理器的时钟器件。
价格低廉,通常用作微处理器的时钟器件。
电压控制式晶体振荡器(电压控制式晶体振荡器(VCXO),其精度是),其精度是10(-6)10(-5)量级,频率范围量级,频率范围130MHz。
低容差振荡器。
低容差振荡器的频率稳定度是的频率稳定度是50ppm。
通常用于锁相环路。
石英晶体振荡器的介绍石英晶体振荡器的介绍l石英晶体振荡器的分类:
温度补偿式晶体振荡(温度补偿式晶体振荡(TCXO),采用温度敏感器件),采用温度敏感器件进行温度频率补偿,频率精度达到进行温度频率补偿,频率精度达到1
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- 制造 工艺流程 失效 模式 分析