這幾年攜帶型電子產(chǎn)品對(duì)於表面黏著型(SMD型)零件的市場(chǎng)需求始終要求能做到更精密且輕,薄,短,小.即使在電器用品市場(chǎng)上,攜帶型電器也以輕薄短小為競(jìng)爭(zhēng)利器,製造商紛紛致力研發(fā)世界小,輕的石英晶振產(chǎn)品.石英製品方面,行動(dòng)電話使用的溫度補(bǔ)償型石英振盪器或石英晶體,以及數(shù)位相機(jī),筆記型電腦使用的石英晶體,鐘錶型石英振盪器的輕薄短小化速度也一日千里.民生用電器方面,家用產(chǎn)品也從以往的插件系列石英製品走向可以帶著走的攜帶型產(chǎn)品.其中SMD型的石英產(chǎn)品更成為今日主流.目前市面上是以價(jià)格取向的DipType以及具有輕薄短小優(yōu)勢(shì)的SMD型為主,形成兩極化的現(xiàn)象.石英晶體業(yè)者正在努力開發(fā)更為輕薄短小的SMD型石英產(chǎn)品.
何謂石英晶體?
水晶是SiO2的單晶,在電力與物理方面則是具有安定性的壓電物質(zhì).利用水晶安定的壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)來(lái)控制頻率的元件就稱為石英晶體.水晶的壓電效應(yīng)是在1880年由法國(guó)的居禮兄弟發(fā)現(xiàn)的,而1881年水晶的逆壓電效應(yīng)更從實(shí)驗(yàn)上得到確認(rèn).石英晶體就是利用水晶的「壓電效應(yīng)」(在結(jié)晶板上施壓而在兩面生出逆極性的電荷)與「逆壓電效應(yīng)」(在結(jié)晶板加上電極會(huì)產(chǎn)生機(jī)械性的歪曲並產(chǎn)生力量)的元件.
水晶依照切割方向的不同,會(huì)得到各種不同的振動(dòng)模式.圖一為各種切斷圖.在各種的切割之中,ATCUT在高頻上的利用具有獨(dú)佔(zhàn)性的地位.理由說(shuō)明如下;

1.溫度安定性較他種切割方法優(yōu)異(兩軸迴轉(zhuǎn)之切割方法除外).圖二為各種切斷的溫度特性圖.ATCUT的溫度特性為三次曲線,其他的切斷則為二次曲線.在人類生存環(huán)境溫度範(fàn)圍之內(nèi)以ATCUT的溫度特性較佳.

2.可以做到小型化SMD晶振.ATCUT為厚度振盪,振動(dòng)頻率由晶片的厚度決定,因此晶片外型尺寸可以縮小.其他的切斷法由於是輪廓或Bending振動(dòng),長(zhǎng)邊由振動(dòng)頻率決定,因此要做到小型化是很困難的.圖三為各種振動(dòng)模式圖.ATCUT的厚度與頻率關(guān)係可由下列公式求得.
T(mm)=1670/f(kHz)

3.等價(jià)串聯(lián)抵抗比其他切割法低.表一為各種切割與阻抗的比較表.等價(jià)串聯(lián)抵抗低與振盪起動(dòng)時(shí)間短都可能影響間歇?jiǎng)幼?
4.溫度特性的管理較易.ATCUT依據(jù)切割角度的不同會(huì)影響晶振溫度特性.從角度上加以控制,就可得到預(yù)期的溫度特性.輪廓與Bending必須要求切割角度以及晶片外型尺寸的邊比管理,在處理上則較為繁雜.圖四為切斷角度與溫度特性圖.

5.可以做到高頻化.ATCUT的振動(dòng)頻率由厚度決定,因此加工技術(shù)的進(jìn)步可以使厚度更薄,也能使振動(dòng)的石英晶體諧振器頻率提高.現(xiàn)在已經(jīng)知道基本波動(dòng)可以達(dá)到600MHz.由剛剛提到的厚度公式計(jì)算,可以得到約2.8µm.圖五為InvertMesa型高頻化概念圖.

6.機(jī)械性強(qiáng)度優(yōu)異.由於ATCUT是厚度振動(dòng),因此晶片的外緣可堅(jiān)固地加以固定.外型與Bending在外緣部份會(huì)振動(dòng),因此晶片的中心部份(Node)須以細(xì)線支撐,要堅(jiān)固的加以固定是困難的.圖六為SMD石英晶體構(gòu)造圖.

7.電容較小.將石英晶體連接在振盪迴路上,在可變電量可使頻率變動(dòng)的情況下,石英晶體的電容雖小,但少量的電容變化就能得到極大的頻率改變.表二為切斷與容量比的比較表.溫補(bǔ)晶振,VCXO就是這種利用較小的容量比得到的應(yīng)用製品.
市場(chǎng)上目前對(duì)於攜帶型電子產(chǎn)品所使用的表面黏著型電子零件,越來(lái)越期待能夠開發(fā)出更輕薄短小的製品.只為能夠進(jìn)一步的滿足對(duì)市場(chǎng)的要求,頻率控制元件之一的石英晶體也同樣進(jìn)入輕薄短小的競(jìng)爭(zhēng)紀(jì)元.石英晶體發(fā)展成表面黏著型之後,其耐熱性與衝擊性也更加提升.這都可以歸功於ATCUT技術(shù)的突破.在高頻化製程上居獨(dú)佔(zhàn)地位的ATCUT之特徵與樣貌.康比電子一如既往的投入到研發(fā)小型薄型的晶振行列之中.給市場(chǎng)提供更大驚喜.

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