隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)外石英振蕩器性能越來(lái)越優(yōu)異,應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。其中在傳感器技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用就是一個(gè)典型的例子。在水平姿態(tài)傳感器領(lǐng)域中,雖然有電阻應(yīng)變式、半導(dǎo)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(shù)字式壓電石英水平傳感器以其精度高、響應(yīng)快、數(shù)字輸出、線性度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng),以及無(wú)活動(dòng)部件和反饋回路等特點(diǎn)而成為現(xiàn)代傳感器發(fā)展中的重點(diǎn)。
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(xiàn)在生產(chǎn)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(duì)應(yīng)一個(gè)角度.采用何種切法應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定,如對(duì)溫度特性要求較好則應(yīng)采用AT-CUT,如果對(duì)晶振要求的頻率較高時(shí)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(duì)晶振參數(shù)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(yùn)用,溫度特性較發(fā)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(dāng)AT-CUT與BT-CUT頻率一樣時(shí),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(dāng)其面積一樣時(shí),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(xiàn)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(qū)間,其溫度頻差一般為±30PPM,溫度特性較好.

3. 研磨對(duì)晶片的表面進(jìn)行研磨,使其厚度及表面粗糙平整度達(dá)到要求. 一般實(shí)際的晶片的厚度要比理論上的要小,這是因?yàn)楹竺娴恼翦児ば驅(qū)⒃诰砻嬲翦円粚鱼y而使晶片厚度增加.以上可用下列式子表示: 理論厚度=實(shí)際厚度+蒸鍍層厚度
4. 倒邊,倒角(此工序只針對(duì)低頻)
5. 腐蝕,洗凈去除晶片表面雜質(zhì)
6. 蒸鍍在晶片表面蒸鍍一層銀做為電極,
7. 組立導(dǎo)電銀膠,HOLDER,觸點(diǎn)陰抗約3歐左右,C0
8. 頻率微調(diào) 先用銀層鍍薄一點(diǎn)作為其電極,后調(diào)節(jié)鍍銀層之厚度一改變晶片厚度來(lái)達(dá)到微調(diào)的作用
9. 完成檢查各個(gè)參數(shù)的測(cè)試,如Rr,C0,絕緣性,氣密性等

作者—康比電子

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