小型化49S晶振系列生產(chǎn)方法
來(lái)源:http://m.xwpc.com.cn 作者:金洛鑫電子 2019年04月17
49S型晶振可以分為兩種,一種是貼片型,一種是插件型,因?yàn)槠焚|(zhì)穩(wěn)定,價(jià)格低廉在市場(chǎng)上格外受歡迎,但是傳統(tǒng)的49S晶振體積比較大,不適合用到便攜式,小型化的產(chǎn)品身上。為了解決這個(gè)問(wèn)題,國(guó)外許多晶振工程師和研發(fā)技術(shù)人員,都在加緊開(kāi)發(fā)新的小型49S晶振制造方案。以下是金洛鑫電子提供的關(guān)于49S晶振實(shí)現(xiàn)小型化生產(chǎn)的方法,以及要注意的問(wèn)題。
有幾種方法可以小型化:
a)通過(guò)使用振動(dòng)模式的小型化,該振動(dòng)模式對(duì)于給定的諧振頻率產(chǎn)生較小的諧振器尺寸。在大多數(shù)情況下,這里使用縱向膨脹振蕩,但也使用彎曲振蕩器和叉形換能器。這些微振動(dòng)器通常通過(guò)光刻與薄的,重疊的和拋光的石英晶片分離。由振動(dòng)模式給出的頻率的大的溫度響應(yīng)是不利的。然而,使用低頻振動(dòng)模式的小型化將是不合時(shí)宜的,因?yàn)楝F(xiàn)代電子設(shè)備更可能劃分高頻而不是倍頻。
b)厚剪切振動(dòng)器的小型化:
從圖中可以看出,隨著石英諧振器尺寸的減小,J1=R1C1(Eq.32)的值迅速增加。隨著諧振器越小,電極面積越小,我們不可避免地會(huì)得到更小的C1值。這導(dǎo)致諧振電阻對(duì)較小諧振器尺寸的顯著增加。對(duì)于給定的外殼尺寸和固定的最大值。 因此,共振電阻導(dǎo)致頻率下限,在此頻率限制下,通常的設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化。此晶振頻率限制約為8MHz。
為了小型化,還有另一種方法。在厚度剪切振動(dòng)中,駐波由厚度尺寸給出。該波的傳播方向是AT部分的X方向(圖2.23)。因此,將諧振器桿形成為低損耗安裝是有意義的??s短x軸或z軸的兩種考慮都是合理的,應(yīng)根據(jù)工作頻率進(jìn)行應(yīng)用。為了避免在溫度范圍內(nèi)引起阻力波動(dòng)的干擾運(yùn)動(dòng),邊緣長(zhǎng)度的尺寸非常小心地確定尺寸并且制造成具有嚴(yán)格的公差。為了改善振動(dòng)質(zhì)量,這些石英晶體在接近透鏡形狀時(shí)在端部逐漸變細(xì)。對(duì)于x長(zhǎng)諧振器,側(cè)邊緣也以這樣的角度倒角,使得與Y表面的剪切的耦合變小。因此,與較大的AT切割石英一樣,可以實(shí)現(xiàn)已知的小溫度波動(dòng)。在Z方向上,應(yīng)力常數(shù)較小,因此支架的影響(溫度引起的力)在頻率上較小。電極面積小,效果好。負(fù)載(電流/mm2)變得太大。在操作微型石英時(shí),要注意較低的負(fù)載能力。特別是,如果制造商指出過(guò)高的共振電阻作為預(yù)防措施。 注意:例如已知在HC-49SMD晶振外殼的10MHz處,高度為6.6mm,Rr值為7~12歐姆。因此,振蕩器可以設(shè)計(jì)用于太高阻抗的石英。
圖2.24桿狀A(yù)T切割石英振動(dòng)器
微型AT切割石英的電氣數(shù)據(jù):
3)通過(guò)光刻產(chǎn)生的棒狀諧振器
49S可以說(shuō)是最常用的石英晶體諧振器類型之一,與32.768K晶振,圓柱晶振和小體積貼片晶振在市場(chǎng)上的占有比例比較大,多年來(lái)因體積的困擾,多多少少限制了發(fā)展,但目前已有晶振廠家實(shí)現(xiàn)小型化了,也許再過(guò)不久,49S晶振會(huì)以新的面貌,被廣大生產(chǎn)廠家們采用。
有幾種方法可以小型化:
a)通過(guò)使用振動(dòng)模式的小型化,該振動(dòng)模式對(duì)于給定的諧振頻率產(chǎn)生較小的諧振器尺寸。在大多數(shù)情況下,這里使用縱向膨脹振蕩,但也使用彎曲振蕩器和叉形換能器。這些微振動(dòng)器通常通過(guò)光刻與薄的,重疊的和拋光的石英晶片分離。由振動(dòng)模式給出的頻率的大的溫度響應(yīng)是不利的。然而,使用低頻振動(dòng)模式的小型化將是不合時(shí)宜的,因?yàn)楝F(xiàn)代電子設(shè)備更可能劃分高頻而不是倍頻。
b)厚剪切振動(dòng)器的小型化:
從圖中可以看出,隨著石英諧振器尺寸的減小,J1=R1C1(Eq.32)的值迅速增加。隨著諧振器越小,電極面積越小,我們不可避免地會(huì)得到更小的C1值。這導(dǎo)致諧振電阻對(duì)較小諧振器尺寸的顯著增加。對(duì)于給定的外殼尺寸和固定的最大值。 因此,共振電阻導(dǎo)致頻率下限,在此頻率限制下,通常的設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化。此晶振頻率限制約為8MHz。
為了小型化,還有另一種方法。在厚度剪切振動(dòng)中,駐波由厚度尺寸給出。該波的傳播方向是AT部分的X方向(圖2.23)。因此,將諧振器桿形成為低損耗安裝是有意義的??s短x軸或z軸的兩種考慮都是合理的,應(yīng)根據(jù)工作頻率進(jìn)行應(yīng)用。為了避免在溫度范圍內(nèi)引起阻力波動(dòng)的干擾運(yùn)動(dòng),邊緣長(zhǎng)度的尺寸非常小心地確定尺寸并且制造成具有嚴(yán)格的公差。為了改善振動(dòng)質(zhì)量,這些石英晶體在接近透鏡形狀時(shí)在端部逐漸變細(xì)。對(duì)于x長(zhǎng)諧振器,側(cè)邊緣也以這樣的角度倒角,使得與Y表面的剪切的耦合變小。因此,與較大的AT切割石英一樣,可以實(shí)現(xiàn)已知的小溫度波動(dòng)。在Z方向上,應(yīng)力常數(shù)較小,因此支架的影響(溫度引起的力)在頻率上較小。電極面積小,效果好。負(fù)載(電流/mm2)變得太大。在操作微型石英時(shí),要注意較低的負(fù)載能力。特別是,如果制造商指出過(guò)高的共振電阻作為預(yù)防措施。 注意:例如已知在HC-49SMD晶振外殼的10MHz處,高度為6.6mm,Rr值為7~12歐姆。因此,振蕩器可以設(shè)計(jì)用于太高阻抗的石英。
圖2.24桿狀A(yù)T切割石英振動(dòng)器
根據(jù)制造商的說(shuō)明,表中的值是最大值。
1)常規(guī)設(shè)計(jì),*圓形截止
2)棒狀諧振器3)通過(guò)光刻產(chǎn)生的棒狀諧振器
49S可以說(shuō)是最常用的石英晶體諧振器類型之一,與32.768K晶振,圓柱晶振和小體積貼片晶振在市場(chǎng)上的占有比例比較大,多年來(lái)因體積的困擾,多多少少限制了發(fā)展,但目前已有晶振廠家實(shí)現(xiàn)小型化了,也許再過(guò)不久,49S晶振會(huì)以新的面貌,被廣大生產(chǎn)廠家們采用。
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