石英晶体谐振器的生产工艺
要生产出性能良好的石英晶体谐振器,除了合理的设计和优良的原材料之外,生产工艺将起到决定性的作用。不同类型的石英晶体谐振器有不同的生产工艺。
石英晶体谐振器的芯片有三种常见的形状:圆形、方形、贴片专用或棒状(也是方形,但较小)。不同的取向,其压电特性、弹性特性和强度特性会有所不同,由其制成的谐振器性能也会有所不同。现有的切割方法可分为AT-CUT、BT-CUT、CT-CUT、DT-CUT、FT-CUT、XT-CUT和YT-CUT;每种切割方式对应一个角度,采用哪种切割方式要根据实际情况确定。如果温度特性较好,应采用AT-CUT,如果晶振要求的频率较高,应采用BT-CUT。晶片的切割模式、几何形状和尺寸决定了晶体振荡器的频率。
生产石英晶体谐振器的具体步骤如下:
首先,毛胚筛选。由于石英晶体谐振器毛胚的切割角度误差较大,在粗加工前需要用x光定向仪进行角度分选。然后根据需要选择合适角度的毛胚进行加工,即贴条、切籽晶、倒圆等。
那么研磨过程一般分为粗磨、中磨和精磨。粗磨主要是切割晶圆的角度和厚度,中磨和精磨是对晶圆厚度的微调。
研磨后,为了保证石英晶体谐振器晶片的表面质量和晶体在使用中的稳定性和可靠性,对应时晶片进行抛光和清洗。晶圆越厚,对晶体的启动性能和电阻的影响越大,因此去除研磨造成的晶圆表面疏松层的深度腐蚀更有效。
安装点胶方法是将镀有电极的应时片慢慢放在带状支架的两块金属片之间,使两块开有槽孔的金属片能紧紧夹住应时片,然后在电极与金属片的接触处涂上一层导电胶,使电极膜能通过边缘的导电胶与金属片接触,产生电连接。
调整石英晶体谐振器的谐振频率以满足设计要求是调频晶体振荡器生产中的一个关键工序。不同类型的晶体振荡器有不同的调频方式,如真空镀膜调频和抛光晶片调频。对于附加值低、成本要求高的晶体振荡器生产,经常采用抛光晶片的调频工艺。
之后,进行外壳封装、印刷和成品测量过程。
随着各国信息产业和电子产业的不断扩大,石英晶体谐振器的应用范围仍在不断扩大,带动其市场规模不断增长。目前,市场对高精度、高频、高稳定性、低功耗的晶体振荡器产品有很大的需求。而且,随着电子产品向超薄化、小型化、功能集成化发展,晶振产品也将向小型化、芯片化、集成化升级,因此晶振行业的生产技术应该还有很大的提升空间。