加工石英晶體晶片時要注意的事項
石英晶片是比石英晶振更要小心對待的電子物料,還是晶振最基礎最重要的組件,晶體的壓電效應就是來源于晶片,在正式使用之前,要經過精進的打磨和加工。每一片晶片都是從石英棒切出來的,極其小的一片東西,所以加工時要加倍小心,以免發生損壞,影響石英晶體諧振器的品質和穩定性。
(1)由于長條片的溫度頻差受多種因素的影響,如(xx') 、(zz') 、W/t、L/t等影響,因此,晶振片切角誤差要比圓片嚴格的多。
(2)石英晶體諧振器晶片的平面平行度△h應嚴格控制在△h≤0.53/f_(n MHZ)(mm)以內。
(3)由于W/t、L/t對f-T特性影響大,所以嚴格控制Wz±0.002mm和Lx±0.005mm以內,且當Wz /t<15時,應盡量使Wz /t≈3n(n為正整數)使一次溫度系數接近于零。
(4)對通用石英晶體,△(xx') ≤30′:對小公差產品:△(xx') ≤15′,以便控制拐點溫度點不致離散太大。同時減小測角誤差(見圖3.2.6是由于(xx') 角的誤差引起的(zz') 角的測量誤差值)。
(5)要嚴格控制電極厚度(或相對返回系數△),使拐點溫度在較小范圍內變化,并能使廣f-T特性曲線的擬合度減小。
(6)SMD晶振片表面質量要好,光潔度要高,嚴禁砂痕、沙坑等缺陷。腐蝕量要合適,且均勻,研磨時要保證研盤的平面平行度、平面度,以及上下研盤的吻合度。研磨時要注意換砂周期,一般不要超過5次。
(7)壓封時要嚴格控制氮氣露點溫度,使其能低于最低工作溫度至少10℃,使f-T曲線在低溫端不出現頻率下降,諧振電阻增大的情況,致使f-T曲線畸變。
(8)特別要注意石英晶振AT切窄長條片的f-T曲線與寬度有關,拐點溫度比方片高10℃~15℃,可用改變條件的方法使拐點溫度降低,如果在Z’面磨一個小角度a≈5°,使Z’面的邊界滿足牽引自由的條件,它不僅減小了振動模式之間的耦合,而且還解決了拐點溫度升高的問題。
(9))在修正設計中心角時,注意當f-T曲線擬合度Err≥1ppm時的試樣測試數據應除去。否則計算出的一次溫度系數的準確度將受到影響,從而影響相對于基準角的中心角的精度。
(10)由于目前貼片晶振石英片加工的單位,其X光機的系統誤差有時能相差3’,所以石英片要盡量定點供應,更換廠商時應先做樣品片進行驗證,合格后方可批量訂貨。
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