壓電石英晶體平面倒邊石英片厚度的確定
如果不是從事石英晶體研發設計相關事業的,幾乎不會有人了解,一顆完整的晶體生產起來是如此的復雜,涉及的領域至少有數字,電子學,工程學,平面,激光,微調等方面。正因為如此所有與海外晶振廠家重新訂購石英晶振,交期大部分在1~3個月不等,工序數量太多,至少有幾十道,確定平面倒邊石英晶片的厚度是非常重要的一個步驟。
當直徑與厚度比45<Φ/t<60范圍時,為了消除邊緣效應的影響,石英片的外形一般采用平面倒邊。如圖3.4.3所示,但目前實際生產中,當15<Φ/t<<60時,都采用平面倒邊。由于其加工方法比平凸、雙凸更方便,且能達到產品規格要求,晶振片的厚度計算公式可用下列近似式計算。
當石英片的直徑Φ和厚度t確定后,應按如下步驟計算:
平面倒邊片如圖(3.4.3)中的β角,一般在6°~9°,β角按下式計算:
式中,N1、N2的值為:
對于AT切:N1=1665KHz•mm;N2=2542KHz•mm;
對于BT切:N1=2560KHz•nmn;N2=1654KHz•mm。
n為波節線,由邊緣算起的順序號,其含義是,當振動波傳播到石英晶體諧振器晶片邊緣反射回來時,到達平臺邊緣時,剛好是波節,即不振動的位置。從而減小邊緣效應。
圖中t0為石英片邊緣厚度(即留邊量)。從理論上來說,t0應該接近于零,即處于石英片切變振動的節面(即不振動的面)上。這也是石英晶振固定的位置,從而使等效電阻達到最小。但是t0太小,易產生生破邊、破角,為此應根據頻率的高低來選擇t0的值。對HC-49/U型的石英片其t0值建議按下表3.4.2確定。
經計算,β=6.8°或取8.32°。
平面倒邊片的曲率半徑按下法計算。
有人會提出邊緣厚度t0太小,一定會有破邊、破角,這種提法是錯誤的,關鍵在滾筒倒邊時的轉速如何確定。這將在石英片的制造中來確定。
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