电子产品的不断更新,对石英晶振的要求也越来越高.石英晶振从一开始的大体积到现在2520晶振,1612晶振,体积是越来越小,用于范围也越来越广,晶振单元化到现在一种晶振可以适用于多种产品.为了满足市场要求,很多晶振厂家开启了量身定制服务.

石英晶体制造工艺

石英晶体的制造有几个阶段.对于基本的高容量设备,可以减少或排除生产高精度物品所需的阶段.

基本上,石英晶振的制造始于原始晶体的生产.这些完整的晶体通过阶段产生基本空白,进一步处理以产生在正确频率下工作的晶体.最后,它们被封装,然后进行测试,以确保它们按要求工作.

基本的制造过程从引入原始硅开始,然后以合理的方式从那一点开始.

制造业:种植水晶

尽管石英确实以其晶体形式自然发生,但晶体不符合石英晶体谐振器所要求的质量.因此,晶体需要在高度受控的条件下人工生长.合成晶体使用晶种在约350℃和非常高的压力下生长:约1000个大气压.这是在专门制造的晶体生长炉中完成的,大约需要45到90天.

一旦晶体生长,就将其从炉中取出并精确研磨面,使X,Y和Z轴精确定义,并使晶体得到精确保持.由于各种晶体切割的特性由角度限定,因此必须精确保持这些特性,以确保最终的晶体具有合适的特性.

制造:水晶切割和研磨

一旦晶体形成然后将其轴磨削,接下来的阶段就是制作晶体坯料.

为了制造毛坯,第一阶段是将石英晶体切割成正确尺寸的小扁平“板”.这需要使用能够以所需的正确角度切割的高精度切割器来进行.穿过水晶的这些切片需要制成比完成水晶所需的厚度稍厚的切片.

一旦完成第一次切割,就可以将这些大的光滑切割成较小的空白.然后将它们研磨以使它们更接近所需的厚度.

此外,随着坯料更接近其最终厚度,因此研磨需要变得更精确并且使用更精细的研磨膏.

由于研磨过程是磨蚀性的,它会破坏SMD晶体表面上的晶格.这不仅会导致气体分子和其他杂质后来导致老化,而且还会直接导致随时间的变化.

最终尺寸和蚀刻

一旦进行了研磨工艺,就对晶体表面进行化学蚀刻.这为晶体提供了更精细的光洁度,并且以后提供更少的化学进入机会.然而,在化学蚀刻之后需要非常仔细地清洗有源晶振表面以去除所有痕量的外部化学物质.

化学蚀刻还使尺寸进一步缩小,将其作为将坯料减小到所需尺寸的最后阶段.

电极

一旦将晶体坯料制造成所需的公差并完成,就添加电极基底.

将完成的坯料放入蒸发掩模中,银或金蒸汽沉积在晶体表面-这些形成电极到晶体.这是在高真空沉积室中进行的.

然后晶体坯料具有连接到沉积电极的引线.然后将其安装在其支架上.

最终调整和密封

连接电极后,最终调整晶体.这可以通过添加额外的电极材料来实现.

晶体制造的最后阶段是将贴片晶振密封在其支架中.这通常是抽空的或充满氮气.氮气是惰性的,可防止反应性物质进入,否则可能会导致晶体老化.也可以类似地使用真空.

最终检验

有源晶振制造过程的最后阶段之一是进行最终检查.这可以进行,以确保晶体操作和特性符合所需的规格.检查水平显然取决于成本和最终规格限制.它可以批量进行,或者对于更严格的高精度元件,它更可能是单独进行的.

在某些情况下,晶体可以在升高的温度下运行以取出老化的第一个效果.由于老化在制造后立即以最快的速度发生,通常高精度晶体单元或晶体炉可能在发送之前老化约40或90天.

晶振制造已经发展多年.早期的晶体谐振器是通过采用天然石英然后研磨和研磨坯料来制造的.现在,该工艺更类似于半导体制造的形式,其具有增长的合成石英晶体,然后使用化学蚀刻和一些沉积技术.现在它是一个非常先进和精密的制造过程.

一开始的晶体是通过研磨天然石英来制造的,现在的石英晶振则是人工种植,然后对它进行分类.石英晶体是电子元器件,属于易腐蚀物品,大家在包装,储存差分晶振时,一定要避免与腐蚀物品接触;匹配,安装晶振也要对应产品,一来可以最大限度发挥产品性能,二来可以延长产品使用周期.