对于晶振使用广泛的电子元器件.是最容易随着市场和人们的需求的变化而变化的产品,从外形上来说,从大体积的插件形式到现在的小型再小型以及无法用肉眼看清的贴片晶振.从性能上来说,高的精度也在变化着,现在大多数的精度都能达到10PPM的精度.使用在对产品比较高要求的电子产品中.

在频率控制元器件行业里,几乎所有人都达到一种共识,精度越高产品越稳定,其实这样的说法也没问题,随着现在科技水平的提升,生产厂家们对用于自己产品身上的电子元件要求也提高了.石英晶体是频率元件模块里,应用最广泛的一种,常用的频率公差,也就是我们常说的精度主要有±10ppm,±20ppm,±30ppm等,一直到±100ppm.Jauch晶振公司是法国知名的石英水晶制造商,其量产的10ppm高精度晶振,受到广大用户的喜爱.

JAUCH晶振高精度10ppm制造工艺

高频基本色调时钟晶体的需求量很大,特别是对于物联网行业的无线应用.我们越来越多地发现设备彼此通信并通过无线电交换数据,例如通过蓝牙,ZigBee或ISM.所有这些无线电标准都使用三位数兆赫兹或千兆赫兹范围内的频段.为了产生这些RF频率,器件需要非常精确的参考晶体,其频率范围从大约20到52兆赫兹.

微调:蒸发后或离子轰击

石英生产中的最后一个加工步骤是在石英盘的两侧上施加电极.该电极对于电激励坯料的振动是必要的.同时,该电极也是以下两种微调贴片石英晶振的过程的起点.

Jauch专门为无线应用提供专用的JXS-WA水晶系列.

由于其高频率稳定性以及极低的ESR,这些特殊晶体可满足对RF收发器或物联网应用至关重要的高要求.这些晶振采用标准封装2016,2520和3225晶振以及14种特殊频率,可为许多RF收发器和RF-ASIC生成纯净稳定的参考时钟.典型频率如24.0/26.0/32.0/37.40/38.40或40.0MHz通常用于支持无线标准的RF-ASIC,如蓝牙低功耗(BLE),蓝牙智能,Zigbee,ISM,LoRa,LPWAN或其他标准.物联网世界中的无线应用.

1)后蒸发/溅射:

为了能够使用后蒸发工艺-也称为“溅射”-石英盘制造得稍微过薄,因此即使在施加电极之后,共振频率也是极低的.为了纠正这一点,石英电极用银蒸发.以这种方式,施加超薄的银层,这增加了石英的质量并降低了其频率.在此过程中,连续测量石英盘的频率.如果达到所需的标称频率,则立即停止后蒸发.

2)离子轰击调整

石英盘产生的稍微过厚的先决条件意味着即使在施加电极之后,共振频率仍然略低.在这种情况下,通过用足够高能量的离子进行靶向轰击来减少电极的质量.通过减小质量,频率不断增加.与溅射一样,在整个过程中监控频率.一旦达到所需的标称频率,该过程就结束.

Jauch Crystals适用于所有无线应用

由于这两种微调工艺,可以为各种无线应用制造超薄和高精度晶振.Jauch JXS21和JXS22型号也以这种方式生产.这些晶体的频率范围为16至52兆赫,容错率仅为±10ppm,具有极高的频率稳定性,专为无线设备而设计.

无线行业的要求:超薄和高精度

具有如此高谐振频率的石英晶振必须是超薄的.石英越厚,其频率越低,不太适合无线应用.需要一系列生产步骤来生产足够薄的石英盘.原始晶体块逐渐分成更小的单元.最小的单元最终是“空白”,锯切,研磨,蚀刻和抛光,以产生正确的厚度和特别光滑的表面.例如,为了制造共振频率为40兆赫兹的石英坯料,石英盘的厚度必须仅为41.5微米.

由于其标称频率为40兆赫兹,这种石英盘已经非常适合用于无线应用;但事情并非那么简单.除了相当高的标称频率外,还需要ppm范围内的最小误差容限(ppm=百万分率).这种高精度是Quartz Crystal必要的,因为各个通道的射频彼此非常接近,特别是在高频范围内.如果要避免不同射频的重叠,必须确保基础参考频率的最低频率容差.

这对晶体生产提出了挑战,可以使用40MHZ晶振的例子来说明.如上所述,石英盘理想地具有恰好41.5微米的标称厚度.目标误差容限仅为±10ppm,实际值可能偏离该理想值最多±0.415纳米.这不到百万分之一毫米.仅通过机械生产步骤不能实现亚纳米范围内的这种精度.石英制造商通过根据生产工厂的特性从一开始就生产出极薄或太薄的晶体来解决这个问题.然后对晶体进行微调以达到所需的标称频率.