加工石英晶体晶片时要注意的事项
石英晶片是比石英晶振更要小心对待的电子物料,还是晶振最基础最重要的组件,晶体的压电效应就是来源于晶片,在正式使用之前,要经过精进的打磨和加工。每一片晶片都是从石英棒切出来的,极其小的一片东西,所以加工时要加倍小心,以免发生损坏,影响石英晶体谐振器的品质和稳定性。
(1)由于长条片的温度频差受多种因素的影响,如(xx') 、(zz') 、W/t、L/t等影响,因此,晶振片切角误差要比圆片严格的多。
(2)石英晶体谐振器晶片的平面平行度△h应严格控制在△h≤0.53/f_(n MHZ)(mm)以内。
(3)由于W/t、L/t对f-T特性影响大,所以严格控制Wz±0.002mm和Lx±0.005mm以内,且当Wz /t<15时,应尽量使Wz /t≈3n(n为正整数)使一次温度系数接近于零。
(4)对通用石英晶体,△(xx') ≤30′:对小公差产品:△(xx') ≤15′,以便控制拐点温度点不致离散太大。同时减小测角误差(见图3.2.6是由于(xx') 角的误差引起的(zz') 角的测量误差值)。
(5)要严格控制电极厚度(或相对返回系数△),使拐点温度在较小范围内变化,并能使广f-T特性曲线的拟合度减小。
(6)SMD晶振片表面质量要好,光洁度要高,严禁砂痕、沙坑等缺陷。腐蚀量要合适,且均匀,研磨时要保证研盘的平面平行度、平面度,以及上下研盘的吻合度。研磨时要注意换砂周期,一般不要超过5次。
(7)压封时要严格控制氮气露点温度,使其能低于最低工作温度至少10℃,使f-T曲线在低温端不出现频率下降,谐振电阻增大的情况,致使f-T曲线畸变。
(8)特别要注意石英晶振AT切窄长条片的f-T曲线与宽度有关,拐点温度比方片高10℃~15℃,可用改变条件的方法使拐点温度降低,如果在Z’面磨一个小角度a≈5°,使Z’面的边界满足牵引自由的条件,它不仅减小了振动模式之间的耦合,而且还解决了拐点温度升高的问题。
(9))在修正设计中心角时,注意当f-T曲线拟合度Err≥1ppm时的试样测试数据应除去。否则计算出的一次温度系数的准确度将受到影响,从而影响相对于基准角的中心角的精度。
(10)由于目前贴片晶振石英片加工的单位,其X光机的系统误差有时能相差3’,所以石英片要尽量定点供应,更换厂商时应先做样品片进行验证,合格后方可批量订货。
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