頻率公差僅為±10ppm的石英晶體是如何生產(chǎn)的，高頻堿性色調(diào)晶體需求量很大，尤其是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的無線應(yīng)用。我們?cè)絹碓蕉嗟匕l(fā)現(xiàn)設(shè)備通過無線電相互通信并交換數(shù)據(jù)，例如通過藍(lán)牙，ZigBee或ISM。所有這些無線電標(biāo)準(zhǔn)都使用三位數(shù)兆赫茲或千兆赫茲范圍內(nèi)的頻段。為了產(chǎn)生這些RF頻率，這些器件需要頻率范圍約為20至52兆赫茲的非常精確的參考晶體。晶振資料下載

無線行業(yè)要求：超薄和高精度

具有如此高共振頻率的石英晶體必須是超薄的。石英越厚，其頻率越低，越不適合無線應(yīng)用。

頻率公差僅為±10ppm的石英晶體是如何生產(chǎn)的，生產(chǎn)足夠薄的石英盤需要一系列的生產(chǎn)步驟。原始晶體塊逐漸被分成更小的單元。最小的單元最終是“毛坯”，它被鋸切、研磨、蝕刻和拋光，以產(chǎn)生正確的厚度和特別光滑的表面。例如，要產(chǎn)生共振頻率為 40 兆赫茲的石英坯料，石英盤的厚度必須僅為 41.5 微米。

由于其標(biāo)稱頻率為40 兆赫茲，該石英盤已經(jīng)非常適合用于無線應(yīng)用;但事情并沒有那么簡(jiǎn)單。除了相當(dāng)高的標(biāo)稱頻率外，還需要ppm范圍內(nèi)的最小誤差容差（ppm =百萬分之一）。這種高精度是必要的，因?yàn)楦鱾€(gè)通道的無線電頻率彼此非常接近，尤其是在高頻范圍內(nèi)。如果要避免不同無線電頻率的重疊，必須確?；A(chǔ)參考頻率的最低頻率容差。

這給晶體生產(chǎn)帶來了挑戰(zhàn)，可以用40兆赫晶體的例子來說明。如上所述，理想情況下，石英盤的標(biāo)稱厚度正好為 41.5 微米。當(dāng)目標(biāo)誤差容差僅為 +/-10 ppm 時(shí)，實(shí)際值可能與該理想值相差 +/- 0.415 納米。這不到百萬分之一毫米。

僅靠機(jī)械生產(chǎn)步驟無法實(shí)現(xiàn)亞納米范圍內(nèi)的這種精度。石英制造商對(duì)這個(gè)問題的反應(yīng)是從一開始就生產(chǎn)出最小太厚或太薄的晶體，具體取決于生產(chǎn)工廠的特性。然后對(duì)晶體進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到所需的標(biāo)稱頻率。

微調(diào)：蒸發(fā)后或離子轟擊

頻率公差僅為±10ppm的石英晶體是如何生產(chǎn)的，石英生產(chǎn)中的最后加工步驟之一是在石英盤的兩側(cè)應(yīng)用電極。該電極對(duì)于電激發(fā)坯料的振蕩是必需的。同時(shí)，該電極也是以下兩個(gè)微調(diào)石英過程的起點(diǎn)。

1） 后蒸發(fā)/濺射：

為了能夠使用蒸發(fā)后工藝（也稱為“濺射”），石英盤的制造得有點(diǎn)太薄，因此即使在施加電極之后，共振頻率也太高。為了糾正這一點(diǎn)，石英電極用銀蒸發(fā)。通過這種方式，應(yīng)用了一層超薄的銀，這增加了石英的質(zhì)量并降低了其頻率。在此過程中，連續(xù)測(cè)量石英盤的頻率。如果達(dá)到所需的標(biāo)稱頻率，則立即停止蒸發(fā)后。

2） 通過離子轟擊進(jìn)行調(diào)整

前提是石英盤產(chǎn)生的厚度稍大意味著即使電極已經(jīng)施加，諧振頻率仍然略低。在這種情況下，通過用足夠高能量的離子進(jìn)行有針對(duì)性的轟擊來減少電極的質(zhì)量。通過減少質(zhì)量，頻率不斷增加。與濺射一樣，在整個(gè)過程中監(jiān)控頻率。一旦達(dá)到所需的標(biāo)稱頻率，該過程就會(huì)結(jié)束。

適用于所有無線應(yīng)用的Jauch晶體

頻率公差僅為±10ppm的石英晶體是如何生產(chǎn)的，由于這兩種微調(diào)工藝，可以為各種無線應(yīng)用制造超薄和高精度晶體。Jauch JXS 21和JXS 22型號(hào)也是以這種方式生產(chǎn)的。這些晶體的頻率范圍為 16 至 52 兆赫茲，容錯(cuò)能力僅為 +/-10 ppm，頻率穩(wěn)定性特別高，專為無線設(shè)備而設(shè)計(jì)。