透過Ipad看晶振世界
來源：http://www.ytxiaoping.cn 作者：jinluodz 2013年07月09
社會的不斷發(fā)展，平板電腦隨處可見，特別是Ipad興起之后，公交車上，馬路上都可以看到人們拿著平板電腦在工作。同樣我公司經理也一樣，網(wǎng)站上面會經常有客戶詢問價格，詢問晶振的一些相關知識，很多時候遇到不懂的問題都得請教經理。但是經理不可能天天在辦公室守著，要見客戶等等很多的事情，他也是出門就手拿一個平板電腦。有什么問題直接QQ上說就好。但是對于電子類東西里面都由各類電子元器件組成，比如晶振、IC、電容電阻等等。
前面幾天有聽到一個朋友抱怨在平板電腦上記錄的資料，打開時出現(xiàn)記錄錯誤。問怎么回事。后面經過經過一番檢查、分析、測試，終于找出問題所在：由于電腦溫度過高或過低從而導致使石英晶振的時鐘頻率發(fā)生變化，嚴重的話還會造成平板電腦硬盤中的電路元件失效，因為溫度過高，存儲介質也會因為熱脹冷縮效應而出現(xiàn)記錄錯誤。而溫度過低，空氣中的水分會被凝結在集成電路元件上，造成石英晶振的短路。
因此大家平時應該注重電腦的保養(yǎng)，電腦保養(yǎng)的好關系到其使用壽命的長短。首先，電子產品對環(huán)境的要求很高，就拿石英晶振來說，清洗時就要求：石英晶片清潔干凈、無水印、手指印、破片、破角、裂片、污漬等，達到這一系列的清洗要求后方可到凈化車間進行生產，可見電子元器件石英晶振對環(huán)境要求的重要性。其次，電腦的溫度也有一定的影響，石英晶體諧振器在老化的時候對溫度也有一定的要求，一般要求：溫度穩(wěn)定、不能超過100℃—5℃并且要有溫度記錄表。電腦的溫度不能過高也不能太低，也就是說使用時間不能太長，但是也不代表長時間不用電腦的使用壽命就會更長些，相反會導致電腦因為受潮沒辦法烘干而罷工。
壓電石英晶體片除了在電子元件中制作晶振系列外，其實晶體片還可以制作很多元件，比如聲表面濾波器，光學制品，壓電傳感器件，壓電聲控器件，雷達探測片，生表面諧振器，石英感應片等等，壓電石英晶體諧振器系列在電子行業(yè)中通常叫做晶振,西方稱呼為晶體，日本稱呼水晶，或者振子系列。壓電晶體一般制作其實有分為好幾種，有些晶體是突然的，有些是通過人工種植，在經過加工合成的。在經過激光切割，研磨，鍍城，調頻等等系列工序而成，才能成為壓電水晶片。在經過現(xiàn)在科技技術添加金屬電極，加工并被裝在支架上作成石英晶體振子，在添加金屬外殼焊接封裝在盒子內而制成的。
根據(jù)其產品指標參數(shù)及加工工藝，一般可將其分為普通壓電石英晶體和到高精密度壓電石英晶體兩類，一般普通的石英晶振應用范圍也比較低端，比如普通電子數(shù)碼產品，USB連接設備，影音播放設備，高精密度的晶體通常會加工成高端的石英晶體振蕩器，比如溫補晶振，壓控振蕩器等，一般應用范圍就比較高端了，有航天衛(wèi)星，火箭發(fā)射，航空飛機，器材輪船等高端產品鐘。而生表面濾波器應用范圍就是通訊設備，GPS導航系統(tǒng)，衛(wèi)星基站等，相對來說聲表面諧振器應用就比較低端了，比如汽車遙控，安防防盜，電子玩具等產品。
以下我們詳細解說一下，各種的晶體材料等過程。
1、壓電石英晶體材料 猶豫現(xiàn)在的科技技術，人類早就發(fā)明了人工種植合成的壓電石英晶體原材料（SiO2），其材料單體成塊狀或棒狀。對晶體材料的綜合評價通常使用Q值（非直測指標）來標示，Q值越高，其制成的晶體產品品質才會更好，精密晶體都是采用高Q值的材料制造的。
2、切型 指晶片相對于石英晶體結晶軸（物理結構）的切割取向。由于石英晶體是各向異性體，故不同方法、角度、精度切割的晶片，其頻率溫度特性、使用頻率范圍以及等效電路的各項參數(shù)也有所不同。有源貼片晶振晶體產業(yè)生產中主要選用的切割類型有AT、BT、SC等切型，其中AT切型被大多數(shù)晶體產品制造采用；SC切型因其優(yōu)異的頻率溫度特性和老化特性，而在高精密晶體的制造中被優(yōu)先采用，但遺憾的是其工藝加工難度很大，成本極高。
3、晶片 指切割加工成一定幾何形狀、尺寸并相對結晶軸有一定取向的壓電體。晶片的設計加工質量直接影響晶體成品的質量，國晶科技通過技術人員多年的經驗積累，在晶片設計與表面處理上對晶片質量進行控制；同時選用經線切割和激光兩次校角的晶片，來保證精密晶體所要求的晶片切割精度。
4、電極 指與晶片表面接觸或接近的導電膜或導電板，通過它給晶片施加電場。普通晶體的電極現(xiàn)在一般采用純銀，精密晶體根據(jù)需要采用金、鋁等材料，以及一些輔助性特殊材料；電極的制備通常采用真空鍍膜的方式。
5、晶體盒 指保護晶體振子和支架的外殼。將晶體振子裝聯(lián)在支架上的“晶體諧振件”通過專用焊接設備封裝在外殼內，即完成了晶體諧振器的制造。 晶體盒型即外殼的外形尺寸規(guī)范，其尺寸確定了它要容納的振子的最大尺寸。這最大尺寸限制了每種晶體盒頻率范圍的下限，也限制了機械強度、再現(xiàn)性以及等效電路參數(shù)的選擇。注意：晶體元件特性對所承受的振動和沖擊是敏感的，甚至是破壞性的。晶體盒型是目前晶體元件型號分類的主要標準。就有引線的金屬盒晶體元件而言，國際市場上流行的盒型，其命名是參照美國的標準，主要有HC-49/U、HC-49/T、HC-49/US、UM-1、UM-5等；在國內的晶體諧振器型號分類，也有采用原電子部頒布標準的，如JA5、JA8、JA10等等，但其用法已較少。
6、基頻或泛音晶體元件 振子設計工作在給定振動模式最低階次上的晶體元件稱為基頻晶體，而工作在比最低階次要高的階次上的晶體元件也就稱為泛音晶體，泛音有三次、五次、七次、九次、十一次等，一般采用三次、五次、七次，更高次的泛音晶體生產已不好控制。對于一個晶體元件的設計，給定其振動模式，它的頻率即由晶片的方位、尺寸確定，而振動模式取決于使晶片與電路聯(lián)系在一起的壓電效應，特別注意：同樣一個頻點的晶體，采用基頻或者泛音方式，其在電路應用上所反映的特性是不同的。
中國最大晶振廠家金洛電子，該司除了生產成規(guī)晶體元件，還生產高檔的有源晶振系列，普通的晶體生產比較簡單，工藝相對也不會復雜，晶振的生產設備價格也不會很高，有源晶振相對來說生產工藝比較復雜，生產設備也很高端，技術人員也需要有一定的晶體技術經驗，自動的檢測設備目前也依賴進口，這也是有源晶振發(fā)展的一個瓶頸。好比生表面諧振器，國內生產的也比較多，但是生產生表面濾波器的相對來說就比較少，特別是高端的聲表面濾波器系列，生產廠家屈指可數(shù)。因為聲表面濾波器，除了生產工藝，生產設備價格高之外，最主要的是技術人才還比較欠缺。相對來說陶瓷晶振生產就簡單的多，基本上國外能生產的陶瓷諧振器，目前國內都能生產。陶瓷霧化片目前在國內市場還算得上是新新產品，不過霧化片的季節(jié)性比較重，霧化片一般在秋冬季節(jié)來臨使用的比較多，因為天氣干燥，很多地方就都需要使用加濕器來產生空氣濕度。千赫晶體，表晶KHZ系列在國內生產就比較普片，幾乎投錢就能生產的一種技術最低端的石英晶體系列產品之一，不過聲明是普通的表晶，特別是32.768KHZ系列。
前面幾天有聽到一個朋友抱怨在平板電腦上記錄的資料，打開時出現(xiàn)記錄錯誤。問怎么回事。后面經過經過一番檢查、分析、測試，終于找出問題所在：由于電腦溫度過高或過低從而導致使石英晶振的時鐘頻率發(fā)生變化，嚴重的話還會造成平板電腦硬盤中的電路元件失效，因為溫度過高，存儲介質也會因為熱脹冷縮效應而出現(xiàn)記錄錯誤。而溫度過低，空氣中的水分會被凝結在集成電路元件上，造成石英晶振的短路。
因此大家平時應該注重電腦的保養(yǎng)，電腦保養(yǎng)的好關系到其使用壽命的長短。首先，電子產品對環(huán)境的要求很高，就拿石英晶振來說，清洗時就要求：石英晶片清潔干凈、無水印、手指印、破片、破角、裂片、污漬等，達到這一系列的清洗要求后方可到凈化車間進行生產，可見電子元器件石英晶振對環(huán)境要求的重要性。其次，電腦的溫度也有一定的影響，石英晶體諧振器在老化的時候對溫度也有一定的要求，一般要求：溫度穩(wěn)定、不能超過100℃—5℃并且要有溫度記錄表。電腦的溫度不能過高也不能太低，也就是說使用時間不能太長，但是也不代表長時間不用電腦的使用壽命就會更長些，相反會導致電腦因為受潮沒辦法烘干而罷工。
壓電石英晶體片除了在電子元件中制作晶振系列外，其實晶體片還可以制作很多元件，比如聲表面濾波器，光學制品，壓電傳感器件，壓電聲控器件，雷達探測片，生表面諧振器，石英感應片等等，壓電石英晶體諧振器系列在電子行業(yè)中通常叫做晶振,西方稱呼為晶體，日本稱呼水晶，或者振子系列。壓電晶體一般制作其實有分為好幾種，有些晶體是突然的，有些是通過人工種植，在經過加工合成的。在經過激光切割，研磨，鍍城，調頻等等系列工序而成，才能成為壓電水晶片。在經過現(xiàn)在科技技術添加金屬電極，加工并被裝在支架上作成石英晶體振子，在添加金屬外殼焊接封裝在盒子內而制成的。
根據(jù)其產品指標參數(shù)及加工工藝，一般可將其分為普通壓電石英晶體和到高精密度壓電石英晶體兩類，一般普通的石英晶振應用范圍也比較低端，比如普通電子數(shù)碼產品，USB連接設備，影音播放設備，高精密度的晶體通常會加工成高端的石英晶體振蕩器，比如溫補晶振，壓控振蕩器等，一般應用范圍就比較高端了，有航天衛(wèi)星，火箭發(fā)射，航空飛機，器材輪船等高端產品鐘。而生表面濾波器應用范圍就是通訊設備，GPS導航系統(tǒng)，衛(wèi)星基站等，相對來說聲表面諧振器應用就比較低端了，比如汽車遙控，安防防盜，電子玩具等產品。
以下我們詳細解說一下，各種的晶體材料等過程。
1、壓電石英晶體材料 猶豫現(xiàn)在的科技技術，人類早就發(fā)明了人工種植合成的壓電石英晶體原材料（SiO2），其材料單體成塊狀或棒狀。對晶體材料的綜合評價通常使用Q值（非直測指標）來標示，Q值越高，其制成的晶體產品品質才會更好，精密晶體都是采用高Q值的材料制造的。
2、切型 指晶片相對于石英晶體結晶軸（物理結構）的切割取向。由于石英晶體是各向異性體，故不同方法、角度、精度切割的晶片，其頻率溫度特性、使用頻率范圍以及等效電路的各項參數(shù)也有所不同。有源貼片晶振晶體產業(yè)生產中主要選用的切割類型有AT、BT、SC等切型，其中AT切型被大多數(shù)晶體產品制造采用；SC切型因其優(yōu)異的頻率溫度特性和老化特性，而在高精密晶體的制造中被優(yōu)先采用，但遺憾的是其工藝加工難度很大，成本極高。
3、晶片 指切割加工成一定幾何形狀、尺寸并相對結晶軸有一定取向的壓電體。晶片的設計加工質量直接影響晶體成品的質量，國晶科技通過技術人員多年的經驗積累，在晶片設計與表面處理上對晶片質量進行控制；同時選用經線切割和激光兩次校角的晶片，來保證精密晶體所要求的晶片切割精度。
4、電極 指與晶片表面接觸或接近的導電膜或導電板，通過它給晶片施加電場。普通晶體的電極現(xiàn)在一般采用純銀，精密晶體根據(jù)需要采用金、鋁等材料，以及一些輔助性特殊材料；電極的制備通常采用真空鍍膜的方式。
5、晶體盒 指保護晶體振子和支架的外殼。將晶體振子裝聯(lián)在支架上的“晶體諧振件”通過專用焊接設備封裝在外殼內，即完成了晶體諧振器的制造。 晶體盒型即外殼的外形尺寸規(guī)范，其尺寸確定了它要容納的振子的最大尺寸。這最大尺寸限制了每種晶體盒頻率范圍的下限，也限制了機械強度、再現(xiàn)性以及等效電路參數(shù)的選擇。注意：晶體元件特性對所承受的振動和沖擊是敏感的，甚至是破壞性的。晶體盒型是目前晶體元件型號分類的主要標準。就有引線的金屬盒晶體元件而言，國際市場上流行的盒型，其命名是參照美國的標準，主要有HC-49/U、HC-49/T、HC-49/US、UM-1、UM-5等；在國內的晶體諧振器型號分類，也有采用原電子部頒布標準的，如JA5、JA8、JA10等等，但其用法已較少。6、基頻或泛音晶體元件 振子設計工作在給定振動模式最低階次上的晶體元件稱為基頻晶體，而工作在比最低階次要高的階次上的晶體元件也就稱為泛音晶體，泛音有三次、五次、七次、九次、十一次等，一般采用三次、五次、七次，更高次的泛音晶體生產已不好控制。對于一個晶體元件的設計，給定其振動模式，它的頻率即由晶片的方位、尺寸確定，而振動模式取決于使晶片與電路聯(lián)系在一起的壓電效應，特別注意：同樣一個頻點的晶體，采用基頻或者泛音方式，其在電路應用上所反映的特性是不同的。
中國最大晶振廠家金洛電子，該司除了生產成規(guī)晶體元件，還生產高檔的有源晶振系列，普通的晶體生產比較簡單，工藝相對也不會復雜，晶振的生產設備價格也不會很高，有源晶振相對來說生產工藝比較復雜，生產設備也很高端，技術人員也需要有一定的晶體技術經驗，自動的檢測設備目前也依賴進口，這也是有源晶振發(fā)展的一個瓶頸。好比生表面諧振器，國內生產的也比較多，但是生產生表面濾波器的相對來說就比較少，特別是高端的聲表面濾波器系列，生產廠家屈指可數(shù)。因為聲表面濾波器，除了生產工藝，生產設備價格高之外，最主要的是技術人才還比較欠缺。相對來說陶瓷晶振生產就簡單的多，基本上國外能生產的陶瓷諧振器，目前國內都能生產。陶瓷霧化片目前在國內市場還算得上是新新產品，不過霧化片的季節(jié)性比較重，霧化片一般在秋冬季節(jié)來臨使用的比較多，因為天氣干燥，很多地方就都需要使用加濕器來產生空氣濕度。千赫晶體，表晶KHZ系列在國內生產就比較普片，幾乎投錢就能生產的一種技術最低端的石英晶體系列產品之一，不過聲明是普通的表晶，特別是32.768KHZ系列。
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