當前位置：首頁 » 行業資訊 » 2018最新關于晶振發展現狀及技術調研報告

2018最新關于晶振發展現狀及技術調研報告

來源：金洛鑫瀏覽：- 發布日期：2018-02-24 18:16:02【大中小】

分享到：

常見的冰箱，空調，電腦，電視機，洗衣機，電風扇，和更高端的科技產品如智能手機，導航定位系統，人造衛星，飛機，機器人，人工智能和智能軍工用品等產品，都是由或大或小，或高或低，看似不起眼的電子零件組合而成的，當你拆開這些智能、電子產品里，你會看到密密麻麻嵌入在電路板上的電子元件。幾十年來成百上千的電子數碼產品被淘汰，消失在市場當中，一些零件也隨之被替代，但是也有不少電子元器件歷經多年仍然被生產廠家和工程師們愛不釋手，并且緊跟時代需求發展。

石英晶振作為一種震蕩器經過了幾十年的發展。由于它具有成本低、高Q值、高精度和高穩定度的特點,因此在電子領域中的作用一直不能被其它振蕩器所替代。

近幾年來,對石英晶體元件的需求量逐年上升,每年約增長10%。到2018年, 約為205.04億只。隨著產品不斷向小型化和片式化發展,石英晶體元件也不斷向這個方向發展。我國晶體行業近年來不斷引進先進技術,促使該行業不斷發展。生產設備及生產工藝不斷提高,使中國成為晶體行業的主要生產基地。2018年壓電晶體出口值達到20.25億美元。但由于市場競爭的激烈,晶振價格不斷下降,同時各種生產成本(包括產品的原材料、水、電和勞動力價格等)不斷上升,使得該行業利潤空間不斷被壓縮,造成了該行業的競爭異常激烈。為此,各生產企業都不斷的追求生產效率的提高、成本的降低以及制品精度的提高。

在石英晶振生產過程中,離子刻蝕頻率微調較大程度的影響著貼片石英晶振的生產效率和制品的精度。為此,本文的課題是通過實驗,研究離子刻蝕頻率微調的工藝,確定合適的加工參數,使石英晶振的加工效率和制品的精度都得到提高,從而降低石英晶振的生產成本。

1.2石英晶振頻率微調國內外研究現狀

石英晶體元器件的生產從晶片的切割到成品包裝。在整個工藝流程中,以下幾個工序主要影響著產品的頻率。

1.晶片的制作,根據目標頻率制作出相應切割方位、尺寸的晶片。

2在晶片表面鍍敷導電電極層(根據要求可以鍍銀或金)。

3.通過微量增厚或減薄鍍層的厚度,進行頻率的微調。

國內外在石英晶體諧振器元器件生產過程中使用的頻率微調方法主要有蒸發頻率微調技術,噴射頻率微調技術,激光刻蝕頻率微調技術,離子刻蝕頻率微調技術。

如圖1-1所示,蒸發頻率微調技術是石英晶體元器件加工中出現最早的微調技術。是在真空狀態下,對裝有蒸發材料(銀)的鎢制料舟進行加熱,使銀氣化沉積在SMD晶體表面而達到頻率微調的目的。因為此技術頻率偏差大,效率低,原料消耗大,國內外的使用在逐漸減少。

如圖1-2所示,噴射頻率微調技術是蒸發頻率微調技術的改進型。是在真空狀態下,對裝有蒸發材料(銀)鉬盒進行加熱,使銀氣化后從鉬盒的孔中噴出,沉積在石英貼片晶振表面而達到頻率微調的目的。因為此技術易于實現,相應的設備簡單,成本低,頻率偏移不是很大。因此目前國內外使用較多。

如圖1-3所示,激光刻蝕頻率微調技術是將激光發生器產生的激光照射石英晶體表面的電極層,使其氣化而達到減薄電極層的膜厚度,從而達到調整頻率的目的。因其精度高,速度快而被廣泛的應用于進口晶振的生產中。

雖然激光刻蝕頻率微調技術精度高,加工質量穩定,生產效率高,但是激光頻率微調后晶片表面并不是均勻一致的,而是凸凹不平的。因此,并不適用于所有的石英水晶振子的頻率調整,特別是AT系列產品。為此20世紀80年代末期開始,出現了關于離子東刻蝕頻率微調技術的研究,經過多年的發展,國內外有些廠商已開始應用。如圖1-4所示,離子束刻蝕頻率微調技術是將離子發生器產生的離子加速后轟擊晶片表面,使晶片表面的電極層脫落,減薄電極層膜厚,從而達到調整頻率的目的。

1.3離子束刻蝕加工

離子束刻蝕是利用撞擊和濺射效應進行加工的,在上世紀中葉開始出現和發展的種離子束加工方法。其基本過程是先將Ar等惰性氣體充入離子源放電室,然后通過鎢絲放電等方法使惰性氣體電離形成等離子體,接著對等離子進行聚焦和加速使其成為具有高能量的離子束,最后通過柵極將高能離子束引出。使其射向并撞擊工件的表面,產生彈性碰撞,將能量傳遞給工件表面材料的原子或分子,其中一部分能量使原子或分子產生濺射拋出工件表面。離子束刻蝕就是利用上述過程,通過離子束將工件表面的原子或分子拋出工件表面,因此其分辨率很高,可達到幾個微米。另外, 對離子束的能量、方向和均勻性控制比較簡單,為此,加工后的圖形具有邊緣整齊、陡直性好、無鉆蝕等優點。使得加工質量很高,被使用于各種半導體材料和微電子器件的加工中。

離子束刻蝕頻率微調技術就是將離子發生器產生的離子加速后轟擊石英晶片表面的電極層,使電極膜的厚度減薄,從而進行石英晶片頻率的微調。離子束刻蝕技術,只減薄表面電極層,并不傷及晶片本身。同時由于不改變電極的有效面積,因而對晶片本身的電性能參數影響不大。另外,離子束刻蝕將石英晶片的電極層刻蝕成潔凈的單層膜,可以提高頻率特性。為此,離子束刻蝕技術有助于更新貼片晶振的生產設備,改進生產工藝,提高我國石英晶體產品的性能和品質。