我们目前已知AT切割是石英晶体生产中，使用次数比较多的一种切割方式，它有着方便量产，成本低的优势，重要的是可以实现石英晶体谐振器小型化要求。英国IQD晶振公司就热衷于AT切割生产晶体，并且致力于研发AT切割未被开发的作用和特性。本文的目的是介绍小型薄型的AT切割石英谐振器，及相关的电气特性和物理性，简述AT切割晶体的生产方法，请大家仔细阅读！
生产微型贴片晶振的关键因素是能够生产具有所需尺寸精度和精度的谐振器[1]。由于较小的谐振器需要更严格的尺寸公差（例如，为了保持适当的宽长比），诸如CX-4的超小型谐振器的生产更加困难。利用制造石英晶体和晶片背板的光刻工艺，可以实现超小型石英晶体的大规模生产。光刻工艺提供了所需的精密微加工和尺寸公差，晶圆背板为最终频率调整所需的谐振器电极提供精确的金属沉积[2]。

在第二部分中，我们概述了用于制造晶体谐振器晶片的光刻工艺。在第III章中，我们讨论了使用晶圆背板进行的最终频率调整。在第四部分中，我们简要讨论了晶振在其封装中的最终组装。最后，在Sec。V我们可以一瞥完成的超小型石英晶体谐振器的电气特性。

Part			Width	Height
Type			(mm)	(mm)
CX-1		8.00	3.56	1.52
CX-3	6.73		2.62	1.40
CX-4	5.00		1.83	1.10

表1：包装尺寸的比较

图1：三种尺寸的三个AT带状谐振器。从左到右：AÊCX-1AÊCX-3和CX-4。

AT切割石英晶体谐振器已用于精密频率控制已有60多年，是目前使用最广泛的石英晶体类型之一。虽然传统的AT晶体是圆盘形的，但是对较小元件的需求导致了微型AT带的发展。为了满足制造商对更小元件的需求，IQD Statek开发了一种超小型薄型石英晶体作为其CX-4系列产品的一部分。相比之下，CX-4仅需要CX-1陆地面积的三分之一和CX-3陆地面积的一半左右。（见表1和图1）。
频率调整：
虽然晶片上各个谐振器的频率彼此非常接近，但变化可以高达1％。这种变化归因于晶片厚度的不均匀性（楔入），并且在较小程度上归因于金属化厚度的不均匀性。

图2：石英晶体晶圆上的125个超小型AT谐振器

晶片上谐振器频率的变化在其产生中得到考虑，因此每个谐振器现在位于所需的最终频率之上。然后，使用晶圆背板，在每个谐振器的电极上沉积一层金薄膜，使其频率降至最终频率[1]。
晶圆背板的目的和概念类似于封装中石英晶体谐振器的通常背板-通过沉积金来控制频率降低。关键的区别在于晶圆背板系统的定位要精确得多。由于谐振器已经在封装中，背板可以施加到谐振器的精度受限于谐振器可以放置在封装中的精度（除非使用图像识别系统）。谐振器仍然在晶圆，每个谐振器的位置是固定的和已知的。

图3：采用CX-4封装的超小型AT晶体谐振器（密封前）。

在图4中的超小型晶体的阻抗扫描中可以看到，这种小晶体在电学上表现良好，因为它们的基本模式与其他模式完全分离。在频带中，大约5％的晶体是基本的频率只有一个非谐波模式可见。该模式的电阻足够高，并且与主模式（频率）相距足够远，其影响可以忽略不计。

图4：（大致）16ÊMHzCX-4（使用HPÊ4194A获得）作为频率函数的阻抗。请注意，在此特定设计中缺少任何重要的非谐波模式。

制造：
典型的超小型AT坯料约为3.50英寸×0.63英寸。由于这种小尺寸，为了获得可接受的产量，需要大约2μm的公差。虽然传统的加工技术不能满足这种严格的公差要求，但光蚀刻工艺能够保持优于1μm的尺寸公差。
光刻工艺从抛光的石英水晶振子晶片（1“×1”或更大）开始。使用电子束真空沉积系统将这些晶片化学蚀刻至预定频率，清洁并用铬和金薄膜金属化。（可以使用其他金属，例如铝或银。）使用掩模和双对准器光刻地生成AT条带图案，其中晶片的顶部和底部表面同时对准和曝光。然后通过随后的光掩模步骤限定晶体电极和探针焊盘图案。然后对晶片进行化学金属和石英蚀刻以形成单独的AT条带。最后，使用孔掩模和薄膜金属沉积将顶部和底部安装垫连接在一起[2]。
光刻工艺完成后，我们的晶圆包含125个独立的超小型AT晶体谐振器，如图2所示。每个谐振器通过两个小的石英接头物理连接到晶片，这两个小的石英接头还将谐振器电连接到晶片上的探针焊盘。这允许在每个谐振器仍然在晶片上时对每个谐振器进行电测试。
AT切割早已是石英水晶组件产业中，不能缺少的一种加工工序，它比SC切割灵活而且没有SC切割那么高的成本，最适合用于无源晶振的生产当中。多年前国内许多晶振厂家就引进了AT切割的设备和方法资料，金洛鑫电子就是其中一家，用AT切割方法制造的石英晶振不仅表面光滑无杂质，而且品质稳定，低老化，精度高，方便进行频率调整。

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小体积AT切谐振器的制造工艺

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