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小型化49S晶振系列生产方法

来源:http://www.jinluodz.com 作者:金洛鑫电子 2019年04月17
   49S型晶振可以分为两种,一种是贴片型,一种是插件型,因为品质稳定,价格低廉在市场上格外受欢迎,但是传统的49S晶振体积比较大,不适合用到便携式,小型化的产品身上。为了解决这个问题,国外许多晶振工程师和研发技术人员,都在加紧开发新的小型49S晶振制造方案。以下是金洛鑫电子提供的关于49S晶振实现小型化生产的方法,以及要注意的问题。
有几种方法可以小型化:
   a)通过使用振动模式的小型化,该振动模式对于给定的谐振频率产生较小的谐振器尺寸。在大多数情况下,这里使用纵向膨胀振荡,但也使用弯曲振荡器和叉形换能器。这些微振动器通常通过光刻与薄的,重叠的和抛光的石英晶片分离。由振动模式给出的频率的大的温度响应是不利的。然而,使用低频振动模式的小型化将是不合时宜的,因为现代电子设备更可能划分高频而不是倍频。
   b)厚剪切振动器的小型化:
   从图中可以看出,随着石英谐振器尺寸的减小,J1=R1C1(Eq.32)的值迅速增加。随着谐振器越小,电极面积越小,我们不可避免地会得到更小的C1值。这导致谐振电阻对较小谐振器尺寸的显着增加。对于给定的外壳尺寸和固定的最大值。
WHX1.jpg
图2.22小型化,例如4.2MHz
   因此,共振电阻导致频率下限,在此频率限制下,通常的设计无法实现小型化。此晶振频率限制约为8MHz。
   为了小型化,还有另一种方法。在厚度剪切振动中,驻波由厚度尺寸给出。该波的传播方向是AT部分的X方向(图2.23)。因此,将谐振器杆形成为低损耗安装是有意义的。缩短x轴或z轴的两种考虑都是合理的,应根据工作频率进行应用。为了避免在温度范围内引起阻力波动的干扰运动,边缘长度的尺寸非常小心地确定尺寸并且制造成具有严格的公差。为了改善振动质量,这些石英晶体在接近透镜形状时在端部逐渐变细。对于x长谐振器,侧边缘也以这样的角度倒角,使得与Y表面的剪切的耦合变小。因此,与较大的AT切割石英一样,可以实现已知的小温度波动。在Z方向上,应力常数较小,因此支架的影响(温度引起的力)在频率上较小。电极面积小,效果好。负载(电流/mm2)变得太大。在操作微型石英时,要注意较低的负载能力。特别是,如果制造商指出过高的共振电阻作为预防措施。
WHX2.jpg
图2.25微型AT切割石英晶体
   注意:例如已知在HC-49SMD晶振外壳的10MHz处,高度为6.6mm,Rr值为7~12欧姆。因此,振荡器可以设计用于太高阻抗的石英。
WHX3.jpg
图2.24杆状AT切割石英振动器
   微型AT切割石英的电气数据:
WHX4.jpg
   根据制造商的说明,表中的值是最大值。
   1)常规设计,*圆形截止
   2)棒状谐振器
   3)通过光刻产生的棒状谐振器
   49S可以说是最常用的石英晶体谐振器类型之一,与32.768K晶振,圆柱晶振和小体积贴片晶振在市场上的占有比例比较大,多年来因体积的困扰,多多少少限制了发展,但目前已有晶振厂家实现小型化了,也许再过不久,49S晶振会以新的面貌,被广大生产厂家们采用。

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