《晶振工作原理》PPT课件.ppt

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1、BriefingforTXCCRYSTALJAN.2000JOHNEYTIENTXC水晶工作原理INDEXX’TAL振盪振盪原理X’TAL結構X’TAL振動方式切割角度,溫度,頻率之關係等效電路TXC2INDEX製程晶片製程SMDX’TAL製程TXC3石英晶體振盪器介紹振盪原理X’TAL結構鍍銀面ETAbasecf:springbase利用外電壓加於晶片的兩側產生壓電效應,使晶體本身引起機械變形,進而產生諧振.TXC4石英晶體振盪器介紹石英晶體具有一特性：當晶體的切割面受到機械應力的作用時，晶體的兩相對面會產生一電位差，這種特性稱為壓電(

2、Piezoelectric)效應。同樣的，若一電壓加於石英晶體的兩相對面上，也會在晶體的形狀上引起機械變形。當我們加一交流電壓於晶體上，就會引起機械式震動，振動的頻率會依晶體的不同而異，石英晶體切割片愈薄，切割技術愈困難，但諧振頻率愈高。TXC5石英晶體振盪器介紹R1為晶體內部結構的磨擦性當量,因R很小故等效Q值極高.Q=2Fs*L1/R1電感L與電容C1是晶體質量的電性當量.C0為電極間電容量.TXC6石英晶體振盪器介紹一般把機械式的自然振動稱之為諧振，以LC等效電路替代。一個為RLC串聯諧振，另一為RLC與C0的並聯諧振。由阻抗對頻

3、率的關係曲線得知，Fs串聯諧振時阻抗極低，Fp反諧振時阻抗很高。TXC7Crystal振盪原理X’TAL振動方式厚度振動Thicknessshearmode基本波:Fundamental(以晶片振盪之最低頻率工作).3倍頻:3rdovertone(以基本波之三倍頻率工作,在線路上須濾掉基本波).5倍頻:5thovertone(以基本波之五倍頻率工作,在線路上須濾掉基本波及三倍波).TXC8CrystalTXC晶棒之切割9Crystal振盪原理切割角度,頻率之關係fAT=N/D(mm)fundamentalmodeN=1.68ATCTETY

4、XZBTDTFT+－LowFrequencyHighFrequencyCT+38ºAT+35º15’DT-52ºBT-49ºET+66ºFT-57ºTXC10CrystalCRYSTAL-切割角度,溫度,頻率之關係TXCATCUTBTCUT11Crystal晶片製程LumberbarCuttingTesting材料來源－天然水晶礦LASCA(有雜質,無法取用)－LASCA打碎,吊晶種(SEED)長晶－持續長晶3～4月成透明晶棒(ASGROWNBAR)－切割研磨成LUMBERBARTXC12Crystal晶片製程Doublewafer膠合對

5、半切(SingleWafer)Roundbar－LUMBERBAR廢料切除,以X-RAY定角度後固定於鐵板(製具)－CUTTING後重新貼合,上膠(DOUBLEWAFER)－中心位置為晶種之部份,為非均質材料,無法使用,故對半切成SINGLEWAFER－外徑處理(車削/研磨)TXC13Crystal晶片製程#1000#4000#3000#2000成品－煮膠後,晶片分離做平面研磨處理－以#1000砂(1立方吋可塞1000顆粒,其大小之表示方式)開始研磨－依產品需求研磨至#4000以上(#4000,#6000,#10000…)TXC14Cry

6、stalSMDX’TAL製程BlankcleaningAlignmentBasePlatingCuringFreq.adjustmentAnnealingAutoSeamWeldingAgingFQCTapingBlankautomountGrossleaktestFineleaktestFinalTestLasermarkingTXC排入MASK做蒸鍍以噴銀微調頻率銲封上蓋老化製程烤膠乾燥粗漏測試細漏測試晶片清洗15何謂PPM?如何計算?PartPerMillion意指百萬分之一秒的頻率跳動值；以實際頻率減目的頻率再除以目的頻率且將小數

7、點往後移六位數即是ppm值。例:目的頻率是25.000000MHz，實際測得的頻率是25.000015MHz(25.000015-25.000000)/25.000000=0.0000006將小數點往後移六位數，即為0.6ppm。CrystalTXC16CrystalC1:dynamiccapacitanceC1=0.1．Kc．del2．f＝ResonanceFreqencydel：ElectrodeDiametern：OrdinalNumberOFHarmonics(1,3,5,7,……)kc：CorrectionConstantkc=

8、1…fundamentaloscillationkc=0.85…3rdovertonekc=0.75…5thovertone.fsn2TXC17CrystalCo：StaticCapacita