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FCX-07晶振使用电子束密封生产技术的优势

来源：http://www.yijindz.com 作者：亿金电子 2019年03月22

当今电子产品的主导趋势是更小,更薄,更轻的产品,主要用于智能手机等移动设备.在用于构建这些器件的电子元件中,石英晶振晶体单元在调节器件频率和提供时钟信号方面起着关键作用.为了应对电子产品的发展趋势,晶振制造商积极寻求识别或制造更小,更薄的元件,推动小型石英晶体单元的发展.

以下我们所介绍到的是大河超紧凑型FCX-07晶振,这款AT切割,MHZ系列属于世界级小体积SMD晶振.采用自动贴片机焊接实现高效工作,FCX-07晶振尺寸为1.6×1.2×0.4mm.与2.0×1.6×0.5mm的传统AT切割MHz系列石英晶体单元相比,该产品占据预计面积的60％,占典型单元体积的48％.

FCX-07晶体谐振器的电气参数特性.频率范围为24-80MHz,单位频率偏差（Δf/F）为±10ppm,是频率精度的指标.在未来,我们希望实现更高的精度（例如,在±5ppm的水平上）,更低的ESR值和更宽的支持频率范围.

在结构上,FCX-07晶振由一个带有表面安装驱动电极的矩形坯料组成,连接到陶瓷封装,该陶瓷封装包含互连和安装端子.通过将金属盖焊接到金属化层上,将坯料密封在陶瓷封装内.电子束用于密封封装（见图2）.通过由磁偏转控制的电子束在真空中快速扫描工件,以焊接金属部分并密封盖子.

用于密封封装的电子束焊接

通过电子束密封生产的石英晶体单元具有多种性能优势,FCX-07晶振使用电子束密封生产技术的优势如下：

1.较小的组件

发射的精细聚焦电子束可以精确控制焊接宽度.在贴片晶振中,这使得密封宽度比传统的缝焊更窄,这是较小元件的重要因素.

2.降低ESR值

较小的包装也需要较小的空白.然而,对于在厚度剪切模式下振荡的坯料,例如AT切割坯料,较小的坯料具有较高的ESR值,相对于电路中的负电阻减小了振荡余量.晶振通过电子束密封,原则上,包装在真空下密封,使得它们在密封后保持高真空状态.这消除了会干扰空白振荡的气体,从而保持较低的ESR值.

3.更容易支持低频

对于AT切割石英晶体单元,频率越低（即,空白越厚）,ESR值越高.以上所提到的真空密封的较低ESR值的另一个优点是这些小型贴片晶振更容易支持低频率.

举一个短距离无线系统的例子-制造商特别渴望找到更小的组件-用于蓝牙模块的24MHz石英晶体单元中的最小封装以前是2.0×1.6mm.现在,FCX-07晶振拥有支持该频率的更小封装.

4.更高的频率精度

使用电子束密封,每个包装在10毫秒内快速密封.由于采用精细电子束进行局部加热,因此坯料受到的任何热应力都可以忽略不计,从而最大限度地减少了由于热应力导致的密封过程中石英晶振单元的频率变化.由此产生的元件支持更高频率精度的规格,频率偏差为±10ppm.

5.老化表现

由于来自水分或氧气的气体,无论是最初存在还是随时间释放,石英晶振晶体单元的频率趋于随时间变化.然而,电子束密封将这种残留或释放的气体减少到痕量以获得更好的老化性能,并且提供高精度,高可靠性的石英晶体单元,提供（4）中描述的更高的频率精度.

6.高频支持

为了支持AT切割石英晶体单元中的更高频率,必须将毛坯切割得更薄：例如,对于80MHz,切割为21μm.从便于制造和机械强度的角度来看,带有小坯料的FCX-07晶振超越了传统部件.

7.实现高生产率和低成本

由于电子束密封比传统的缝焊快得多（如[4]中所述）,因此单个电子束密封站可以高效生产.该工艺消除了对接缝环（与缝焊包装一样）和昂贵材料（如用金和锡合金焊接的包装）的需要,从而降低了材料成本.

大河晶振公司首先使用电子束密封3.2×2.5mm封装的FCX-04晶振.虽然该技术非常适合小型化,但随着时间的推移,我们对其进行了各种改进,以实现更小的产品.电子束光斑直径减小,光束功率优化,偏转线圈和控制系统得到改善,提高了光束偏转的精度.这些进步共同使FCX-07晶振的面积减少到FCX-04晶体面积的近1/4.

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