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FCX-07晶振使用電子束密封生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢

來源：http://www.element79mechanical.com 作者：億金電子 2019年03月22
        當今電子產(chǎn)品的主導(dǎo)趨勢是更小,更薄,更輕的產(chǎn)品,主要用于智能手機等移動設(shè)備.在用于構(gòu)建這些器件的電子元件中,石英晶振晶體單元在調(diào)節(jié)器件頻率和提供時鐘信號方面起著關(guān)鍵作用.為了應(yīng)對電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,晶振制造商積極尋求識別或制造更小,更薄的元件,推動小型石英晶體單元的發(fā)展.
        以下我們所介紹到的是大河超緊湊型FCX-07晶振,這款A(yù)T切割,MHZ系列屬于世界級小體積SMD晶振.采用自動貼片機焊接實現(xiàn)高效工作,FCX-07晶振尺寸為1.6×1.2×0.4mm.與2.0×1.6×0.5mm的傳統(tǒng)AT切割MHz系列石英晶體單元相比,該產(chǎn)品占據(jù)預(yù)計面積的60％,占典型單元體積的48％.
       FCX-07晶體諧振器的電氣參數(shù)特性.頻率范圍為24-80MHz,單位頻率偏差（Δf/F）為±10ppm,是頻率精度的指標.在未來,我們希望實現(xiàn)更高的精度（例如,在±5ppm的水平上）,更低的ESR值和更寬的支持頻率范圍.
       在結(jié)構(gòu)上,FCX-07晶振由一個帶有表面安裝驅(qū)動電極的矩形坯料組成,連接到陶瓷封裝,該陶瓷封裝包含互連和安裝端子.通過將金屬蓋焊接到金屬化層上,將坯料密封在陶瓷封裝內(nèi).電子束用于密封封裝（見圖2）.通過由磁偏轉(zhuǎn)控制的電子束在真空中快速掃描工件,以焊接金屬部分并密封蓋子.

用于密封封裝的電子束焊接
       通過電子束密封生產(chǎn)的石英晶體單元具有多種性能優(yōu)勢,FCX-07晶振使用電子束密封生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢如下：
      1.較小的組件
       發(fā)射的精細聚焦電子束可以精確控制焊接寬度.在貼片晶振中,這使得密封寬度比傳統(tǒng)的縫焊更窄,這是較小元件的重要因素.
       2.降低ESR值
       較小的包裝也需要較小的空白.然而,對于在厚度剪切模式下振蕩的坯料,例如AT切割坯料,較小的坯料具有較高的ESR值,相對于電路中的負電阻減小了振蕩余量.晶振通過電子束密封,原則上,包裝在真空下密封,使得它們在密封后保持高真空狀態(tài).這消除了會干擾空白振蕩的氣體,從而保持較低的ESR值.
       3.更容易支持低頻
       對于AT切割石英晶體單元,頻率越低（即,空白越厚）,ESR值越高.以上所提到的真空密封的較低ESR值的另一個優(yōu)點是這些小型貼片晶振更容易支持低頻率.
       舉一個短距離無線系統(tǒng)的例子-制造商特別渴望找到更小的組件-用于藍牙模塊的24MHz石英晶體單元中的最小封裝以前是2.0×1.6mm.現(xiàn)在,FCX-07晶振擁有支持該頻率的更小封裝.
       4.更高的頻率精度
       使用電子束密封,每個包裝在10毫秒內(nèi)快速密封.由于采用精細電子束進行局部加熱,因此坯料受到的任何熱應(yīng)力都可以忽略不計,從而最大限度地減少了由于熱應(yīng)力導(dǎo)致的密封過程中石英晶振單元的頻率變化.由此產(chǎn)生的元件支持更高頻率精度的規(guī)格,頻率偏差為±10ppm.
       5.老化表現(xiàn)
       由于來自水分或氧氣的氣體,無論是最初存在還是隨時間釋放,石英晶振晶體單元的頻率趨于隨時間變化.然而,電子束密封將這種殘留或釋放的氣體減少到痕量以獲得更好的老化性能,并且提供高精度,高可靠性的石英晶體單元,提供（4）中描述的更高的頻率精度.
       6.高頻支持
       為了支持AT切割石英晶體單元中的更高頻率,必須將毛坯切割得更?。豪?對于80MHz,切割為21μm.從便于制造和機械強度的角度來看,帶有小坯料的FCX-07晶振超越了傳統(tǒng)部件.
       7.實現(xiàn)高生產(chǎn)率和低成本
       由于電子束密封比傳統(tǒng)的縫焊快得多（如[4]中所述）,因此單個電子束密封站可以高效生產(chǎn).該工藝消除了對接縫環(huán)（與縫焊包裝一樣）和昂貴材料（如用金和錫合金焊接的包裝）的需要,從而降低了材料成本.
       大河晶振公司首先使用電子束密封3.2×2.5mm封裝的FCX-04晶振.雖然該技術(shù)非常適合小型化,但隨著時間的推移,我們對其進行了各種改進,以實現(xiàn)更小的產(chǎn)品.電子束光斑直徑減小,光束功率優(yōu)化,偏轉(zhuǎn)線圈和控制系統(tǒng)得到改善,提高了光束偏轉(zhuǎn)的精度.這些進步共同使FCX-07晶振的面積減少到FCX-04晶體面積的近1/4.
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