Piezoelektryczny wafel kwarcowy do komponentów SAW

Kwarc piezoelektryczny

1. Właściwości kryształu kwarcu

Kwarc, bardzo ważny materiał piezoelektryczny, jest surowcem do wytwarzania rezonatorów kwarcowych.Jego główną cechą jest to, że jego atomy lub cząsteczki są ułożone regularnie, co odzwierciedla symetrię kształtu w skali makroskopowej.Pod działaniem pola elektrycznego kryształ generuje naprężenia i odkształca się, tym samym generując wibracje mechaniczne i uzyskując określoną częstotliwość.Rezonatory kryształu kwarcu są wytwarzane przy użyciu odwrotnych charakterystyk efektu piezoelektrycznego.

2. Właściwości podłoża kwarcowego

Kryształ kwarcowy jest obecnie najczęściej używanym kryształem i jest ważnym materiałem elektronicznym.Gdy płytka kwarcowa przecięta w określonym kierunku zostanie poddana naprężeniu mechanicznemu, zostanie wygenerowane pole elektryczne lub ładunek proporcjonalny do naprężenia.Zjawisko to nazywane jest dodatnim efektem piezoelektrycznym.I odwrotnie, gdy płytka z kryształu kwarcu zostanie poddana działaniu pola elektrycznego, wytworzy naprężenie proporcjonalne do pola elektrycznego.Zjawisko to nazywa się odwrotnym efektem piezoelektrycznym.Efekty dodatnie i odwrotne są wspólnie nazywane efektem piezoelektrycznym.Wafel kwarcowy monokrystaliczny ma nie tylko efekt piezoelektryczny, ale również ma doskonałe właściwości mechaniczne, elektryczne i temperaturowe.Rezonatory, oscylatory i filtry zaprojektowane i wykonane z monokrystalicznego wafla kwarcowego mają wyjątkowe zalety w zakresie stabilizacji częstotliwości i doboru częstotliwości.

3. Proces produkcji wafla kwarcowego typu Z i ST-cut

Aby wyprodukować rezonator kwarcowy o dobrych parametrach, oprócz rozsądnej konstrukcji i doskonałych surowców, decydującą rolę będzie odgrywał proces produkcji podłoża z monokryształu kwarcowego.Poszczególne etapy produkcji są następujące:

W pierwszej kolejności sortowane są surowe kawałki.Ze względu na duży błąd kąta cięcia surowych kawałków kwarcu, przyrząd kierunkowy rentgenowski musi być używany do sortowania kątów przed obróbką zgrubną.Następnie dobieramy odpowiedni kąt surowego kawałka do obróbki w zależności od potrzeb, czyli naklejanie pasków, wycinanie kryształków, zaokrąglanie i tak dalej.

Następnie przeprowadzany jest proces mielenia podłoża kwarcowego, który generalnie dzieli się na mielenie zgrubne, mielenie pośrednie i mielenie dokładne.Szlifowanie zgrubne polega głównie na obcinaniu kąta i grubości wafli kwarcowych, podczas gdy mielenie średnie i drobne ma na celu dokładne dopasowanie grubości wafla kwarcowego monokryształu.

Po zmieleniu, w celu zapewnienia jakości powierzchni wafla oraz stabilności i niezawodności kryształu podczas użytkowania, wafel kwarcowy jest polerowany i czyszczony.Im grubszy wafel, tym większy wpływ na wibracje i odporność kryształu.Dlatego skuteczniejsza jest metoda głębokiego trawienia w celu usunięcia luźnej warstwy powierzchniowej wafli kwarcowych monokryształu spowodowanej szlifowaniem.

Montaż i dozowanie polega na powolnym umieszczeniu płytki kwarcowej z elektrodą umieszczoną między dwiema metalowymi płytkami wspornika taśmy.Pozwól, aby dwie metalowe płytki ze szczelinami mocno zacisnęły płytkę kwarcową, a następnie nałóż powłokę na styk między elektrodą a metalową płytką.Górna warstwa kleju przewodzącego sprawia, że ​​folia elektrody styka się z blachą przez przewodzący klej na krawędzi, aby wytworzyć połączenie elektryczne.

Modulacja częstotliwości to kluczowy krok w produkcji oscylatorów kwarcowych, to znaczy dostosowanie częstotliwości rezonansowej oscylatora kwarcowego do wymagań projektowych.Metody modulacji częstotliwości różnych typów oscylatorów kwarcowych są różne.Metody te to modulacja częstotliwości powlekania próżniowego i polerowania modulacji częstotliwości wafla.Do produkcji oscylatorów kwarcowych o niskiej technicznej wartości dodanej i stosunkowo wysokich wymaganiach kosztowych często stosuje się proces modulacji częstotliwości polerowania wafla.

Na koniec przeprowadzane są procesy pakowania, drukowania i pomiaru gotowego produktu.

4. Zastosowanie i rozwój wafla kwarcowego

Części elektroniczne wykonane z właściwości fizycznych płytek kwarcowych charakteryzują się wysoką stabilnością częstotliwości i są szeroko stosowane w obwodach cyfrowych, komputerach, komunikacji i innych dziedzinach.Wafel kwarcowy ma służyć jako źródło częstotliwości i odniesienie częstotliwości w obwodach elektronicznych.

Ponieważ skala przemysłu informacyjnego i przemysłu elektronicznego w różnych krajach stale się rozszerza, zakres zastosowań oscylatorów kwarcowych wciąż się rozszerza, napędzając ciągły wzrost jego skali rynkowej.Obecnie rynek ma duże zapotrzebowanie na produkty o wysokiej precyzji, wysokiej częstotliwości, wysokiej stabilności i niskiej mocy oscylatorów kwarcowych.Jednocześnie, wraz z rozwojem produktów elektronicznych w kierunku ultracienkich, miniaturowych i funkcjonalnych integracji, produkty oscylatorów kryształowych zostały również zmodernizowane do miniaturyzacji, typu chipowego i integracji.W związku z tym powinno być dużo miejsca na udoskonalenie technologii produkcji w przemyśle wafli kwarcowych.