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Briefing for TXC CRYSTAL JAN. 2000 JOHNEY TIEN TXC 水晶工作原理 2 INDEX X’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 TXC 3 INDEX 製程 晶片製程 SMD X’TAL 製程 TXC 4 石英晶體振盪器介紹 振盪原理 X’TAL 結構 鍍銀面 ETA base cf: spring base 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. TXC 5 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(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。 TXC 6 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. TXC 7 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。 TXC 8 Crystal 振盪原理 X’TAL振動方式 厚度振動 Thickness shear mode 基本波: Fundamental(以晶片振盪之最低頻率工作). 3倍頻 : 3rd overtone(以基本波之三倍頻率工作, 在 線路上須濾掉基本波). 5倍頻 : 5th overtone (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). TXC 9 Crystal TXC 晶棒之切割 10 Crystal 振盪原理 切割角度, 頻率之關係 fAT = N/D(mm) fundamental mode N = 1.68 AT CT ET Y X Z BT DT FT + － Low Frequency High Frequency CT +38º AT+35º15’ DT -52º BT-49º ET +66º FT -57º TXC 11 Crystal CRYSTAL-切割角度, 溫度, 頻率之關係 TXC AT CUT BT CUT 12 Crystal 晶片製程 Lumber bar Cutting Testing 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(AS GROWN BAR) － 切割研磨成 LUMBER BAR TXC 13 Crystal 晶片製程 Double wafer 膠合 對半切(Single Wafer) Round bar － LUMBER BAR 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(DOUBLE WAFER) － 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 SINGLE WAFER － 外徑處理(車削 / 研磨) TXC 14 Crystal 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…) TXC 15 Crystal SMD X’TAL 製程 Blank cleaning Alignment Base Plating Curing Freq. adjustment Annealing Auto Seam Welding Aging FQC Taping Blank auto mount Gross leak test Fine leak test Final Test Laser marking TX