Statek公司开发了一种超小型低姿态石英晶体

Statek公司开发了一种超小型低姿态石英晶体，AT切割石英晶体谐振器已经用于精密频率控制超过60年，今天是世界上广泛使用的晶体类型。而传统的AT晶体是圆盘形的，对更小元件的需求导致了微型自动测试条的研制。到满足制造商对均匀的需求小型元件，Statek公司开发了一种超小型低姿态石英晶体作为其CX-4家族的一部分产品。作为比较，CX-4只需要大约三分之一的土地面积CX一号和大约一半的土地CX的面积-3。

一，生产微缩模型的关键因素，石英晶体是能够产生具有所需尺寸的谐振器，准确度和精密度[1]。尺寸公差要求用于较小的谐振器(例如，为了保持适当的宽长比)，生产超微型谐振器，如CX-4就更加困难了。采用光刻工艺制造石英晶体和晶片背板，质量超微型石英的生产水晶之所以成为可能。光蚀刻工艺提供了精密的微机械加工和尺寸公差需要，晶圆背板提供最终需要将金属精确沉积到谐振器的电极上频率调节[2]。

以秒计。我们概述了光刻技术用于制造晶片的工艺晶体谐振器。以秒计。我们讨论使用晶片的最终频率调节背板。以秒计。四、我们简单讨论一下将谐振器最终组装成它的包裹。最后，在秒。我们给一个的电气特性一瞥成品超微型石英晶体谐振器。

二，制造一个典型的超小型AT blank大约3.50 mm×0.63mm .因为这个小尺寸，以获得可接受的产品产生2m数量级的公差必需的。虽然常规处理技术无法满足这一点严格的公差要求，光刻工艺能够维持尺寸公差优于1米光刻过程从 抛光石英晶片(1英寸× 1英寸或更大)。 这些晶片被化学蚀刻成预定频率，清洁，和用铬薄膜金属化使用电子束真空沉积的金系统。(其他金属，如铝或 可以使用银。)AT-strip模式是 使用光刻技术生成 掩模和双对准器 和底表面对齐 并同时曝光。水晶 然后电极和探针焊盘图案被 由随后的光掩模定义 一步。然后晶片在化学上变成金属 和石英被蚀刻以形成单独的ATstrips。最后，顶部和底部安装 使用aperture将焊盘连接在一起 掩模和薄膜金属沉积[2]。 一旦光刻工艺被 完成，我们的晶圆包含125个个体超小型AT晶体谐振器。每个谐振器都通过两个与晶片物理连接小的石英片也是电动的将谐振器连接到上的探针焊盘威化。这允许对以下各项进行电气测试 每个谐振器仍然在晶片上。

频率的变化晶片上的谐振器在 它的生产使得现在每个谐振器 高于期望的最终频率。 然后，使用晶片背板，一层薄膜 金沉积在每个电极上 谐振器把它们的频率降低到 这个最终频率[1]。 晶圆的用途和概念 背板类似于通常的背板 石英晶体谐振器在一个封装通过以下方式控制频率降低金的沉积。关键的区别在于定位要精确得多晶片背板系统。与封装中已有的谐振器回溯可以达到的精度施加到谐振器的电压受限于谐振器可以达到的精度 放在包装中(除非有图像 使用识别系统)。与谐振器仍在晶片上，位置 每个谐振器是固定的和已知的。

此外，虽然在这两种情况下，黄金沉积在谐振器的电极上 通过晶片中的一系列孔 背板，暴露谐振器对金喷雾的电极是 它本身是一个石英晶片与石英晶体相同的过程 晶片并使用相同的掩模图案 用于生成晶体晶片。 因此，尺寸和公差 孔径晶片是晶体的孔径晶片 晶圆和两者的对准更好 超过25米。 作为每个谐振器在 晶片是固定的和已知的，晶片背板系统可以探测每个使用晶片上的探针焊盘的谐振器然后自动背板每个单独谐振器。

四，装配在晶片上的所有谐振器都被调整到所需的频率，每个都是移除并安装在陶瓷中包裹。该操作是使用 半自动装配设备冲出去，拿起水晶 同时分配晶片 水晶封装上的导电环氧树脂。 然后将晶体定位并放入 水晶封装腔。(参见图3。) 然后这个子组装的晶体 使用匹配的玻璃密封 或陶瓷外壳。

五，电特性 回想一下，晶体的隔离模式是在电学上模拟为电容C0 与串联组合的并联 电感L1、电容C1和 R1抵抗组织。主要区别在于 一个超微型AT晶体从它的大 弟兄会是一个更大的串联电阻R1和 较小的串联电容C1(都是由于 电极的面积越小[3])。我们给出了电气参数 对于三种不同的CX-4 AT晶体 如此小的晶体 从某种意义上来说 基模与 在阻抗中可以看到其他模式 图4中超微型晶体的扫描。 在大约5%的频带中 晶体的基频只有a 单个非简谐模式是可见的。这mode的电阻足够高 离主模式足够远(在 频率)的影响可以忽略不计。