高基頻晶體濾波器的研制

于麗瑩

【摘要】本文介紹了一種高基頻晶體濾波器，通過采用倒臺面晶片實現高頻化，同時優化設計工藝參數，使各項性能指標要求滿足用戶要求。

【關鍵詞】高基頻倒臺面晶片晶體濾波器

晶體濾波器在接收機中起著信號選擇作用，是一種頻率控制器件。為了適應市場的需求，我們研制了一種高基頻晶體濾波器。

一、技術指標

標稱頻率：60MHz，3dB寬度：15.5kHz，帶內波動：≤2.0dB，矩形系數：BW60dB/BW3dB≤5，插入損耗：≤5dB，阻帶衰減：≥60dB，外形尺寸：24mm×13.5mm×7mm，工作溫度范圍：-55℃～85℃。

二、設計及方案確定

2.1方案論證

該產品通帶寬度為15.5kHz±1kHz，標稱頻率為60MHz，相對帶寬是0.025%，若采用三次泛音振動模式，實現這個指標需加展寬電路，鑒于體積所限很難滿足要求，同時展寬后矩形系數增大，不利于指標的實現。其次泛音晶體還存在寄生大的問題。由以上分析可知，最好采用基頻振動模式的晶片，傳統的研磨工藝最高只能實現45MHz，所以必須采用激光刻蝕倒臺面的晶片，即中間薄邊緣厚。

2.2電路設計

該濾波器要求阻帶衰減大于60dB，矩形系數小于5，從契比雪夫濾波器特性圖上直接查出n=4可滿足上述要求。因此選用四極點單片晶體濾波電路，見圖1。

2.3晶片設計

（1）石英晶片尺寸見圖2，（2）振動模式：基頻；（3）切型：AT切35°17.5′±1′；（4）晶片內臺區頻率61.260MHz，外臺區頻率22MHz。

2.4結構設計

內部由2只兩極點單片晶體濾波器、3只耦合電容、1塊印制板、2各變量器組成，采用電阻焊封裝形式，晶體焊接時，金屬外殼直接與基座相焊接固定，實現大面積接地。

三、關鍵工藝

由于采用的是高基頻晶片，各工序工藝控制很關鍵。

（1）清洗工藝：該晶片的內臺區厚度是0.027mm很薄，在清洗時不要相互撞擊摩擦，否則晶片很容易破碎。要求一次清洗數量少于20片，用酸洗液加熱煮沸2遍，再用去離子水加熱煮沸2遍，最后用無水乙醇超聲2min后取出用微波爐烘干。（2）點膠工藝：晶片與基座接地簧片處的膠點不允許涂到基座上，否則電阻焊封裝時使基座產生應力，會導致變頻。（3）微調工藝：單片晶體濾波器的頻率微調，包括對稱頻率、反對稱頻率、帶寬調整、中心頻率調整。微調機微調時微調孔的位置大小，直接影響濾波特性，實際操作中，盡量減小因微調源蒸發造成的散射，使電極面積擴大，影響電阻和寄生。

四、實測數據

五、結束語

本品是采用高基頻倒臺面晶片，方案設計科學合理，完全達到技術指標要求。本品的開發成功，為今后高基頻的進一步發展奠定了基礎。

參考文獻

[1]李忠誠.現代晶體濾波器的設計.國防工業出版社，1981年

[2]馮致禮，王之興.晶體濾波器.宇航出版社，1987年endprint

【摘要】本文介紹了一種高基頻晶體濾波器，通過采用倒臺面晶片實現高頻化，同時優化設計工藝參數，使各項性能指標要求滿足用戶要求。

【關鍵詞】高基頻倒臺面晶片晶體濾波器

晶體濾波器在接收機中起著信號選擇作用，是一種頻率控制器件。為了適應市場的需求，我們研制了一種高基頻晶體濾波器。

一、技術指標

標稱頻率：60MHz，3dB寬度：15.5kHz，帶內波動：≤2.0dB，矩形系數：BW60dB/BW3dB≤5，插入損耗：≤5dB，阻帶衰減：≥60dB，外形尺寸：24mm×13.5mm×7mm，工作溫度范圍：-55℃～85℃。

二、設計及方案確定

2.1方案論證

該產品通帶寬度為15.5kHz±1kHz，標稱頻率為60MHz，相對帶寬是0.025%，若采用三次泛音振動模式，實現這個指標需加展寬電路，鑒于體積所限很難滿足要求，同時展寬后矩形系數增大，不利于指標的實現。其次泛音晶體還存在寄生大的問題。由以上分析可知，最好采用基頻振動模式的晶片，傳統的研磨工藝最高只能實現45MHz，所以必須采用激光刻蝕倒臺面的晶片，即中間薄邊緣厚。

2.2電路設計

該濾波器要求阻帶衰減大于60dB，矩形系數小于5，從契比雪夫濾波器特性圖上直接查出n=4可滿足上述要求。因此選用四極點單片晶體濾波電路，見圖1。

2.3晶片設計

（1）石英晶片尺寸見圖2，（2）振動模式：基頻；（3）切型：AT切35°17.5′±1′；（4）晶片內臺區頻率61.260MHz，外臺區頻率22MHz。

2.4結構設計

內部由2只兩極點單片晶體濾波器、3只耦合電容、1塊印制板、2各變量器組成，采用電阻焊封裝形式，晶體焊接時，金屬外殼直接與基座相焊接固定，實現大面積接地。

三、關鍵工藝

由于采用的是高基頻晶片，各工序工藝控制很關鍵。

（1）清洗工藝：該晶片的內臺區厚度是0.027mm很薄，在清洗時不要相互撞擊摩擦，否則晶片很容易破碎。要求一次清洗數量少于20片，用酸洗液加熱煮沸2遍，再用去離子水加熱煮沸2遍，最后用無水乙醇超聲2min后取出用微波爐烘干。（2）點膠工藝：晶片與基座接地簧片處的膠點不允許涂到基座上，否則電阻焊封裝時使基座產生應力，會導致變頻。（3）微調工藝：單片晶體濾波器的頻率微調，包括對稱頻率、反對稱頻率、帶寬調整、中心頻率調整。微調機微調時微調孔的位置大小，直接影響濾波特性，實際操作中，盡量減小因微調源蒸發造成的散射，使電極面積擴大，影響電阻和寄生。

四、實測數據

五、結束語

本品是采用高基頻倒臺面晶片，方案設計科學合理，完全達到技術指標要求。本品的開發成功，為今后高基頻的進一步發展奠定了基礎。

參考文獻

[1]李忠誠.現代晶體濾波器的設計.國防工業出版社，1981年

[2]馮致禮，王之興.晶體濾波器.宇航出版社，1987年endprint

【摘要】本文介紹了一種高基頻晶體濾波器，通過采用倒臺面晶片實現高頻化，同時優化設計工藝參數，使各項性能指標要求滿足用戶要求。

【關鍵詞】高基頻倒臺面晶片晶體濾波器

晶體濾波器在接收機中起著信號選擇作用，是一種頻率控制器件。為了適應市場的需求，我們研制了一種高基頻晶體濾波器。

一、技術指標

標稱頻率：60MHz，3dB寬度：15.5kHz，帶內波動：≤2.0dB，矩形系數：BW60dB/BW3dB≤5，插入損耗：≤5dB，阻帶衰減：≥60dB，外形尺寸：24mm×13.5mm×7mm，工作溫度范圍：-55℃～85℃。

二、設計及方案確定

2.1方案論證

該產品通帶寬度為15.5kHz±1kHz，標稱頻率為60MHz，相對帶寬是0.025%，若采用三次泛音振動模式，實現這個指標需加展寬電路，鑒于體積所限很難滿足要求，同時展寬后矩形系數增大，不利于指標的實現。其次泛音晶體還存在寄生大的問題。由以上分析可知，最好采用基頻振動模式的晶片，傳統的研磨工藝最高只能實現45MHz，所以必須采用激光刻蝕倒臺面的晶片，即中間薄邊緣厚。

2.2電路設計

該濾波器要求阻帶衰減大于60dB，矩形系數小于5，從契比雪夫濾波器特性圖上直接查出n=4可滿足上述要求。因此選用四極點單片晶體濾波電路，見圖1。

2.3晶片設計

（1）石英晶片尺寸見圖2，（2）振動模式：基頻；（3）切型：AT切35°17.5′±1′；（4）晶片內臺區頻率61.260MHz，外臺區頻率22MHz。

2.4結構設計

內部由2只兩極點單片晶體濾波器、3只耦合電容、1塊印制板、2各變量器組成，采用電阻焊封裝形式，晶體焊接時，金屬外殼直接與基座相焊接固定，實現大面積接地。

三、關鍵工藝

由于采用的是高基頻晶片，各工序工藝控制很關鍵。

（1）清洗工藝：該晶片的內臺區厚度是0.027mm很薄，在清洗時不要相互撞擊摩擦，否則晶片很容易破碎。要求一次清洗數量少于20片，用酸洗液加熱煮沸2遍，再用去離子水加熱煮沸2遍，最后用無水乙醇超聲2min后取出用微波爐烘干。（2）點膠工藝：晶片與基座接地簧片處的膠點不允許涂到基座上，否則電阻焊封裝時使基座產生應力，會導致變頻。（3）微調工藝：單片晶體濾波器的頻率微調，包括對稱頻率、反對稱頻率、帶寬調整、中心頻率調整。微調機微調時微調孔的位置大小，直接影響濾波特性，實際操作中，盡量減小因微調源蒸發造成的散射，使電極面積擴大，影響電阻和寄生。

四、實測數據

五、結束語

本品是采用高基頻倒臺面晶片，方案設計科學合理，完全達到技術指標要求。本品的開發成功，為今后高基頻的進一步發展奠定了基礎。

參考文獻

[1]李忠誠.現代晶體濾波器的設計.國防工業出版社，1981年

[2]馮致禮，王之興.晶體濾波器.宇航出版社，1987年endprint