HC-49U/S 三次泛音石英晶片的設計探討

梁生元 LIANG Sheng-yuan；李冬強 LI Dong-qiang

（南京華東電子信息科技股份有限公司，南京 210038）

（Nanjing Huadong Electronics Information &Technology Co.，Ltd.，Nanjing 210038，China）

0 引言

HC-49U/S 晶片的設計已非常成熟，我們的專業晶片供應商，對一般的基頻，能夠既快又好地提供晶片，而且價格可以用低廉來描述。相對地，在泛音方面，由于使用量不似基頻那么大，應用的頻點也沒有那么多，作為成品生產的技術人員，感覺在這一領域的晶片還有許多不滿意的地方，特別是在三次泛音頻率低于45MHz 時，阻抗偏高，DLD特性差，因此本文希望通過對幾例設計的總結，為HC-49U/S 三次泛音晶片的設計提供一些可供參考的經驗。

1 對設計實例的比較分析

1.1 對滾筒倒邊工藝效果的探討 對HC-49U/S 三次泛音低于45MHz 的晶片，通常采用滾筒倒邊來降低阻抗，但通過以下實例看，沒有效果。

1.1.1 3rd36.000MHz 阻抗80ohm max

表1 3rd 36.000MHz 阻抗80ohm max

倒邊量參考基頻12.000MHz，腐蝕頻率不同，被銀層厚度分別為800A 和900A，完成品測試結果如表2。

表2 完成品測試結果

從以上結果的比較看，滾筒倒邊并不能明顯改善阻抗和DLD。

1.1.2 3rd41.600MHz 阻抗60ohm max

表3 3rd 41.600MHz 阻抗60ohm max

倒邊量參考基頻13.824MHz，該頻點供應商腐蝕頻率采用基頻，但由于倒邊和不倒邊的差別，實際被銀厚度有差別，分別為980A 和820A，完成品測試結果如表4。

表4 完成品測試結果

從平均值看，沒有倒邊阻抗和DLD2略好，但散差較大。

從以上兩例設計比較看，滾筒倒邊對三次泛音低頻并不能起到明顯降低阻抗的作用，當然這樣的比較在其它頻點上有同樣的結果，比如沒有倒邊的40MHz 和有倒邊的39.325MHz、40.685MHz 比較，阻抗平均值都低10ohm 以上，在此不再列出詳細的比較數據。DLD2由于影響的因素很多，可比性不大，但降低阻抗，也是改善DLD2的途徑之一。

1.2 對晶片寬度尺寸的選擇探討 那么，在三次泛音低頻，究竟怎樣才能制造出低阻抗的晶體？我們知道大的電極面積、良好的晶片平面度、拋光等都是降低阻抗的方法，對于49U/S 的長條片，相對比較大的寬度尺寸，也是降低晶片阻抗的有效方法。

關于這一點，其實早已為大家所熟知，但目前卻并沒有去應用，使用最大的寬度尺寸都在2.05mm 以下，可能是從成本方面考慮吧。然而對于使用方來說，希望晶片的阻抗越低越好。

大的寬度尺寸可以改善阻抗，在實際應用中也是得到驗證的，如表5。

表5 寬度尺寸的晶體的阻抗

以上全部沒有滾筒倒邊，但都得到了比較理想的阻抗值。

圖1是筆者采用的邊比，供參考。

圖1 本文采用的邊比

1.3 腐蝕頻率試驗 通常要求電極鍍膜厚度在800～1000A，在實際應用中發現，對于三次泛音，稍低的腐蝕頻率，即相對較小的返回量能一定程度改善阻抗，對DLD 改善尤其明顯。

表6 41.600MHz 7.995*2.16無滾筒晶片

表6仍以41.600MHz 7.995*2.16無滾筒晶片為例。

以上三種腐蝕頻率的鍍膜厚度分別約為980A、800A、600A。

總結：

①對于低頻三次泛音，滾筒倒邊不能有效降低晶片阻抗；②相對較大的寬度尺寸對降低三次泛音長條片阻抗效果明顯；③在具有良好平面度和表面粗糙度時，相對較小的返回量可以改善阻抗，對DLD2的改善尤其明顯。

2 結語

筆者在近期接觸到較多的HC-49U/S 低頻三次泛音產品的生產，并有幸參與到晶片特性的改善中，略有心得，記錄下來與大家共享，希望能有拋磚引玉之效，其中有需要進一步驗證的，也難免會有不對之處，敬請各位專家指正。

[1]糜壽楠，黃禹寧，武平.石英晶體元件實用技術[M].中國壓電晶體行業協會.

[2]GB/T 12273-1996，石英晶體元件電子元器件質量評定體系規范第一部分：總規范[S].

[3]章怡.石英晶體元件采用國際標準的研究.

[4]蔡厚啟.關于晶體元件的DLD.

[5]張會勇.淺議影響石英晶體諧振器DLD 參數的因素.