高頻低功耗晶振晶體的使用需求量在不斷增加,特別是對于物聯網行業的無線應用.我們越來越多地發現設備彼此通信并通過無線電交換數據,例如通過藍牙,ZigBee或ISM.所有這些無線電標準都使用三位數兆赫茲或千兆赫茲范圍內的頻段.為了產生這些RF頻率,器件需要非常精確的參考石英晶振晶體,其頻率范圍從大約20到52兆赫茲.

無線應用對于晶振的要求不僅超薄小并且具備高精度.具有如此高諧振頻率的石英晶體必須是超薄的.石英越厚,其頻率越低,不太適合無線應用.

需要一系列生產步驟來生產足夠薄的石英晶片.原始晶體塊逐漸分成更小的單元.最小的單元最終是“空白”,鋸切,研磨,蝕刻和拋光,以產生正確的厚度和特別光滑的表面.例如,為了制造共振頻率為40MHZ的石英坯料,石英晶片的厚度必須僅為41.5微米.

由于其標稱頻率為40MHZ,這種石英晶片已經非常適合用于無線應用;但事情并非那么簡單.除了相當高的標稱頻率外,還需要ppm范圍內的最小誤差容限（ppm =百萬分率）.這種高精度是必要的,因為各個通道的射頻彼此非常接近,特別是在高頻范圍內.如果要避免不同射頻的重疊,必須確保基礎參考頻率的最低頻率容差.

這對晶體生產提出了挑戰,可以使用40MHZ晶振的例子來說明.如上所述,石英片理想地具有恰好41.5微米的標稱厚度.目標誤差容限僅為+/- 10 ppm,實際值可能偏離該理想值最多+/- 0.415納米.這不到百萬分之一毫米.

僅通過機械生產步驟不能實現亞納米范圍內的這種精度.石英貼片晶振制造商通過根據生產工廠的特性從一開始就生產出極薄,極小尺寸的晶體來解決這個問題.然后對晶體進行微調以達到所需的標稱頻率.

微調：蒸發后或離子轟擊石英晶振晶體生產中的最后一個加工步驟是在石英片的兩側上施加電極.該電極對于電激勵坯料的振動是必要的.同時,該電極也是以下兩種微調石英的過程的起點.

1）后蒸發/濺射：

為了能夠使用后蒸發工藝-也稱為“濺射”-石英盤制造得稍微過薄,因此即使在施加電極之后,共振頻率也是極低的.為了糾正這一點,石英電極用銀蒸發.以這種方式,施加超薄的銀層,這增加了石英晶體,Jauch石英晶振的質量并降低了其頻率.在此過程中,連續測量石英盤的頻率.如果達到所需的標稱頻率,則立即停止后蒸發.

2）離子轟擊調整

石英盤產生的稍微過厚的先決條件意味著即使在施加電極之后,共振頻率仍然略低.在這種情況下,通過用足夠高能量的離子進行靶向轟擊來減少電極的質量.通過減小質量,頻率不斷增加.與濺射一樣,在整個過程中監控頻率.一旦達到所需的標稱頻率,該過程就結束.

Jauch Crystals適用于所有無線應用

由于這兩種微調工藝,可以為各種無線應用制造超薄和高精度石英晶體,有源晶體振蕩器.Jauch JXS21和JXS22型號也以這種方式生產.這些晶體的頻率范圍為16至52MHZ,容錯率僅為+/- 10 ppm,具有極高的頻率穩定性,專為無線設備而設計.