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石英晶振是怎么来的?其生产制造过程你有了解过吗?

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石英晶振是怎么来的?其生产制造过程你有了解过吗?

发布日期:2017-10-10 作者:admin 点击:

石英晶体特性:石英又称水晶(Quartz),它的应用发展其实由来已久。早在1881年法国的居礼兄弟就发现石英晶振具有压电效应,并逐渐被应用到生活中,其中最为人熟悉的就是钟表。今日的石英元件大厂,有很多都是历史悠久的石英钟表大厂,早在1969年即发表了全球第一支石英表,而Seiko的钟表品牌迄今仍是家喻户晓。他们把制作钟表的精密技术延伸到今日电子产品频率控制所需的高精确性,将其深厚的技术确实传承下来。石英技术的发展史如下。

◎1880年:皮埃尔居里(PierreCurie)发现石英压电现象

◎1905-1909年:意大利人乔治?史佩兹(GeorgeSpezi)成功以高压釜培育人工水晶

◎1922年:美国学者凯帝(Cady)发明石英晶体振荡器

◎1969年:世界首款石英手表:革命性的SeikoQuartzAstron35SQ正式发售

◎1980年代:录放机及个人计算机兴起,使的石英元件也大放异彩

◎1990年代:个人计算机、移动电话以及车用导航系统需求大幅增长

石英晶体元件和昨天比起来又更上了一个层次,相信不用我说大家也应该知道了,如今的中国电子数字化技术日见增长,再看看大家手上用的手机桌上放的电脑一个比一个有档次,当然电子元器件晶振也随着产品不断小型化,薄型化发展方向。于其是贴片晶振,石英晶体振器,有源晶振,声表面滤波器,这几种元器件的市场需求量非常可观,接下来介绍一下石英元件的由来及应用领域。


在石英元件的制造上,早期是以天然水晶为基础作加工处理,但天然水晶除了十分稀少外,本身还存在混入杂质、裂缝、形状大小不均匀,以及双晶现象等问题,使得元件质量难以确实掌控,一直要到人工水晶出现后,石英元件才称得上开始普及。日本自1960年代开始发展出高性能的人工水晶――采用天然水晶的碎片做为原料,在被称为“高压釜”的大型超高压力容器中长出晶棒,进而能得到大量且品质稳定的晶振。

另外,若石英晶体做成音叉(U字)形,当施与电压时,音叉型的振荡片另外,若石英晶体做成音叉(U字)形,当施与电压时,音叉型的振荡片会左右振荡,产生KHz频带的频率。这类石英晶体称为“音叉型晶体”,最常用于为钟表或真时时钟(RealTimeClock;RTC)提供32.768kHz的频率。图2为音叉型晶体的局部放大图,可以看到照片右方的音叉部分因振动(每秒32768次)而显得模糊。

手表、时钟及其它的定时器所使用的频率都是32.768KHz。32768是2的15次方,若将32768除以2,重复十五次即得1。在时计的IC中,只要将32.768KHz(代表石英晶体每秒振荡32768次)的输入端加入15个除以2的回路,即可得一秒钟。早期的石英表使用8192Hz(8KHz)的石英振荡器,后来为了追求精准,计时的频率由8192Hz(8KHz)――直提高到65536Hz(64KHz)。业界最后发现,32KHz即可满足一般对时间精准度的要求,所以32.768KHZ便成了广泛被使用之计时频率。

石英元件应用领域:石英元件具有产生频率、控制频率和过滤噪声之功能,其应用范围涵盖通讯、资讯、消费性、工业、军事、医疗等各个领域,其中以通讯领域的应用最广,增长也最为快速,其产品包括手机、网络设备、基地台等,而以手机应用为最大宗。由日本石英工业协会的统计中可以发现,近几年石英元件需求数量的增长幅度大于手机出货量增长数,原因即在于当手机增加越多功能,每支手机所需求的石英元件往往较阳春型机种多出数颗以上。

在信息与消费性领域,石英元件的数量和产值都在稳定增长中,原因是包括小笔电、游戏机、数字电视、数字相机等市场规模仍在扩大中,对石英元件的需求也随之增加,未来相当具有增长潜力。另一个值得注意的市场是汽车电子,举凡车用遥控系统、电子收费系统、胎压侦测、安全气囊、温度控制、还有各种安全侦测设备等,皆须使用数量不等的石英元件。在汽车控制电子化的潮流下,市场增长幅度极为快速,是仅次于通讯市场的石英元件需求来源。


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