村田石英晶体时钟元件的独特性

易容网:2016-04-19 阅读(1081) 声明:  转载请注明文章来源易容网   (www.mlcc1.com)

村田生产开发了很多利用压电现象的商品,石英晶体时钟元件(timing device)也是其中之一,利用的是石英晶体的压电现象。通过将在以往的压电商品上培育的技术适用到石英晶体上,我们在发挥石英晶体优秀特性的同时,创造出了从未有过的新价值。

村田长年向市场供应陶瓷振荡子CERALOCK,为满足对更高精度时钟器件的要求,开发了小型的晶体谐振器。依次在2009年开始批量生产面向普通民用市场的HCR XRCGB系列,2013年开始量产车载ECU用的HCR XRCHA-F-A系列,然后是无线通信用的XRCMD系列。其最大的特征是,封装采用了在CERALOCK上有长年成绩的独家"Cap Chip"构造,由此实现了高效生产和稳定供应。Cap Chip构造使用的是陶瓷平板和金属帽,利用金属的韧性,可以将金属帽壁厚设计得极小而又能保证其强度。这样构造的内部面积变大,可以安装大面积的石英晶体坯料。因此,它和同一尺寸的普通晶体谐振器相比,更容易降低ESR(Equivalent Series Resistance)。ESR越低,集成电路和晶体谐振器就越容易匹配,在电路设计上是很大的优点。此外,关于封装方式,HCR用的黏合剂是黏合陶瓷平板和金属帽时使用的。树脂封装虽然成本较低,但在高温环境中会有水蒸气渗入,所以在对结露比较敏感的石英晶体领域一直被敬而远之。但是,村田发现:在特定的条件下,实际使用树脂封装是没有问题的—在封装内的空间容积有限时,渗入的水蒸气量也受到限制,结露量会变得极小—村田利用了这种现象(专利第4458203号)。不止于此,村田还利用该构造有水蒸气渗入这一特性,确立了在生产线上检测并去除造成振荡不良的要因之一—颗粒的方法(专利第4998620号)。此外再加上其他的对策,HCR成功地降低了颗粒的内含率。

XRCMD系列采用的则是将陶瓷平板和金属帽用合金熔接而成的密封构造。在保持了容易实现低ESR这一Cap Chip构造优越性的基础上,抑制了频率的温度特性以及经年变化,能满足无线通信用时钟器件所需要的频率精度。 

对于这些以Cap Chip构造为特征的晶体谐振器,村田正在努力使其进一步小型化和高精度化。此外,村田还尝试通过将其他的被动元件和有效元件融合到这些谐振器里等方法,用独特的创意向新时钟元件的开发进行挑战。

HCR XRCGB系列

HCR XRCGB系列

XRCMD系列

XRCMD系列

各晶体谐振器的构造比较

各晶体谐振器的构造比较

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