冠杰商行

在说石英晶体片切割问题前我们先来了解一下石英晶振的组成结构。它是由石英切片、两个电极、底部基座、上盖以及导电胶等共同组成，其中核心部分就是那薄薄小小的石英晶体片，这也是石英晶振与陶瓷晶振的最本质区别，在陶瓷晶振内部是由陶瓷晶体片组成的。这个石英晶体片是弹性体也是绝佳的半导体，它有固有频率，并且能发生压电效应，所以我们也叫它压电晶体。当石英晶体片在进行谐振是振动幅度最大阻抗最小，当失谐时阻抗也随之迅速增大。

一颗晶振晶体从生产过程到出厂销售中途一定都是经过很多次检测塞选的，这样的情况下石英晶振一般都是保证100%的良好概率，但很多晶振采购厂家也遇上过这样的问题，那就是买来的晶振明明好好的，上样机后却出现了石英晶体振荡频率值不在规定范围值内，有些还出现了故障甚至不起振现象，这到底是什么原因呢？

第一种解释石英晶振振荡频率值偏差的原因是：泛音贴片晶振的基频波的3倍频（3次谐波）与3次泛音的频率靠得很近，选频电路难于将其滤除，造成跳频现象。如果可能有这种情况发生，在与深圳市冠杰电子订货时，应提出基频3倍频与3次泛音频率的间隔要求，一般在150ppm-250ppm间，或也可在设计电路时适当减小电路增益，减低3次谐波的成分。

还有一种原因是：大多数出现这种现象都是与石英水晶振动子的寄生振动有关，有时也会和电路设计不合理有关。我们都只到石英晶体谐振器会有多个寄生响应，对厚度切变晶体来说频率在20MHZ以上，尤其是泛音晶体更易产生寄生响应。泛音晶体的基频谐振电阻有时会与三次泛音的谐振电阻相差较小，在不加滤波电路时有可能在基频频率上振荡，因此可能时应在电路设计加上选频回路避免该情况发生。

而无论是基频波的3次倍频还是3次泛音或谐振器寄生响应，都与石英晶体片的切割方式有着密切关联，不同切割方式得到的晶体片生产出的晶振电气特性是有非常巨大的差异的。石英晶振的的切割方式一般有AT切和BT切两种，通常AT切晶体要比BT切晶体温度特性更好，AT切的温度曲线相对平滑，而且又比较容易加工，因此目前我们市场上的大多数晶体都采用AT切。BT切虽然相对在温度特性上差一些，但晶片要厚一些，如果加工晶体的基频（fundamental）很高，而且产品又不需要很高的温度特性时，采用BT切比AT切更容易加工，且产品的可靠性也会好很多。

而AT切割的基频振动模式又有三次泛音和五次泛音，晶振的封装尺寸也会有影响，通常像2016晶振，2520晶振，3225晶振和5032晶振封装等比较小型的，很少会用到五次泛音。贴片晶振上到40M以上的，三次泛音会比较少。举个例子：我司冠杰电子某款石英晶体谐振器48MHz三次泛音的厚度约为0.104mm（与16MHz基本波的厚度相同），48MHz基本波产品的厚度约为0.034mm。在设计芯片厚度时，AT切的无源晶振的厚度与频率，及振荡模式有关，而与芯片的尺寸大小无关。做成成品后的AT切基频产品，AT切3泛音产品与BT切产品可以通过观察其C0/C1值，TS值，电阻值及TC特性来区分。当发现石英谐振器与电路组装后，频率不在要求的数值上，造成电路不能正常工作。