HC-49U/S 三次泛音石英晶片的设计探讨

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

（南京华东电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 晶片的设计已非常成熟，我们的专业晶片供应商，对一般的基频，能够既快又好地提供晶片，而且价格可以用低廉来描述。相对地，在泛音方面，由于使用量不似基频那么大，应用的频点也没有那么多，作为成品生产的技术人员，感觉在这一领域的晶片还有许多不满意的地方，特别是在三次泛音频率低于45MHz 时，阻抗偏高，DLD特性差，因此本文希望通过对几例设计的总结，为HC-49U/S 三次泛音晶片的设计提供一些可供参考的经验。

1 对设计实例的比较分析

1.1 对滚筒倒边工艺效果的探讨 对HC-49U/S 三次泛音低于45MHz 的晶片，通常采用滚筒倒边来降低阻抗，但通过以下实例看，没有效果。

1.1.1 3rd36.000MHz 阻抗80ohm max

表1 3rd 36.000MHz 阻抗80ohm max

倒边量参考基频12.000MHz，腐蚀频率不同，被银层厚度分别为800A 和900A，完成品测试结果如表2。

表2 完成品测试结果

从以上结果的比较看，滚筒倒边并不能明显改善阻抗和DLD。

1.1.2 3rd41.600MHz 阻抗60ohm max

表3 3rd 41.600MHz 阻抗60ohm max

倒边量参考基频13.824MHz，该频点供应商腐蚀频率采用基频，但由于倒边和不倒边的差别，实际被银厚度有差别，分别为980A 和820A，完成品测试结果如表4。

表4 完成品测试结果

从平均值看，没有倒边阻抗和DLD2略好，但散差较大。

从以上两例设计比较看，滚筒倒边对三次泛音低频并不能起到明显降低阻抗的作用，当然这样的比较在其它频点上有同样的结果，比如没有倒边的40MHz 和有倒边的39.325MHz、40.685MHz 比较，阻抗平均值都低10ohm 以上，在此不再列出详细的比较数据。DLD2由于影响的因素很多，可比性不大，但降低阻抗，也是改善DLD2的途径之一。

1.2 对晶片宽度尺寸的选择探讨 那么，在三次泛音低频，究竟怎样才能制造出低阻抗的晶体？我们知道大的电极面积、良好的晶片平面度、抛光等都是降低阻抗的方法，对于49U/S 的长条片，相对比较大的宽度尺寸，也是降低晶片阻抗的有效方法。

关于这一点，其实早已为大家所熟知，但目前却并没有去应用，使用最大的宽度尺寸都在2.05mm 以下，可能是从成本方面考虑吧。然而对于使用方来说，希望晶片的阻抗越低越好。

大的宽度尺寸可以改善阻抗，在实际应用中也是得到验证的，如表5。

表5 宽度尺寸的晶体的阻抗

以上全部没有滚筒倒边，但都得到了比较理想的阻抗值。

图1是笔者采用的边比，供参考。

图1 本文采用的边比

1.3 腐蚀频率试验 通常要求电极镀膜厚度在800～1000A，在实际应用中发现，对于三次泛音，稍低的腐蚀频率，即相对较小的返回量能一定程度改善阻抗，对DLD 改善尤其明显。

表6 41.600MHz 7.995*2.16无滚筒晶片

表6仍以41.600MHz 7.995*2.16无滚筒晶片为例。

以上三种腐蚀频率的镀膜厚度分别约为980A、800A、600A。

总结：

①对于低频三次泛音，滚筒倒边不能有效降低晶片阻抗；②相对较大的宽度尺寸对降低三次泛音长条片阻抗效果明显；③在具有良好平面度和表面粗糙度时，相对较小的返回量可以改善阻抗，对DLD2的改善尤其明显。

2 结语

笔者在近期接触到较多的HC-49U/S 低频三次泛音产品的生产，并有幸参与到晶片特性的改善中，略有心得，记录下来与大家共享，希望能有抛砖引玉之效，其中有需要进一步验证的，也难免会有不对之处，敬请各位专家指正。

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[3]章怡.石英晶体元件采用国际标准的研究.

[4]蔡厚启.关于晶体元件的DLD.

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