SMD高频压电陶瓷谐振器的介绍

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陶瓷谐振器发展趋势
② 陶瓷谐振器适合绿色环保要求的发展趋势，对压电陶 瓷产品来说，主要是实现产品无铅化，目前，产品除 陶瓷芯片外部分已基本实现无铅化，陶瓷芯片无铅化 也在加快研发速度。
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SMD振动模式与频率
振动模式 剪切振动 代号 G 图示 可应用频率范围 1.8~8.0MHz 对应产品型号 ZTT/ZTACC/CR/C E□MG
厚度振动
T
6.0~13.0MHz
ZTT/ZTACS/CV□ MT
厚度三次 谐波
X
13.01~60MHz
ZTT/ZTACS/CV/C W□MX
SMD高频压电陶瓷谐振器的介绍
• • • • • • • • • • • • 陶瓷谐振器； 陶瓷谐振器特性； 陶瓷振子制造； SMD型陶瓷谐振器制造； 陶瓷谐振器基本参数； 陶瓷谐振器在典型振荡电路的应用； 各种振荡电路应用； SMD振动模式与频率； 目前生产的主要产品； SMD产品结构说明； SMD产品使用注意事项； 陶瓷谐振器发展趋势 http://www.jkelec.com/
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陶瓷谐振器在典型振荡电路的应用
电路中的振荡频率FOSC可近似表示为：FOSC= Fr√1+C1/（C0+CL） 这表明了振荡频率是受负载电容量影响的。因此当必须 严格控制振荡频率的允许偏差时，应小心定义该值。
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手工焊接推荐：烙铁温度270±5 ℃，将烙铁置于器件上方 0.5mm处，将通过烙铁熔化的锡料施加到电极上3 ±1秒。 *以上若焊接温度过高有可能导致谐振器起振不稳或失去性能。
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SMD产品使用注意事项：
2.PCB焊盘尺寸应符合规格书推荐要求： 否则有可能导致焊接牢度下降，器件从PCB上脱落。 若ＰＣＢ在流转过程中弯曲过大也有可能导致器件脱落．
1.焊盘小器件侧面电极不能爬锡， 焊接不良 2.焊盘合适器件侧面电极能爬锡， 焊接OK
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SMD产品使用注意事项：
3.SMT贴片机注意事项： 因为我们的产品属陶瓷器件，所以请不要对器件和引出端 施加过大的机械压力， 建议采用光学定位而非机械定位的贴片机，机械力过大可 能造成器件损坏，在批量使用之前请对贴片机进行评估。 其它任何问题请您与嘉康电子取得联系。
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陶瓷谐振器在典型振荡电路的应用
此外，阻尼电阻还可稳定反馈电路的相位，提供一种在高 频区降低增益的手段，从而防止出现寄生振荡。负载电容 量CL1和CL2提供180°相位滞后。必须选择的适当值取决 于用途、所使用的IC以及频率。如果CL1和CL2的值太低， 高频区的环路增益就会提高，因此就会提高出现寄生振荡 的可能性。反之，CL1和CL2的值太高，高频区的环路增益 会降低，高频区的振荡会变得困难。以4.000MHz为例,合适 的CL1和CL2值在30PF左右,低频产品CL1和CL2值应大一些, 高频产品CL1和CL2值应小一些。
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陶瓷振子制造
第一次研磨—— 第二次研磨—— 端面研磨—— 瓷片清洗—— 蒸发、溅射—— 极化—— 抗蚀印刷—— 腐蚀清洗—— 频率分选与调整—— 切 割—— 测试—— 陶瓷片厚度研磨 陶瓷片频率对应厚度研磨 陶瓷片外尺寸加工 陶瓷片表面清洁度处理 陶瓷片表面电极制备 使陶瓷具有压电效应 陶瓷振子电极图形印刷 清除振子电极图形覆盖油墨 陶瓷片频率分选与调整 陶瓷片切割成所需振子单元 陶瓷振子电性能分选、确认 http://www.jkelec.com/
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SMD型陶瓷谐振器制造
组装—— 切割—— 侧面金属化—— 电镀—— 电性能分选—— 标志—— 包装—— 最终检验—— 振子装于底板上，用导电胶相连接，再用盖板密封 大片切割成单个谐振器单元 在谐振器侧面制作引出电极 对外电极进行电镀处理，增加可焊性和耐热性 完工产品常规电性能测试 标志产品的特性标志 针对产品的包装 出厂前的检验
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陶瓷谐振器基本参数
陶瓷谐振器分为ZTA型（不带内置电容）和ZTT型（带内 置电容），相应等效电路如图：
ZTA型
ZTT型
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陶瓷谐振器基本参数
C0：静电容；C1：动态电容；L1动态电感；R1：动态电阻； CL1、CL2内置负载电容。 R0：谐振电阻，近似于R1； Fr：谐振频率，Fr=1/2π√L1C1； Fa：反谐振频率，Fa=1/2π√L1C1C0/（C1+C0）= Fr√1+C1/C0； F ：振荡频率，FOSC= Fr√1+C1/（C0+CL）； OSC Qm：机械品质因素，Qm=1/2πFrC1R1。
使用数字IC来构成振荡电路，这种做法越来越普遍，而最 简单的方法就是使用反相器门。上图所示为使用C­MOS反 相器的基本振荡电路的构成，INV.1用作振荡电路的反相 放大器，INV.2用来形成波形，还用作连接频率计数器的 缓冲器。反馈电阻Rf围绕反相器提供负反馈，以使其处于 线性区内，于是当加电后，振荡就会开始。如果Rf的值太 大，且如果输入反相器的绝缘电阻偶然减小，则由于环路 增益的损失，振荡将停止。同时，如果Rf太大，来自其他 电路的噪声可能会被引入到振荡电路中。显然，如果Rf太 小，环路增益将会较低。陶瓷振荡子一般使用阻值为1MΩ 的Rf。阻尼电阻Rd在反相器和反馈电路之间提供松耦合， 减轻反相器的负载，从而节省能量。
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陶瓷谐振器特性
① 振荡频率的高度稳定性 振荡频率稳定度介于石英晶体与LC或RC振荡电路之间。 ­6 石英晶体的温度系数为最大10 /℃，LC或RC振荡电路的 ­3 ­4 温度系数则大约为10 到10 /℃。与此比较，陶瓷谐振 ­5 器的温度系数在–20到+80℃范围时为10 /℃。 ② 尺寸小，重量轻 陶瓷谐振器的尺寸只有常用的石英晶体尺寸的一半。
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陶瓷谐振器发展趋势
① 陶瓷谐振器的小型化、高频化、片式化发展趋势，随 着电子信息产业的飞速发展，尤其是数字技术的发展 和广泛应用，电子整机产品向高集成化、超小型化、 多功能化和高速化发展，电子系统向网络化、高速处 理和传输的方向发展，因此要求与之相配套的压电频 率元器件产品也向轻、小、薄、短、高频化、片式化 发展。近年推出了4520、2520、3213等高频小型 SMD产品，2013、2016等小型产品也即将进入市场。
厚度叠层
V
12.0~20.0MHz
ZTT/ZTACE□MV
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目前生产的主要产品
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SMD产品结构说明
1、CC□MG内部结构图：
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SMD产品结构说明
2、CS/CV/CW□MT/MX结构图：
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SMD产品使用注意事项：
1.焊接温度：REFLOW 由于压电陶瓷存在居里温度的问题，以及SMD封装用粘接剂耐 高温的能力有限等因素必须控制焊接温度。 有铅制程推荐：
TEMP℃ 10S MAX 220-230℃ 200
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各种振荡电路应用
C­MOS反相器的应用：对于C­MOS反相放大器，单级4069C­MOS组 最适合，如TC4069UBP、CD4069UBE等。不使用C­MOS4049类 型，是因为3级缓冲类型增益过大，会导致RC振荡和振铃。 H­CMOS反相器的应用：为了实现微处理器的高速和省电控制，使用 高速C­MOS (H­CMOS) 的振荡电路越来越多。H­CMOS反相器有2种 类型：无缓冲器的74HCU系列和带缓冲器的74HC系列。74HCU系统 非常适合与陶瓷谐振器组成振荡电路。由于H­CMOS增益高，特别 是在高频区，因此应使用相对较大的负载电容量 (CL) 和阻尼电阻 (Rd) 来稳定振荡性能。作为一种标准电路，我们推荐使用东芝公司 的TC74CU04，但也可以使用任何其他厂商的74HCU04反相器。 陶瓷谐振器还可以与晶体管和比较器组成振荡电路。 http://www.jkelec.com/
150
100 60-120S 20-40S
60
120
T（S）
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SMD产品使用注意事项：
无铅制程推荐：
Temperature(℃)
Peak:260℃
within 10 sec
℃
Pre­heating
within 80­120sec.
within 20­40sec
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陶瓷谐振器
陶瓷谐振器由压电陶瓷构成，是利用压电陶瓷（一般为 锆钛酸铅，简称PZT）的机械谐振，并且依据所需要的 谐振频率而采用不同的振动模式。一般的振动模式有弯 曲振动、长度振动、面积伸缩振动、径向振动、厚度剪 切振动、厚度伸缩振动等。 作为一种振荡器件，RC振荡电路和LC振荡电路也用于产 生电谐振。
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陶瓷谐振器在典型振荡电路的应用
振荡电路设计时的注意事项
VDD INV INV.2
Rd
CL1
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CL2
： ：陶瓷谐振器 ， ：负载电容 ：阻尼电阻
使用C­MOS反相器的基本振荡电路 http://www.jkelec.com/
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陶瓷谐振器在典型振荡电路的应用