石英水晶有分為很多種，有人工種植的，也有天然的，天然的石英水晶是經過火山容顏里的二氧化硅的巖漿鉆入泥土地表以及巖石裂縫空穴經過幾千上萬年結晶而成的水晶結晶體，水晶早期只是用于裝飾等應用，直到
居里與皮埃爾•居里於1880年發現石英晶體的壓電效應，并且被人類成功研發應用在電子產品中，晶體經過加工切割，研磨，鍍成等之后就可以成為，晶振，石英晶體諧振器系列，以及石英晶體振蕩器，聲表面濾波器，表晶，32.768KHZ等石英頻率產品。水晶也有分為好多種，有天然的也有人工種植的水晶。簡單的石英晶體基礎知識石英，學名二氧化硅。是自然界分布最廣的物質之一。

它有五種變體（β 石英、α 石英、α 磷石英、方石英、溶煉石英），其中只有 β 石英才具有壓電效應，當施加壓力在晶片表面時 , 它就會產生電氣電位 , 相對的當一電位加在芯片表面時 , 它就會產生變形或振動現象 , 掌握這種振動現象 , 控制其發生頻率的快慢 , 以及精確程度 , 就是石英晶體震蕩器的設計與應用。石英晶體諧振器的性質石英晶體的化學性質極為穩定，常溫下不溶于鹽酸、硝酸、硫酸等水和酸，只溶于氫氟酸。在加熱時石英晶振能溶于堿溶液，這個特點成為人造水晶的基礎。因此現在一般采用氟化氫氨對石英晶體進行腐蝕。石英晶體的結構

的理想外型，從圖中可以看出，石英晶體存在左旋與右旋之分，左、右旋晶體為鏡像對稱。石英晶體的理想外型總共有三十個晶面，共分五組，每組六個，即：六個 M 面（柱面），六個 R 面（大棱面），六個 r （小棱面），六個 S 面和六個 X 面，這些晶面間的夾角見表 1-1

。
實際上理想的外型是很難見到的，尤其是人工培育的水晶，由于籽晶的切割方位及外型不同使我們看到的形狀與上圖大不相同，甚至面目全非，各種結晶面不易辨認。同時制作成，晶振，石英晶振等產品。
石英晶體的缺陷水晶常見的缺陷有：雙晶、包裹體、裂隙、炸裂、貝裂等
石英晶體諧振器工作原理如果把交變電壓施加于石英晶片兩個電極之間，當交變電壓的頻率與石英晶片固有振動頻率一致時，通過逆壓電效應，晶片便產生機械振動。同時又通過正壓電效應而輸出電信號。一般石英晶體諧振器的頻率范圍可以從數百赫茲到幾百兆赫茲。石英晶體諧振器的特性等效電路
工作原理：石英晶體振蕩器電路有反饋型和負阻性兩種，通常用反饋型振蕩電路。
主要技術要求主要內容包括：工作頻率、輸出電平和輸出阻抗、頻率準確度、頻率穩定度、老化率、頻率微調范圍、壓控特性、
開機特性、功率消耗。電氣特性 1 ）諧振特性通過晶片的電流 I 隨外加訊號頻率 f 而改變，當 F=fm 時，電流有最大值 Im ，這時諧振器阻抗最小。當 f=fa 時，電流最小值為 In ，這時諧振器阻抗最大。當諧振器機械損耗很小時， fm 、 fa 與諧振 fr 及反諧振頻率 fa 近似相等。一般石英晶體諧振器 fm 和 fa 可近似地看做諧振頻率和反諧振頻率。在諧振頻率附近，石英晶體諧振器和由 LC 組成的串聯電路的諧振特性是完全相同的。
圖 1-4 石英諧振器的諧振特性

（2 ）頻率溫度特性石英晶體諧振器和頻率隨溫度變化的關系稱做頻率溫度特性。圖 1-5 是厚度曲變 AT 型切割頻率溫度特性曲線 , 從其切割角度之參數曲線圖可看出 , AT 切割頻率溫度特性曲線 , 類似

于一元三次方程式的曲線 , 顯示在特定的溫度范圍內 , 有很好的頻率穩定特性 . 是目前水晶振蕩器最常使用的切割型式

3 ）老化特性（ 1 ）石英晶體諧振器在使用、貯存過程中頻率隨時間變化的現象稱為老化。老化特性直接影響石英晶振的頻率穩定度。（ 2 ）老化原因：由于應力的恢復、質量吸附或這兩者結合而形成的。石英晶體諧振器的應用隨著二十世紀電子產業的蓬勃發展 , 石英晶振的應用范圍越來越廣，消費性產品：如數字電視 , 游樂器 , 數碼相機 , 手表等。信息產品：如個人計算機 , 及其外圍設備 , 手提電腦 , 及硬盤等。通訊產品：如移動電話 , 無線電電話 , 及呼叫器等 . 網絡產品：如調制解調器 , IA 產品 , 甚至藍芽套件等。都是必須使用石英水晶振蕩器來組成時序電路。尤其最近各種電子產品的體積越做越小 , 石英晶體振蕩器也必須小型化 , 故表面黏著式（ SMT ）石英晶體振蕩器應運而生 , 除了達到小型化的目的外 , 因信號源頭傳導路徑的縮短 , 相對的在系統設計時 , 增加了振蕩器的觸發能力 , 也降低電磁干擾的問題。
一、關于 PbTiO3 壓電陶瓷 PbTiO3 陶瓷最突出的特點是 Kt 大，Kt/Kp 值大，ε 小，溫度系數好，居里溫度高。因此，該材料在高頻，高溫領域有廣泛的應用價值，也是各國科研人員爭相開發、研制的熱門材料之一，此材料的未來發展，大有希望。鈦酸鉛陶瓷，實際上是在鋯鈦酸鉛陶瓷廣泛使用后才發展起來的，與 BaTiO3 陶瓷一樣，PbTiO3 陶瓷在室溫時，Pb2+、Ti4+和 O2 單晶在室溫下，自發極化強度為 75×10
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的離子都要發生偏離原型結構（立方結構）的平衡位置的位移，由于晶胞內正負荷中心不重合，晶振晶體在 C 軸方向產生自發極化， PbTiO3 庫倉/米 2。由于純 PbTiO3 陶瓷在生產工藝上很難燒結，冷卻到居里溫度時，會破碎成粉末。因此，生產過程中，必須對其摻雜改性，才能燒
結成致密性好的陶瓷。一般添加物在 PbTiO3 陶瓷中的改性，大致分三種形式。 1、用 Sr 和 Ca 等二價離子取代 Pb 離子，其特點是使居里溫度下降，減小自發應變，使陶瓷致密。 2、用 La、Bi、和 Nd 等離子取代 Pb 空位，其特點是穩定 PbTiO3 陶瓷，防止開裂，容易極化。 3、用 Fe、Nb、Ta、Mg、Zn、Mn、Ni、Sb、In 和 Co 等元素的離子代 Ti 離子，補償取代后的特點是壓電性能大為改善，組成性能類似于鋯鈦酸鉛陶瓷。一般采用三者結合摻雜，使 PbTiO3 陶瓷達到理想的品位。二、如何判斷 PbTiO3 壓電陶瓷諧振器的好壞壓電陶瓷的基本參數有：介電常數、彈性常數、壓電常數和機電偶合系數，還有介質損耗、機械品質因子、頻率常數、居里溫度、質量密度、老化性能和溫度性能等。下面介紹幾種基本參數： 1、頻率常數壓電陶瓷振子的諧振頻率與沿振子振動方向的長度的乘積為一個常數，稱為頻率常數，單位為千赫·米。壓電陶瓷振子陶瓷晶振的頻率常數與材料的性質有關，與振子的外形尺寸大小無關。 2、介質損耗介質在交變電場的作用下，由發熱而導致的能量損耗。稱之為介質損耗。介質損耗由極化損耗、漏電損耗、介質不均勻損耗等組成。介質損耗用損耗角的正切值表示、符號為 tgα，其倒數 Qe 稱為電學品質因子。 tgα 和 Qe 都是無量綱的數值，一般介質損耗大的材料其性能也比較差。 3、機械品質因子機械品質因子（用 Qm 表示），它代表壓電陶瓷晶振諧振時，因克服內摩擦而消耗的能量，它是衡量材料性能的一個重要參數：
式中：Co 為靜態電容，C1 為動態電容，R 為動態電阻，f 為水晶振子的反諧振頻率 fa 與諧振頻率 fr 之差。三、壓電陶瓷諧振器工藝流程 1、振子部份基片抽樣（確定厚度）→粗磨→細磨→厚度檢測（氣動測微儀）→超聲清洗烘干→印刷腳電極銀層→烘干→燒銀→目測檢驗→超聲清洗烘干→真空鍍膜→目測檢驗→極化→清洗烘干→帶寬分選→印刷油墨→烘干→放大檢驗→酸處理→清洗→油墨清洗→烘干→ 檢測→切割→清洗烘干→檢測分檔→驗收入庫 2、器件生產部份頻率抽檢→涂助焊劑→焊錫→清洗檢驗→點蠟→檢驗→酚醛包封→自然干燥→排蠟固化→打印→烘干剪腳→檢測分選→檢驗包裝→驗收入庫四、鈦酸鉛陶瓷片的極化不同類型的材料，因其矯頑場強，飽和場強，居里溫度，電阻溫度關系等都有較大的差別，因而極化條件也就不同。極化條件對發揮壓電陶瓷潛在的機電效應有著決定作用。極化前進行熱去極化，以及極化的不同冷卻方式，對極化效果也有著很大的影響。極化條件一般指：極化溫度，極化時間，極化電壓等。下面講述三次諧波鈦酸鉛陶瓷的極化條件 1、極化溫度因為溫度高時樣品中的電偶極子比較容易活動，在電場作用下，比較容易定向排列，所以極化就比較完全，一般采用硅油或變壓器油作為媒介物，對它的要求要有良好的絕緣性能。不過，溫度太高，樣品的絕緣電阻變小而容易被擊穿，所以溫度也不是越高越好。
根據深圳市康華爾電子有限公司多年的生產經驗，油溫一般控制在 115℃～120℃為宜。 2、極化電壓極化電壓實際上是指在瓷片極化方向單位長度上的電壓，也就是極化場強，極化電壓越高，促使電疇沿電場方向排列的作用就越大。一般地講，當外界電場超過壓電體的矯頑場強時，壓電體的大部份電疇基本完成定向排列，不過需要維持較長的時間，但還不可能充分挖掘其壓電性能。為使其充分完成電疇的定向排列，將電壓提高到飽和場強當然是最有效的，不過很容易引起陶瓷片的擊穿，根據經驗表明：石英晶振的晶體基片，最好控制在 5000V/mm～6000V/mm 3、極化時間極化時間長一點，對電疇的定向排列，肯定是有效的，但太長了電性能也改善不了多少，且生產周期的延長，還會影響正常生產。根據材料本身的絕緣電阻、致密性，均勻性等一般情況下，保持 10～15 分鐘就可以了。極化操作注意事項 1、真空鍍膜后的陶瓷片先要磨邊，或油墨印刷及酸洗法，使陶瓷片有一定的留邊量，防止極化時產生飛弧，同時經常過濾硅油或定期更換。 2、極化槽內的油溫達到設定溫度后，再行操作，以保持產品極化的一致性。 3、產品夾在電極中間時，應夾緊夾牢，夾具浸入油槽時，速度要慢，防止陶瓷片因溫度突變，發生炸裂。 4、接通高壓前，應低壓預極化 1 分鐘以上，然后慢慢將電壓調到設定值，防止突然加壓，使陶瓷片擊穿，炸裂等。 5、每天洗除極化臺上的雜質，定期檢查觸發開關，防止帶電操作，保障人生安全。康華爾電子有限公司，自主研發生產，晶振，32.768K，表晶，，石英晶振,聲表面諧振器，，陶瓷諧振器，聲表面濾波器，加濕器霧化片，霧化片，陶瓷晶振，等頻率元件產品，公司用于自己的工業廠房，生產車間，以優質的質量，合理的價格，良好的服務贏得市場客戶的信賴。

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