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石英諧振器污染控制與技術(shù)進(jìn)程
人類研發(fā)和生產(chǎn)石英諧振器已經(jīng)有一百多年的歷史了，而且這項技術(shù)至今仍不斷在創(chuàng)新和進(jìn)步，為廣大生產(chǎn)廠家們帶來很大的方便和利益，石英晶振雖然結(jié)構(gòu)簡單，但生產(chǎn)過程和技術(shù)相對復(fù)雜。而且晶體晶振是屬于比較脆弱的電子元器件，許多因素都容易導(dǎo)致其故障或不起振，污染是其中比較大的原因，因此進(jìn)行有效的污染控制非常有必要。以下是關(guān)于晶振受到污染后，極可能會發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，以及晶振百年發(fā)展的技術(shù)進(jìn)程和里程碑。
污染控制：
在制造石英晶體諧振器時，污染控制至關(guān)重要，因為污染會對以下方面產(chǎn)生不利影響：穩(wěn)定性，老化，滯后，追溯，噪音，非線性和電阻異常（高啟動電阻，驅(qū)動器的第二級，濾波器中的互調(diào)），頻率跳躍，制造產(chǎn)量，可靠性等。
水晶外殼污染：
外殼和密封過程會對晶振的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。單層吸附污染物含有~1015分子/cm2（在光滑表面上）10-7torr的外殼含有~109個氣體分子/cm3。因此：在1立方厘米的外殼中，其內(nèi)表面有單層污染物，當(dāng)外殼在10-7托密封時，氣體分子吸附的分子數(shù)約為106倍。這種吸附分子的解吸附和吸附會導(dǎo)致老化，滯后，噪音等。
什么是“f平方”？
標(biāo)準(zhǔn)實踐是以頻率變化△f表示通過研磨，蝕刻和拋光去除的厚度，以及電極添加的質(zhì)量，單位為“f2”，其中△f為kHz，f為以MHz為單位。例如，蝕刻10MHzAT切割板1f2意味著去除厚度，產(chǎn)生△f=100kHz;并且蝕刻30MHz板1f2意味著△f=900kHz。在這兩種情況下，△f=1f2產(chǎn)生相同的厚度變化。要理解這一點(diǎn)，請考慮厚度剪切諧振器（AT切割，SC切割等）
其中f是基本模式頻率，t是石英晶體板的厚度，N是頻率常數(shù)（AT切割為1661MHz•μm，SC切割c模式為1797MHz•μm）。因此，
因此，例如，△f=1f2對應(yīng)于所有Quartz Crystal頻率的相同厚度去除。對于AT切割，每f2，△t=1.661μm的石英（每邊=0.83μm）。使用f2單位的一個重要優(yōu)點(diǎn)是可以比厚度變化更精確地測量頻率變化。以kHz表示△f和以MHz表示f的原因是，通過這樣做，f2的數(shù)量通常在0.1到10的范圍內(nèi)，而不是一些非常小的數(shù)字。
石英晶振技術(shù)的里程碑：
1880雅克和皮埃爾居里發(fā)現(xiàn)的壓電效應(yīng)
1905年在實驗室中第一次石英熱液生長-由G.Spezia撰寫
1917年首次應(yīng)用壓電效應(yīng)，在聲納中
1918年首次在石英晶體振蕩器中使用壓電晶體
1926年第一個石英晶體控制廣播電臺
1927年發(fā)現(xiàn)第一次溫度補(bǔ)償石英切割
1927年建成第一個石英晶體鐘
1934年第一個實用的溫度。補(bǔ)償切割，AT切割，開發(fā)
1949年開發(fā)出輪廓，高Q，高穩(wěn)定性的AT切割
1956年首次商業(yè)化生長的培養(yǎng)石英
1956年描述了第一個TCXO晶振
1972年開發(fā)微型石英音叉;石英表可用
1974年SC切割（和TS/TTC切割）預(yù)測;1976年驗證
1982第一臺具有雙c模式自溫感應(yīng)功能的MCXO
雖然只是介紹了從1880年至1982年間的技術(shù)發(fā)展的重大事件，從1982年之后石英晶體和有源晶振技術(shù)突飛猛進(jìn)，越來越多的人加入這個行業(yè)，使晶振一時之間成為比較熱門的電子零件。截止目前，石英晶振已經(jīng)成為各種產(chǎn)品領(lǐng)域不可或缺的頻率控制元器件，80%以上的產(chǎn)品都需要用到它。
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