文档介绍：石英晶体基础知识目录一、石英晶体的基本知识…………………………………………………………21、化学物理特性………………………………………………………………22、石英晶体的振动模式………………………………………………………33、石英晶片的切型……………………………………………………………5二、AT石英谐振器的特性…………………………………………………………81、频率方程……………………………………………………………………82、AT切石英谐振器的频率温度特性…………………………………………8三、AT切石英谐振器的加工制造…………………………………………………151、X光定向粘板………………………………………………………………152、石英晶片切割………………………………………………………………163、X光测角……………………………………………………………………174、粘砣,切籽晶及改圆………………………………………………………175、研磨…………………………………………………………………………186、滚筒倒边……………………………………………………………………187、石英片的腐蚀………………………………………………………………198、镀基膜………………………………………………………………………199、石英晶体的装架……………………………………………………………2010、微调………………………………………………………………………2211、真空烘烤和封装…………………………………………………………2212、密封性能检查……………………………………………………………2313、石英谐振器的老化………………………………………………………2314、石英谐振器的测试………………………………………………………23一、石英晶体的基本知识1、化学物理特性①水晶的成份SiO2,在常压下不同温度时,石英晶体的结构不同,温度T<573℃时α石英晶体,当573℃<T<870℃时β石英晶体,熔点是1750℃,我们通常说的压电石英晶体指α石英晶体。②具有压电特性:发现压电效应:某些介质由于外界机械作用(如压缩,拉伸等等)而在其内部发生极化,产生表面电荷的现象叫压电效应。逆压电效应:某些介质置于外电场中,由于电场的作用,会引起介质内部正负电荷中心的位移,导致介质发生形变,这种效应称为逆压电效应。石英晶体在沿X轴(或Y轴)方向的力的作用时,在X方向产生压电效应,而Y和Z方向不产生压电效应,X轴称为电轴,Y轴称为机械轴。③具有各向异性:石英晶体是一种良好的绝缘材料,导热系数在室温附近,沿Z轴方向是垂直于Z轴方向的2倍左右,沿Z轴方向的线性膨胀系数a3约为沿垂直于Z轴方向线性膨胀系数a1的1/2,其介电系数ε,压电系数d等随方向的不同其数值也不同,在不同温度,导热系数K与膨胀系数a的数值也不同。④是外形高度对称的单晶体,其特征是原子和分子有规则的排列发育良好的石英晶体,外形最显著的特点是晶面有规则的配置,石英晶体的晶面共30个,六个m面(柱面),六个R面(大棱面)六个r面(小棱面)六个s面(三方偏锥面),六个X面(三方偏面),相邻M面的夹角度为60°,相邻M面和R面的夹角与相邻M面和r面的夹角都等于38°13′,相邻s面与X面的夹角为25°57′。石英晶体存在一个三次对称轴C和三个互成120°的轴a、b、d,在讨论石英晶体的物理性质时,采用下图所示的直角坐标系较为方便,选C轴为z轴,a(或b、d)轴为X轴,与X轴Z轴垂直的Y轴,其指向按1949年IRE标准规定,对左右旋晶体均采用右手直角坐标系。如图:a、b、c、d为晶体坐标系X、Y、Z为直角坐标系⑤具有双折射现象:但当光沿Z轴方向射入时不发生双折射现象,所以又称Z轴为光轴。⑥石英晶体的密度ρ=,硬度为莫氏硬度7,在常温常压下不溶于三酸(HCL,H2SO4,HNO3),属于溶解度极小的物质,但是氢***酸和***化氢铵却是石英晶体良好的溶解液,其化学反应方程式SiO2+4HF=SiF4+2H2O(3SiF4+3H2O=H2SiO3+2H2SiF6)SiO2+4HF+2NH4F=(NH4)2SiF6+2H2O其特性用于石英片的腐蚀。2、石英晶体的振动模式:石英晶片在电场作用下,由于内部产生应力而形变,从而产生机械振动,晶片的振动都是单纯的周期振动,所谓周期(T)就是机械波在传播过程中完成一次循环所需的时间,周期的倒数f是单位时间内振动的次数,我们称为频率,单位是Hz(赫兹)或千赫兹(KHz)或兆赫兹(MHz),石英晶体的振动形式有伸缩振动、弯曲振动、面切变振动和厚度切变振动,按照不同的使用要求,石英谐振器的频率f从几千赫兹到几百兆赫兹,采用不同的振动模式和不同的晶片尺寸来实现产品所要求的频率。①长度伸缩振动模式:当晶