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石英晶体切割角度与频率的关系

时间:2024-07-19 来源:SJK


晶体切割角度与频率

今天这节课,让我们来了解一下石英晶体切割类型与频率的关系,所谓晶体切割类型,就是对晶体坐标轴某种取向的切割。石英晶体的切割类型有很多种,不同的切型其物理性质不同,频率范围也不同,切面的方向与主轴的夹角对其性能有重要影响,比如:频率稳定性,活性水平,Q值,温度系数等。

下图是我们石英晶体在切割时的主要类型:

晶体切割角度

我们大部分在市面上看到的晶振大部分采用的是厚度剪切(Thickness-Shear )类型中的AT切,以最常用的AT切割晶体晶片为例,晶片平面与Z轴的夹角为35°15'。在28MHz基频厚度剪切振动的情况下,晶片厚度约为0.06毫米,AT切割频率范围,基频为0.8~80MHz,泛音模式下为20MHz~230MHz。厚度振荡模式下的BT切割基频的频率范围为2MHz~35MHz。当然还有长度-宽度-挠曲的振荡模式切割方式,这个模式下切割出来的晶片大多应用于32.768KHz这个频率较多,如+2˚XXYNT的切割模式,这个切割模式频率范围为1KHz~100KHz

下表是我司收集一些晶片切割角度与频率的关系和系统的计算公式:

Vibration Mode
Cut
Frequency Range(KHz)
Frequency Formula (kHz)

Thickness-shear

(厚度切割模式)


Thickness-shear
Overtone Order
AT Fundamental

800 to 5000

2000 to 80000

1670/t

1670/t

AT 3rd Overtone

AT 5th Overtone

AT 7th Overtone

AT 9th Overtone

20000 to 90000

40000 to 130000

100000 to 200000

150000 to 230000

1670×n/t
BT Fundamental
2000 to 35000 2560/t

Length-width-flexure

(Tuning Fork)

(长度-宽度-挠度/音叉)


Tuning-fork
+2°X
16 to 100 700×w/l2

Length-width-flexure

(长度-宽度-挠度)


Length-width-flexure

XY

NT

1 to 35

4 to 100

5700×t/l2

5000×w/l2

Length-extensional

(长度扩展)


length-extensional

+5°X
40 to 200 2730/l

Face-shear

(端面切割)


Face-shear

CT

DT

SL

250 to 1000

85 to 500

300 to 1100

3080/l

2070/l

460/l

以上为我司对晶片切割角度与频率关系的理解!希望能让大家对晶振产品有一个更加深入的了解。


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