通透了解MEMS矽晶振,隻需一篇文章即可
發布時間:2015-05-12 責任編輯:sherry
【導讀】隨著電子技術的不斷發展,電子電路對器件的要求也越來越嚴格。片式化、小型化、低成本化是電子電路對現在電子器件的要求,所以越來越多的非矽型器件也正在逐漸的向矽轉化。本文將用一篇文章來幫你了解MEMS矽晶振。
如果把CPUbizuoshidianludedanaodehua,namejingzhenhaowuzhiyijiushixinzang。tongyang,dianluduijingzhendeyaoqiuyerutongyigerenduixinzangdeyaoqiuyiyang,zuizuixuyaodejiushiwending。muqianjingzhendezhuyaojiagongcailiaohaishishiying,zhezhuyaoshiyinweishiyingdeyadianxiaoying。chucizhiwai,shiyingdeyishengchang、易切割也是很重要的原因之一。目前全世界在人工生長的單晶石英,一年的產量約是3000萬噸,僅次於矽。
隨著電子技術的不斷發展,電子電路對器件的要求也越來越嚴格。片式化、小型化、低成本化是電子電路對現在電子器件的要求,所以越來越多的非矽型器件也正在逐漸的向矽轉化。
一般而言,石英工廠所做的工作是石英切割、從日悉廠商購買基座、起振晶片。用特殊導電膠將石英及晶片黏帖在陶瓷基座上。並進行填充氮氣密封(如下圖)。數shu十shi道dao複fu雜za的de工gong序xu及ji大da量liang的de人ren工gong參can與yu,則ze對dui石shi英ying工gong廠chang的de生sheng產chan品pin質zhi管guan理li有you著zhe極ji為wei嚴yan格ge的de要yao求qiu。而er這zhe也ye是shi品pin牌pai與yu非fei品pin牌pai石shi英ying晶jing振zhen成cheng本ben差cha別bie較jiao大da的de重zhong要yao原yuan因yin。一yi般ban大da廠chang如ruEPSON、TXC、KDS、唐山晶源等對品質工藝的管理較高,而產品的成本也一直居高不下。

除此之外,石英晶振還存在高低溫穩定度差、抗震性差、存在漏氣停振風險、應急交貨困難等缺點。
高低溫穩定度差。
石(shi)英(ying)本(ben)身(shen)的(de)溫(wen)度(du)特(te)性(xing)曲(qu)線(xian)是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)。這(zhe)就(jiu)表(biao)示(shi)每(mei)一(yi)顆(ke)晶(jing)振(zhen)的(de)頻(pin)率(lv)穩(wen)定(ding)度(du)與(yu)溫(wen)度(du)的(de)關(guan)係(xi)都(dou)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)。一(yi)般(ban)石(shi)英(ying)工(gong)廠(chang)可(ke)以(yi)對(dui)樣(yang)品(pin)階(jie)段(duan)的(de)產(chan)品(pin)進(jin)行(xing)逐(zhu)顆(ke)調(tiao)試(shi)補(bu)償(chang),卻(que)無(wu)法(fa)對(dui)量(liang)產(chan)的(de)產(chan)品(pin)進(jin)行(xing)逐(zhu)顆(ke)調(tiao)試(shi)補(bu)償(chang)。所(suo)以(yi),我(wo)們(men)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)的(de)批(pi)量(liang)石(shi)英(ying)產(chan)品(pin),高(gao)低(di)溫(wen)性(xing)能(neng)表(biao)現(xian)不(bu)一(yi)致(zhi),甚(shen)至(zhi)經(jing)常(chang)有(you)高(gao)溫(wen)或(huo)低(di)溫(wen)不(bu)起(qi)振(zhen)現(xian)象(xiang)。
抗震性能差。
石英本身是屬於易碎、怕pa摔shuai產chan品pin。切qie割ge打da磨mo成cheng一yi個ge很hen薄bo的de石shi英ying晶jing片pian之zhi後hou,會hui更geng加jia容rong易yi因yin輕qing微wei的de震zhen動dong而er損sun壞huai。這zhe就jiu如ru同tong一yi麵mian紙zhi片pian厚hou度du的de玻bo璃li,其qi抗kang震zhen性xing不bu言yan而er喻yu。所suo以yi,石shi英ying晶jing振zhen很hen容rong易yi在zai運yun輸shu或huoSMT打件過程中損壞。
存在漏氣風險。
為wei提ti高gao石shi英ying晶jing振zhen的de頻pin率lv穩wen定ding度du,需xu要yao對dui石shi英ying晶jing片pian做zuo鍍du銀yin處chu理li。封feng裝zhuang的de時shi候hou需xu要yao填tian充chong氮dan氣qi密mi封feng。而er此ci有you可ke能neng會hui因yin震zhen動dong或huo者zhe密mi封feng不bu良liang造zao成cheng漏lou氣qi現xian象xiang。最zui嚴yan重zhong的de問wen題ti在zai於yu是shi否fou漏lou氣qi是shi無wu法fa檢jian測ce的de。這zhe就jiu好hao比bi一yi個ge被bei紮zha了le的de自zi行xing車che胎tai。由you於yu開kai始shi比bi較jiao小xiao,你ni沒mei有you發fa現xian。但dan當dang你ni真zhen正zheng在zai路lu上shang的de時shi候hou,他ta卻que越yue來lai越yue嚴yan重zhong。而er此ci現xian象xiang有you可ke能neng發fa生sheng在zai出chu廠chang檢jian測ce、有可能發生在客戶產品生產線、還有可能會發生在消費市場應用中。
應急交貨困難。
石英工廠會嚴格控製庫存,筆者曾經訪問過國內某知名石英工廠,其管理人員表示當某一頻點成品庫存超過2K時,就會強製銷售清掉庫存。所以在工廠沒有備貨的情況下,從客戶下單開始,石英工廠需進行切割晶片、購買基座與起振晶片。生產、老化、測試到交貨,最少需要6-12周的時間。所以無法滿足客戶的應急需求。
除此之外,石英工廠還存在非常規頻點無法及時提供樣品、一家石英工廠無法滿足
客戶的多頻點供貨。極易造成同行調貨或客戶增加供應商的麻煩。而這些都對產品品質產生一定的影響。
對於晶振矽化的研究從60年代就開始,SiTime公司的董事長、CEO和共同創始人Kurt Petersen博士1976年就在IBM開始研究MEMS諧振器。至今Sitime的MEMS矽晶振已經累計出貨超30億PCS。被廣泛的用於消費、醫療、工控、通信、軍工等各行各業。
MEMS矽晶振由於采用全自動化的半導體工藝,內部兩個晶片(一個是MEMS諧振晶片、一個是具有溫補功能的鎖相環CMOS電路)采用MCM封裝在一起。

Sitime MEMS矽晶振由於采用全自動化的半導體生產工藝,相較石英晶振有以下優勢:
高低溫性能表現一致,品質一致性好。
由於矽本身的溫度特性曲線是線性的,所以在內部的CMOS晶jing片pian裏li麵mian含han有you溫wen度du補bu償chang電dian路lu。保bao證zheng了le全quan溫wen範fan圍wei內nei的de頻pin率lv穩wen定ding性xing。同tong時shi由you於yu生sheng產chan是shi采cai用yong完wan全quan的de半ban導dao體ti工gong藝yi,保bao證zheng了le量liang產chan產chan品pin的de品pin質zhi一yi致zhi性xing。
抗震性能強、無漏氣風險。
由於是一顆真真正正的IC產品,所以不存在運輸中的磕碰及上線打件時的損壞,也不存在漏氣問題。產品不良率每百萬顆小於0.45顆。
可編程(僅限一次)。
可使用專門的編程設備透過對內部的OTP Memory進行編程,來實現頻率、電壓、精度等相關參數的控製。可快速供樣,極大的滿足了客戶縮短研發周期的需求。
應急交貨簡單。
加工工廠會提前備有大量的MEMS諧振晶片及CMOS晶jing片pian,當dang有you客ke戶hu需xu求qiu的de時shi候hou僅jin需xu要yao進jin行xing簡jian單dan的de封feng裝zhuang測ce試shi就jiu可ke交jiao貨huo,大da大da縮suo短duan了le交jiao貨huo周zhou期qi。同tong時shi,代dai理li商shang也ye會hui備bei大da量liang未wei燒shao錄lu的de空kong白bai片pian,對dui於yu緊jin急ji中zhong小xiao批pi量liang應ying用yong,可ke直zhi接jie編bian程cheng出chu貨huo。全quan部bu為wei現xian貨huo供gong應ying。
晶圓電子做為Sitime的一級代理商,同時是Sitime在中國區唯一的戰略合作夥伴,與Sitime共同籌建了Sitime大中華區樣品中心。專門負責中國區中小客戶的技術支持、樣品供應、中小批量供應。
同時晶圓電子是一家成立十年的半導體器件分銷商,有專業的產品線團隊、銷售團隊。主營ADI、ONSEMI、ATMEL、Molex、Omron等品牌。目前晶圓電子除半導體事業部外,又投資籌建了PCB製版事業部、OEM焊接事業部。真正的全方麵一體化服務於越來越多的中小客戶。
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