前面的文章有提到过,制造一颗完美的石英晶体谐振器的工艺比较多,至少要经过三十多道工艺,出厂前还要通过十几个检测,才算是合格品,否则是不能交到客户手中的。步骤虽然比较多,但是也分轻重缓急,其中将近三分之二是非常重要的,直接影响石英晶振量产的效率,质量和稳定性。
主要工艺流程为:切割—粗磨—测角—改圆—研磨—腐蚀清洗—镀膜—装架点胶—微调—封焊—印字—老化—成检—浸锡—抽检—切校脚—包装入库。
装架点胶
胶点得太多会影响电阻,太少又会粘得不牢固,影响可靠性,采用香港制造的精密电子电路控制液体流量的1500型数位式定量点胶机,调整容易、操作简单,一经设定只需轻踩脚踏开关,每次吐出量一致,晶振一致性好,避免了因人工兼画眉笔点胶的方法造成的差异。
支装采用国际通用的,可减小等效电阻,外观、机械性能、电性能、耐老化等质量稳定、价廉的国产HC-49/U型标准弹片支架。
采用导电性能良好、3301F型日产导电性树脂材料接着剂,平均电阻降低4.16%,可靠性能提高。
拍闪
石英晶振的一般指标均采用电脑自校的美国150D型晶体阻抗计和高低温测试系统来测试,为确保其可靠性能,我们自创了一套拍闪检测工序,这种方法虽然比较土,但对确保出厂产品的可靠性能,使合格产品不致被淘汰非常有效,出厂产品合格率提高1.73%。
通过精选抗氧化锡,采用先分选后浸锡再抽测的新工序,确保了浸锡质量。依据凸轮运动原理,自制了操作简单、效率高、符合要求的切脚装置。确保出厂产品符合彩电生产自动化插件的要求。
镀膜
晶片光洁度的提高对镀膜的附着率造成影响,如果附着率无保证,会造成频率的不稳定。为了保证贴片晶振晶片的附着率,采用先镀一层附着率好的铬,然后再镀银的方法,这种方法的难点就是银铬在晶片两面平均分配的问题,如果分配不均,同样会造成频率的不稳定。我们采用进口的电脑控制的VDS406真空蒸镀系统,只需将蒸镀量输入电脑,它就会自动地将蒸发物按比例均匀地分配到晶片的两边,且给下道微调工序留下最佳的微调量。
倒边
在试制中心还发现,倒边平台不一致会造成晶片边缘不一致,太厚时成品的电阻较差,太薄时抗振动性能差,有碎边现象,造成SMD晶振的不稳定和不振。通过控制倒边速度、标准倒边筒、适量换砂制度等控制倒边平台的方法后,频率的可调性和电阻的一致性好,可靠性提高,阻值最大为53Ω,最小为38Ω。最佳的平台为4.4mm~5.3mm,时间为5天(一般为7天),工效提高40%。
腐蚀清洗
据多年的生产实践和理论证明,片愈厚、频率愈低,对晶体的起振性能、电阻的影响愈大,这是低频DPTV压电石英晶体谐振器所不希望和较难解决的问题。调查发现,作为清除晶片因研磨造成的表面松散层的深腐蚀方法较有效。但采用原先的腐蚀液(氢氟酸)的速度慢、效率低,研制人员为此重新配备了蚀液,70℃饱和氟化氢铵溶液为最佳配方,蚀出的晶片透亮,电阻小。
但由于手工控制的摇动不够均匀,批量生产时出现了腐蚀后晶片均匀度差,清洁度不够及蚀速快、较难把握等问题。为此,我们引进了香港制造的由IEC-1型电脑控制的腐蚀控制的腐蚀清洗系统,操作者只需将清洗腐蚀时间(以秒为单位)输入计算机、装白片架和看护各个浴器,便可实现晶片的腐蚀、清洗、烘干及末端从传送链上卸下来的整个过程流水式自动化操作,气泡发生器使腐蚀更加均匀,加温超洗干净。晶片的光洁度、清洁度大幅度提高,石英水晶振子成品电阻平均下降3.38%、成品合格率至少提高2.13%,起振性能提高,工效提高50%。
生产的产品经厂家试用后反映良好、质量稳定、各项技术指标达到要求,如表2所示。生产成本与普通石英谐振器持平,达到了预期的目标。
彩电“以数字技术为核心的技术战”方兴未艾,近几年国内彩电已到了普及和换代的时期。据《压电晶体信息》报道,数字电视这个新的巨大市场将有几千万亿元的容量,故彩电市场的潜力是巨大的,彩电无源石英晶体的市场前景光明。