高基频晶体滤波器的研制
2014-10-17于丽莹
于丽莹
【摘要】本文介绍了一种高基频晶体滤波器，通过采用倒台面晶片实现高频化，同时优化设计工艺参数，使各项性能指标要求满足用户要求。
【关键词】高基频倒台面晶片晶体滤波器
晶体滤波器在接收机中起着信号选择作用，是一种频率控制器件。为了适应市场的需求，我们研制了一种高基频晶体滤波器。
一、技术指标
标称频率：60MHz，3dB宽度：15.5kHz，带内波动：≤2.0dB，矩形系数：BW60dB/BW3dB≤5，插入损耗：≤5dB，阻带衰减：≥60dB，外形尺寸：24mm×13.5mm×7mm，工作温度范围：-55℃～85℃。
二、设计及方案确定
2.1方案论证
该产品通带宽度为15.5kHz±1kHz，标称频率为60MHz，相对带宽是0.025%，若采用三次泛音振动模式，实现这个指标需加展宽电路，鉴于体积所限很难满足要求，同时展宽后矩形系数增大，不利于指标的实现。其次泛音晶体还存在寄生大的问题。由以上分析可知，最好采用基频振动模式的晶片，传统的研磨工艺最高只能实现45MHz，所以必须采用激光刻蚀倒台面的晶片，即中间薄边缘厚。
2.2电路设计
该滤波器要求阻带衰减大于60dB，矩形系数小于5，从契比雪夫滤波器特性图上直接查出n=4可满足上述要求。因此选用四极点单片晶体滤波电路，见图1。
2.3晶片设计
（1）石英晶片尺寸见图2，（2）振动模式：基频；（3）切型：AT切35°17.5′±1′；（4）晶片内台区频率61.260MHz，外台区频率22MHz。
2.4结构设计
内部由2只两极点单片晶体滤波器、3只耦合电容、1块印制板、2各变量器组成，采用电阻焊封装形式，晶体焊接时，金属外壳直接与基座相焊接固定，实现大面积接地。
三、关键工艺
由于采用的是高基频晶片，各工序工艺控制很关键。
（1）清洗工艺：该晶片的内台区厚度是0.027mm很薄，在清洗时不要相互撞击摩擦，否则晶片很容易破碎。要求一次清洗数量少于20片，用酸洗液加热煮沸2遍，再用去离子水加热煮沸2遍，最后用无水乙醇超声2min后取出用微波炉烘干。（2）点胶工艺：晶片与基座接地簧片处的胶点不允许涂到基座上，否则电阻焊封装时使基座产生应力，会导致变频。（3）微调工艺：单片晶体滤波器的频率微调，包括对称频率、反对称频率、带宽调整、中心频率调整。微调机微调时微调孔的位置大小，直接影响滤波特性，实际操作中，尽量减小因微调源蒸发造成的散射，使电极面积扩大，影响电阻和寄生。
四、实测数据
五、结束语
本品是采用高基频倒台面晶片，方案设计科学合理，完全达到技术指标要求。本品的开发成功，为今后高基频的进一步发展奠定了基础。
参考文献
[1]李忠诚.现代晶体滤波器的设计.国防工业出版社，1981年
[2]冯致礼，王之兴.晶体滤波器.宇航出版社，1987年endprint
【摘要】本文介绍了一种高基频晶体滤波器，通过采用倒台面晶片实现高频化，同时优化设计工艺参数，使各项性能指标要求满足用户要求。
【关键词】高基频倒台面晶片晶体滤波器
晶体滤波器在接收机中起着信号选择作用，是一种频率控制器件。为了适应市场的需求，我们研制了一种高基频晶体滤波器。
一、技术指标
标称频率：60MHz，3dB宽度：15.5kHz，带内波动：≤2.0dB，矩形系数：BW60dB/BW3dB≤5，插入损耗：≤5dB，阻带衰减：≥60dB，外形尺寸：24mm×13.5mm×7mm，工作温度范围：-55℃～85℃。
二、设计及方案确定
2.1方案论证
该产品通带宽度为15.5kHz±1kHz，标称频率为60MHz，相对带宽是0.025%，若采用三次泛音振动模式，实现这个指标需加展宽电路，鉴于体积所限很难满足要求，同时展宽后矩形系数增大，不利于指标的实现。其次泛音晶体还存在寄生大的问题。由以上分析可知，最好采用基频振动模式的晶片，传统的研磨工艺最高只能实现45MHz，所以必须采用激光刻蚀倒台面的晶片，即中间薄边缘厚。
2.2电路设计
该滤波器要求阻带衰减大于60dB，矩形系数小于5，从契比雪夫滤波器特性图上直接查出n=4可满足上述要求。因此选用四极点单片晶体滤波电路，见图1。
2.3晶片设计
（1）石英晶片尺寸见图2，（2）振动模式：基频；（3）切型：AT切35°17.5′±1′；（4）晶片内台区频率61.260MHz，外台区频率22MHz。
2.4结构设计
内部由2只两极点单片晶体滤波器、3只耦合电容、1块印制板、2各变量器组成，采用电阻焊封装形式，晶体焊接时，金属外壳直接与基座相焊接固定，实现大面积接地。
三、关键工艺
由于采用的是高基频晶片，各工序工艺控制很关键。
（1）清洗工艺：该晶片的内台区厚度是0.027mm很薄，在清洗时不要相互撞击摩擦，否则晶片很容易破碎。要求一次清洗数量少于20片，用酸洗液加热煮沸2遍，再用去离子水加热煮沸2遍，最后用无水乙醇超声2min后取出用微波炉烘干。（2）点胶工艺：晶片与基座接地簧片处的胶点不允许涂到基座上，否则电阻焊封装时使基座产生应力，会导致变频。（3）微调工艺：单片晶体滤波器的频率微调，包括对称频率、反对称频率、带宽调整、中心频率调整。微调机微调时微调孔的位置大小，直接影响滤波特性，实际操作中，尽量减小因微调源蒸发造成的散射，使电极面积扩大，影响电阻和寄生。
四、实测数据
五、结束语
本品是采用高基频倒台面晶片，方案设计科学合理，完全达到技术指标要求。本品的开发成功，为今后高基频的进一步发展奠定了基础。
参考文献
[1]李忠诚.现代晶体滤波器的设计.国防工业出版社，1981年
[2]冯致礼，王之兴.晶体滤波器.宇航出版社，1987年endprint
【摘要】本文介绍了一种高基频晶体滤波器，通过采用倒台面晶片实现高频化，同时优化设计工艺参数，使各项性能指标要求满足用户要求。
【关键词】高基频倒台面晶片晶体滤波器
晶体滤波器在接收机中起着信号选择作用，是一种频率控制器件。为了适应市场的需求，我们研制了一种高基频晶体滤波器。
一、技术指标
标称频率：60MHz，3dB宽度：15.5kHz，带内波动：≤2.0dB，矩形系数：BW60dB/BW3dB≤5，插入损耗：≤5dB，阻带衰减：≥60dB，外形尺寸：24mm×13.5mm×7mm，工作温度范围：-55℃～85℃。
二、设计及方案确定
2.1方案论证
该产品通带宽度为15.5kHz±1kHz，标称频率为60MHz，相对带宽是0.025%，若采用三次泛音振动模式，实现这个指标需加展宽电路，鉴于体积所限很难满足要求，同时展宽后矩形系数增大，不利于指标的实现。其次泛音晶体还存在寄生大的问题。由以上分析可知，最好采用基频振动模式的晶片，传统的研磨工艺最高只能实现45MHz，所以必须采用激光刻蚀倒台面的晶片，即中间薄边缘厚。
2.2电路设计
该滤波器要求阻带衰减大于60dB，矩形系数小于5，从契比雪夫滤波器特性图上直接查出n=4可满足上述要求。因此选用四极点单片晶体滤波电路，见图1。
2.3晶片设计
（1）石英晶片尺寸见图2，（2）振动模式：基频；（3）切型：AT切35°17.5′±1′；（4）晶片内台区频率61.260MHz，外台区频率22MHz。
2.4结构设计
内部由2只两极点单片晶体滤波器、3只耦合电容、1块印制板、2各变量器组成，采用电阻焊封装形式，晶体焊接时，金属外壳直接与基座相焊接固定，实现大面积接地。
三、关键工艺
由于采用的是高基频晶片，各工序工艺控制很关键。
（1）清洗工艺：该晶片的内台区厚度是0.027mm很薄，在清洗时不要相互撞击摩擦，否则晶片很容易破碎。要求一次清洗数量少于20片，用酸洗液加热煮沸2遍，再用去离子水加热煮沸2遍，最后用无水乙醇超声2min后取出用微波炉烘干。（2）点胶工艺：晶片与基座接地簧片处的胶点不允许涂到基座上，否则电阻焊封装时使基座产生应力，会导致变频。（3）微调工艺：单片晶体滤波器的频率微调，包括对称频率、反对称频率、带宽调整、中心频率调整。微调机微调时微调孔的位置大小，直接影响滤波特性，实际操作中，尽量减小因微调源蒸发造成的散射，使电极面积扩大，影响电阻和寄生。
四、实测数据
五、结束语
本品是采用高基频倒台面晶片，方案设计科学合理，完全达到技术指标要求。本品的开发成功，为今后高基频的进一步发展奠定了基础。
参考文献
[1]李忠诚.现代晶体滤波器的设计.国防工业出版社，1981年
[2]冯致礼，王之兴.晶体滤波器.宇航出版社，1987年endprint
