晶振為數字電路系統提供基本的時鐘信號,在數字電路中不可或缺,被稱之為信息產業之鹽;也有人稱之為數字電路的心臟,是心跳發生器。晶振主要功能性材料是二氧化硅(SiO2)結晶體,二氧化硅形態規則、晶瑩、透明,因此也被稱為“水晶”。水晶材料作為機械能和電能的轉換元件,經過切割、打磨等精密工序加工制成晶片后,在其兩端鍍上金屬電極,在電流作用下由于逆壓電效應便產生諧振,從而在特定的條件下具有固定的振動頻率。水晶材料還具備一定的溫度特性、老化特性和頻譜特性,當外加電壓的頻率與水晶材料固有的頻率完全一致時,電路中的電流便達到最大,體現了其諧振特性。
晶振分為有源晶振和無源晶振。按封裝方式不同,石英晶體諧振器可分為DIP(dualinline-pinpackage,雙列直插式封裝技術)和SMD(SurfaceMountedDevices,表面貼裝器件)兩大類。DIP晶振主要應用領域為個人電腦、家用電器、電子玩具、石英鐘表、各型計時器件等,以上終端產品提供給微型元器件的安裝空間相對充裕。SMD晶振具有尺寸小、易貼裝特點,主要用于空間相對較小的電子產品中,在移動終端、通訊設備的產品升級周期加快的背景下,呈現穩步增長的態勢,已成市場主流形態。
電子產品正在向小型化、高精度、低功耗節能等方向發展,對晶振等元器件也提出了同樣的要求。SMD封裝晶振具有尺寸小,易貼裝等特點,已經成為市場主流。目前全球石英晶體元器件片式化率約為70%,日本的片式化率最高,在80%以上;國內晶振產品片式化率還相對較低;近年隨著國內企業SMD晶振產能釋放,我國的片式化率正在逐年提升。
隨著電子產品逐漸向小型化方向發展,各大晶振生產廠商不斷推出更小型號產品。封裝尺寸大小逐年下降。晶振封裝尺寸由大到小有5*7mm、60*35mm、50*32mm、40*25mm、32*25mm、20*25mm、20*16mm、20*12mm、16*12mm等規格,目前主流應用SMD晶振規格為3225,而小型電子產品如智能手環已開始應用2012晶振。(作者:楊錕)
圖表1:晶振小型化趨勢