只要您了解石英震荡器(有源晶振)使用传统制造方式上的缺点;您即可以完全理解SiT ime全硅MEMS振荡器系列产品对您在产品研发上、以及经营上的帮助。
石英震荡器一般制造的方式及其缺点:
1.一般而言,石英厂商所做的工作为石英切割、与日系厂商购买基座、起振芯片;将石英以及芯片以特殊黏胶结合后至于基座上,并进行填充氮气密封。数十道繁复工序;且需要大量人工参与量产制造、质量管理。绝大部分石英厂商常见或偶见厂内生产控管不良造成之产品污染、密封不良造成漏气(使频率偏离规格)等不良现像。
2.不同频率震荡器;厂商需对石英做不同方式的切割、不同频率起振的方式也需搭配不同的芯片,支持的电压不同、或者需要的抖动( jitter)、精度规格不同,震荡器内部搭配的起振芯片均不同
所有石英厂商建厂后,除非增加生产线,否则生产产能固定;供货有限。
所有石英厂无法针对所有规格的震荡器准备生产线或具备生产规模 ;因此一般而言;个别厂商仅针对某些规格产品生产,造成系统厂商客户不可能采用”OneStop Shopping”的采购目标。即使系统厂商目标是缩减同类型产品的供应商,但由于石英产品的特殊性,以及其生产工艺上的限制,厂商的目标如果停留在仅对现有石英供应商之间采购,绝无法达成;而 SIT IME的全硅可编程震荡器,从设计、生产上的根本性变革,具备提供厂商 “One Stop Shopping”的条件。
由于不可能为客户厂商不同需求震荡器备料齐全,石英厂商间普遍存在同业调货状况,即不同石英生产厂商透过同一品牌交货给系统厂商,调货交货也意味着质量控管的空窗。因此一些系统厂商严明规定合作石英厂商不得有调货供货状况;以避免此无法控制之质量风险。
3.石英产品的频率精度与温度关系非线性关系(或称温飘;一般为向下抛物线)
一般石英产品规格书上标示的频率稳定度(或精度);一般为在 25℃室温;除此 之外,还有所谓”温飘”。由于其非线性的关系,系统厂商在实验室测试内测试的精度,甚或利用高低温测试到的石英震荡器规格,并无法保证石英厂商在量产交货阶段所交付厂商的
元件均能符合其要求的规格。
由于非线性石英对温度的特性,使得石英产品在物料进厂检验时变得无所依据,直到上线测试,才有机会判断来料的质量。
有时候因为石英原料的不良,在系统厂商 SMD过程中经过回流銲(无铅制程高达 26 0℃)制程时,也会对石英造成质变,使得震荡器的频率产生偏移。
4.石英产品的防震性不良
石英本身易碎、怕摔
石英与起振芯片结合时所采用的点胶方式,以及使用的材质均会对震荡器封装的稳定性、一致性具有一定的影响。
防震性不良,造成货运过程可能有到货不良 (DOA–defectofarrival)、SMT打件损耗等。
5.石英产品密封不易保证;造成频率偏差
石英切割后需镀上水银,其整体厚度决定了起振的频率。封装时需将内部以氮气填充,保持与空气隔绝以避免内部材质氧化,造成频率改变。或因封装不良、或因震动;均可能对外观密封质量改变,即所谓漏气。一般漏气可能发生在石英厂出厂前的检测;或到系统厂后生产完成测试发现频率偏移、或系统厂商生产测试完成出货后在客户端发生不良。(类举:如轮胎被钉子刺穿后,泄气时间不等)
6.石英产品交货周期长
由于生产所需原料需来自于不同供应商;包括芯片厂、基座厂商、石英晶棒厂商,以及厂内的切割设备、生产员工等资源均会影响交货周期。一般而言,在厂内以及、销售渠道无库存状况下,交货周期由 6 ~12周。而一般非常用、大量生产之产品,其订货周期长达8~ 16周。
交货周期不定:由于生产工序复杂;任何一道工序产生错误,该批生产均需从头来过;造成交期重置。
Si
time全硅MEMS振荡器的制造方式及其优点:
1. SITIME的 MEMS振荡器是由两颗芯片;一为全硅 MEMS谐振器,一为具温补功能之启动
电路暨锁相环 CMOS 芯片;利用标准
半导体芯片 M CM封装方式完成。
2. SITIME全硅)MEMS制程,采全自动化标准半导体制造流程;与生产线上人工素质无关。如所有今日在所有
电子产品设计内所使用的 IC一般;具备优良的稳定性以及质量;不易在生产过程中出现人为失误。
3. 支持频率、精度、电压可编程;可满足客户不同规格组合之震荡器需求。
4. SITIME支持所有业界标准封装 (7050, 5032, 3225, 2520),所有规格产品交货期仅需 2~4周。
5. SITIME全硅MEMS振荡器封装无密封问题,标准 M CM封装,防震性达石英产品的 25倍。出货不良率低于1 dppm。
6. SITIME全硅MEMS振荡器内部起振锁相环芯片,具备温补功能;频率精度相对于温度的变化为线性关系,规格所标示的频率精度涵盖震动频偏、温度频偏、老化频偏等。
7. SITIME全硅MEMS产品之质量一致性乃透过设计阶段完成;与石英产品在量产阶段控制质量之制造控管方式不同,系统厂商无须担心来料与量产样品认证之不一致性。
8. SITIME目前产品线涵盖范围已达石英震荡器应用的70%市场;包括工控、监控、 Computing、视频应用、网络产品、消费类产品、低功耗产品、高速数据传输等。
相关链接:替代石英晶振的硅MEMS振荡器