無線通信設(shè)備用晶體振蕩子XRCGD系列

 Bluetooth®以及Wi-Fi等無線通信市場的擴大顯著，特別是最近智能手機和平板電腦成為樞紐與各種設(shè)備組合的case與日俱增，面向連接智能手機、平板電腦的各種AV/OA設(shè)備、家用電器、可穿戴設(shè)備等所有設(shè)備中都廣泛安裝了無線通信功能。主要的通信規(guī)格就是此前提到的Bluetooth®和Wi-Fi。Bluetooth®與Wi-Fi比較，Bluetooth®是一種低速的短距離間使用的無線通信技術(shù)，用于較小數(shù)據(jù)的傳輸比如聲音、音樂數(shù)據(jù)的傳輸。相對的Wi-Fi比Bluetooth® 要快速并且能夠使用于長距離間通信，連接住宅或公共場所的網(wǎng)絡(luò)就能進行大容量的動畫傳輸?shù)取?/p>

這些無線通信設(shè)備中能夠發(fā)出無線電波標(biāo)準(zhǔn)信號的元器件都是使用了晶體振蕩子的。為了獲得高速的、穩(wěn)定的通信則需要高精度的晶體振蕩子，Bluetooth®和Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的要求頻率精度在±20ppm以下(頻率偏差+溫度特性+長期變化)。此外，隨著可穿戴設(shè)備等輔助設(shè)備的擴大搭載，對于搭載元件的小型化要求很高，并且對于高精度、小型晶體振蕩子的需求也在提高。

本文將介紹無線通信用時鐘元件最佳的小型晶體振蕩子XRCGD系列的優(yōu)勢、產(chǎn)品規(guī)格以及今后的趨勢。

晶體振蕩子XRCGD系列的優(yōu)勢

株式會社村田制作所多年來提供的陶瓷振蕩子CERALOCK®對應(yīng)了市場所需的高精度時鐘元件，使用獨特技術(shù)并與東京電波株式會社共同開發(fā)的小型、高可靠性晶體振蕩子從2009年就已經(jīng)面向一般民生市場開始量產(chǎn)。其最大特征是封裝中采用CERALOCK®具有的長期跟蹤記錄的獨特“Cap Chip”構(gòu)造。因此具備了高生產(chǎn)性和供應(yīng)穩(wěn)定性的特點，具備了晶體振蕩子的一個重要特性那就是降低ESR (Equivalent Series Resistance)。

ESR值小的話，就有可能促使在設(shè)計電路時容易讓IC與晶體振蕩子形成匹配?；旧蟻碚fESR和晶體振蕩子的大小成反比，所以伴隨著晶體振蕩子的小型化特征的推進，ESR值就會變大，Cap Chip構(gòu)造是在陶瓷平板上用金屬帽進行封裝的簡單構(gòu)造，因此包裝內(nèi)的空間利用效率較高，和一般的晶體振蕩子相比由于產(chǎn)品尺寸比的關(guān)系，可以搭載大型的晶體元素。因此與同一尺寸的晶體振蕩子相比降低了ESR值。

無線通信用晶體振蕩子XRCGD系列在Cap Chip的構(gòu)造上疊加采用了金屬帽與電路板的連接部分用合金熔接密封的構(gòu)造。因此，與本公司常規(guī)產(chǎn)品相比實現(xiàn)了控制頻率溫度特性和長期變化的特點，同時具備高精度化，對應(yīng)了無線通信用時鐘元件追求的頻率精度(對比常規(guī)產(chǎn)品XRCGB系列的全部頻率精度±90ppm，XRCGD系列達(dá)到了±20ppm)。

主要優(yōu)勢

· 利用Wi-Fi、Bluetooth® 全部頻率精度可達(dá)±20ppm以下

· 采用和CERALOCK®相同構(gòu)造達(dá)到高生產(chǎn)性和供應(yīng)穩(wěn)定性

· 在小型尺寸下同時保證了與大型尺寸的既存晶體同等的特性

· 實現(xiàn)了符合RoHS指令，無鉛

· 對應(yīng)無鉛焊接安裝

一般的晶體振蕩子采用的是凹形陶瓷電路板，本公司采用的是跟CERALOCK®相同的平板型電路板。因此提高了包裝內(nèi)部的空間利用率，與一般的晶體振蕩子相比能搭載更大的晶體元素。此外，由于金屬帽和電路板連接，常規(guī)產(chǎn)品采用的是樹脂封裝，XRCGD系列采用的是熔接封裝，通過密封構(gòu)造對應(yīng)了頻率的高精度化。(圖1)

XRCGD系列的規(guī)格

XRCGD系列的產(chǎn)品外觀如圖2所示。產(chǎn)品規(guī)格如表1所示。采用了2.0×1.6mm的外形尺寸，相對于目前民生市場上一般的3225尺寸(3.2×2.5mm)達(dá)到了削減60%的小型化。對應(yīng)頻率通過無線通信在主要的各種頻率上疊加，可對應(yīng)面向智能手機等廣泛采用高智能CPU的頻率。頻率精度將初期偏差、溫度特性和長期變化計算在內(nèi)全部的頻率精度在±20ppm以下。主要預(yù)計應(yīng)用于Wi-Fi、Bluetooth® 等無線通信以外、智能手機和可穿戴設(shè)備等高智能CPU中。

課題及今后的展望

無線通信功能不僅僅在智能手機和平板電腦中，AV/OA用以及家用電器等各種設(shè)備中的搭載都在擴大。這些設(shè)備隨著高智能化的推進，IC邊緣電路的電子器件高密度化正在形成，此外可穿戴設(shè)備等自身設(shè)定的小型化也正在演變中。為了對應(yīng)所有的需求，我公司研發(fā)了比2.0×1.6mm尺寸更小型的晶體振蕩子，以XRCGD系列為基礎(chǔ)，繼續(xù)擴大熱敏電阻器內(nèi)置振蕩子、TCXO等時鐘元件的產(chǎn)品陣容，今后的目標(biāo)是加速為計劃的設(shè)置高密度化以及小型、薄型化做出貢獻(xiàn)。