Bluetooth®以及Wi-Fi等無(wú)線(xiàn)通信市場(chǎng)的擴(kuò)大顯著，特別是最近智能手機(jī)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(jī)、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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，用于較小數(shù)據(jù)的傳輸比如聲音、音樂(lè)數(shù)據(jù)的傳輸。相對(duì)的Wi-Fi比Bluetooth® 要快速并且能夠使用于長(zhǎng)距離間通信，連接住宅或公共場(chǎng)所的網(wǎng)絡(luò)就能進(jìn)行大容量的動(dòng)畫(huà)傳輸?shù)取?/p>

這些無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備中能夠發(fā)出無(wú)線(xiàn)電波標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)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(zhǎng)期變化)。此外，隨著可穿戴設(shè)備等輔助設(shè)備的擴(kuò)大搭載，對(duì)于搭載元件的小型化要求很高，并且對(duì)于高精度、小型晶體振蕩子的需求也在提高。

本文將介紹無(wú)線(xiàn)通信用時(shí)鐘元件最佳的小型晶體振蕩子X(jué)RCGD系列的優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)品規(guī)格以及今后的趨勢(shì)。

晶體振蕩子X(jué)RCGD系列的優(yōu)勢(shì)

株式會(huì)社村田制作所多年來(lái)提供的陶瓷振蕩子CERALOCK®對(duì)應(yīng)了市場(chǎng)所需的高精度時(shí)鐘元件，使用獨(dú)特技術(shù)并與東京電波株式會(huì)社共同開(kāi)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(chǎng)開(kāi)始量產(chǎn)。其最大特征是封裝中采用CERALOCK®具有的長(zhǎng)期跟蹤記錄的獨(dú)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(diǎn)，具備了晶體振蕩子的一個(gè)重要特性那就是降低ESR (Equivalent Series Resistance)。

ESR值小的話(huà)，就有可能促使在設(shè)計(jì)電路時(shí)容易讓IC與晶體振蕩子形成匹配。基本上來(lái)說(shuō)ESR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(jìn)，ESR值就會(huì)變大，Cap Chip構(gòu)造是在陶瓷平板上用金屬帽進(jìn)行封裝的簡(jiǎn)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(wú)線(xiàn)通信用晶體振蕩子X(jué)RCGD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(shí)現(xiàn)了控制頻率溫度特性和長(zhǎng)期變化的特點(diǎn)，同時(shí)具備高精度化，對(duì)應(yīng)了無(wú)線(xiàn)通信用時(shí)鐘元件追求的頻率精度(對(duì)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(shì)

· 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(shí)保證了與大型尺寸的既存晶體同等的特性

· 實(shí)現(xiàn)了符合RoHS指令，無(wú)鉛

· 對(duì)應(yīng)無(wú)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(shù)脂封裝，XRCGD系列采用的是熔接封裝，通過(guò)密封構(gòu)造對(duì)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(guān)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(duì)于目前民生市場(chǎng)上一般的3225尺寸(3.2×2.5mm)達(dá)到了削減60%的小型化。對(duì)應(yīng)頻率通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信在主要的各種頻率上疊加，可對(duì)應(yīng)面向智能手機(jī)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(zhǎng)期變化計(jì)算在內(nèi)全部的頻率精度在±20ppm以下。主要預(yù)計(jì)應(yīng)用于Wi-Fi、Bluetooth® 等無(wú)線(xiàn)通信以外、智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等高智能CPU中。

課題及今后的展望

無(wú)線(xiàn)通信功能不僅僅在智能手機(jī)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(kuò)大。這些設(shè)備隨著高智能化的推進(jìn)，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(duì)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(kuò)大熱敏電阻器內(nèi)置振蕩子、TCXO等時(shí)鐘元件的產(chǎn)品陣容，今后的目標(biāo)是加速為計(jì)劃的設(shè)置高密度化以及小型、薄型化做出貢獻(xiàn)。