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設備、家用電器、可穿戴設備等所有設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，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)絡就能進行大容量的動畫傳輸?shù)取?/p>

這些無線通信設備中能夠發(fā)出無線電波標準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標準的要求頻率精度在±20ppm以下(頻率偏差+溫度特性+長期變化)。此外，隨著可穿戴設備等輔助設備的擴大搭載，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®對應了市場所需的高精度時鐘元件，使用獨特技術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”構造。因此具備了高生產(chǎn)性和供應穩(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構造是在陶瓷平板上用金屬帽進行封裝的簡單構造，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系列達到了±20ppm)。

主要優(yōu)勢

· 利用Wi-Fi、Bluetooth® 全部頻率精度可達±20ppm以下

· 采用和CERALOCK®相同構造達到高生產(chǎn)性和供應穩(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，通過密封構造對應了頻率的高精度化。(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)達到了削減60%的小型化。對應頻率通過無線通信在主要的各種頻率上疊加，可對應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。主要預計應用于Wi-Fi、Bluetooth® 等無線通信以外、智能手機和可穿戴設備等高智能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備中的搭載都在擴大。這些設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，此外可穿戴設備等自身設定的小型化也正在演變中。為了對應所有的需求，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，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，今后的目標是加速為計劃的設置高密度化以及小型、薄型化做出貢獻。