幸運(yùn)的擁有了QMEMS技術(shù),EPSON實(shí)現(xiàn)了超小型、高精度、高穩(wěn)定的晶體元器件。并且,創(chuàng)新的QMEMS技術(shù)還使得EPSON晶體元器件的價(jià)格相比以前有很大幅度的降低,甚至比一些臺(tái)灣的廠商更有優(yōu)勢(shì),交貨更快。
而獨(dú)輪車(chē),汽車(chē)安全氣囊等也是EPSON角速度傳感器的用武之地!按送,由于國(guó)家強(qiáng)制漁船接收中國(guó)中星九號(hào)衛(wèi)星信號(hào),EPSON角速度傳感器還將用于漁船的衛(wèi)星天線,以檢測(cè)自適應(yīng)調(diào)整天線角度!睆堄例埻嘎丁
圖5.EPSON的角速度傳感器由于使用了水晶為原料,所以即使周?chē)鷾囟劝l(fā)生變化,靈敏度、零點(diǎn)輸出也能保持穩(wěn)定。
“EPSON的角速度傳感器由于使用了水晶為原料,所以即使周?chē)鷾囟劝l(fā)生變化,其靈敏度和零點(diǎn)輸出也能保持穩(wěn)定!睆堄例堉赋。如下圖5所示,藍(lán)色的線表示EPSON的角速度傳感器,當(dāng)周?chē)鷾囟劝l(fā)生變化時(shí),其靈敏度與輸出也保持一定,并且,停止時(shí)也能正確地檢測(cè)出“停止”,所以即使是微小的動(dòng)作,也能正確地測(cè)試出。
另外一種應(yīng)用QMEMS技術(shù)的產(chǎn)品是角速度傳感器,也就是陀螺儀。誰(shuí)都知道數(shù)碼相機(jī)的防抖功能,但您是否知道這項(xiàng)防抖技術(shù)中使用了角速度傳感器的事實(shí)呢?EPSON的角速度傳感器以水晶為材料,實(shí)現(xiàn)了小型化并達(dá)到了高度的穩(wěn)定性。為此,被很多的數(shù)碼相機(jī)所采用。
圖4.QMEMS技術(shù)的優(yōu)勢(shì).
“隨著尺寸越來(lái)越小,傳統(tǒng)機(jī)械方法在切割時(shí),晶片有可能會(huì)斷裂,一是它的穩(wěn)定性不會(huì)高,另外一點(diǎn)是想提高精度非常困難。例如,如果要使音叉型石英晶振芯片小型化,CI值就會(huì)升高從而難于取得良好的振蕩特性,這也成了小型化的瓶頸所在!睆堄例堉赋。
小型化、高精度和高穩(wěn)定性是時(shí)鐘器件不變的主題。而對(duì)電子元器件進(jìn)行小型化時(shí),通常會(huì)出現(xiàn)性能的劣化。但是市場(chǎng)需求的是既達(dá)到小型化又不改變性能的電子元器件。傳統(tǒng)機(jī)械加工方法已接近極限。
圖3.何謂QMEMS?.
RX8010SJ將32.768KHz的晶體和時(shí)鐘IC組合在一個(gè)封裝中,并在出廠時(shí)進(jìn)行時(shí)鐘精度調(diào)整。采用PKGSOP8小型化封裝,引腳兼容NXP,Maxim/Dallas等多家RTC,用戶(hù)可在現(xiàn)有的電路上方便的進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試。
圖1.EPSON實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊是在同一封裝中內(nèi)集成了音叉型晶體(32.768KHz的時(shí)鐘)和鐘表用IC(具有振蕩電路、時(shí)鐘、日歷、報(bào)警等功能)的模塊.
從業(yè)界巨頭看“產(chǎn)業(yè)之鹽”現(xiàn)狀
開(kāi)門(mén)七件事:“柴米油鹽醬醋茶”,鹽是人們生活中的必需品,而在電子科技領(lǐng)域,晶體元器件則被稱(chēng)為“產(chǎn)業(yè)之鹽”,可見(jiàn)晶體元器件在電子技術(shù)領(lǐng)域的重要性。然而,“玉不琢不成器”,石英晶體必須經(jīng)過(guò)非常精密的加工才能為電路系統(tǒng)提供精準(zhǔn)的時(shí)鐘,而占據(jù)了世界晶體元器件市場(chǎng)超過(guò)1/5份額的精工EPSON(愛(ài)普生)公司無(wú)疑是雕刻石英晶體的能人巨匠。
“就像比利時(shí)的鉆石切工名揚(yáng)四海一樣,EPSON的石英晶體技術(shù)在全球也是處于領(lǐng)導(dǎo)者地位。EPSON擁有自己的晶棒工廠,而全球只有3家晶體元器件廠商擁有自己的晶棒工廠,從最開(kāi)始的人工晶棒培育,到切割,打磨……EPSON掌握了石英晶體加工的整個(gè)流程。此外,EPSON也是全球唯一一家既可以生產(chǎn)晶體,又可以制作IC的廠商。”EPSON中國(guó)核心代理商世強(qiáng)產(chǎn)品經(jīng)理張永龍先生表示。
毫無(wú)疑問(wèn),EPSON是世界上最大的晶體產(chǎn)品供應(yīng)商。公司產(chǎn)品線包括幾乎所有的石英晶體器件,主要產(chǎn)品包括:無(wú)源晶體、有源晶振、TCXO、VCXO、SAW振蕩器、OCXO、原子鐘、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC、角速度傳感、LCD控制器、LCD驅(qū)動(dòng)等,頻率覆蓋范圍則從KHz至GHz全覆蓋。
“在中國(guó)成熟的市場(chǎng)上,如手機(jī)市場(chǎng)、鐘表市場(chǎng)、電表市場(chǎng),EPSON的晶體元器件憑借其高精度、高可靠性、穩(wěn)定的供貨在市場(chǎng)上受到廣泛好評(píng),贏得了許多客戶(hù)的青睞!睆堄例堉赋。
例如在電力系統(tǒng)中,由于電網(wǎng)負(fù)荷的不同決定了電價(jià)的不等,從而需要時(shí)鐘芯片在電表中計(jì)時(shí)。EPSON時(shí)鐘芯片可保障電力系統(tǒng)分時(shí)分段計(jì)時(shí),其內(nèi)置晶體的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(RTC)依靠精確的時(shí)間及特有的溫度補(bǔ)償功能,能夠滿足國(guó)家電網(wǎng)對(duì)時(shí)鐘精度的要求。據(jù)悉,EPSON電表實(shí)時(shí)時(shí)鐘RX8025T已經(jīng)寫(xiě)入電表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,成為行業(yè)標(biāo)桿。
“EPSON在中國(guó)的手機(jī)和電表市場(chǎng)大獲成功,不過(guò),他并沒(méi)有就此停下前進(jìn)的腳步。2012年EPSON授權(quán)世強(qiáng)為其中國(guó)區(qū)代理商,依托世強(qiáng)在工業(yè)和通信等領(lǐng)域所積累的深厚的客戶(hù)資源及技術(shù)優(yōu)勢(shì),世強(qiáng)有責(zé)任和能力將EPSON先進(jìn)的晶體元器件技術(shù)帶給中國(guó)工業(yè)、通信、汽車(chē)等領(lǐng)域的廠商,以幫助客戶(hù)取得成功!睆堄例埍硎。
工業(yè)、通信、醫(yī)療應(yīng)用之“鹽”——內(nèi)置32.768KHz晶體的RTC.
RX8025T是專(zhuān)門(mén)適用于電表的RTC,而EPSON最新內(nèi)置晶體的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片RX8010SJ則非常適合于視頻監(jiān)控,各種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、辦公設(shè)備、測(cè)量?jī)x器等各種有時(shí)間保持要求的工業(yè)和消費(fèi)產(chǎn)品中。
“例如,智能三表(水表、氣表、熱表)、便攜式醫(yī)療設(shè)備(例如血氧夾)、中央空調(diào)的控制器等生產(chǎn)廠家,現(xiàn)在非常需要EPSON低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(RTC)為其提供記時(shí)功能。”張永龍指出。
與分立式方案相比,EPSON實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊是在同一封裝內(nèi)集成了音叉型晶體(32.768KHz的時(shí)鐘)和鐘表用IC(具有振蕩電路、時(shí)鐘、日歷、報(bào)警等功能)的模塊。這帶來(lái)許多好處,例如:減小了PCB面積,功耗僅為分立方案的1/3,由于內(nèi)置晶體是在真空管中填充惰性氣體,因此音叉不易受冷凝效應(yīng)的影響,精度穩(wěn)定性更高。
圖2.RX8010SJ將32.768KHz的晶體和時(shí)鐘IC組合在一個(gè)封裝中.
RX8010SJ時(shí)鐘精度為5+/-23PPM,由于采用內(nèi)置32.768KHz晶體,故而能夠減輕用戶(hù)對(duì)電路匹配的負(fù)擔(dān)和環(huán)境對(duì)晶體電路的影響!癛X8010SJ時(shí)鐘保持功耗僅160nA,約為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的一半,可以滿足長(zhǎng)期時(shí)鐘保持要求并可采用小容量電池或電容,其工業(yè)級(jí)溫度范圍為-40to85度!睆堄例堖M(jìn)一步指出:“對(duì)于需要高端應(yīng)用的客戶(hù),推薦帶溫度補(bǔ)償?shù)腞X-8803SA。
創(chuàng)新QMEMS技術(shù)——超小型、高精度、高穩(wěn)定
世強(qiáng)代理的EPSON能夠提供7050、5032全系列封裝的QMEMS工藝有源晶振,這些晶振同上文所述的RTC都采用了EPSON創(chuàng)新的QMEMS工藝。何謂QMEMS?如下如3所示,與以硅為材料的MEMS相對(duì)應(yīng),以石英為原料進(jìn)行精微加工(光刻)并可以提供的小型化、高性能的晶體元器件被稱(chēng)為:“QMEMS”=QUARTZ+MEMS。
之所以選擇石英晶體+類(lèi)似半導(dǎo)體MEMS的生產(chǎn)制程,張永龍解釋說(shuō),首先是因?yàn)槭⒕w硬度及理化性質(zhì)穩(wěn)定,頻率基本不隨溫度變化,由此產(chǎn)生的內(nèi)部振蕩損失也最小,非常適合精密制造。其次,區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械式加工生產(chǎn)方式,QMEMS更便于批量生產(chǎn)。更重要的是,在保證小型化的同時(shí)把偏差限制在最小限度內(nèi),從而保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和低功耗,便于工程師進(jìn)行復(fù)雜設(shè)計(jì)。
作為具有豐富石英晶體生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的公司,EPSON能夠?qū)κ⒃线M(jìn)行精密加工(光刻),如下圖4所示為QMEMS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)!安捎脗鹘y(tǒng)的機(jī)械研磨方法加工石英晶體,不單效率低,精準(zhǔn)的一致性也不好,損耗也多,而采用光刻技術(shù),不但能夠獲得更高的精度和一致性,更重要的是還能大大減少晶體的生產(chǎn)成本,一塊wafer能夠產(chǎn)出傳統(tǒng)工藝5倍的元件。這就大大降低了成本!睆堄例埍硎尽
采用QMEMS技術(shù)的角速度傳感器——小型化、高穩(wěn)定性
圖6.5.0×3.2mm的小型規(guī)格,是移動(dòng)設(shè)備上也能搭載的規(guī)格。
現(xiàn)在,在汽車(chē)導(dǎo)航儀的航位推算功能上也使用了角速度傳感器,如果裝了這種角速度傳感器的話,在隧道中和高層建筑中也可以非常準(zhǔn)確地檢測(cè)自己車(chē)的位置。據(jù)統(tǒng)計(jì),如今一輛高級(jí)轎車(chē)的晶體元器件數(shù)量達(dá)50個(gè)之多,在汽車(chē)電子領(lǐng)域,角速度傳感器還能感知由于急轉(zhuǎn)彎或容易打滑的路面所造成的車(chē)輛的橫滑,自動(dòng)地對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制。
本文小結(jié)
此外,與手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)r(shí)鐘單一頻率的需求不同,在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,由于客戶(hù)的產(chǎn)品種類(lèi)繁雜,對(duì)時(shí)鐘頻率的需求各有不同,鑒于此,世強(qiáng)為廣大工業(yè)領(lǐng)域的用戶(hù)提供了型號(hào)最全,封裝最全的備貨,以滿足不同客戶(hù)對(duì)時(shí)鐘的不同需求。這些都是世強(qiáng)代理的EPSON晶體元器件所獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。