石英晶體元件的領導者Epson Toyocom公司已於今年日本高新科技展 (CEATEC Japan)中宣佈其已開發出尺寸更小且頻率穩定的新型TCXO (temperature-compensated crystal oscillator,溫度補償晶體振盪器),其高穩定性的頻率輸出特性適用於要求嚴格的GPS應用裝置。此款TG-5025BA新型振盪器採用2016尺寸封裝(實際尺寸為2.1 mm x 1.7 mm),為全球最小的封裝結構。此產品預計於2009年2月進行商業開發。
近年來,行動終端裝置的GPS (global positioning system,全球定位系統)功能市場持續擴展。其中又以內建GPS功能的手機比例在全球成長最多,主要是因為此項應用能在緊急通話時,準確地找到發話手機的位置。個人導航裝置(personal navigation device,PND)及其他導航系統也促使對頻率穩定之TCXO的需求增加,因為這些裝置皆需要精確的定位能力。諸如此類的行動GPS裝置將會加入更多功能,導致基板實裝精密度要求更高,而此一趨勢可望促進對高穩定TCXO,以及特別是小型組件的市場需求。
Epson Toyocom已生產TG-5005CG,首款搭載photo AT晶片的TCXO,來因應前述的GPS市場潮流。然而,雖然TG-5005CG以其2.5 mm x 2.0 mm的封裝結構提供高度的穩定性(0.5 x 10-6),市場卻已趨向更小型的尺寸。Epson Toyocom將藉由TG-5025BA的商業量產因應更微型尺寸TCXO的需求,此款2016規格的TCXO雖然採用全球最小的封裝結構,但卻能提供卓越的頻率穩定性。
TG-5025BA搭載photo AT晶片,這是一種採用Epson Toyocom獨家QMEMS(*1)技術的微製程極小型石英晶體晶片。此款新型振盪器除了具備極小的變異性外,同時因採用內部引線接合(wire bonding)及Epson Toyocom的原創NPO (New Platform Oscillator,新平台振盪器)結構(*2)而具有高度的穩定性。在NPO結構中,內嵌於陶瓷封裝結構的石英晶體單元與振盪器電路一起封裝在環氧樹脂外殼內。此設計結構將可有效抑制輸出頻率因環境溫度變化時的穩定性。Epson Toyocom TCXO IC設計技術為TG-5025BA帶來更多的優點,包括精確的溫度補償、低功耗(以1.68 V的低電壓驅動)及範圍寬廣的輸出頻率(13 MHz至52 MHz)。
Epson Toyocom已成功整合開發及製造石英晶體元件所需的各項技術:包括卓越的石英晶體晶片製程、以及封裝與電路設計技術,進而製造出小型、穩定且適用GPS的TCXO。TG-5025BA的表面積比前代產品(2520 TCXO)減少36%,體積減少43%。雖然它的尺寸極小,卻擁有0.5 x 10-6的頻率溫度係數(溫度變化範圍內的頻率穩定性指標),與一般封裝尺寸的TCXO相同。更值得一提的是,TG-5025BA的耗電量極少,較前代產品減少約30%。
Epson Toyocom計劃持續加強其超小型2016 TCXO的產品線,並開發更微型的高穩定TCXO,以滿足GPS市場中隨成品尺寸縮小、封裝密度增加而快速增長的需求。
* 資料來源:2008年9月30日的Epson Toyocom公司研究。
圖1:採用3225封裝結構(左)之現有核心產品與採用2016封裝結構(右)之新產品兩者的尺寸比較
主要特點
1)全球最小的封裝結構(2016尺寸= 2.1 mm x 1.7 mm),表面積 體積較前代產品分別減少36%及46%。
2)頻率穩定性與前代產品相等。頻率溫度係數0.5 × 10-6 (-30 °C至+85 °C),可支援GPS應用。
3)最低1.68 V的超低電壓驅動。低功耗設計使其耗電量較前代產品減少約30%。
4)具備13 MHz至52 MHz的廣範圍輸出頻率
5)採用引線接合(wire bonding),提供高度可靠性
主要規格
項目 規格
外型尺寸 2.1 x 1.7 x 0.8 mm
可支援頻率範圍 13 MHz至52 MHz
初始頻率偏差 最大± 2.0 ppm /二次SMT加熱,1小時
頻率-溫度變化係數 最大± 0.5 ppm / -30 °C至+85 °C
工作溫度範圍 -30 °C至+85 °C
工作電壓範圍 1.68 V至3.3 V
詞彙
(*1) QMEMS
QMEMS為「(Quartz)」(石英,一種具高穩定性及高精準度等特性的晶體材料)及「MEMS」(微機電系統)所組成的名詞。QMEMS石英元件以石英製成,而非MEMS所使用的半導體材質。並在石英材料上執行精密的微製程(microfabrication)以便在小型化封裝產品中能提供更高的效能。
QMEMS為Epson Toyocom的註冊商標。
(*2) 新平台振盪器(New Platform Oscillator,NPO)結構
將陶瓷封裝石英晶體單元和振盪器電路整合於環氧樹脂塑膠模中的振盪器。其吸收熱度壓力及抗振能力更佳,使NPO結構在批次處理時較陶瓷封裝更具產能。
【關於Epson】
台灣愛普生科技股份有限公司(Epson Taiwan Technology & Trading Ltd.)為彩色影像技術的領導廠商。長久以來,Epson一直秉持完美影像呈現之先進技術,提供從輸入設備、創意軟體到影像輸出等完整解決方案,包括噴墨/雷射/點矩陣印表機、彩色掃瞄器、彩色液晶單槍投影機、彩色數位相機、彩色液晶多媒體播放器(MP4)及電子零組件等豐富的產品線,是全球數位影像系統的創造者。台灣愛普生成立於1995年,總公司精工愛普生株式會社(SEIKO EPSON CORP.)位於日本長野縣,是一個在全球擁有109家分公司和8萬8千多名員工的企業,並以其對全球環境及所在地方社區的持續貢獻而自豪。SEIKO EPSON 2007會計年度的聯合結算營業額達13,478億日元。台灣愛普生在全球資訊網(World Wide Web,WWW)的首頁站址為: http://
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