从国外引进离子束刻蚀频率微调技术后，内地的晶振厂家们逐渐的使用这项工艺，多年后的今天已经应用得越来越熟练，并得出一些结论和使用心得。从事贴片晶振，石英晶振设计与工程的技术人员，将离子束刻蚀频率微调一些相关资料整理后，由CEOB2B晶振平台提供，让更多的人了解晶振这种神奇的频率控制元器件。
离子束刻蚀频率微调
   离子束刻蚀频率微调,与在国内工业生产中现在普遍应用的两种频率微调方法:蒸发频率微调技术和溅射频率微调技术,完全不同。蒸发频率微调技术和溅射频率微调技术是以增加膜层厚度的方法来改变SMD晶振晶片的总厚度,进而改变晶片总质量,最终改变晶片谐振频率,即所谓的“加”的方法;而离子束刻蚀频率微调采用的是减薄银层的方法来改变晶片的总厚度,进而改变晶片总质量,最终改变晶片谐振频率,即所谓的“减”的方法。
离子束刻蚀频率微调的机理
   离子束刻蚀的机理是通过气体放电产生的等离子体,在一定电场的作用下可以产生高能量的离子,利用高能离子(原子)轰击靶材表面,使靶材的原子从靶表面被溅射出来,从而对靶表面形成刻蚀[26]。其原理图如下。

离子束刻蚀频率微调技术在本课题中的应用
   对于本课题有源晶振的频率微调而言,离子源产生高密度、能量离子在引出系统的作用下,引出离子经电子中和后,轰击在晶片表面的银电极上,把银原子从电极层溅射出来,从而改变了晶片的总质量,进而对石英晶体谐振器的谐振频率起到了微调的作用。
   刻蚀过程分为粗调和细调两步。粗调达到一定频率值后,可以通过改变离子源引出系统的加速电压来方便地调小离子束流强度,这样便降低了刻蚀速率,方便第二步细调。如果刻蚀系统中引入实时频率检测系统和相应人机接口控制,整个微调频率过程中,不需要将晶片从真空环境中取出暴露在大气中;且通过人机个微调频率过程中,不需要将石英晶体振荡器晶片从真空环境中取出暴露在大气中;且通过人机可以通过调节离子源的离子能量、离子束流、入射角和工作气压,来控制工艺参数和均匀性、重复性等问题。可见,离子束刻蚀频率微调相比蒸发频率微调技术和溅射频率微调技术有着很高的优越性。
   目前国内釆用此种方法进行石英晶体谐振器频率微调,仍处于研究阶段,只是在实验室做到了基频700~1000MHz,而生产中尚未采用该项技术。国际上,日本最先研制出了这种离子刻蚀系统并投入生产。继日本之后,美国的生产线上也出现了这种刻蚀系统。图1.5所示为日本昭和真空研制生产的热阴极离子枪结构图

图1.6所示为美国S&A,INC.公司研制生产的W-5920型晶振晶片刻蚀系统[13]。该系统可一次刻蚀16片100mm厚的晶片,并可连续装片,刻蚀,卸片。刻蚀性能可达到lppm。