在石英晶振没有流行起来的时候，陶瓷晶振占据了频率控制元器件大半的份额，广泛应用到电视机，电话机，遥控器，数码电子，电脑周边电子等产品上。陶瓷谐振器的材质其实就是泥土做成的，因此性价比比较高，成本低，曾经是各大生产厂家长期大量使用的晶振。PbTiO3是一种叫做钛酸铅的复合电子陶瓷，也是用来制造陶瓷晶振的材料，接下来CEOB2B晶振平台为大家介绍一下什么是钛酸铅陶瓷晶振，和基础的知识资料。

一、关于PbTiO3压电陶瓷    

PbTiO3陶瓷最突出的特点是Kt大，Kt/Kp值大，ε小，温度系数好，居里温度高。因此，该材料在高频，高温领域有广泛的应用价值，也是各国科研人员争相开发、研制的热门材料之一，此材料的未来发展，大有希望。    

钛酸铅陶瓷，实际上是在锆钛酸铅陶瓷广泛使用后才发展起来的，与BaTiO3陶瓷一样，PbTiO3陶瓷在室温时，Pb2+、Ti4+和O2－的离子都要发生偏离原型结构（立方结构）的平衡位置的位移，由于晶胞内正负荷中心不重合，晶体在C轴方向产生自发极化，PbTiO3单晶在室温下，自发极化强度为75×10－2库仓/米2。    

由于纯PbTiO3陶瓷在生产工艺上很难烧结，冷却到居里温度时，会破碎成粉末。因此，生产过程中，必须对其掺杂改性，才能烧结成致密性好的陶瓷。    

一般添加物在PbTiO3陶瓷谐振器中的改性，大致分三种形式。    

1、用Sr和Ca等二价离子取代Pb离子，其特点是使居里温度下降，减小自发应变，使陶瓷致密。   

2、用La、Bi、和Nd等离子取代Pb空位，其特点是稳定PbTiO3陶瓷，防止开裂，容易极化。    

3、用Fe、Nb、Ta、Mg、Zn、Mn、Ni、Sb、In和Co等元素的离子 代Ti离子，补偿取代后的特点是压电性能大为改善，组成性能类似于锆钛酸铅陶瓷。 一般采用三者结合掺杂，使PbTiO3陶瓷达到理想的品位。   

二、如何判断PbTiO3压电陶瓷的好坏    

压电陶瓷谐振器的基本参数有：介电常数、弹性常数、压电常数和机电偶合系数，还有介质损耗、机械品质因子、频率常数、居里温度、质量密度、老化性能和温度性能等。    

下面介绍几种基本参数：   

1、频率常数    

压电陶瓷振子的谐振频率与沿振子振动方向的长度的乘积为一个常数，称为频率常数，单位为千赫·米。   

中频压电陶瓷晶振的频率常数与材料的性质有关，与振子的外形尺寸大小无关。   

2、介质损耗    

介质在交变电场的作用下，由发热而导致的能量损耗。称之为介质损耗。介质损耗由极化损耗、漏电损耗、介质不均匀损耗等组成。    

介质损耗用损耗角的正切值表示、符号为tgα，其倒数Qe称为电学品质因子。   

tgα和Qe都是无量纲的数值，一般介质损耗大的材料其性能也比较差。   

3、机械品质因子    

机械品质因子（用Qm表示），它代表压电陶瓷谐振时，因克服内摩擦而消耗的能量，它是衡量材料性能的一个重要参数：  

式中：Co为静态电容，C1为动态电容，R为动态电阻，Δf为振子的反谐振频率fa与谐振频率fr之差。

三、压电陶瓷谐振器工艺流程   

1、振子部份    

基片抽样（确定厚度）→粗磨→细磨→厚度检测（气动测微仪）→超声清洗烘干→印刷脚电极银层→烘干→烧银→目测检验→超声清洗烘干→真空镀膜→目测检验→极化→清洗烘干→带宽分选→印刷油墨→烘干→放大检验→酸处理→清洗→油墨清洗→烘干→检测→切割→清洗烘干→检测分档→验收入库   

2、器件生产部份    

频率抽检→涂助焊剂→焊锡→清洗检验→点蜡→检验→酚醛包封→自然干燥→排蜡固化→打印→烘干剪脚→检测分选→检验包装→验收入库   

四、钛酸铅陶瓷片的极化    

不同类型的材料，因其矫顽场强，饱和场强，居里温度，电阻温度关系等都有较大的差别，因而极化条件也就不同。    

极化条件对发挥高精度陶瓷晶振潜在的机电效应有着决定作用。极化前进行热去极化，以及极化的不同冷却方式，对极化效果也有着很大的影响。极化条件一般指：极化温度，极化时间，极化电压等。   下面讲述三次谐波钛酸铅陶瓷的极化条件   

1、极化温度    

因为温度高时样品中的电偶极子比较容易活动，在电场作用下，比较容易定向排列，所以极化就比较完全，一般采用硅油或变压器油作为媒介物，对它的要求要有良好的绝缘性能。不过，温度太高，样品的绝缘电阻变小而容易被击穿，所以温度也不是越高越好。 

根据多年的生产经验，油温一般控制在115℃～120℃为宜。   

2、极化电压    

极化电压实际上是指在瓷片极化方向单位长度上的电压，也就是极化场强，极化电压越高，促使电畴沿电场方向排列的作用就越大。一般地讲，当外界电场超过压电体的矫顽场强时，压电体的大部份电畴基本完成定向排列，不过需要维持较长的时间，但还不可能充分挖掘其压电性能。为使其充分完成电畴的定向排列，将电压提高到饱和场强当然是最有效的，不过很容易引起陶瓷片的击穿，根据经验表明：的基片，最好控制在5000V/mm～6000V/mm。

3、极化时间    

极化时间长一点，对电畴的定向排列，肯定是有效的，但太长了电性能也改善不了多少，且生产周期的延长，还会影响正常生产。   

根据材料本身的绝缘电阻、致密性，均匀性等一般情况下，保持10～15分钟就可以了。   极化操作注意事项 ：

（1）真空镀膜后的陶瓷片先要磨边，或油墨印刷及酸洗法，使陶瓷片有一定的留边量，防止极化时产生飞弧，同时经常过滤硅油或定期更换。    

（2）极化槽内的油温达到设定温度后，再行操作，以保持产品极化的一致性。    

（3）小体积陶瓷谐振器夹在电极中间时，应夹紧夹牢，夹具浸入油槽时，速度要慢，防止陶瓷片因温度突变，发生炸裂。    

（4）接通高压前，应低压预极化1分钟以上，然后慢慢将电压调到设定值，防止突然加压，使陶瓷片击穿，炸裂等。   

（5）每天洗除极化台上的杂质，定期检查触发开关，防止带电操作，保障人生安全。