无线通信用水晶振荡子XRCGB-F-P系列

株式会社村田制作所　时钟元件事业部 企划推广部
向山　直树
东京电波株式会社　企划推广部
堀　一隆

前言

2014年到目前为止，全世界一年大概生产手机19亿台，当中智能手机占70％。今后，新兴国家预计将逐渐实现智能化，而对于智能手机的需求也会日渐增长。随着需求规模的扩展，智能手机的功能也会提升，集搭载NFC、个人身份认证和安全信息交流、电子货币结算这些功能与一身的智能手机将会增加。到2014年为止只有50%的智能手机中搭载了NFC功能，但预计到2017年，将会上升到70%。

此类面向NFC功能的时钟元件中就使用了晶体振荡子。村田公司将NFC用途中最合适的晶体振荡子XRCGB-F-M系列商品化了，并且已经被许多客户采用。此次，我们推进了该产品频率的高精度化，开发出了XRCGB-F-P系列，对于一般产品的精度无法满足的客户可以采用该系列产品。

此外，预计今后与智能手机联动的搭载了BLE（蓝牙低功耗）通信功能的可穿戴设备等智能手机的外围设备也将迅速展开。此次商品化了的新产品XRCGB-F-P系列也是适用于BLE的，其规格可用于广泛的用途。

本稿中，将介绍NFC和BLE等无线通信中最合适的晶体振荡子XRCGB-F-P系列产品的详细信息和优势。

晶体振荡子XRCGB系列的优势

村田公司常年提供陶瓷振荡子CERALOCK®，为了对应市场对高精度时钟元件的需求，研发出了独特的技术，实现了小型化和高可靠性，并与东京电波株式会社共同研发出了晶体振荡子HCR® XRCGB系列，从2009年开始就已经面向一般民生市场提供量产了。HCR® 最大的特征在于，它采用了村田公司CERALOCK®中长年研发出的独特的封装技术并且搭载了东京电波的高品质晶体素子，才有了现在的全新的表面封装型晶体振荡子。

与一般的晶体振荡子相比，差别在于封装的构造和封装方法。封装构造是说，一般的晶体振荡子如图1-A所示，采用的是空腔结构的陶瓷封装，与之相对的，HCR®   如图1-B所示，采用的是CERALOCK®中有多年市场经验的平面构造的氧化铝基板和金属帽组合构造。封装方法是说，一般的晶体振荡子采用的是通过玻璃或金属熔接进行封装，而HCR®采用的是和CERALOCK®相同的树脂封装。



基于此构造，HCR®具备以下优势。

1.    由于采用了和CERALOCK®相同的构造和封装方法，利用了CERALOCK®的生产设备可简化生产工程从而实现高生产性。
2.    通过采用平面结构的氧化铝基板、金属帽、树脂等高通用性材料，使得与一般晶体振荡子相比减少了材料费并且提高了供给的稳定性和增产的对应能力。
3.    通过独特的筛选技术提高了晶体素子的保持强度，并且提高了对于冲击的可靠性。此外，近年来，随着环境意识的提高，智能手机市场中也要求使用不含有对环境造成负荷的元器件。村田公司也积极致力于研发将环境因素考虑在内的产品，而HCR®就是符合RoHS指令的。

随着XRCGB系列的商品化，至今为止村田公司的陶瓷振荡子除了在比较占优势的车载和民生用途之外，还扩大运用到了相对更高精度要求的HDD/SSD等存储市场中。此次商品化的XRCGB-F-P系列更是因其高精度化而实现了能够对应无线设备用途（NFC、BLE, ZigBee搭载设备）的频率精度（初始容差+温度特性）+/-40ppm。

XRCGB系列的规格

XRCGB系列的产品外观如图3所示，产品规格如表1所示。其采用的外形尺寸为2.0x1.6mm，于现在民生市场中常规的3225尺寸（3.2 x 2.5mm）相比实现了降低60%的小型化。此次商品化的XRCGB-F-P系列的对应频率为24MHz～32MHz，作为NFC、BLE、ZigBee用的时钟元件可对应一般使用的主要频率。

至于HCR®在必要的频率偏差范围中我们推出了几个系列的产品阵容，此次商品化的XRCGB-F-P系列实现了频率精度（初始容差+温度特性）+/-40ppm，可对应智能手机和可穿戴设备中使用的无线通信（BLE, ZigBee, NFC等）用的时钟元件。





课题和今后的研究

无线通信功能并非仅限于智能手机和可穿戴设备中，AV/OA用途以及家用电器等设备中的搭载也正在扩大。在这些设备中使用的接口来说，我们正在对频率偏差的高精度化和对应频率的范围进行扩大研究，也正在推进lineup的扩充当中。