下面介绍一种超小型低剖面石英晶振物理及电学特性及其生产方法。
　　AT切割石英晶体谐振器已经在精密的频率控制产品中使用了60多年，并且今天已成为使用最广泛的晶体类型之一。尽管传统的AT晶体是圆盘形的，但对于更小的元器件的需求导致了微型AT条纹的发展。为了满足制造商对于更小组件的需求，Statek Corporation开发了超小型低剖面薄型石英晶振，作为其CX-4系列产品的一部分。为了进行比较，CX-4晶振仅需要CX-1晶体的三分之一的土地面积和CX-3石英晶振的一半的土地面积。 （请参阅表1和图1。）
　　微型石英晶体生产的关键因素是能够生产出具有所需尺寸及精度的石英晶体谐振器能力[1]。由于对于较小的谐振器需要更严格的尺寸公差（例如，以保持适当的宽长比），因此诸如CX-4的超小型谐振器的制造便会更加困难。使用制造石英晶体的光蚀刻工艺和晶片背板，可以超大规模生产石英晶振，使超小型石英晶体的批量生产成为可能。光刻工艺可提供所需的精密微加工和尺寸公差，晶圆背板可将金属精确沉积到最终频率调整所需的谐振器电极上[2]。
　　第二，我们概述了用于制造晶体谐振器晶片的光蚀刻工艺。第三，我们讨论使用晶片背板的最终频率调整。第四，我们简要讨论谐振器在其封装中的最终组装。最后，第五，我们对制作完成的超小型石英晶体谐振器的电学特性进行了进一步的观察。   　　典型的超小型AT毛坯约为3.50 mm×0.63 mm。由于尺寸小，为了获得可接受的产量，要求公差为2 µm。虽然传统的加工技术无法满足这种严格的公差要求，但是光蚀刻工艺能够保持优于1 µm的尺寸公差。
　　光刻工艺从抛光的石英晶片（1英寸×1英寸或更大）开始。
　　使用电子束真空沉积系统，将这些晶片化学蚀刻至预定频率，清洗并用铬和金的薄膜金属化。 （可以使用其他金属，例如铝或银。）AT条纹图案是使用掩模和双对准器通过光刻技术生成的，其中晶圆的上下表面同时对准并曝光。然后通过随后的光掩模步骤限定晶体电极和探针垫图案。然后用化学方法对晶片进行金属和石英蚀刻，以形成单独的AT条。最后，使用孔径掩膜和薄膜金属沉积[2]将顶部和底部安装焊盘连接在一起。
　　一旦完成光蚀刻过程，我们的晶片将包含125个独立的超小型AT型石英晶体谐振器，如图2所示。每个谐振器通过两个小石英凸片物理连接到晶片，这些凸片还将谐振器电连接到探针垫在晶圆上。这允许在每个谐振器仍在晶片上时对其进行电气测试。
超小型低剖面石英晶振物理及电学特性之频率调整
　　尽管晶片上各个谐振器的频率彼此非常接近，但变化可能高达1％。该变化归因于晶片的厚度（楔形）的不均匀，并且在较小程度上归因于金属化的厚度的不均匀。  
　　晶片上谐振器的频率变化是在其生产中考虑的，因此每个谐振器现在都位于所需的最终频率之上。
　　然后，使用晶片背板，在每个谐振器的电极上沉积一层金薄膜，以使其频率降低到该最终频率[1]。
晶圆背板的目的和概念类似于封装中石英晶体谐振器的常规背板，即通过沉积金来控制频率降低。关键区别在于在晶片背板系统中的定位要精确得多。在谐振器已经位于包装中的情况下，可以向石英晶体谐振器施加背镀的精度受到谐振器可以在包装中放置的精度的限制（除非使用图像识别系统）。在石英晶体谐振器仍位于晶片上的情况下，每个谐振器的位置是固定的并且是已知的。
 　　此外，尽管在这两种情况下，金都是通过一系列孔在谐振器的电极上沉积的，但在晶片背板中，使谐振器的电极暴露于金喷雾的孔本身就是石英晶片，其制造工艺与石英相同-晶体晶片，并使用与产生晶体晶片相同的掩模图案。
因此，孔径晶片的尺寸和公差与晶体晶片的尺寸和公差相同，并且两者的对准均优于25μm。
　　由于每个谐振器在晶圆上的位置是固定的并且是已知的，因此晶圆背镀系统可以使用晶圆上的探针垫对每个谐振器进行探测，然后自动分别对每个谐振器进行背板。
　　在将晶片上的所有谐振器调整到所需的频率后，将每个谐振器移出并安装在陶瓷封装中。使用半自动组装设备执行此操作，该设备从晶片上冲出并拾取晶体，同时在晶体封装上分配导电环氧树脂。
　　然后将晶体放置并放置在晶体封装腔中。 （请参见图3。）然后使用匹配的玻璃或陶瓷盖将未组装的贴片晶振密封。
超小型低剖面石英晶振的电气特性
　　回想一下，晶体的隔离模式在电学上建模为电容C 0与电感L 1，电容C 1和电阻R 1的串联组合并联。区别在于，超小型AT晶体与较大的弟兄们之间的区别是较大的串联电阻R 1和较小的串联电容C 1（两者都是由于电极的面积较小[3]）。在表2中，我们给出了三个不同频率的三个CX-4 AT晶体的电参数。使用这些值计算它们较大的CX-1对应物的值（此处未给出），我们发现R 1约为其较大的CX-1对应物的电阻的2至3倍，而C 1大约为二分之一至三分之一CX-1的值。 图3：采用CX-4封装的超小型AT晶体谐振器（密封之前）。
在图4中的超微型晶体的阻抗扫描中可以看出，这样的小晶体可以很好地实现电气性能，因为它们的基本模式与其他模式完全分离。
在大约晶体基本频率的5％的频带中，只有一个非谐波模式可见。 此模式的电阻足够高，并且与主模式（在频率上）相距足够远，因此其影响可以忽略不计。 图4 ：（大约）16 MHz CX-4（使用HP 4194A获得）的阻抗与频率的关系。 请注意，在此特定设计中缺少任何重要的非谐波模式。