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IEC 60758 Ed. 5.0 b:2016 Synthetic quartz crystal - Specifications and guidelines for use >
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IEC 60758 Ed. 5.0 b:2016 Synthetic quartz crystal - Specifications and guidelines for use, 2016
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- INTRODUCTION
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms and definitions
- 4 Specification for synthetic quartz crystal [Go to Page]
- 4.1 Standard values [Go to Page]
- 4.1.1 Shape of synthetic quartz for optical applications
- 4.1.2 Orientation of the seed
- 4.1.3 Inclusion density
- 4.1.4 Striae in synthetic quartz for optical applications
- 4.1.5 Infrared quality indications of α3 500 and α3 585 for piezoelectric applications
- 4.1.6 Grade classification by ( value and Schlieren method for optical applications
- 4.1.7 Frequency-temperature characteristics of synthetic quartz for piezoelectric applications
- 4.1.8 Etch channel density ρ
- 4.1.9 Internal transmittance for optical applications
- 4.2 Requirements and measuring methods [Go to Page]
- 4.2.1 Orientation
- 4.2.2 Handedness
- 4.2.3 Synthetic quartz crystal dimensions
- 4.2.4 Seed dimensions
- 4.2.5 Imperfections
- 4.2.6 Evaluation of infrared quality by α measurement
- 4.2.7 Frequency versus temperature characteristics for piezoelectric applications
- 4.2.8 Striae in synthetic quartz for optical applications
- 4.2.9 Growth band in synthetic quartz for optical applications
- 4.2.10 Etch channel density
- 4.2.11 Internal transmittance for optical applications
- 4.3 Marking [Go to Page]
- 4.3.1 General
- 4.3.2 Shipping requirements
- 5 Specification for lumbered synthetic quartz crystal [Go to Page]
- 5.1 Standard values [Go to Page]
- 5.1.1 Tolerance of dimensions
- 5.1.2 Reference surface flatness
- 5.1.3 Angular tolerance of reference surface
- 5.1.4 Centrality of the seed
- 5.2 Requirements and measuring methods [Go to Page]
- 5.2.1 As-grown quartz bars used for lumbered quartz bars
- 5.2.2 Dimensions of lumbered synthetic quartz crystal
- 5.2.3 Identification on reference surface
- 5.2.4 Measurement of reference surface flatness
- 5.2.5 Measurement of reference surface angle tolerance
- 5.2.6 Centrality of the seed
- 5.3 Delivery conditions [Go to Page]
- 5.3.1 General
- 5.3.2 Marking
- 5.3.3 Packing
- 5.3.4 Making batch
- 6 Inspection rule for synthetic quartz crystal and lumbered synthetic quartz crystal [Go to Page]
- 6.1 Inspection rule for as-grown synthetic quartz crystal [Go to Page]
- 6.1.1 Inspection
- 6.1.2 Lot-by-lot test
- 6.2 Inspection rule for lumbered synthetic quartz crystal [Go to Page]
- 6.2.1 General
- 6.2.2 Lot-by-lot test
- 7 Guidelines for the use of synthetic quartz crystal for piezoelectric applications [Go to Page]
- 7.1 General [Go to Page]
- 7.1.1 Overview
- 7.1.2 Synthetic quartz crystal
- 7.2 Shape and size of synthetic quartz crystal [Go to Page]
- 7.2.1 Crystal axis and face designation
- 7.2.2 Seed
- 7.2.3 Shapes and dimensions
- 7.2.4 Growth zones
- 7.3 Standard method for evaluating the quality of synthetic quartz crystal
- 7.4 Other methods for checking the quality of synthetic quartz crystal [Go to Page]
- 7.4.1 General
- 7.4.2 Visual inspection
- 7.4.3 Infrared radiation absorption method
- 7.4.4 Miscellaneous
- 7.5 ( grade for piezoelectric quartz
- 7.6 Optional grading (only as ordered), in inclusions, etch channels, Al content [Go to Page]
- 7.6.1 Inclusions
- 7.6.2 Etch channels
- 7.6.3 Al content
- 7.6.4 Swept quartz
- 7.7 Ordering
- Annex A (informative)Frequently used sampling procedures [Go to Page]
- A.1 Complete volume counting
- A.2 Commodity Y-bar sampling – Method 1
- A.3 Commodity Y-bar sampling – Method 2
- A.4 Use of comparative standards for 100 % crystal inspection
- Annex B (informative)Numerical example
- Annex C (informative)Example of reference sample selection
- Annex D (informative)Explanations of point callipers
- Annex E (informative)Infrared absorbance ( value compensation [Go to Page]
- E.1 General
- E.2 Sample preparation, equipment set-up and measuring procedure [Go to Page]
- E.2.1 General
- E.2.2 Sample preparation
- E.2.3 Equipment set-up
- E.2.4 Measurement procedure
- E.3 Procedure to establish correction terms
- E.4 Calculation of compensated (corrected) absorbance values
- Annex F (informative)Differences of the orthogonal axial systemfor quartz between IEC standard and IEEE standard
- Annex G (informative) α value measurement consistency between dispersive infrared spectrometer and fourier transform infrared spectrometer [Go to Page]
- G.1 General
- G.2 Experiment
- G.3 Experimental result
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Quartz crystal axis and cut direction
- Figure 2 – Idealized sections of a synthetic quartz crystal grown on a Z-cut seed
- Figure 3 – Typical example of cutting wafers of AT-cut plate, minor rhombohedral-cut plate, X-cut plate, Y-cut plate and Z-cut plate
- Figure 4 – Frequency-temperature characteristics deviation rate of the test specimen
- Figure 5 – Typical schlieren system setup
- Figure 6 – Lumbered synthetic quartz crystal outline and dimensions along X-, Y- and Z-axes
- Figure 7 – Angular deviation for reference surface
- Figure 8 – Centrality of the seed with respect to the dimensionalong the Z- or Z'-axis
- Figure 9 – Quartz crystal axis and face designation
- Figure 10 – Synthetic quartz crystal grown on a Z-cut seed of small X-dimensions
- Figure 11 – Example of a relation between the (value and the Q value at wave number 3 500 cm-1
- Figure D.1 – Point callipers
- Figure D.2 – Digital point callipers
- Figure E.1 – Schematic of measurement set-up
- Figure E.2 – Graph relationship between averaged α and measured α at two wave numbers of α3 500 and α3 585
- Figure F.1 – Left- and right-handed quartz crystals
- Figure G.1 – Relationship of ( between measuring value and reference value
- Tables [Go to Page]
- Table 1 – Inclusion density grades for piezoelectric applications
- Table 2 – Inclusion density grades for optical applications
- Table 3 – Infrared absorbance coefficient grades for piezoelectric applications
- Table 4 – Infrared absorbance coefficient gradesand Schlieren method for optical applications
- Table 5 – Etch channel density grades for piezoelectric applications
- Table 6 – Test conditions and requirements for the lot-by-Iot test for group A
- Table 7 – Test conditions and requirements for the lot-by-lot test for group B
- Table 8 – Test conditions and requirements for the lot-by-lot test
- Table B.1 – Commodity bar sampling, method 1
- Table B.2 – Commodity bar sampling
- Table E.1 – Example of calibration data at α3 585
- Table E.2 – Example of calibration data at α3 500
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- INTRODUCTION
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes et définitions
- 4 Spécification pour le cristal de quartz synthétique [Go to Page]
- 4.1 Valeurs normalisées [Go to Page]
- 4.1.1 Forme du quartz synthétique à usage optique
- 4.1.2 Orientation du germe
- 4.1.3 Densité des inclusions
- 4.1.4 Stries dans le quartz synthétique à usage optique
- 4.1.5 Indications de qualité infrarouge de α3 500 et de α3 585 pour les applications piézoélectriques
- 4.1.6 Classification des classes par valeur ( et strioscopie pour les applications optiques
- 4.1.7 Caractéristiques de fréquence-température du quartz synthétique à usage piézoélectrique
- 4.1.8 Densité des canaux électrolytiques ρ
- 4.1.9 Transmission interne pour les applications optiques
- 4.2 Exigences et méthodes de mesure [Go to Page]
- 4.2.1 Orientation
- 4.2.2 Chilarité
- 4.2.3 Dimensions d'un cristal de quartz synthétique
- 4.2.4 Dimensions du germe
- 4.2.5 Imperfections
- 4.2.6 Evaluation de la qualité infrarouge par mesure de α
- 4.2.7 Caractéristiques de fréquence-température pour les applications piézoélectriques
- 4.2.8 Stries dans le quartz synthétique à usage optique
- 4.2.9 Bande de croissance du quartz synthétique à usage optique
- 4.2.10 Densité des canaux électrolytiques
- 4.2.11 Transmission interne pour les applications optiques
- 4.3 Marquage [Go to Page]
- 4.3.1 Généralités
- 4.3.2 Exigences relatives à l'expédition
- 5 Spécification pour le cristal de quartz synthétique préébauché [Go to Page]
- 5.1 Valeurs normalisées [Go to Page]
- 5.1.1 Tolérance sur les dimensions
- 5.1.2 Planéité de la surface de référence
- 5.1.3 Tolérance angulaire sur la surface de référence
- 5.1.4 Excentricité du germe
- 5.2 Exigences et méthodes de mesure [Go to Page]
- 5.2.1 Barres de quartz brut utilisées pour les barres de quartz préébauché
- 5.2.2 Dimensions du cristal de quartz synthétique préébauché
- 5.2.3 Identification sur la surface de référence
- 5.2.4 Mesure de la planéité de la surface de référence
- 5.2.5 Mesure de la tolérance sur l'angle de la surface de référence
- 5.2.6 Excentricité du germe
- 5.3 Conditions de livraison [Go to Page]
- 5.3.1 Généralités
- 5.3.2 Marquage
- 5.3.3 Emballage
- 5.3.4 Lot de confection
- 6 Règle d'inspection pour le cristal de quartz synthétique et le cristal de quartz synthétique préébauché [Go to Page]
- 6.1 Règle d'inspection pour le cristal de quartz synthétique brut [Go to Page]
- 6.1.1 Inspection
- 6.1.2 Essai lot par lot
- 6.2 Règle d'inspection pour le cristal de quartz synthétique préébauché [Go to Page]
- 6.2.1 Généralités
- 6.2.2 Essai lot par lot
- 7 Lignes directrices pour l'utilisation du cristal de quartz synthétique à usage piézoélectrique [Go to Page]
- 7.1 Généralités [Go to Page]
- 7.1.1 Vue d'ensemble
- 7.1.2 Cristal de quartz synthétique
- 7.2 Forme et dimensions du cristal de quartz synthétique [Go to Page]
- 7.2.1 Désignation des axes et faces du cristal
- 7.2.2 Germe
- 7.2.3 Formes et dimensions
- 7.2.4 Zones de croissance
- 7.3 Méthode normalisée d'évaluation de la qualité du cristal de quartz synthétique
- 7.4 Autres méthodes de contrôle de la qualité du cristal de quartz synthétique [Go to Page]
- 7.4.1 Généralités
- 7.4.2 Examen visuel
- 7.4.3 Méthode d'absorption du rayonnement infrarouge
- 7.4.4 Méthodes diverses
- 7.5 Classe ( pour le quartz piézoélectrique
- 7.6 Classes optionnelles (selon commande) en fonction des inclusions, des canaux électrolytiques, de la concentration en aluminium [Go to Page]
- 7.6.1 Inclusions
- 7.6.2 Canaux électrolytiques
- 7.6.3 Teneur en aluminium
- 7.6.4 Quartz électriquement purifié
- 7.7 Rédaction des commandes
- Annexe A (informative)Procédures d'échantillonnage fréquemment utilisées [Go to Page]
- A.1 Comptage total en volume
- A.2 Echantillonnage simplifié des barres Y – Méthode 1
- A.3 Echantillonnage simplifié des barres Y – Méthode 2
- A.4 Utilisation d'étalons comparatifs pour le contrôle à 100 % des cristaux
- Annexe B (informative)Exemple numérique
- Annexe C (informative)Exemple de choix des échantillons de référence
- Annexe D (informative)Explications relatives aux pieds à coulisse à pointes
- Annexe E (informative)Correction de la valeur ( d'absorption dans l'infrarouge [Go to Page]
- E.1 Généralités
- E.2 Préparation des échantillons, configuration de l'équipement et procédure de mesure [Go to Page]
- E.2.1 Généralités
- E.2.2 Préparation des échantillons
- E.2.3 Configuration de l'équipement
- E.2.4 Procédure de mesure
- E.3 Procédure d'établissement des termes de correction
- E.4 Calcul des valeurs d'absorption compensées (corrigées)
- Annexe F (informative)Différence de systèmes axiaux orthogonaux du quartz entre la norme IEC et la norme IEEE
- Annexe G (informative)Cohérence des mesures de valeur α entre le spectromètre infrarouge à dispersion et le spectromètre infrarouge à transformée de Fourier [Go to Page]
- G.1 Généralités
- G.2 Expérience
- G.3 Résultat expérimental
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Axe et sens de taille d'un cristal de quartz
- Figure 2 – Sections théoriques d'un cristal de quartz synthétique cultivé sur un germe taille Z
- Figure 3 – Exemple type de découpage d'une lame taille AT, taille rhombohédral mineur, taille X, taille Y et taille Z
- Figure 4 – Taux de variation des caractéristiques de fréquence-température de l'éprouvette d'essai
- Figure 5 – Montage type du système de strioscopie
- Figure 6 – Encombrements d'un cristal de quartz synthétique préébauché et dimensionspar rapport aux axes X, Y et Z
- Figure 7 – Déviation angulaire de la surface de référence
- Figure 8 – Excentricité du germe par rapport aux dimensions le long de l'axe Z ou Z'
- Figure 9 – Désignation des axes et faces d'un cristal de quartz
- Figure 10 – Cristal de quartz synthétique cultivé sur un germe taille Zde faibles dimensions X
- Figure 11 – Exemple de relation entre la valeur (et la valeur Q au nombre d'onde 3 500 cm-1
- Figure D.1 – Pieds à coulisse à pointes
- Figure D.2 – Pieds à coulisse numériques à pointes
- Figure E.1 – Schéma du montage de mesure
- Figure E.2 – Relation graphique entre les valeurs α moyennées et les valeurs α mesuréesaux deux nombres d'ondes de α3 500 et α3 585
- Figure F.1 – Cristaux de quartz gauche et droit
- Figure G.1 – Relation de ( entre la valeur mesurée et la valeur de référence
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau 1 – Classes de densité des inclusions du quartz synthétique à usage piézoélectrique
- Tableau 2 – Classes de densité des inclusions du quartz synthétique à usage optique
- Tableau 3 – Classes de coefficient d'absorption dans l'infrarouge pour les applications piézoélectriques
- Tableau 4 – Classes de coefficient d'absorption dans l'infrarouge et strioscopie pour les applications optiques
- Tableau 5 – Classe de densité des canaux électrolytiques pour les applications piézoélectriques
- Tableau 6 – Conditions et exigences d'essai applicables à l'essai lot par lot pour le groupe A
- Tableau 7 – Conditions et exigences d'essai applicables à l'essai lot par lot pour le groupe B
- Tableau 8 – Conditions et exigences d'essai applicables à l'essai lot par lot
- Tableau B.1 – Echantillonnage simplifié des barres, Méthode 1
- Tableau B.2 – Echantillonnage simplifié des barres
- Tableau E.1 – Exemple de données d'étalonnage à α3 585
- Tableau E.2 – Exemple de données d'étalonnage à α3 500 [Go to Page]
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