现在一颗石英晶振的体积已经发展到非常微小，最小尺寸的晶振是1.0*0.8mm，虽然目前使用不多，也很少晶振厂家设计制造，但不得不说的是，这确实是电子元器件又进一步的提升。而且千万别小看这么小小的一颗SMD晶振，制作的工艺工序却有三十多道，还涉及到许多先进领先的技术。离子束加工是当今世界应用在电子行业的一种比较高新的技术，接下来我会为大家详细的说明什么是离子束加工技术，以及它的原理和应用。
  离子束加工就是将离子源产生的离子经过磁场和电场的聚焦与加速,形成高速运动的离子束,去轰击工件或材料的表面,进行切削或改变材料性能的加厂方法[10]。
  当离子束加工时,使用带正电荷的离子,并且离子的质量比电子的质量大的多, 因此当对离子加速使其成为高速离子束时,所具有的动能就比高能电子束高许多。为此,当子束加工时,不会像电子束加工一样,采用动能转换为热能对晶振材料进行加工, 而是通过撞击工件的材料表面,使得材料表面产生变形、分离、破坏,达到加工的目的。其特点有:
  (1)因为运用离子束撞击工件的表面,使得加工分辨率很高,并且通过控制离子束的电流密度,可以方便精确的控制加工量。
  (2)由于离子束加工是通过微观物理撞击进行加工,所以可以应用于各种材料,包括石英晶体谐振器材料、金属材料、介质材料。
  (3) 离子束加工不像电子束加工,将动能转换为热能,因此,不会在工件表面产生很多热量,避免了工件表面的热变形,提高了加工精度。
  (4)由于切削量小,不会引起机械应力和损伤,可以保证工件表面的加工质量。
  (5)由于离子束加工需要在高真空环境下进行加工,因此对环境的污染小,并且对高纯度的SMD晶振材料和易氧化的金属材料加工效果较好。
  (6)易于控制,容易实现自动化。因为离子束加工具有以上特点,所以被认为是最有前途的超精密加工和微细加工方法,是纳米加工技术的基础[4][11l。
  离子束加工的基础是高能量的离子束射到贴片晶振材料或工件表面时所产生的撞击效应、溅射效应和注入效应。离子束加工时,在工件表面出现的物理过程大致是:当入射离子碰到工件表面时,因为离子与工件表面的原子、分子发生碰撞而产生能量交换,这就是离子的撞击效应。碰撞后,离子将一部分动能传给工件表面的一些原子、分子。
  当这些原子、分子积聚的能量达到一定值后就会从工件表面分离逸出而产生溅射,其余的能量则转换为材料晶格的振动,这就是离子的溅射效应。注入效应是指当轰击工件表面的离子具有很强的能量时,离子直接进入音叉晶振工件表面层。从而改变工件表面层的微观结构和化学成分。使得工件表面的机械物理性能发生变化。
  根据离子束加工时所利用的物理效应以及加工所达到的目的不同,可以将离子束加工分为四类:离子刻蚀、离子溅射沉积、离子镀和离子注入。其中,前三项加工是利用了离子束的撞击效应和溅射效应,而最后一项是利用了离子的注入效应。
  如图3-1所示,离子刻蚀加工是由离子源产生的离子经过加速极加速,使其具有很高的能量,因此也被运用到有源晶振当中去，然后用其轰击工件表面。当高速离子与工件的原子、分子发生碰撞后, 将能量传给原子、分子,原子、分子获得足够的动能后逸出工件表面。从而达到加工目的。

如图3-2所示,离子溅射沉积加工与离子刻蚀加工类似,也是出离子源产生的离子经过加速极加速,使其具有很高的能量。不同点是用高速离子去轰击靶材表面。靶材的原子、分子逸出后沉积在附近的石英晶体振荡器工件上,在工件的表面镀上一层靶材薄膜。

如图3-3所示,离子镀加工与离子溅射沉积加工相比,除了用高速离子轰击靶材表面,使靶材的原子、分子逸出后沉积在附近的工件上,还用高速离子打击各种有源晶体工件表面。这可以提高靶材薄膜与工件表面的结合力。因此离子镀也称离子溅射辅助沉积。与离子溅射沉积加工相比,具有附着力强,膜层不容易脱落的特点。

如图3-4所示,离子注入加工就是出离子源产生的离子经过加速极加速, 使其具有相当高的能量,然后用其垂直轰击工件表面。离子直接注入工件,并成为工件材料的一部分。

离子束加工从上世纪六十年代开始,经过十年的快速发展,到七十年代已应用于半导体器件的生产中。离子束加工方法作为一种精密的加工方法,到现在有着更为泛的应用。如:离子束刻蚀可以对各种材料进行刻蚀加T,包括对温补晶振、压控晶振、压控温补晶体振荡器、恒温晶体振荡器等工件的抛光和减薄,还能在各种半导体器件上制作引线和图形,加I精度可达到微米级。离子注入的应用更为广泛,不仅可以用于半导体的改变、制造PN结,而且还能改变金属表面的特性。因为离子注入可以提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨性和抗疲劳等性能,使得人工关节和人工心脏瓣膜等医用材料的离子注入的应用也实现了临床应用[12]。离子束溅射沉积和离子镀被广泛应用于各种溥膜的镀制中。可以使膜层致密度大大提高,附着强度也有很大提高。