WDI: Performance der Taktgeber steigt Miniaturisierungs-Trend setzt sich fort

Niels Hagen, WDI

»Auch kleinere Packages wie etwa 2,5 x 2,0 mm und 2,0 x 1,6 mm gewinnen zunehmend 
an Bedeutung.«
Niels Hagen, WDI: »Auch kleinere Packages wie etwa 2,5 x 2,0 mm und 2,0 x 1,6 mm gewinnen zunehmend an Bedeutung.«

Die fortschreitende Miniaturisierung bei Schwingquarzen und Oszillatoren »ist ein seit vielen Jahren geltender und auch im Jahr 2016 anhaltender Trend«, versichert WDI-Manager Niels Hagen. Überdies fordere der Markt stetige Verbesserung der Produktperformance bei gleichzeitig sinkenden Preisen.

Bauformen bei Quarzen und Oszillatoren mit Abmessungen von 3,2 x 2,5 mm »gelten heute bereits als Standard, aber auch kleinere Packages wie 2,5 x 2,0 mm und 2,0 x 1,6 mm gewinnen an Bedeutung«, konstatiert Hagen, als Teamleiter Produktmarketing FCP bei der WDI  AG zuständig für Frequency Control Products (FCP). Getrieben werde diese Entwicklung maßgeblich von der wachsenden Anzahl an Anwendungen im Bereich drahtloser Kommunikation, die heutzutage auch in Audio/Video- und Consumer-Elektronik sowie Wearables zu finden sind. Weil aber miniaturisierte Bauformen »grundsätzlich mit einer Verschlechterung der Charakteristik« von frequenzgebenden Bauelementen einhergingen, seien insbesondere die Hersteller gefordert, innovative technologische Weiterentwicklungen voranzutreiben.
Auch wenn MEMS-Oszillatoren mittlerweile ihren Platz im breiten Angebot der Taktgeber gefunden haben, »vertraut die überwiegende Anzahl der Anwender der bewährten Quarztechnologie«, betont der WDI-Manager. Auch ließen sich bis dato keine wesentlichen Aktivitäten der Kunden zum parallelen Design-In von pinkompatiblen Quarz- und MEMS-Oszillatoren beobachten. Ebenso spielten Technologien wie etwa SoC (System on Chip) und SiP (System in Package) noch kaum eine Rolle, obwohl schon vor einigen Jahren in vielen Medien der Abgesang auf die quarzbasierenden Taktgeber angestimmt worden ist. Dies sei ein gutes Indiz dafür, dass die traditionellen Hersteller von quarzbasierenden Produkten hier »nicht schlafen« und ihr Produktangebot stetig den wachsenden Bedürfnissen des Marktes anpassten. »Letztendlich wird wie bisher neben Preis und Marketing die Produktfunktion und Zuverlässigkeit entscheidend sein.«

Die große Zahl an Applikationen verlangt heute nach immer mehr technischen Lösungen und Weiterentwicklungen. Als Beispiel führt Hagen die wachsende Nachfrage an Real-Time-Clock-Modulen (RTC) mit kleinster Packungsdichte und niedrigstem Stromverbrauch für mobile, batteriebetriebene Anwendungen an. Ein Produkt, das diese Marktforderung erfüllt, ist die temperaturkompensierte RTC der Serie RV-8803-C7 des Schweizer Herstellers Micro Crystal: Sie bietet die aktuell beste Ganggenauigkeit von nur ±3,0 ppm über –40 bis +85 °C (entspricht ±0,26 Sekunden/Tag), sondern weist auch einen Stromverbrauch von nur 250 nA auf. Zum Vergleich: Herkömmliche Lösungen liegen zwischen 800 und 3000 nA.

Dieser extrem geringe Stromverbrauch und die volle Funktionalität des Thermometers und der Temperaturkompensation herunter auf bis zu 1,5 V Versorgungsspannung verlängern maßgeblich die Betriebsdauer im Backup-Versorgungsmode. »Zudem ermöglichen sie erstmals den Einsatz kostengünstiger MLCC-Kondensatoren anstelle von teuren Supercaps oder Batterien«, sagt Hagen.

Neben der besten Ganggenauigkeit und dem niedrigsten Stromverbrauch aller temperaturkompensierten RTCs am Markt hat die RV-8803-C7 gleichzeitig auch das kleinste SMD-Keramikgehäuse mit Abmessungen von nur 3,2 x 1,5 x 0,8 mm. Das ermöglicht einen breiten Einsatzbereich, bei dem eine präzise Uhrzeit, gepaart mit einer Überbrückung beim Ausfall der Versorgungsspannung, gefordert wird. Adressiert werden mit dem Modul so-mit Metering-Anwendungen, Embedded-Module, Datenlogger, Weiße Ware, das Segment Automotive, tragbare Medizingeräte und POS-Systeme aller Art.