電子元器件行業晶振的一般知識和質量控制
來源：http://www.nliguihua5.com.cn 作者：帝國科技 2012年06月29
帝國科技知識共享電子元器件行業晶振的一般知識和質量控制：
1． 晶振的作用是產生時鐘信號，晶體諧振器與其它器件共同組成晶體振蕩器。
2．晶體諧振器，要達到穩定性好，要求串聯諧振電阻既要小又要一致性好，同時激勵功率變化帶來的阻抗變量越小，晶體的諧振點容易一致，這樣外圍電路調試比較容易，使產品更穩定，那么具體如何實現呢？第一，用Q值（Q值是等效電路中動態臂諧振時的品質因數，振蕩電路所能獲得的最大穩定性直接與電路中晶體的Q值相關。Q值越高，晶體帶寬越小，電抗值變化越陡，外部電抗對晶體影響越小）高的水晶材料，能降低串聯電阻，同時控制膠量的勻稱性；第二，要求生產車間凈化程度很高，能減少本體之外的灰塵附著物帶來的干擾，降低阻抗變量；第三，成品測試將并聯諧振電阻和DLD值（功率改變引起的阻抗變量）控制在相對更小的范圍內。.jpg)
3．根據經驗及晶體本身的特性總結出：第一，在使用過程中，外圍匹配電容（包括雜散電容）愈接近晶體標稱電容，電路形成的振蕩頻率愈接近標稱頻率。電路的穩定性由晶體本身和外圍電路共同決定，最佳電路應讓工作頻率高與標準頻率8PPM左右，因為頻率每年都要下降3PPM左右即年老化率，這樣才能保證電路中振蕩頻率在5年內準確度很高；第二，晶體在使用中還要具有一定的溫度穩定性和抗震性及可焊性，如何實現？1）提高晶片加工精度，降低晶體封閉殼中氮氣的露點，通過高低溫測試試驗；2）生產上，用優質膠，點勻和及時烤膠，檢查剔除有崩邊的晶片，通過跌落和機械振動測試（100-20000G）試驗,提高包裝保護；3）同時增加240±10℃和5S條件下的耐高溫測試。
4．晶體振蕩器分直插（DIP-14,DIP-8）和SMD貼片。直插式的一般為非三態線路，有需求可選三態規格，SMD式的為三態線路輸出。在使用中DIP系列1#角在無特殊說明時為斷開的，靜電對DIP破壞性較小。SMD系列1#角內部相連，外接時需斷開，靜電對其破壞最大，容易擊穿IC，須作靜電保護；另外，SMD系列晶振在焊接過程中不要溫度過高，時間過長，一般控制在260℃±5℃，少于5秒。還應注意SMD晶振兩側有的會有DLD測試線，焊接時不能與任意焊點相連。晶振在使用中電壓分5V，3.3V，1.8V等不能兼容，否則會不穩定。
5．隨著石英晶振的被廣泛應用到各種高端設備中，對其要求也越來越高，壓控晶體振蕩器(VCXO),溫補晶體振蕩器（TCXO）及恒溫晶體振蕩器（OCXO）的需求逐步上升。VCXO是可以利用電壓變化來調整輸出頻率。（VT-TCXO壓控溫補振蕩器）TCXO是包含一個溫度感應電路，在溫度發生變化是調整輸出頻率，是輸出的頻率隨溫度變化的偏差降低了，從而使其在一定的溫度范圍內保持較高的頻率穩定度，一般精度要求在0-3PPM之內的做成這種。OCXO具有更高的穩定性，而且有更低的相位噪聲，精度更高，它是通過內部的恒溫槽維持晶體溫度的穩定。
晶振的檢驗技術和質量控制
(一）表晶，常規標準頻率誤差是+/-20PPM，阻抗是30-40KΩ，但我們實際檢驗控制為：Φ3*8分為A:±5PPM /15KΩ；B:±10PPM /15KΩ；C:±15PPM /18KΩ
Φ2*6（32.768K)分為A:±5PPM /25KΩ；B:±10PPM /28KΩ；C:±15PPM /30KΩ
客戶可以根據需求選擇表晶，要求高的可以選擇誤差和阻抗小的，如A或B。
（二）晶體諧振器：常規標準是頻率+/-30PPM,加嚴控制為+/-20PPM阻抗因頻率不同而變，2007年以前:A表格，今天參數控制是B表格所顯示的：
A表格
|
49S晶體
|
49U晶體
|
||
|
頻率
|
阻值
|
頻率
|
阻值
|
|
3.579545M /4M
|
≤120Ω
|
1.8432M
|
≤500Ω
|
|
4.1M~5M
|
≤90Ω
|
2M
|
≤300Ω
|
|
5.1M~8M
|
≤60Ω
|
2.4576M
|
≤150Ω
|
|
8.1M~10M
|
≤50Ω
|
3M/3.2768M
|
≤120Ω
|
|
10.1M~12M
|
≤40Ω
|
3.579545M
|
≤90Ω
|
|
12.1M~30M
|
≤30Ω
|
4M
|
≤80Ω
|
|
30M以上
|
≤30Ω
|
4.1M~6M
|
≤60Ω
|
|
48M(泛音)
|
80-100
|
6.1M~7M
|
≤50Ω
|
|
|
8M~10M
|
≤40Ω
|
|
|
10.1M~20
|
≤30Ω
|
||
B表格
|
49S晶體
|
49U晶體
|
||
|
頻率
|
阻值
|
頻率
|
阻值
|
|
3.579545M
|
≤95Ω
|
1.8432M
|
≤300Ω
|
|
3.6864M
|
≤80Ω
|
2.097152M
|
≤200Ω
|
|
4.000M/4.032M
|
≤80Ω
|
3.072M
|
≤90Ω
|
|
4.096M
|
≤75Ω
|
3.200M
|
≤60Ω
|
|
4.433619M
|
≤70Ω
|
3.579545M
|
≤65Ω
|
|
4.8970M
|
≤65Ω
|
4M
|
≤40Ω
|
|
5.000M
|
≤60Ω
|
5.000MM
|
≤30Ω
|
|
5.350M
|
≤50Ω
|
6.000M
|
≤20Ω
|
|
6.000M
|
≤40Ω
|
6.144M
|
≤20Ω
|
|
6.9567M-10M
|
≤30Ω
|
10.000M
|
≤20Ω
|
|
10.6M
|
≤20Ω
|
11.0592M
|
≤15Ω
|
|
10.8M
|
≤25Ω
|
15.360M
|
≤12Ω
|
|
11.0592M
|
≤25Ω
|
18.432M
|
≤10Ω
|
|
12.000M-18.432M
|
≤15Ω
|
20.000M
|
≤10Ω
|
|
20.000M-24.576M
|
≤12Ω
|
|
|
|
25.000M-27.2M
|
≤10Ω
|
|
|
|
28.224M
|
≤11Ω
|
|
|
|
28.322M
|
≤12Ω
|
|
|
|
30.000M-36.864M
|
≤15Ω
|
|
|
|
37.998M
|
≤20Ω
|
|
|
|
38.897M
|
≤20Ω
|
|
|
|
48.000M
|
≤45Ω
|
|
|
此外，單單要嚴格要求這些參數，還是不夠的，我們在其他參數包括DLD值，Q值等等，對這些參數我們通過權威檢測儀器250B進行檢測和控制，確保客戶可以用到質量最好的晶體器件。
SMD系列不在一一列舉。
（三）石英晶體振蕩器：這種產品的在控制上我公司更是相當的嚴格，對每一項參數都要求是最高的，所有產品參數我們都會用PRA1020測試儀器進行測試控制。另外除了對行業參數所控制的范圍，進行加嚴控制，我們還會進一步增加更為全面的測試要求，比如一般的標準電壓是5V或是3.3V,除了要在標準電壓下保證誤差，參數正常，我們還會在上下限電壓進行參數測試，5V晶振會測到4.5V和5.5V電壓下的頻率誤差，3.3V晶振會測到2.97V和3.63V電壓下的頻率誤差，同時控制其一致性，現場觀看測試過程及測試數據表。不同客戶不同要求，客戶可以直接觀看篩選過程。
另外，為了追求晶振的高穩定性，我們對晶振還要進行抗震性和溫度的電性能測試，在公司備有專業的高低溫沖擊測試箱，可以進行冷熱溫度沖擊，測試晶振的耐溫能力；有抗沖擊實驗設備—LD振動臺，對晶振的抗震性進行試驗測試。我們還將準備增設帶電工作高低溫48小時老化控制設備。我們公司的宗旨就是把我們帝國的產品做到精益求精，實現滿足客戶的高質量的要求，讓帝國晶振真正成為客戶首選。
作者：帝國科技
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