晶振產(chǎn)品信賴性判斷和溫度特點(diǎn)說(shuō)明
產(chǎn)品的溫度特性:
產(chǎn)品的溫度特性是指產(chǎn)品在不同溫度下的電性能變化情況,優(yōu)良產(chǎn)品的溫度特性呈光滑的三次曲線(AT切)或二次曲線(BT切),與理論曲線非常相似。主要影響因素是芯片的切型與切割角度,在石英芯片這一節(jié)中已有相關(guān)介紹,另外芯片加工過(guò)程的平面度(高頻)和修邊情況(低頻)也會(huì)影響產(chǎn)品的溫度特性。制程中芯片污染,電極偏位等也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的溫度特性造成影響。
產(chǎn)品的可靠性(信賴性):
產(chǎn)品的可靠性可以通俗的理解為:產(chǎn)品生產(chǎn)完成后,不會(huì)因常規(guī)的搬運(yùn),儲(chǔ)存而使其性能受影響,不會(huì)因客戶的焊接,清洗和封裝等各種使用條件而影響性能。產(chǎn)品的可靠性可以通過(guò)各種可靠性試驗(yàn)來(lái)衡量,目前常見(jiàn)的可靠性試驗(yàn)有:
老化率試驗(yàn) TC 85±10℃;300 H
壽命試驗(yàn)(MTBF);85℃or125℃;1000H;利用公式及失效產(chǎn)品數(shù)計(jì)算出產(chǎn)品模擬壽命。
高溫儲(chǔ)存試驗(yàn) 125℃±10℃;1000H±24H
溫度循環(huán)試驗(yàn) T1 = -55℃±10℃ T2= 125℃±10℃;循環(huán)次數(shù)10次。(溫度轉(zhuǎn)換約30分鐘)
可焊性(焊錫)試驗(yàn) 230±10℃;3 s
耐焊接試驗(yàn) 260±10℃;10 s
跌落試驗(yàn) 75 cm;3 次。
振動(dòng)試驗(yàn) 頻率10 Hz — 2000 Hz;振幅 1.5 mm;每方向 40 分鐘。
溫度沖擊試驗(yàn) T1 = -55℃±10℃ T2= 125℃±10℃;循環(huán)次數(shù)10次。(溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間5秒)
恒溫恒濕試驗(yàn) TC 85±10℃ H 85% ;1000H±24H
在以上十項(xiàng)試驗(yàn)中,恒溫恒濕試驗(yàn)主要考察產(chǎn)品儲(chǔ)存時(shí)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)外觀變異,是否會(huì)影響焊接,可焊性(焊錫)試驗(yàn)主要考察產(chǎn)品在客戶端使用時(shí)能否順利焊接到電路板上,只要原材料不出問(wèn)題,產(chǎn)品在制程中不嚴(yán)重超溫,無(wú)嚴(yán)重污染就不會(huì)有問(wèn)題。
跌落試驗(yàn)考察產(chǎn)品受機(jī)械力沖擊時(shí)的耐受情況,跌落試驗(yàn)不合格應(yīng)分兩各情況來(lái)處理,一是芯片破裂造成不良(高頻),應(yīng)檢查導(dǎo)電膠選用是否正確(較柔),底膠是否足夠,芯片在搭載時(shí)是否過(guò)低;另一各情況是脫膠,或稱膠點(diǎn)松動(dòng),應(yīng)檢查烤膠工藝是否有問(wèn)題,芯片上下膠量是否足夠,上下膠連接處膠量是否飽滿。
其余試驗(yàn)主要是通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)前后產(chǎn)品的電性能變化情況來(lái)衡量產(chǎn)品的可靠性,其中高溫儲(chǔ)存試驗(yàn),老化率試驗(yàn)和壽命試驗(yàn)考察產(chǎn)品的儲(chǔ)存條件與儲(chǔ)存時(shí)間;溫度循環(huán)試驗(yàn)和溫度沖擊試驗(yàn)考察產(chǎn)品在客戶端使用時(shí)對(duì)溫度變化的耐受情況。產(chǎn)品在制程中無(wú)明顯污染,銀層牢固,封焊時(shí)露點(diǎn)符合要求,檢漏無(wú)漏氣就能滿足要求。
常溫產(chǎn)品特性:
常溫產(chǎn)品特性有時(shí)也稱為室溫產(chǎn)品特性,一般是指產(chǎn)品在環(huán)境溫度為25℃,相對(duì)濕度為50%左右時(shí)所測(cè)量出來(lái)的電性能參數(shù),主要是頻率,電阻,激勵(lì)功率相關(guān)性及電容比等指標(biāo)。
對(duì)于一條相對(duì)成熟的生產(chǎn)線來(lái)說(shuō),產(chǎn)品在常溫下的頻率穩(wěn)定性一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,比較常見(jiàn)的是產(chǎn)品的一致性(散差),尤其是高頻的小公差產(chǎn)品一致性往往不如人意。一致性考慮是多個(gè)產(chǎn)品的頻率公差,在測(cè)試系統(tǒng)中,觀察FL的正態(tài)分布圖可以很直觀的了解產(chǎn)品的一致,也可以使用儀器測(cè)試系統(tǒng)中的CPK計(jì)算功能,通過(guò)CPK來(lái)衡量產(chǎn)品的一致性。
因烤膠時(shí)間或溫度不正確也會(huì)造成頻率散差大,只是出現(xiàn)的概率較小,芯片原因造成頻率散差大一
般在微調(diào)工序就能反映出來(lái)。為比較及時(shí)的了解頻率的一致性,應(yīng)在封焊工序增加一個(gè)抽檢工站,以考查微調(diào)封焊后狀況,尤其能較早發(fā)現(xiàn)微調(diào)范圍或微調(diào)人員的個(gè)體差異。分析原因時(shí)一定要考慮各批次產(chǎn)品在制程中流動(dòng)的時(shí)間是否大致相同,且越短越好,這一點(diǎn)對(duì)于產(chǎn)品的DLD特性也影響很大。
激勵(lì)功率相關(guān)性主要是考察產(chǎn)品在不同激勵(lì)功率下的頻率或電阻及其變化量,目前SMD產(chǎn)品設(shè)定的最小激勵(lì)功率一般是0.01uW,最大激勵(lì)功率一般是200 uW,20M以上的優(yōu)良產(chǎn)品DLD2和FDLD應(yīng)小于1,12M左右的低頻產(chǎn)品DLD2特性稍差,但其中心值也應(yīng)低于8Ω。產(chǎn)品DLD出問(wèn)題時(shí)的分析圖請(qǐng)參照產(chǎn)品電阻大的分析圖,但有一點(diǎn)應(yīng)特別引起重視—產(chǎn)品封焊前在制程中的流動(dòng)速度越快越好,各工序產(chǎn)出應(yīng)盡量平衡,減少物料在各工序等待時(shí)間。
DLD2:電阻激勵(lì)功率相關(guān)性(RRMAX — RRMIN)。單位:歐姆Ω
RLD2:激勵(lì)功率范圍內(nèi)的最大電阻。
FDLD:頻率激勵(lì)功率相關(guān)性(FLMAX ——FL MIN)
DELF(FLR):串并聯(lián)間隔(FL—Fr)
DLDH2:不同激勵(lì)功率下的電阻遲滯(同一激勵(lì)功率點(diǎn)前后兩次測(cè)試的ESR最大差值)。
常溫電阻特性主要是中心值與穩(wěn)定性。電阻中心值與控制上限的距離與產(chǎn)品的合格率息息相關(guān),在測(cè)試系統(tǒng)中可以用平均值代替中心值,一般要求產(chǎn)品平均值是控制上限的50%左右。做制程改善時(shí)重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)膠與污染。
芯片不良在電阻大這一不良項(xiàng)中出現(xiàn)次數(shù)會(huì)比較多,特別是新的芯片供貨商或開(kāi)發(fā)新頻點(diǎn)時(shí)。
常溫下產(chǎn)品的頻率主要是觀察其穩(wěn)定性與一致性。穩(wěn)定性是相對(duì)于單個(gè)產(chǎn)品而言,一方面要求產(chǎn)品在測(cè)試儀上重復(fù)測(cè)試時(shí),頻率變化量要小,好產(chǎn)品頻率變化量可以小于±0.5ppm,與產(chǎn)品頻率高低及TS大小有關(guān),一般情況下,頻率越高變化量越大,TS越大變化量越大,測(cè)量指標(biāo)一般是FL,若是FR則不存在TS的問(wèn)題;另一方面要求產(chǎn)品在電路中工作時(shí)不出現(xiàn)頻率漂移,也就是說(shuō)產(chǎn)品頻率不要跑到幾百甚至幾千ppm去,一般情況下只有高頻(27M以上)產(chǎn)品才會(huì)有這個(gè)問(wèn)題,尤其是3RD產(chǎn)品。
如果頻率不穩(wěn)定,偏移的幅度上百ppm或同時(shí)伴有C0偏小現(xiàn)象,應(yīng)考慮膠點(diǎn)是否松動(dòng)。
通常產(chǎn)品在常溫下的電阻要比頻率更穩(wěn)定,其變化量更容易控制在±0.5Ω以內(nèi),一般只有高頻產(chǎn)品或3RD產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)此類問(wèn)題,如果產(chǎn)品有此類現(xiàn)象往往歸在可靠性中分析。
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