石英晶振實踐使用要點總結(jié)與質(zhì)量控制及檢驗篩選操作
A.根據(jù)經(jīng)驗及晶體本身的特性總結(jié)出:
1、在使用過程中,外圍匹配電容(包括雜散電容)愈接近晶體標(biāo)稱電容,電路形成的振蕩頻率愈接近標(biāo)稱頻率。電路的穩(wěn)定性由晶體本身和外圍電路共同決定,最佳電路應(yīng)讓工作頻率高與標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)準(zhǔn)確度很高;
2、晶體在使用中還要具有一定的溫度穩(wěn)定性和抗震性及可焊性,如何實現(xiàn)?
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(chǎn)上,用優(yōu)質(zhì)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。
B. 晶振的作用是產(chǎn)生時鐘信號,晶體諧振器與其它器件共同組成晶體振蕩器。
C.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(tài)線路,有需求可選三態(tài)規(guī)格,SMD式的為三態(tài)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(nèi)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(yīng)注意SMD晶振兩側(cè)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(wěn)定。
D.隨著石英晶振的被廣泛應(yīng)用到各種高端設(shè)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(diào)整輸出頻率。(VT-TCXO壓控溫補振蕩器)TCXO是包含一個溫度感應(yīng)電路,在溫度發(fā)生變化是調(diào)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(nèi)保持較高的頻率穩(wěn)定度,一般精度要求在0-3PPM之內(nèi)的做成這種。OCXO具有更高的穩(wěn)定性,而且有更低的相位噪聲,精度更高,它是通過內(nèi)部的恒溫槽維持晶體溫度的穩(wěn)定。
E.晶體諧振器,要達到穩(wěn)定性好,要求串聯(lián)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(diào)試比較容易,使產(chǎn)品更穩(wěn)定,那么具體如何實現(xiàn)呢?
a,用Q值(Q值是等效電路中動態(tài)臂諧振時的品質(zhì)因數(shù),振蕩電路所能獲得的最大穩(wěn)定性直接與電路中晶體的Q值相關(guān)。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?。└叩乃Р牧?,能降低串聯(lián)電阻,同時控制膠量的勻稱性;
b,要求生產(chǎn)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;
c,成品測試將并聯(lián)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(nèi)。
晶振的檢驗技術(shù)和質(zhì)量控制
(一)石英晶體振蕩器:這種產(chǎn)品的在控制上我公司更是相當(dāng)?shù)膰栏瘢瑢γ恳豁梾?shù)都要求是最高的,所有產(chǎn)品參數(shù)我們都會用PRA1020測試儀器進行測試控制。另外除了對行業(yè)參數(shù)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(biāo)準(zhǔn)電壓是5V或是3.3V,除了要在標(biāo)準(zhǔn)電壓下保證誤差,參數(shù)正常,我們還會在上下限電壓進行參數(shù)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(xiàn)場觀看測試過程及測試數(shù)據(jù)表。不同客戶不同要求,客戶可以直接觀看篩選過程。
其他SMD晶振系列不再一一列舉。
(二)晶體諧振器:常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是頻率+/-30PPM,加嚴控制為+/-20PPM阻抗因頻率不同而變,2007年以前:B表格,今天參數(shù)控制是A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 ≤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
B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
(三)表晶,常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)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(jù)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。
另外,為了追求晶振的高穩(wěn)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(yè)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(shè)備—LD振動臺,對晶振的抗震性進行試驗測試。我們還將準(zhǔn)備增設(shè)帶電工作高低溫48小時老化控制設(shè)備。我們公司的宗旨就是把我們冠杰電子的產(chǎn)品做到精益求精,實現(xiàn)滿足客戶的高質(zhì)量的要求,讓冠杰電子所產(chǎn)晶振真正成為客戶首選。
此外,單單要嚴格要求這些參數(shù),還是不夠的,我們在其他參數(shù)包括DLD值,Q值等等,對這些參數(shù)我們通過權(quán)威檢測儀器250B進行檢測和控制,確??蛻艨梢杂玫劫|(zhì)量最好的晶體器件。
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