晶振失效原因解析

作者： 揚(yáng)興晶振 日期：2022-02-11 瀏覽量：

晶振主要由石英晶片、銀膜層電極、引線、支架和外殼等組成，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個(gè)很重要的機(jī)電效應(yīng)特性，切割方向等密切相關(guān)。

晶振的好壞直接關(guān)系整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故如何選擇一顆晶振，怎么看晶振的主要參數(shù)，是工程師的必修課，參數(shù)的選擇關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，具體選擇不僅僅需要對(duì)晶振參數(shù)的詳細(xì)把控（晶振的基本性能），也要不同參照不同系統(tǒng)的要求。選擇不適當(dāng)時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致晶振不起振。今天揚(yáng)興為大家分析晶振為什么會(huì)失效。

  一、選型階段：物料參數(shù)選型錯(cuò)誤導(dǎo)致晶振不起振

  1、等效負(fù)載需要8PF而選擇了12PF

  2、頻率誤差（ppm）太大，導(dǎo)致實(shí)際頻率偏移標(biāo)稱頻率從而引起晶振不起振

 3、負(fù)性阻抗過(guò)大或太小都會(huì)導(dǎo)致晶振不起振（調(diào)節(jié)外接電容，如圖中C1C2，一般而言，負(fù)性阻抗值應(yīng)滿足不少于晶振標(biāo)稱最大阻抗3-5倍。負(fù)性阻抗過(guò)大，可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調(diào)大來(lái)降低負(fù)性阻抗）

  4、激勵(lì)電平過(guò)大或者過(guò)小導(dǎo)致晶振不起振；通過(guò)調(diào)整電路中的Rd的大小來(lái)調(diào)節(jié)振蕩電路對(duì)晶振輸出的激勵(lì)電平。一般而言，激勵(lì)電平越小越好，處理功耗低之外，還跟振蕩電路的穩(wěn)定性和晶振的使用壽命有關(guān)。

  二、質(zhì)量：晶振制造問(wèn)題

  1、內(nèi)部水晶片破裂或損壞導(dǎo)致不起振

  2、晶振內(nèi)部水晶片上附有雜質(zhì)或者塵埃等導(dǎo)致晶振不起振

  三、使用：

  1、焊接時(shí)溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致晶振內(nèi)部電性能指標(biāo)出現(xiàn)異常而引起晶振不起振

  2、儲(chǔ)存環(huán)境不當(dāng)導(dǎo)致晶振電性能惡化而引起不起振

  3、EMC問(wèn)題導(dǎo)致晶振不起

當(dāng)使用時(shí)發(fā)現(xiàn)晶振不起振，一般從以上三點(diǎn)找原因即可，若出現(xiàn)停振，則要看看是否發(fā)燙，從而可能是激勵(lì)電平過(guò)高的原因；抑或是晶振在工作逐漸出現(xiàn)停振現(xiàn)象，用手碰觸或者用電烙鐵加熱晶振引腳又開(kāi)始工作，則一般原因?yàn)檎袷庪娐分械呢?fù)性阻抗值太小，需要調(diào)整晶振外接電容Cd和Cg的值來(lái)達(dá)到滿足振蕩電路的回路增益。

晶振在使用和貯存過(guò)程中，隨著時(shí)間的變化而出現(xiàn)老化現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)成品的解剖和原材料、制造工藝的分析，應(yīng)用掃描電子顯微鏡的觀察，初步認(rèn)為失效的晶振頻率穩(wěn)定性差是由使用的原材料不當(dāng)、石英晶片表層清潔處理不良、表層污染、蒸發(fā)的銀膜層附著性差因素造成的。

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