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更多>>細(xì)說晶振常溫特性以及帶來的影響因素
來源：http://www.diginow.com.cn 作者：康比電子 2018年08月08
一些電子產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中,多多少少都會遇到一些電子元件出現(xiàn)的問題，該篇文章由康比電子給大家介紹一下在生產(chǎn)過程中遇到晶振的問題應(yīng)該如何解決,正確判斷是哪個方面出現(xiàn)問題.
一、常溫產(chǎn)品特性：
常溫產(chǎn)品特性有時也稱為室溫產(chǎn)品特性，一般是指產(chǎn)品在環(huán)境溫度為25℃，相對濕度為50%左右時所測量出來的電性能參數(shù)，主要是頻率，電阻，激勵功率相關(guān)性及電容比等指標(biāo)。
1.1、常溫下石英晶振產(chǎn)品的頻率主要是觀察其穩(wěn)定性與一致性。穩(wěn)定性是相對于單個產(chǎn)品而言，一方面要求晶振在測試儀上重復(fù)測試時，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，測量指標(biāo)一般是FL，若是FR則不存在TS的問題；另一方面要求產(chǎn)品在電路中工作時不出現(xiàn)頻率漂移，也就是說產(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)品才會有這個問題，尤其是3RD產(chǎn)品。
如果頻率不穩(wěn)定，偏移的幅度上百ppm或同時伴有C0偏小現(xiàn)象，應(yīng)考慮膠點是否松動。
1.2、對于一條相對成熟的生產(chǎn)線來說，產(chǎn)品在常溫下的頻率穩(wěn)定性一般不會出現(xiàn)問題，比較常見的是產(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。一致性考慮是多個產(chǎn)品的頻率公差，在測試系統(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，也可以使用儀器測試系統(tǒng)中的CPK計算功能，通過CPK來衡量產(chǎn)品的一致性。
因烤膠時間或溫度不正確也會造成頻率散差大，只是出現(xiàn)的概率較小，芯片原因造成SMD晶振頻率散差大一般在微調(diào)工序就能反映出來。為比較及時的了解頻率的一致性，應(yīng)在封焊工序增加一個抽檢工站，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)人員的個體差異。分析原因時一定要考慮各批次產(chǎn)品在制程中流動的時間是否大致相同，且越短越好，這一點對于產(chǎn)品的DLD特性也影響很大。
1.3、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。做制程改善時重點關(guān)注點膠與污染。芯片不良在電阻大這一不良項中出現(xiàn)次數(shù)會比較多，特別是新的芯片供貨商或開發(fā)新頻點時。
1.4、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)品會出現(xiàn)此類問題，如果產(chǎn)品有此類現(xiàn)象往往歸在可靠性中分析。
1.5、激勵功率相關(guān)性主要是考察石英晶體振蕩器產(chǎn)品在不同激勵功率下的頻率或電阻及其變化量，目前SMD產(chǎn)品設(shè)定的最小激勵功率一般是0.01uW，最大激勵功率一般是200uW，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出問題時的分析圖請參照產(chǎn)品電阻大的分析圖，但有一點應(yīng)特別引起重視—產(chǎn)品封焊前在制程中的流動速度越快越好，各工序產(chǎn)出應(yīng)盡量平衡，減少物料在各工序等待時間。
DLD2：電阻激勵功率相關(guān)性（RRMAX—RRMIN）。單位：歐姆Ω
RLD2：激勵功率范圍內(nèi)的最大電阻。
FDLD：頻率激勵功率相關(guān)性（FLMAX——FLMIN）
DELF（FLR）：串并聯(lián)間隔（FL—Fr）
DLDH2：不同激勵功率下的電阻遲滯（同一激勵功率點前后兩次測試的ESR最大差值）。
二、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)良石英晶體諧振器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，另外芯片加工過程的平面度（高頻）和修邊情況（低頻）也會影響產(chǎn)品的溫度特性。制程中芯片污染，電極偏位等也會對產(chǎn)品的溫度特性造成影響。
三、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，不會因常規(guī)的搬運，儲存而使其性能受影響，不會因客戶的焊接，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各種可靠性試驗來衡量，目前常見的可靠性試驗有：
高溫儲存試驗 125℃±10℃；1000H±24H
溫度循環(huán)試驗 T1=-55℃±10℃ T2= 125℃±10℃；循環(huán)次數(shù)10次。（溫度轉(zhuǎn)換約30分鐘）
溫度沖擊試驗 T1=-55℃±10℃ T2= 125℃±10℃；循環(huán)次數(shù)10次。（溫度轉(zhuǎn)換時間5秒）
恒溫恒濕試驗 TC 85±10℃ H 85% ；1000H±24H
可焊性（焊錫）試驗 230±10℃；3s
耐焊接試驗260±10℃；10 s
跌落試驗 75cm；3次。
振動試驗頻率10Hz—2000Hz；振幅1.5mm；每方向40分鐘。
老化率試驗 TC85±10℃；300H
壽命試驗（MTBF）；85℃or125℃；1000H；利用公式及失效產(chǎn)品數(shù)計算出產(chǎn)品模擬壽命。
在以上十項試驗中，恒溫恒濕試驗主要考察產(chǎn)品儲存時會不會出現(xiàn)外觀變異，是否會影響焊接，可焊性（焊錫）試驗主要考察產(chǎn)品在客戶端使用時能否順利焊接到電路板上，只要原材料不出問題，產(chǎn)品在制程中不嚴(yán)重超溫，無嚴(yán)重污染就不會有問題。
其余試驗主要是通過對比試驗前后產(chǎn)品的電性能變化情況來衡量產(chǎn)品的可靠性，其中高溫儲存試驗，老化率試驗和壽命試驗考察產(chǎn)品的儲存條件與儲存時間；溫度循環(huán)試驗和溫度沖擊試驗考察產(chǎn)品在客戶端使用時對溫度變化的耐受情況。產(chǎn)品在制程中無明顯污染，銀層牢固，封焊時露點符合要求，檢漏無漏氣就能滿足要求。
跌落試驗考察產(chǎn)品受機械力沖擊時的耐受情況，跌落試驗不合格應(yīng)分兩各情況來處理，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，芯片在搭載時是否過低；另一各情況是脫膠，或稱膠點松動，應(yīng)檢查烤膠工藝是否有問題，芯片上下膠量是否足夠，上下膠連接處膠量是否飽滿。
一、常溫產(chǎn)品特性：
常溫產(chǎn)品特性有時也稱為室溫產(chǎn)品特性，一般是指產(chǎn)品在環(huán)境溫度為25℃，相對濕度為50%左右時所測量出來的電性能參數(shù)，主要是頻率，電阻，激勵功率相關(guān)性及電容比等指標(biāo)。
1.1、常溫下石英晶振產(chǎn)品的頻率主要是觀察其穩(wěn)定性與一致性。穩(wěn)定性是相對于單個產(chǎn)品而言，一方面要求晶振在測試儀上重復(fù)測試時，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，測量指標(biāo)一般是FL，若是FR則不存在TS的問題；另一方面要求產(chǎn)品在電路中工作時不出現(xiàn)頻率漂移，也就是說產(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)品才會有這個問題，尤其是3RD產(chǎn)品。
如果頻率不穩(wěn)定，偏移的幅度上百ppm或同時伴有C0偏小現(xiàn)象，應(yīng)考慮膠點是否松動。
1.2、對于一條相對成熟的生產(chǎn)線來說，產(chǎn)品在常溫下的頻率穩(wěn)定性一般不會出現(xiàn)問題，比較常見的是產(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。一致性考慮是多個產(chǎn)品的頻率公差，在測試系統(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，也可以使用儀器測試系統(tǒng)中的CPK計算功能，通過CPK來衡量產(chǎn)品的一致性。
1.3、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。做制程改善時重點關(guān)注點膠與污染。芯片不良在電阻大這一不良項中出現(xiàn)次數(shù)會比較多，特別是新的芯片供貨商或開發(fā)新頻點時。
1.4、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)品會出現(xiàn)此類問題，如果產(chǎn)品有此類現(xiàn)象往往歸在可靠性中分析。
1.5、激勵功率相關(guān)性主要是考察石英晶體振蕩器產(chǎn)品在不同激勵功率下的頻率或電阻及其變化量，目前SMD產(chǎn)品設(shè)定的最小激勵功率一般是0.01uW，最大激勵功率一般是200uW，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出問題時的分析圖請參照產(chǎn)品電阻大的分析圖，但有一點應(yīng)特別引起重視—產(chǎn)品封焊前在制程中的流動速度越快越好，各工序產(chǎn)出應(yīng)盡量平衡，減少物料在各工序等待時間。
DLD2：電阻激勵功率相關(guān)性（RRMAX—RRMIN）。單位：歐姆Ω
RLD2：激勵功率范圍內(nèi)的最大電阻。
FDLD：頻率激勵功率相關(guān)性（FLMAX——FLMIN）
DELF（FLR）：串并聯(lián)間隔（FL—Fr）
DLDH2：不同激勵功率下的電阻遲滯（同一激勵功率點前后兩次測試的ESR最大差值）。
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)良石英晶體諧振器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，另外芯片加工過程的平面度（高頻）和修邊情況（低頻）也會影響產(chǎn)品的溫度特性。制程中芯片污染，電極偏位等也會對產(chǎn)品的溫度特性造成影響。
三、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，不會因常規(guī)的搬運，儲存而使其性能受影響，不會因客戶的焊接，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各種可靠性試驗來衡量，目前常見的可靠性試驗有：
高溫儲存試驗 125℃±10℃；1000H±24H
溫度循環(huán)試驗 T1=-55℃±10℃ T2= 125℃±10℃；循環(huán)次數(shù)10次。（溫度轉(zhuǎn)換約30分鐘）
溫度沖擊試驗 T1=-55℃±10℃ T2= 125℃±10℃；循環(huán)次數(shù)10次。（溫度轉(zhuǎn)換時間5秒）
恒溫恒濕試驗 TC 85±10℃ H 85% ；1000H±24H
可焊性（焊錫）試驗 230±10℃；3s
耐焊接試驗260±10℃；10 s
跌落試驗 75cm；3次。
振動試驗頻率10Hz—2000Hz；振幅1.5mm；每方向40分鐘。
老化率試驗 TC85±10℃；300H
壽命試驗（MTBF）；85℃or125℃；1000H；利用公式及失效產(chǎn)品數(shù)計算出產(chǎn)品模擬壽命。
在以上十項試驗中，恒溫恒濕試驗主要考察產(chǎn)品儲存時會不會出現(xiàn)外觀變異，是否會影響焊接，可焊性（焊錫）試驗主要考察產(chǎn)品在客戶端使用時能否順利焊接到電路板上，只要原材料不出問題，產(chǎn)品在制程中不嚴(yán)重超溫，無嚴(yán)重污染就不會有問題。
其余試驗主要是通過對比試驗前后產(chǎn)品的電性能變化情況來衡量產(chǎn)品的可靠性，其中高溫儲存試驗，老化率試驗和壽命試驗考察產(chǎn)品的儲存條件與儲存時間；溫度循環(huán)試驗和溫度沖擊試驗考察產(chǎn)品在客戶端使用時對溫度變化的耐受情況。產(chǎn)品在制程中無明顯污染，銀層牢固，封焊時露點符合要求，檢漏無漏氣就能滿足要求。
跌落試驗考察產(chǎn)品受機械力沖擊時的耐受情況，跌落試驗不合格應(yīng)分兩各情況來處理，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，芯片在搭載時是否過低；另一各情況是脫膠，或稱膠點松動，應(yīng)檢查烤膠工藝是否有問題，芯片上下膠量是否足夠，上下膠連接處膠量是否飽滿。
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