首先需要指出的是晶振出现跳频现象,是一个因晶振本身品质不良问题所造成的严重问题。
晶振跳频,在晶振电气参数上体现为SPDB不达标,造成晶振目标频率在工作中跳到了另外一个频率上,SPDB也就是我们常说的寄生。导致晶振跳频的根本原因是由生产制造过程中诸多因素造成。一般情况下,该类问题晶振在出货之前无法通过品质全检,会被归类为不良品,直接淘汰报废。
现将导致晶振跳频的具体原因归纳为如下三点:
1、晶片本身材质纯度不达标
选材必须为石英单结晶体,晶体的Q值至少为200万以上高纯度水晶,如晶片杂质超标,不仅等效电阻增大,也会发生电阻值无法控制的问题。
2、晶片加工技术与工艺不达标
晶振制程复杂,每道工序必须严格按照要求进行及完成,比如:晶体的切割角度、厚度、晶片平行度及清洗是否彻底达标,镀银层是否足够均匀等。
3、晶振封装技术不达标
晶振抽真空程度是否达标,是否已经填充氮气,这都直接影响着着晶振在PCBA实际应用中的性能。如果晶振内部存在水蒸气,镀银层就会存在被氧化或腐蚀的风险。严重时,镀银层氧化脱落,造成晶振电阻值突变,造成跳频隐患。
补充说明一下:
在晶振生产前,如果电极设计不合格,比如有的晶振设计者为了减小晶振的等效电阻阻值,而盲目增加镀银的面积,这将导致的问题是晶片的镀银层面积越大,产生的谐波和杂波的震荡幅度也会越大。如果一些寄生振荡频率靠近主振频率(即目标频率与主振频率相差不大时),频谱仪测量时就会出现双峰成多峰,这说明晶振已经存在跳频风险,应该视为不合格产品进行淘汰。
总之晶振生产厂家要制造出频率稳定,精度高的晶振产品,除严格挑选石英晶体外,必须保持一个严谨的正确科学态度,时时刻刻严格对待每一道晶振的生产工艺和流程。对于因寄生(SPDB)不达标造成的客户端晶振应用不良问题的发生,一旦发生,绝对不可忽视。因为这说明晶振本身质量问题已经在生产制程中发生,却又成功通过了出货检验,导致最终不合格产品流入SMT产线。晶振跳频所导致的问题的严重性是不可预测的,原因是在晶振正常贴片完成的情况下,PCBA上电测试,存在工作正常,不良现象无法捕捉的可能性。这对后期电子产品的性能稳定性的控制造成了隐患。对此,晶振生产厂家必须严禁该类不良品流入客户端的应用阶段。
拥有二十余年的石英晶体产品的研发与生产的丰富经验,形成了完善的质量管控体系,从石英晶体的材料选择,每个制程工段的严格管控,及产品经由进口检测设备的全检流程。对于极少量寄生(SPDB)不达标的晶振产品,会在测试流程第一时间检出并予以淘汰。
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