晶振是一种对环境条件比较敏感的电子元器件,有时候小小的问题都有可能导致石英晶振出身不良情况,甚至是不起振,停振等问题。CEOB2B晶振平台专门针对,生产厂家在使用石英晶体谐振器时,将有可能出现的主要问题做了个总结,以及设计和布置晶振线路的一些建议,希望可以帮助各生产型企业顺利完美的使用贴片晶振,石英晶体等频率元件。
石英晶振不良问题归类:
1、晶振在工作逐渐出现停振现象,用手碰触或者用电烙铁加热晶振引脚又开始工作。
解决办法:出现这种情况是因为振荡电路中的负性阻抗值太小,需要调整晶振外接电容Cd和Cg的值来达到满足振荡电路的回路增益。
2、同一个产品试用两家不同晶振厂家的产品,结果不一样。
出现这种情况很好理解,不同厂商的材料、制程工艺等都不一样,会导致在规格参数上有些许差异。例如同样是+/-10ppm的频偏,A的可能大部分是正偏,B的可能大部分是负偏。
解决办法:一般来说在这种情况下,如果是射频类产品最好让贴片晶振厂家帮忙做一些电路匹配测试,这样确保电路匹配的最好。如果是非射频类产品则一般在指标相同的情况下可以兼容。
3、晶振虚焊或者引脚、焊盘不吃锡。
出现这种情况一般来说引脚出现氧化现象,或者引脚镀层脱落导致。
解决办法:晶振的储存环境相当重要,常温、常湿下保存,避免受潮。另外晶振引脚镀层脱落,可能跟晶振厂商或者SMT厂商的制程工艺有关,需要进一步确认。
4、频率偏移超出正常值。
解决办法:当电路中心频率正偏时,说明CL偏小,可以增加SMD晶振外接电容Cd和Cg的值。当电路中心频率负偏时,说明CL偏大,可以减少晶振外接电容Cd和Cg的值。
5、晶振外壳脱落。
有时晶振在过回流焊后会出现晶振外壳掉落的现象;有些是因为晶振受到外力撞击等原因导致外壳脱落。
解决办法:SMT厂在无源晶振过回流焊之前,请充分确认炉温曲线是否满足晶振的过炉要求,一般来说正规的晶振厂商提供的datasheet中都会提供参考值。
如果是外力因素导致的脱落则尽量避免这种情况发生。
6、石英晶体谐振器在工作中出现发烫,逐渐出现停振现象。
排除工作环境温度对其的影响,最可能出现的情况是激励电平过大。
解决办法:将激励电平DL降低,可增加Rd来调节DL。
7、其他不良问题
晶振设计、过程中的建议:
1、在选择压电石英晶体的型号及规格参数时,工程师应尽量与晶振大厂商或者专业代理商确认,避免选择的尺寸或者指标不常用,导致供货渠道少、批量供货周期长而影响生产,而且在价格上也会处于被动。
2、在PCB布线时,晶振电路的走线尽可能的短直,并尽可能靠近MCU。尽量降低振荡电路中的杂散电容对晶振的影响。
3、PCB布线的时候,尽量不要在进口贴片晶振下面走信号线,避免对晶振产生电磁干扰,从而导致振荡电路不稳定。
4、带有晶振的电路板一般不建议用超声波清洗,避免发生共振而损坏晶振导致不良。
虽然一般的石英水晶振子价格都比较便宜,在电路上也不那么起眼,但是晶振现在越来越受工程师的重视了。最直接的原因就是如果晶振出现异常,经常让工程师们抓狂,并且经常束手无策。因此选择一家好的晶振供应商就显得尤为重要了。
5、如果你的PCB板比较大,无源石英晶体尽量不要设计在中间,尽量靠边一些。这是因为晶振设计在中间位置会因PCB板变形产生的机械张力而受影响,可能出现不良。
6、如果你的PCB板比较小,那么建议晶振设计位置尽量往中间靠,不要设计在边沿位置。这是因为PCB板小,一般SMT过回流焊都是多拼板,在分板的时候产生的机械张力会对晶振有影响,可能产生不良。