在前文《真空回流焊爐/真空焊接爐——晶振焊接》中我們提到，晶振作為電子設(shè)備的核心元件，相當(dāng)于電路的“心臟”，為系統(tǒng)提供基本的頻率信號(hào)。由于其廣泛的應(yīng)用程度，為了保證電路的正常運(yùn)行，其穩(wěn)定性與可靠性至關(guān)重要。本文將簡(jiǎn)單介紹晶振損壞時(shí)的一些特征現(xiàn)象，以及晶振失效的原因和對(duì)應(yīng)的解決辦法。

1.晶振質(zhì)量問題或是參數(shù)不匹配
在晶振的制造過程中，如果出現(xiàn)了壓封不良的情況，或是在焊接時(shí)剪腳而產(chǎn)生了機(jī)械應(yīng)力，晶振的氣密性會(huì)被影響。此外在晶片鍍電極時(shí)，空氣中的塵埃顆粒可能會(huì)附著在電極上面，或是金渣銀渣殘留，都可能導(dǎo)致晶振不起振。而在運(yùn)輸和使用過程中，跌落、撞擊等因素，也可能造成晶振內(nèi)部水晶片損壞，從而導(dǎo)致晶振無法正常工作。除了晶振本身的質(zhì)量問題，還存在晶振參數(shù)與電路參數(shù)不匹配的情況，如系統(tǒng)要求精度20ppm（part per million百萬分之幾，即：每一百萬個(gè)時(shí)鐘周期計(jì)算，會(huì)產(chǎn)生多少個(gè)時(shí)鐘偏移量），而使用的晶振參數(shù)只有70ppm；再或者匹配電容要求13PF（Power Factor：功率因數(shù)），而選擇的電容只有7PF等，這些都會(huì)引起工作電路不穩(wěn)定。
解決方法：晶振本身質(zhì)量不良，需要更換好的晶振。另外需要在制作、運(yùn)輸、使用過程中規(guī)劃操作，防止操作失誤導(dǎo)致晶振出現(xiàn)損壞。如果晶振參數(shù)與電路參數(shù)不匹配，則需要咨詢專業(yè)的晶振供應(yīng)商，根據(jù)正確的電容匹配值更換晶振或是外掛電容。

2.振蕩電路不匹配
一共有三個(gè)因素會(huì)影響到振蕩電路：頻率誤差、負(fù)性阻抗、激勵(lì)電平。
（1）頻率誤差太大會(huì)導(dǎo)致實(shí)際頻率偏離標(biāo)稱頻率，從而造成晶振不起振。
解決方法：選擇合適ppm值的晶振產(chǎn)品進(jìn)行替換。
（2）負(fù)性阻抗的大小會(huì)對(duì)晶振是否起振產(chǎn)生影響。無論過大或是過小均可能導(dǎo)致晶振不起振。
解決方法：通過調(diào)整晶振外接電容Cd和Cg（分別接在晶振兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容）的值來調(diào)節(jié)負(fù)性阻抗，通常負(fù)性阻抗至少為晶振標(biāo)稱的最大阻抗的3～5倍。當(dāng)負(fù)性阻抗過大時(shí)，減小電容值；當(dāng)負(fù)性阻抗過小時(shí)，增大電容值。
（3）激勵(lì)電平過大或過小也可能會(huì)造成晶振不起振。
解決方法：通過調(diào)整電路中的Rd值（二極管交流電阻）來調(diào)節(jié)對(duì)晶振輸出的激勵(lì)電平。通常情況下，激勵(lì)電平越小越好，越小的激勵(lì)電平有助于降低功耗，維持振蕩電路的穩(wěn)定性，延遲晶振的使用壽命。

3.焊接溫度過高或焊接時(shí)間過長(zhǎng)
如果某晶振使用的是熔點(diǎn)為178℃的焊錫，則當(dāng)焊接時(shí)晶振內(nèi)部超過150℃后，晶振的特性可能就會(huì)惡化，甚至導(dǎo)致不起振，因此需要根據(jù)晶振匹配的焊錫熔點(diǎn)選擇合適的焊接溫度。焊接引腳時(shí)，對(duì)于280℃的焊接溫度需控制在5s以內(nèi)，260℃的焊接溫度需控制在10s以內(nèi)，同時(shí)需要注意不要直接在引腳的根部進(jìn)行焊接，也會(huì)導(dǎo)致晶振的特性惡化或者不起振。

4.儲(chǔ)存環(huán)境不當(dāng)
晶振的儲(chǔ)存環(huán)境相當(dāng)重要，需在常溫、常濕的環(huán)境下保存，避免受潮。否則可能出現(xiàn)引腳氧化現(xiàn)象，造成晶振虛焊或者引腳不吃錫。

除上述的原因可能造成晶振失效外，此外還應(yīng)注意一些事項(xiàng)，從而提高晶振的穩(wěn)定性：
1.盡量避免在晶振下方走信號(hào)線，以減少電磁干擾的影響。
2.晶振電路的走線需要短而直，并靠近微控制單元，從而降低雜散電容對(duì)晶振的影響。
3.如果PCB板較大，晶振盡可能放置在邊緣位置，以減少受到PCB板變形產(chǎn)生機(jī)械張力的影響；如果PCB板較小，晶振盡可能放置在中心位置，以減少分板時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械張力對(duì)晶振的影響。
4.盡量不使用超聲波對(duì)帶有晶振的電路板進(jìn)行清洗，防止共振造成晶振損壞。

了解晶振失效的原因，并提前做好預(yù)防，可以最大限度減少晶振失效的風(fēng)險(xiǎn)，確保電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于上述可能造成晶振失效的原因中的第3個(gè)，我司自主研發(fā)的真空回流焊/真空共晶爐可以完美解決，得益于優(yōu)化的采用陣列、接觸式的加熱平臺(tái)，加熱面溫差小，不會(huì)造成局部的溫度突變，溫控精度＜±1℃，溫控重復(fù)精度＜±0.5℃，對(duì)于對(duì)焊接溫度要求極高的晶振來說至關(guān)重要。

關(guān)于晶振失效的分析就介紹到這里，晶振失效的原因是多種多樣的，本文只簡(jiǎn)述了其中一些基本原因，若有不當(dāng)之處歡迎各位朋友予以指正和指教；若與其他原創(chuàng)內(nèi)容有雷同之處，請(qǐng)與我們聯(lián)系，我們將及時(shí)處理。若您對(duì)我司的真空回流焊爐/真空焊接爐感興趣，可與我們聯(lián)系，或前往我司官網(wǎng)了解。

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