晶振导致时钟芯片不工作的常见原因及解决方案

晶诺威科技归纳晶振导致时钟芯片不工作的常见原因及解决方案如下五点:

  • 在晶振制造过程中压封的环节,晶振内部要求抽真空/充氮气,如果发生压封不良,即石英晶振的密封性不好时,在酒精加压的条件下,其表现为漏气,称之为双漏,也会导致晶振不振。
  • 由于石英晶片本身的厚度很薄,当激励功率过大时,会使内部石英晶片破损,导致晶振不振。
  • 在焊锡时,当锡丝透过线路板上小孔渗过,导致引脚跟外壳连接在一块,或是晶振在制造过程中基座上引脚的锡点和外壳相连接发生单漏,都会造成短路,从而引起晶振不振。
  • 由于石英晶片在剪脚和焊锡的时候容易产生机械应力和热应力,而焊锡温度过高和作用时间太长都会影响到晶振,容易导致晶振工作处于临界状态,以至发生晶振时振时不振现象,甚至晶振停振。
  • 当晶振频率发生频偏,且超出频率偏差范围过多时,以至于时钟芯片捕捉不到晶振中心频率,从而导致晶振不起振现象。

解决晶振失效的方案主要分为以下两方面:

晶振导致时钟芯片不工作的常见原因及解决方案

 

客户端晶振电路应用方面:

  • 晶振为被动器件,它是由时钟芯片提供适当激励功率而正常工作。因此,当激励功率过低时,晶振不易起振。当激励功率过高时,便造成对晶振的过激励(over drive),引发石英晶片破损现象,导致晶振不振。所以,应按照晶振规格书提供适当的激励功率。另外,外接电容会消耗一定的功率,从而降低晶振Q值,使其稳定性下降而容易受周边有源组件影响,出现时振时晶振不振现象,所以,给无源晶振匹配合适的外接电容非常重要。
  • 时钟芯片不良,若芯片发生不良现象,如本身损坏或存有暗脚导致电路不通,或时通时不通,同样会体现为晶振时振时不振假象。在这种情况之下,更换合格时钟芯片之后,晶振失效现象就会消失,建议做交换实验来验证,比如把不良板的晶振取下来焊接到OK板上,如果晶振显示正常,则可排除晶振不良。
  • 控制好剪脚和焊锡工序,并保证基座绝缘性能和引脚质量,引脚镀层光亮均匀。为了更好地防止单漏,可以在插件晶振(如49S)下增加一个绝缘垫片。
  • 当晶振频率产生频偏而且超出时钟芯片捕捉频差范围时,应检查是否选择了正确的负载电容及/或为其匹配了合适的外接电容。

晶振生产厂家方面:

  • 严格按照技术及生产工艺要求之规定,在最后测试环节,对晶振进行检漏试验以检查其密封性,及时处理不良品并分析原因。
  • 压封工序是将调好的晶振在外壳密封之前填充氮气,以稳定晶振的电气性能。在此工序应保持送料仓、压封仓和出料仓干净,压封仓要连续冲氮气,并在压封过程中注意焊头磨损情况及模具位置,电压、气压和氮气流量是否正常,否则及时处理。工作人员严格遵循SOP并做好数据记录。
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