晶振應(yīng)用中之常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法

1、v1.0可編輯可修改眾所周知，在電子行業(yè)有這樣一個(gè)形象的比喻：如果把MCU：匕作電路的“大腦”，那么晶振毫無(wú)疑問(wèn)就是 “心臟” 了。同樣，電路對(duì)“晶體晶振”（以下均簡(jiǎn)稱：“晶振”） 的要求也如一個(gè)人對(duì)心臟的要求一樣，最需要的就是穩(wěn)定可靠。晶振在電路中的作用就是為系統(tǒng)提供基本的頻率信號(hào)，如果晶振不工作，MCK會(huì)停止導(dǎo)致整個(gè)電路都不能工作。然而很多工程師對(duì)晶振缺乏足夠的重視和了解，而一旦出了問(wèn)題卻又表現(xiàn)的束手無(wú) 策，缺乏解決問(wèn)題的思路和辦法。晶振不起振問(wèn)題歸納1、物料參數(shù)選型錯(cuò)誤導(dǎo)致晶振不起振例如：某MCU1要匹配6PF的，結(jié)果選用的，導(dǎo)致不起振。解決辦法：更換符合要求的規(guī)格型號(hào)。必要時(shí)請(qǐng)與MCU

2、M廠或者我們確認(rèn)。2、內(nèi)部水晶片破裂或損壞導(dǎo)致不起振運(yùn)輸過(guò)程中損壞、或者使用過(guò)程中跌落、撞擊等因素造成晶振內(nèi)部水晶片損壞，從 而導(dǎo)致晶振不起振。解決辦法：更換好的晶振。平時(shí)需要注意的是：運(yùn)輸過(guò)程中要用泡沫包厚一些，避 免中途損壞；制程過(guò)程中避免跌落、重壓、撞擊等，一旦有以上情況發(fā)生禁止再使用。3、振蕩電路不匹配導(dǎo)致晶振不起振影響振蕩電路的三個(gè)指標(biāo)：頻率誤差、負(fù)性阻抗、激勵(lì)電平。頻率誤差太大，導(dǎo)致實(shí)際頻率偏移標(biāo)稱頻率從而引起晶振不起振。解決辦法：選擇合適的 PPM值的產(chǎn)品。負(fù)性阻抗過(guò)大太小都會(huì)導(dǎo)致晶振不起振。解決辦法：負(fù)性阻抗過(guò)大，可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調(diào)大來(lái)降低負(fù)性阻抗負(fù)性阻抗太小，

3、則可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調(diào)小來(lái)增大負(fù)性阻抗。一般而言，負(fù)性阻抗值應(yīng)滿足不少于晶振標(biāo)稱最大阻抗3-5倍。激勵(lì)電平過(guò)大或者過(guò)小也將會(huì)導(dǎo)致晶振不起振解決辦法：通過(guò)調(diào)整電路中的 Rd的大小來(lái)調(diào)節(jié)振蕩電路對(duì)晶振輸出的激勵(lì)電平。 一般而言，激勵(lì)電平越小越好，處理功耗低之外，還跟振蕩電路的穩(wěn)定性和晶振的使用 壽命有關(guān)。4、晶振內(nèi)部水晶片上附有雜質(zhì)或者塵埃等也會(huì)導(dǎo)致晶振不起振晶振的制程之一是水晶片鍍電極，即在水晶片上鍍上一次層金或者銀電極，這要求在萬(wàn)級(jí)無(wú)塵車間作業(yè)完成。如果空氣中的塵埃顆粒附在電極上，或者有金渣銀渣殘留在 電極上，則也會(huì)導(dǎo)致晶振不起振。解決辦法：更換新的晶振。在選擇晶振供應(yīng)商的時(shí)候需

4、要對(duì)廠商的設(shè)備、車間環(huán)境、工藝及制程能力予以考量，這關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)問(wèn)題。5、晶振出現(xiàn)漏氣導(dǎo)致不起振晶振在制程過(guò)程中要求將內(nèi)部抽真空后充滿氮?dú)猓绻霈F(xiàn)壓封不良，導(dǎo)致晶振氣密性不好出現(xiàn)漏氣；或者晶振在焊接過(guò)程中因?yàn)榧裟_等過(guò)程中產(chǎn)品的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致晶振 出現(xiàn)氣密性不良；均會(huì)導(dǎo)致晶振出現(xiàn)不起振的現(xiàn)象。解決辦法：更換好的晶振。在制程和焊接過(guò)程中一定要規(guī)范作業(yè)，避免誤操作導(dǎo)致 產(chǎn)品損壞。6、焊接時(shí)溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致晶振內(nèi)部電性能指標(biāo)出現(xiàn)異常而引起晶振不 起振以直插型為例，要求使用 178。C熔點(diǎn)的焊錫，晶振內(nèi)部的溫度超過(guò) 150° C,會(huì)引 起晶振特性的惡化或者不起振。焊接引腳時(shí)， 28

5、0° C下5秒以內(nèi)或者260° C以下10 秒以內(nèi)。不要在引腳的根部直接焊接，這樣也會(huì)導(dǎo)致晶振特性的惡化或者不起振。解決辦法：焊接制程過(guò)程中一定要規(guī)范操作， 對(duì)焊接時(shí)間和溫度的設(shè)定要符合晶振 的要求。如有疑問(wèn)可與我們聯(lián)系確認(rèn)。7、儲(chǔ)存環(huán)境不當(dāng)導(dǎo)致晶振電性能惡化而引起不起振在高溫或者低溫或者高濕度等條件下長(zhǎng)時(shí)間使用或者保存，會(huì)引起晶振的電性能惡化，可能導(dǎo)致不起振。解決辦法：盡可能在常溫常濕的條件下使用、保存，避免晶振或者電路板受潮。8、MCLM量問(wèn)題、軟件問(wèn)題等導(dǎo)致晶振不起振解決辦法：目前市場(chǎng)上面 MCUK新貨、翻新貨、拆機(jī)貨、貼牌貨等魚(yú)龍混雜，如果 沒(méi)有一定的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)或者選

6、擇正規(guī)的供貨商， 則極易買(mǎi)到非正品。這樣電路容易出現(xiàn)問(wèn) 題，導(dǎo)致振蕩電路不能工彳另外即便是正品 MCU如果燒錄程序出現(xiàn)問(wèn)題，也可能導(dǎo) 致晶振不能起振。9、EMC'可題導(dǎo)致晶振不起振解決辦法：一般而言，金屬封裝的制品在抗電磁干擾上優(yōu)于陶瓷封裝制品，如果電路上EMCM大，則盡量選用金屬封裝制品。 另外晶振下面不要走信號(hào)線， 避免帶來(lái)干擾。10、其他問(wèn)題導(dǎo)致晶振不起振晶振其他不良問(wèn)題歸納1、頻率偏移超出正常值。解決辦法：當(dāng)電路中心頻率正偏時(shí)， 說(shuō)明CL偏小，可以增加晶振外接電容 Cd和Cg 的值。當(dāng)電路中心頻率負(fù)偏時(shí)，說(shuō)明CL偏大，可以減少晶振外接電容 Cd和Cg的值。2、晶振在工作中出現(xiàn)發(fā)

7、燙，逐漸出現(xiàn)停振現(xiàn)象排除工作環(huán)境溫度對(duì)其的影響，最可能出現(xiàn)的情況是激勵(lì)電平過(guò)大。解決辦法：將激勵(lì)電平 DL降低，可增加 Rd來(lái)調(diào)節(jié)DL。3、晶振在工作逐漸出現(xiàn)停振現(xiàn)象，用手碰觸或者用電烙鐵加熱晶振引腳又開(kāi)始工 作。解決辦法：出現(xiàn)這種情況是因?yàn)檎袷庪娐分械呢?fù)性阻抗值太小，需要調(diào)整晶振外接電容Cd和Cg的值來(lái)達(dá)到滿足振蕩電路的回路增益。4、晶振虛焊或者引腳、焊盤(pán)不吃錫。出現(xiàn)這種情況一般來(lái)說(shuō)引腳出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，或者引腳鍍層脫落導(dǎo)致。解決辦法：晶振的儲(chǔ)存環(huán)境相當(dāng)重要，常溫、常濕下保存，避免受潮。另外晶振引 腳鍍層脫落，可能跟晶振廠商或者 SMTT商的制程工藝有關(guān)，需要進(jìn)一步確認(rèn)。5、同一個(gè)產(chǎn)品試用兩家不

8、同晶振廠商的產(chǎn)品，結(jié)果不一樣。出現(xiàn)這種情況很好理解，不同廠商的材料、制程工藝等都不一樣，會(huì)導(dǎo)致在規(guī)格參 數(shù)上有些許差異。例如同樣是 +/-10ppm的頻偏，A的可能大部分是正偏，B的可能大部 分是負(fù)偏。解決辦法：一般來(lái)說(shuō)在這種情況下，如果是射頻類產(chǎn)品最好讓晶振廠商幫忙做一些 電路匹配測(cè)試，這樣確保電路匹配的最好。如果是非射頻類產(chǎn)品則一般在指標(biāo)相同的情 況下可以兼容。6、晶振外殼脫落。有時(shí)晶振在過(guò)回流焊后會(huì)出現(xiàn)晶振外殼掉落的現(xiàn)象；有些是因?yàn)榫д袷艿酵饬ψ矒舻仍驅(qū)е峦鈿っ撀?。解決辦法：SMTT在晶振過(guò)回流焊之前，請(qǐng)充分確認(rèn)爐溫曲線是否滿足晶振的過(guò)爐 要求，一般來(lái)說(shuō)正規(guī)白晶振廠商提供的datash

9、eet中都會(huì)提供參考值。如果是外力因素導(dǎo)致的脫落則盡量避免這種情況發(fā)生。7、其他不良問(wèn)題晶振設(shè)計(jì)、過(guò)程中的建議1、在PCBW線時(shí)，晶振電路的走線盡可能的短直，并盡可能靠近 MCU盡量降低振 蕩電路中的雜散電容對(duì)晶振的影響。2、PCBW線的時(shí)候，盡量不要在晶振下面走信號(hào)線，避免對(duì)晶振產(chǎn)生電磁干擾，從 而導(dǎo)致振蕩電路不穩(wěn)定。3、如果你的PCB板比較大，晶振盡量不要設(shè)計(jì)在中間，盡量靠邊一些。這是因?yàn)?晶振設(shè)計(jì)在中間位置會(huì)因 PCBR變形產(chǎn)生的機(jī)械張力而受影響，可能出現(xiàn)不良。4、如果你的PCB板比較小，那么建議晶振設(shè)計(jì)位置盡量往中間靠，不要設(shè)計(jì)在邊 沿位置。這是因?yàn)镻CBR小，一般SMTi回流焊都是多拼板，在分板的時(shí)候產(chǎn)生的機(jī)械 張力會(huì)對(duì)晶振有影響，可能產(chǎn)生不良。5、在選擇晶振的型號(hào)及規(guī)格參數(shù)時(shí)，工程師應(yīng)盡量與晶振大廠商或者專業(yè)代理商 確認(rèn)，避免選擇的尺寸或者指標(biāo)不常用，導(dǎo)致供貨渠道少、批量供貨周期長(zhǎng)而影響生產(chǎn)， 而且在價(jià)格上也會(huì)處