晶体谐振器选型与认证规范1.1

1.认证方式石英晶体谐振器采用按料号方式进行认证。2.石英晶体谐振器选型要求2.1谐振器封装选择，在满足稳定性的条件下，优先选用插件封装〔Φ2*6,Φ3*8〕，价格相对较有优势。贴片的价格相对较贵，稳定性好，占用空间小，适合自动贴装。高频晶体谐振器封装选择，对稳定性要求不高的电路，优先选择49S或者49SMD封装，价格相对较有优势。SMD5*7、SMD5*3.2、SMD3.2*2.5及SMD2*16等价格相对49S系列高出很多。1.8432Mhz的封装只能选择49U的封装。石英晶体谐振器频率偏差选择，其主要包括调整频差和温度频差，通常选用的为30PPM。具体选择参照如下：调整频差/温度频差等级±50ppm@25°C/±100ppm@Toper±30ppm@25°C/±50ppm@Toper±15ppm@25°C/±30ppm@Toper±15ppm@25°C/±20ppm@Toper±10ppm@25°C/±20ppm@Toper±10ppm@25°C/±15ppm@Toper2.4.1AT切割方式下49S/SMD封装晶体对应各频率段。.1基频〔Fundamental〕：在给定切变振动模式下，基频晶体频率范围在3.2MHz～32MHz内。2.42.4封装～晶体频率选择参照表：封装频率〔MHz〕45678910203040506070809010020024MHz～54MHz16MHz～54MHz12MHz～80MHz12MHz～100MHz12MHz～48MHz6MHz～100MHz8MHz～80MHz2.5负载电容选择负载电容CL是组成振荡电路时的必备条件。在通常的振荡电路中，石英晶体谐振器作为感抗，而振荡电路作为一个容抗被使用。负载电容和谐振频率之间的关系不是线性的，负载电容小时，频率偏差量大，当负载电容提高时，频率偏差量减小。当振荡电路中的负载电容减少时，谐振频率发生较大的偏差，甚至当电路中发生一个小变化时，频率的稳定性就受到巨大影响。负载电容可以是任意值，但10-30PF会更佳。对该电容的要求较高，习惯用NPO(C0G)材质的电容。2.6振动模式选择厚度切变振荡模式已广泛的被使用，除32.768K晶体采用音叉振动模式外，其他石英晶体均采用厚度切变振动模式。2.7切割方式选择高频主要采用AT和BT切割方式，通常选用的是AT切割方式。2.8品质因素Q值是石英晶体谐振器等效电路中动态臂谐振时的品质因素，振荡电路所能获得的最大稳定性直接与电路中晶体的Q值相关，Q值越高，外部电抗对晶体的影响越小。当然也不能一味的追求高Q值，其牺牲的是本钱。2.9静态电容选择通用为≤7pf，其主要影响的并联谐振频率fp。2.10工作温度范围选择工作温度范围常用的是-10℃～60℃、-20℃～70℃、-40℃～85℃。为归一化我司普温选择-20℃～70℃，宽温选择-401等效电阻选择通常等效电阻按附件一来选择，针对特殊电路因负阻抗不够特殊规定等效电阻除外。2鼓励功率，目前常用到的为10μW～之间。3年老化率选择年老化率通常为3PPM/year和5PPM/year。3.1石英晶体谐振器规格包括标称频率、调整频差、温度频差、封装、工作温度、储存温度、负载电容及等效电阻。3.2针对特殊晶体，还需要提供振动模式、切割方式、静态电容及品质因素。3.4规格名词解释标称频率指正常匹配振荡电路下，振荡电路输出的频率值。表示为MHz或KHz。调整频差指标称频率在一定温度〔25℃温度频差指标称频率在工作温度范围内的允许偏差。工作温度范围

石英晶体元器件在规定的误差内工作的温度范围。储存温度范围

晶体在非工作状态下保持标准特性的温度范围。负载电容.1任何外部电容一旦与石英晶体元器件串联，即会成为其谐振频率一个决定因素。负载电容变化时，频率也会随之改变。因此，在电路中使用时，经常会以标准负载电容来微调频率至期望值。.2负载电容系列有：8pf、10pf、15pf、20pf、30pf、50pf、100pf。.3CL=Cg*Cd/〔Cg+Cd〕+CsCg和Cd为晶体两管脚所接电容值。Cs为线路杂散电容值，一般为2～6pf。静态电容主要来自以石英芯片为介电材料与两个电极所形成的电容为主，另外一小局部来自连接石英芯片与连接线的导电接着材料之间的电容和封装外壳的电容切割方式依据不同的应用领域及工作温度需求,产生了许多不同的石英切割角度种类。例如AT-,BT-,CT-,DT-,NT,GT…..等不同的切割板片。不同的切割方向的板片具有不同的弹性常数张量,不同的压电常数张量及不同的介电常数张量。温频特性与切割角有关，每个石英晶体具有结晶轴，晶体切割是按其振动模式沿垂直于结晶轴的角度切割的。典型的晶体切割和温频特性如下。3振动模式不同的石英切割角度及不同电极形状的电场效应，石英芯片展现了各种不同的振动模式，以经常产生的振动模式可以分为弯曲模式，伸缩模式，面切变模式和厚度切变振动模式。等效电阻〔ESR，Rr，R1〕，又称谐振电阻。在规定条件下，石英晶体谐振器不串联负载电容在谐振频率时的电阻。

1鼓励功率电平晶体工作时所消耗功率的表征值。一般来讲，AT切晶体鼓励电平的增大，其频率变化是正的。鼓励电平过高会引起非线性效应，导致可能出现寄生振荡，严重热频漂，过应力频漂及电阻突变。当鼓励电平过低时那么会造成起振阻力不易克服、工作不良及指标的不稳定。鼓励电平相关性〔DLD〕：又称鼓励电平依赖性，为晶体元件谐振电阻随鼓励电平条件变化的效应。当加在晶体元件上的鼓励电平改变时，其谐振电阻也随之变化，该变化在一般情况下有一定规律，可用两个鼓励电平所对应的两个电阻之比表示，其表达式为：DLD＝Rr1/Rr2〔Rr1－为较低鼓励电平时的电阻，Rr2－为较高鼓励电平时的电阻〕

绝缘电阻：各绝缘引出端之间或引出端与外壳之间的电阻。

基频：在振动模式最低阶次的振动频率。

泛音：晶体振动的机械谐波。泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍，这是它与电气谐波的主要区别。泛音振动有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等。

等效电路石英晶体谐振器的振动实质上是一种机械振动，可以被一个具有电子转换性能的两端网络测出。这个回路包括L1、C1，同时C0作为一个石英晶体的绝缘体的电容被并入回路，与弹性振动有关的阻抗R1是在谐振频率时石英晶体谐振器的谐振阻抗。负性阻抗指从石英晶体共振子的二个端子往振荡线路看过去，振荡线路在振荡频率时的阻抗特性值。负性阻抗并不是石英振荡子的产品参数，却是振荡线路的一项重要特性参数。为提高振荡电路中的起振条件，须提高振荡电路中的负阻抗，而电路中没有足够的负阻抗偏差，那么较难起振。在振荡电路中负阻抗的值应到达谐振阻抗的5-10倍。年老化率以年为衡量单位，在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。频率变化最大是在晶体频率组件生产完后的第一个月，之后频率随时间的变化就会减少。导致此老化的原因很多，如：密封特性和完整性、制造工艺、材料类型、工作温度和频率。4.石英晶体谐振器规格书信息4.1规格书封面晶体谐振器须按料号做规格书封面须包含晶体谐振器型号码、制作日期、供给商工程部签字、供给商审核人签字、供给商核准人签字、星网公司名称、星网公司签字等。4.2PIN脚极性信息须对PIN脚进行定义，特别是四脚晶体谐振器。标称频率。负载电容调整频差温度频差4.3等效电阻工作温度范围储存温度范围绝缘电阻驱动功率老化率须有本体尺寸及精度，引脚尺寸及精度，焊盘尺寸及精度。对插件晶体谐振器须按星网要求进行引脚整形和切脚。供给商针对每一颗物料须做一个型号码。供给商需须对型号码做一个编码说明。贴片晶体谐振器须给出回流焊曲线。插件晶体谐振器须给出波峰焊曲线。针对烙铁拆卸温度及时间。晶体谐振器引出端强度和引出端弯曲强度测试及测试条件。气密性试验及测试条件。可焊性试验及温度和时间控制要求。耐焊接热试验及温度和时间控制要求。温度循环及试验方法。碰撞试验及方法。振动试验及方法。冲击试验及方法。自由落体试验及方法。老化试验及方法。规格书中须标注工作温度、存储温度及相对湿度。规格书中须注明包装方式、最小包装数量及包装的标签信息。贴片封装还须注明包装盘尺寸，载带材质及载带尺寸。插件封装还须注明包装盒材质及包装尺寸。5.晶体谐振器测试5.1样品测试须对晶体进行单体〔频率、ESR、Q、调整频差、温度频差及DLD〕测试。研发新机型开发时，还需要对电路进行负性阻抗测试。负性阻抗测试时，由于IC本身负性阻抗不够高，需要修改晶体谐振器ESR的，在样品测试报告中要特别注明。替代晶体测试时，还需要给FAE作切片分析。鼓励电平相关性时，电阻比须满足下表：谐振电阻〔Ω〕电阻比〔Rr1/Rr2〕＜55～1010～2020～3535～50＞50负性阻抗测试.1负性阻抗是来判断振荡电路稳定性的一个参数，如果负性阻抗太小，那么当振荡器随着老化，温度，电压的变化将受到很大的影响。.2负性阻抗的测试电路和步骤如下。测试电路：测试步骤：将可调电阻Vr与石英晶体串联接入回路调节Vr使回路起振或停振当回路刚停振时测试Vr负性阻抗值│-R│=R1+VrR1:晶体的阻抗值Vr:可变电阻推荐负性阻抗值│-R│>〔5～10〕*R1输出幅度测试当对输出幅度测试偏小时，需要调整两颗负载电容进行调试，以保证输出幅度到达要求。具体调试方法是将两负责电容量设置不一致，加大上图左侧电容量或者降低右侧电容量。晶体谐振器样品测试报告单见附表二5.2小批量测试5新机型物料走试生产流程；替代用晶体谐振器安排特别制造来对其进行验证,对不同产品线共用一颗物料时，只安排一次特别制造。须对物料进行板上频率测试。5输出波形及幅度测试。5整机烤机测试。上下温测试耐焊接热测试。小批量测试报告单见附表三5.3CPK验证为了保证晶体批量生产不出问题，IQC须对小批量采购晶体的频率偏差进行测试，测试数据须满足《星网锐捷来料CPK评估操作指导书》。测试的数量不少于100PCS。测试报告单见附表四49S/SMD封装〔AT切割〕调整频差±20PPM±30PPM频率范围〔M〕振动模式ESR〔max〕ESR〔max〕Q值〔min〕3.200to基频15020040K3.686to基频7010040K4.500to5.999基频607050Kto6.999基频456050K7.000to基频456060K8.000to8.999基频354560Kto基频354560Kto基频304070K13.000to40.000基频253080K三泛音456070K49U封装〔AT切割〕频率范围〔M〕振动模式ESR〔max〕Q值〔min〕1.8432to基频45050K2.000to基频30050K3.500to3.999基频15060Kto4.999基频10060K5.000to基频8070K6.000to7.999基频6070Kto基频6080Kto基频40100K24.000to三泛音4070K三泛音4070K附表一晶体谐振器样品申请单表单编号：产品线紧急情况部品类别部品名称型号制造商〔品牌〕是否环保是否安规工程名称工程阶段预估量产时间预估月用量需求数量需求日期应用电路功能描述：参数详细描述切割方式振动方式封装标称频率调整频差温度频差工作温度范围储存温度范围负载电容静态电容等效电阻绝缘电阻品质因素鼓励功率年老化率其他特殊要求：申请人所属部门E-mail审核人提交日期附表二晶体谐振器样品测试报告单提交时间：完成时间：编号：样品信息产品线星网料号厂家规格Marking厂家信息供给商〔品牌〕联系人e-mail研发验证测试设备测试环境验证机型整机测试项目1.板上频率测试2.负性阻抗测试3.4.5.测试结论：测试人：年月日SQE验证测试设备测试环境频率调整频差温度频差ESRQ值DLD绝缘电阻可焊性耐焊接热尺寸测试结论：测试人：年月日综合测评特别制造