GB∕T 8553-2023 晶体盒总规范

国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T8553—1987《晶体盒总规范》,与GB/T8553—1987相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)删除了材料的技术要求和试验方法(见1987年版的3.2);b)增加了SMD封装、陶瓷封装型式的晶体盒内容(见4.6.2.2b)、4.6.2.3.2、4.7、4.8.1.3、4.8.2.3、c)增加了外观、涂覆层厚度要求和试验方法(见4.3);d)增加了绝缘电阻的要求(见4.4);e)增加了抗折强度的要求(见4.7);f)增加了封装后基座气密性的要求(见4.9);g)增加了环境有害物质限量要求(见第6章)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国频率控制与选择用压电器件标准化技术委员会(SAC/TC182)归口。本文件起草单位：潮州三环(集团)股份有限公司、苏州工业园区阳晨封装技术有限公司、深圳市麦捷微电子科技股份有限公司。本文件及所代替文件的历次版本发布情况为：——1987年首次发布为GB/T8553—1987;——本次为第一次修订。1本文件规定了石英晶体元件用晶体盒的术语和定义、技术要求、试验方法、包装、标志、储存和运输。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2421—2020环境试验概述和指南GB/T2422—2012环境试验试验方法编写导则术语和定义GB/T2423.3—2016环境试验第2部分：试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB/T2423.17—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka:盐雾GB/T2423.22—2012环境试验第2部分：试验方法试验N:温度变化GB/T2423.23—2013环境试验第2部分：试验方法试验Q:密封GB/T2423.50—2012环境试验第2部分：试验方法试验Cy:恒定湿热主要用于元件的加速试验GB/T2423.60—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验U:引出端及整体安装件强度GB/T2828.1—2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T2829—2002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)GB/T5593—2015电子元器件结构陶瓷材料GB/T16921—2005金属覆盖层覆盖层厚度测量X射线光谱法GB/T26572—2011电子电气产品中限用物质的限量要求IEC60068-2-20:2021环境试验第2-20部分：试验试验Ta和Tb:有引线器件的可焊性和耐焊接热的试验方法(Environmentaltesting—Part2-20:Tests—TestTaandTb:Testmethodsforsol-derabilityandresistancetosolderingheatofdeviceswithleads)3术语和定义GB/T2422—2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。基座base;package;PKG晶体盒底部起支撑和密封作用的基体。晶体盒顶部起覆盖和密封作用的盖。2使用金属作为基座材质的封装形式。玻璃晶体盒glassenclosureforcrystalunits使用玻璃作为基座材质的封装形式。陶瓷晶体盒ceramicenclosureforcrystalunits使用陶瓷作为基座材质的封装形式。绝缘电阻insulationresistance基座不同导通线路之间在一定条件下的直流电阻。4技术要求和试验方法4.1通则各项要求应符合本文件的规定。若本文件的要求与详细规范不一致时，应以详细规范为准。4.2设计和结构壳罩的设计应与对应型号的基座相匹配，任何一批相同型号的壳罩与对应的基座应易装配并且具有互换性。晶体盒所有零部件均不应有可见裂纹，但对于金属或玻璃晶体盒，允许在玻璃边缘薄边处存在对性能无害的细微裂纹，但不准许导致产品性能不良的外观缺陷。用符合测量精度要求的量规、量具检查晶体盒零部件的所有尺寸，也可以用影像仪或其他满足测量精度的仪器测定其尺寸。用玻璃、陶瓷组成的零部件应在明亮光线下，用至少10倍放大镜或影像仪检查所有零部件的4.2.1.3所述缺陷是否在详细规范或客户要求允许的范围之内。4.3表面镀涂晶体盒零部件的镀涂层表面应光亮清洁，镀涂层表面的划伤不应暴露底镀层、基材金属或陶瓷，镀涂层厚度需在详细规范规定或客户图纸要求的范围内。3在明亮光线下，用至少10倍放大镜或影像仪检查镀涂层外观质量。镀涂层厚度按照GB/T16921一2005规定的方法测量。4.4绝缘电阻绝缘电阻应不小于10°Ω。除非详细规范另有规定，绝缘电阻应使用(100±15)V直流电压进行测量，电压施加在：——与外壳绝缘的各引出端；——彼此绝缘并连接在一起的引出端与外壳的金属件(若存在)间。进行本试验时，外壳上不应留有前面试验的任何湿气。施加电压后若读数稳定保持5s,则立即记录数值；若读数不稳定，则测量时间为60s。晶体盒的引出端按4.5.2试验后，引出端浸锡表面至少有95%以上面积覆盖新鲜、光滑连续的焊料，其余5%的表面允许存在气泡和凹坑，但不应集中在一处。裸露基体金属或浸锡区域未覆盖新的锡按照IEC60068-2-20:2021中的Ta试验方法1进行试验，引出端不做加速老化。4.6引出端强度晶体盒的引出端应能承受4.6.2适用的试验以及详细规范中所规定的施加力的作用。试验后，引出端和晶体盒结合处应无松动和裂纹、破损等可见损伤，引出端应无损伤和断裂。除具有三个以上引出端的试验样品应按照详细规范规定的每个试验样品受试引出端的数目外，应在全部引出端上进行试验。应保证试验样品所有的引出端经受试验的概率相同。试验后，在明亮光线下使用10倍或以上显微镜检查。4.6.2.2拉力试验和推力试验本试验适用于各种类型的引出端。a)对于线状引出端(圆截面、带状或签状),引出端应按GB/T2423.60—2008中试验Ua₁(拉力)和试验Ua₂(推力)的规定进行。除非详细规范另有规定，质量负荷为：4——签状(插入式)引出端：20N拉力，施加时间(10±1)s;——签状(插入式)引出端：20N推力，施加时间(10±1)s。b)对于表面贴装元器件的无引线引出端(金属焊盘),引出端应按GB/T2423.60—2008中试验Ue的安装方法，将直径为0.3mm的镀锡铜线焊接于金属焊盘上。使用拉力计沿垂直于引出端的焊盘平面方向，匀速施加拉力至3N后，保持拉力(10±1)s,观察焊盘是否脱落或分层。4.6.2.3.1本试验仅适用于可弯曲的线状引出端。引出端应按GB/T2423.60—2008中试验Ub(弯曲)的规定进行。除非详细规范另有规定，施加的力应限制在距石英晶体元件本体(2.5±0.5)mm处产生弯曲，所加质量负荷为5N,弯曲次数为3次。对于切槽插针式的引出端，用任何方便的方法固定或夹紧基座，使用图1所示弯曲工具弯曲插针切槽段以外的引出端部分。用弯曲工具将插针沿一个方向弯曲15°±2°,接着沿相反方向弯曲30°±2°,再向起始位置弯曲15°±2°结束。每个方向上的弯曲速度约为5(°)/s。为保证弯曲在切槽部位最先出现，可将一有两个插针孔的垫板放置在插针上部，该垫板的厚度可达到包括插针切槽段的一部分。标称瓦径图1线状引出端弯曲试验工具54.6.2.3.2本试验仅适用于无引线引出端(金属焊盘)产品。按GB/T2423.60—2008中试验Uel的方法，将晶体盒焊在基板中央。除非另有规定，本试验使用图2所示的弯曲装置，压头以(1±0.5)mm/s的速度在基板背面中央均匀向下用力，使弯曲量D最大不超过3mm,保持时间(5±1)s。试验后，目检焊盘是否虚焊、脱落或分层，陶瓷晶体盒不应出现裂纹。单位为毫米标引序号说明：1——试验前的基板；2——晶体盒；3——焊接；4——支座；5——试验期间的基板；6——压头。图2无引线引出端弯曲试验工具4.7抗折强度4.7.1技术要求本试验仅适用于基体材料主要为氧化铝陶瓷的晶体盒，其基体材料的抗折强度技术要求如表1表1陶瓷晶体盒基体材料抗折强度技术要求材料90%氧化铝瓷95%氧化铝瓷99%氧化铝瓷99.5%氧化铝瓷抗折强度4.7.2试验方法按GB/T5593—2015中抗折强度的试验方法进行。4.8温度冲击4.8.1技术要求4.8.1.1金属晶体盒金属晶体盒的基座组按4.8.2.1方法试验后，玻璃零部件及玻璃封接处应无贯穿性裂纹，其绝缘电阻应不小于10°Ω。6玻璃晶体盒的玻璃壳和玻璃芯柱，按4.8.2.2方法试验后，玻璃零部件应无贯穿性裂纹和炸裂现象。陶瓷晶体盒按4.8.2.3方法试验后，陶瓷零部件不应出现开裂、分层等机械缺陷或破坏，且满足4.9密封的要求。将基座组浸入100+1℃的液体助焊剂中至少30s,然后浸入215+10℃的熔融焊锡中至少10s,移除后立即抖掉焊锡，待基座组冷却到室温，再将基座组彻底进行清洗，干燥。在正常大气条件下恢复1h～2h将玻璃壳及玻璃芯柱浸入(100±5)℃沸水(15±1)s,然后立即投入到(O±5)℃冰水中(5±1)s,水槽容积要足够大，不能明显影响试验水温的保持。按GB/T2423.22—2012中试验Na的方法进行，将基座组在高温温度(155±2)℃下放置10min后，在转换时间20s～30s内，在低温温度(一65±3)℃下放置10min,循环5次。被试样品为未封装的基座组和已焊壳罩封装后的基座组合件。晶体盒基座组及其组合件按4.9.3试验时，其漏率应小于10-3Pa·cm³/s。质谱仪灵敏度应优于10~4Pa·cm³/s。本试验按GB/T2423.23—2013中试验Qk试验方法3中方法b的规定进行。将基座组夹紧在专用的试验夹具上，使氦质谱检漏仪检测口与夹具连接，将夹具腔体抽真空至检测口压力为10Pa,使用低压氦枪在基座需检漏的位置喷扫。本试验按GB/T2423.23—2013中试验Qk试验方法1的规定进行。除非详细规范另有规定，压力容器中的压力应为200kPa。74.10恒定湿热晶体盒基座组及壳罩按4.10.2试验后，不应有腐蚀、生锈现象，晶体盒绝缘电阻应不小于10°Ω。4.10.2.1金属晶体盒和玻璃晶体盒基座组及壳罩按GB/T2423.3—2016中试验Cab的方法进行。试验严酷度等级为48h。试验结束后在正常大气条件下恢复1h～2h后，按照4.4.2测量绝缘电阻，然后在明亮光线下用10倍放大镜检查其基座组和壳罩有无腐蚀、生锈。基座组及壳罩按GB/T2423.50—2012中试验Cy的方法进行。试验严酷度等级为21d。试验结束后在正常大气条件下恢复1h～4h后，按照4.4.2方法测量绝缘电阻，然后在明亮光线下用10倍放大镜检查其基座组和壳罩有无腐蚀、生锈现象。4.11盐雾按4.11.2试验后，基座组和壳罩的腐蚀和生锈面积应不超过总涂覆面积的5%。试验前，检查试验样品的外观，样品表面应干净，无油污和其他瑕疵。按GB/T2423.17—2008中试验Ka的方法进行试验，持续时间为48h。试验结束后，按GB/T2423.17—2008的规定清洗样品。在正常大气条件下恢复1h～2h,然后在明亮光线下用10倍放大镜检查基座组和壳罩，应符合4.11.1的要求。4.12外观晶体盒壳罩成型应光滑、平整，无裂口，无起皱凹陷，无严重划痕及毛刺。在不影响壳罩表面印字的范围内。4.12.1.2.1金属晶体盒及玻璃晶体盒玻璃零部件的封接应平整完全，无碎裂现象。玻璃粉量适中，不应存在局部收缩现象。玻璃表面不应高于或低于基座组底平面0.15mm。玻璃与金属引出线封接处爬杆现象不大于0.3mm。其余金属表面不准许粘有玻璃。玻璃与金属封接处不应有气泡。玻璃表面无大于φ0.3mm的气泡，但允许有对性能无害的小于φ0.3mm的单个气泡，其数量不应超过3个。8纸要求的范围内。在明亮光线下使用10倍或以上有刻度显微镜检查外观。缺陷尺寸可用放大倍数不低于20倍的三维影像测量仪测量，腔体内部缺陷可以用软X射线测量。必要时，按制造方与客户商定的外观样品对比检查。5检验规则5.1试验条件除非另有规定，所有试验都应在GB/T2421.1—2020中4.3规定的测量和试验用标准大气条件下进行：a)温度：15℃~35℃;b)相对湿度：45%～75%;5.2检验职责晶体盒的检验均应在制造厂或质量鉴定机构完成本文件规定的所有检验项目。试验设备和检查装置应符合国家规定的精度等级，并保证必要的维护和定期校准。5.3检验批一个检验批应由在同样条件下生产、同一时间内交验、同一型号的晶体盒的基座组或壳罩组成。5.4检验分类产品检验分为逐批检验和周期检验。5.5逐批检验5.5.1逐批检验方案逐批检验应由表2规定的检验项目组成，并按表2的规定进行。9表2逐批检验序号检验项目技术要求试验方法AQL检查批大小样品数量判据Ac1外观4.12.14.12.2ND0.065万只012设计和结构4.2.1.14.2.20.653壳罩4.2.1.24.2.24玻璃零部件4.2.1.34.2.25表面镀涂4.3.14.3.26绝缘电阻4.4.14.4.27可焊性4.5.14.5.2D8引出端强度4.6.14.6.29温度冲击4.8.14.8.2密封(封装后基座组合件)4.9.14.9.2.2密封(未封装基座组)4.9.14.9.2.10.10注：D表示破坏性检验，ND表示非破坏性检验，IL表示检查水平，AQL表示接收质量限，Ac表示合格判定数，Re表示不合格判定数。陶瓷晶体盒不适用。按照GB/T2828.1—2012中的正常检验一次抽样方案，检验项目、检查水平、接受质量限见表2。如有必要，接收质量限(AQL)可由供需双方协商规定。用户有权按本文件对产品进行检验，批量大小以交货单填写数量为准，每批产品以只为单位，随机抽取样本，用户有权拒收不合格批。如果检验批被拒收，制造厂可将该批返工以纠正缺陷，或进行分选，将有缺陷的零部件剔除。返工或分选后的再提交批应采用加严检查。再提交批应与其他批分开，并应有复检的标示。经过破坏性检验的试验样本不应按正常合格品进行交货。5.6周期检验正常生产时至少每3个月进行一次周期检验。有下列情况之一也应进行周期检验：a)新产品或老产品转厂生产试制时；b)正常生产后，如结构、材料、工艺有较大改变c)产品停产超过6个月，恢复生产时；d)逐批检验结果与上次周期检验有较大差异时；e)国家质量监督机构提出周期检验的要求时。周期检验的样本应从本周期制造的并经逐批检验合格的某个批或若干批中抽取。周期检验按照GB/T2829—2002中的判别水平为Ⅲ的一次抽样方案，其检验项目、检查周期、不合格质量水平(RQL)、判定数组(Ac、Re)见表3。表3周期检验序号检验项目技术要求试验方法RQL样品数量判据Ac1外观4.12.14.12.2NDⅢ02设计和结构4.2.1.14.2.2013壳罩4.2.1.24.2.24玻璃零部件4.2.1.34.2.25表面镀涂4.3.14.3.26绝缘电阻4.4.14.4.27可焊性4.5.14.5.2D8引出端强度4.6.14.6.29温度冲击4.8.14.8.2密封(未封装基座组)4.9.14.9.2.1密封(封装后基座组合件)4.9.14.9.2.2恒定湿热4.10.14.10.2盐雾试验4.11.14.11.2抗折强度4.7.14.7.2注：D表示破坏性检验，ND表示非破坏性检验，IL表示检查水平，RQL表示不合格质量水平，Ac表示合格判定数，Re表示不合格判定数。陶瓷晶体盒不适用。