晶振失效原因解析

晶振主要由石英晶片、银膜层电极、引线、支架和外壳等组成，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的机电效应特性，切割方向等密切相关。

晶振的好坏直接关系整个系统的稳定性，故如何选择一颗晶振，怎么看晶振的主要参数，是工程师的必修课，参数的选择关系到系统的稳定运行，具体选择不仅仅需要对晶振参数的详细把控（晶振的基本性能），也要不同参照不同系统的要求。选择不适当时可能会导致晶振不起振。今天品慧为大家分析晶振为什么会失效。

一、选型阶段：物料参数选型错误导致晶振不起振

1、等效负载需要8PF而选择了12PF

2、频率误差（ppm）太大，导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振

 3、负性阻抗过大或太小都会导致晶振不起振（调节外接电容，如图中C1C2，一般而言，负性阻抗值应满足不少于晶振标称最大阻抗3-5倍。负性阻抗过大，可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来降低负性阻抗）

 

4、激励电平过大或者过小导致晶振不起振；通过调整电路中的Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。一般而言，激励电平越小越好，处理功耗低之外，还跟振荡电路的稳定性和晶振的使用寿命有关。

二、质量：晶振制造问题

1、内部水晶片破裂或损坏导致不起振

2、晶振内部水晶片上附有杂质或者尘埃等导致晶振不起振

三、使用：

1、焊接时温度过高或时间过长，导致晶振内部电性能指标出现异常而引起晶振不起振

2、储存环境不当导致晶振电性能恶化而引起不起振

3、EMC问题导致晶振不起

当使用时发现晶振不起振，一般从以上三点找原因即可，若出现停振，则要看看是否发烫，从而可能是激励电平过高的原因；抑或是晶振在工作逐渐出现停振现象，用手碰触或者用电烙铁加热晶振引脚又开始工作，则一般原因为振荡电路中的负性阻抗值太小，需要调整晶振外接电容Cd和Cg的值来达到满足振荡电路的回路增益。

晶振在使用和贮存过程中，随着时间的变化而出现老化现象，通过对成品的解剖和原材料、制造工艺的分析，应用扫描电子显微镜的观察，初步认为失效的晶振频率稳定性差是由使用的原材料不当、石英晶片表层清洁处理不良、表层污染、蒸发的银膜层附着性差因素造成的。