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從晶振著手,頻率老化解決有妙招

來源：http://www.benpai.com.cn 作者：jinluodz 2013年10月14

    頻率老化率是在恒定的環境條件下測量振蕩器頻率時，振蕩器頻率和時間之間的關系。這種長期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化造成的，因此，其頻率偏移的速率叫老化率，可用規定時限后的最大變化率。
    衣服穿久會變形，會褪色，甚至長時間的穿著會使布料破裂。手機用久了，會反復出現死機等現象。然而在壓電行業中，晶振會有個頻率老化，晶振的使用年限隨著時間的變化而變化。從生物學上來講，這個過程被稱為衰老，衰老是生物隨著時間的推移，自發的必然過程，它是復雜的自然現象，表現為結構和機能的衰退，適應性能和抵抗力的退減。當然在好的辦法下，也可促使其壽命延遲，但前提是得做足頻率老化這一功課，就讓金洛電子帶你走進晶振老化這堂課吧！
    然而造成晶體老化是因為在生產晶體的時候存在應力、污染物、殘留氣體、結構工藝缺陷等問題。污染物和殘留氣體的分子會沉積在晶體片上或使晶體電極氧化，振蕩頻率越高，所用的晶體片就越薄，這種影響就越厲害。這種影響要經過一段較長的時間才能逐漸穩定，而且這種穩定隨著溫度或工作狀態的變化會有反復——使污染物在晶體表面再度集中或分散。因此，頻率低的晶振比頻率高的晶振、工作時間長的晶振比工作時間短的晶振、連續工作的晶振比斷續工作的晶振的老化率要好。短穩：短期穩定度，觀察的時間為1mS、10mS、100mS、1S、10S。
    如若要降低老化率，要從下述幾個方面著手:
1、要保證晶片的光潔度，包括其邊緣的光潔度。
2、應采用深腐蝕工藝，確保破壞層被全部清除。
3、保證晶片的清潔度，要對晶片進行多遍仔細清洗，對諧振件和外殼也要清洗。
4、適當減薄電極膜的厚度,保證鍍膜公差,盡量減小微調量。
5、保證鍍膜和微調真空度，鍍膜前最好進行離子轟擊清洗。鍍膜過程中，晶片的溫度，濺射的速度均對電極質量有影響。
6、鍍膜前后，上架點膠后，微稠后應該進行高溫烘烤，以消除應力的影響，烘烤老化最好在可抽真空充氮氣的烘箱里進行。
7、導電膠的揮發物也會影響晶振的老化，點膠后至少應有一遍清洗。
8、為防止電極氧化,晶振殼內部應充高純氮氣。
9、要保證晶振的高密封性和低漏氣率。
10、客戶的使用狀態，特別是激勵功率的大小也會影響晶振的老化，激勵功率大，則老化加大。在加工過程中，應盡量減少電極在空氣里的暴露時間，防止晶片的再污染。
    后記：在晶體使用初期，老化主要受元件內部應力釋放影響，頻率向升高方向變化，而后期受電極膜吸附的影響，，其頻率按對數關系向降低方向變化，隨時間增加變化量逐漸降低。為減小出廠時的老化率，眾多晶振廠家會對產品進行了預老化。

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