石英晶体培训教程.doc

晶体、晶振培训
8月1日
2008
晶体谐振器：石英晶体谐振器为晶体振荡器的核心元件，由石英片、电极、支架及其他辅助装置组成，它是利用石英晶体的压电效应制成的电、机械振荡系统，由于石英晶体在物理和化学性能上都是较稳定的材料，因而其谐振频率必然稳定，晶体具有品质因数高，弹性振动损耗小的特点以及采用不同切割方式和几何形状可获得良好频率温度特性的优点，它被广泛应用于各类普通振荡器，压控振荡器，温度补偿晶体振荡器以及恒温晶体振荡器等。
晶体振荡器：是一种把直流电能转变成交流电能的装置，有时也称为信号发生器，它由直流电源、晶体管或电子管及振荡系统三个主要部分组成。使用了以晶体为核心的振荡电路，由于使用了具有高Q值的晶体，因此振荡器稳定性比较好，主要用于时钟信号产生电路和时钟标准。按用途和特点可分为普通晶体振荡器、电压控制晶体振荡器、温补晶体振荡器和温度控制晶体振荡器；按晶体振荡模式分，基频晶体振荡器、泛音晶体可分为振荡器；按采用分频、倍频技术可分为倍频晶体振荡器、分频晶体振荡器；如果按特定的技术要求也可以分为高稳定晶体振荡器、低噪声晶体振荡器、耐高温晶体振荡器、耐高温晶体振荡器、耐低温晶体振荡器、耐辐射晶体振荡器等等。

ppm=10E-6
PXO：高精度普通晶体振荡器VCXO：Voltage Controlled Crystal Oscillator 压控晶体振荡器TCXO：Temperature Controlled Crystal Oscillator 温度补偿晶体振荡器OCXO：Oven Controlled Crystal Oscillator 恒温晶体振荡器TCVCXO：Temperature Compensated/Voltage Controlled Crystal Oscillator 温补/压控晶体振荡器OCVCXO：Oven Controlled/Voltage Controlled Crystal Oscillator 恒温/压控晶体振荡器MCXO：Microcomputer Compensated Crystal OscillatorRbXO：Rubidium-Crystal Oscillator 铷原子晶体振荡器

一 石英材料（水晶）简介
石英产品主要是利用石英材料（水晶）的压电效应制成的电子原件和器件，压电效应是一种机电能量互换的现象，压电效应分为正压电效应和逆压电效应，正压电效应是以机械应力及应变（形变）作用而使物体产生电荷或电压输出。逆压电效应是以电能输入使之产生机械能或位移（形变）的输出。如果把交变电压施加到石英芯片两个电极之间，当交变电压的频率与石英芯片固有频率一致时，通过逆压电效应，芯片便产生机械振动，同时又通过正压电效应而输出电信号。石英材料的压电效应是有方向性的，只有在电轴方向才具有压电效应。石英有天然石英和人造石英。天然石英和人造石英均为多面体形状。目前电子元器件使用的主要是人造石英材料。主要成分为SiO2。
产品主要有石英晶体谐振器、石英晶体振荡器。
产品主要特点有：高稳定性（年老化率小于+/- 5PPM）、高Q（品质因数）值、低功耗、小体积、易于使用。
产品主要应用于通讯、电脑、导航、航空航天、家用电器等领域。一般石英晶体谐振器的频率可从数百赫兹至几百兆赫兹。
二、石英晶片：
2.1、石英晶片主要有方片、圆片、条片。
方片：9.9*9.9 1.843200-2.457600 MHz
圆片: φ8.70 2.500000-6.176000 MHz
圆片：φ8.00 6.400000-18.432000 MHz Fund、22.000000-52.416000 MHz 3RD。
圆片：φ6.50 18.688000-28.400000 MHz Fund 52.203000-100.000000 MHz 3Rd。
圆片：φ5.50 28.704000-40.960000 MHz FUNF 104.000000-135.000000 MHz 3Rd。
7.159000-135.000000 MHz 用于 UM-1。
条片：8.00*2.00 49S、49SM。
5.00*2.50 8FA、7SB、7050/OSC。
4.00*1.80 6SB、6FA/B。
3.50*1.80 5SB、5FA/B、 5032/OSC。
2.80*1.20 4SB。
2.2、石英晶片有平片、凸片（导边片）。低频片一般要导边(修边)，主要是降低电阻（ESR）。
非抛光片、抛光片（一般80.000 MHz以上进行抛光,降低晶片电阻）
2.3、石英晶片的加工工序主要有：切割、研磨、腐蚀、清洗。
2.4、切割：用不同角度对石英晶棒进行切割，可获得不同特性之石英
晶片，通常我们把石英晶片对晶棒坐标轴某种方位（角度）的切割称为
石英晶片的切型。不同切型的石英晶片，因其弹性性质，压电性质，温
度性质不同，其电特性也各异，目前主要使用的有AT切、BT切。
其它切型还有 CT、DT、GT、NT等。

AT、BT切厚度切变振动石英晶片的切割方位（角度）及切型特性如下：
类别 \切型
AT
BT
切角范围
ZZ′（+34°20′----35°35′）
ZZ′（—47°30′----52°）
频率范围
基频：500---30000KHZ
泛音：15---270MHZ
基频：1000---50000KHZ
泛音：15---75MHZ
频率常数
平片1670KHZ.MM
2560KHZ.MM
频率温度特性
见下图
见下图

主要特性
使用最多的一种切型
频率温度特性很好
体积可作得很小
有方片、条片、圆片、平片透镜等多种规格形状
可制作Q值很高的超精密晶体
活力及温度特性都比AT切差
Z、T、C点比AT易于控制
易加工
可制得Q值很高的晶体

切割角度
晶片厚度
ESR
激励功率
迁移度TS
温度范围
频率范围
AT切晶体
38º13′换算
35º15′Fund
35º22′3Rd
2º58′ 进口片
薄
小
小
大
宽(-20~70℃)
宽
BT切晶体
-49º12′
厚
大
大
小
窄(0~60℃)
窄

在选用晶片时应注意温度范围、温度范围内的频差要求，温度范围宽时(-40℃-85℃)切割角度比窄温(-10℃-70℃)切割角度应略高。
对于条片，长边为 X轴，短边为Z轴，面为Y轴。
对于圆片，X、Z轴较难区分，所以对精度要求高的产品（如部分定单的UM-1），会在X轴方向进行拉弦（切掉一小部分），以利于晶片有方向的装架点胶，点胶点点在Z轴上。保证产品温度特性。

2.5、研磨：通过对切割整形后的晶片进行研磨，使晶片达到（厚度/频率）的一定范围。
晶片厚度与频率的关系为：
AT切晶片厚度为：t= 1670*n/ f0
BT切晶片厚度为：t= 2560*n/ f0
t: 晶片厚度(mm) f0 : 晶片标称频率(KHz) n: 泛音次数
2.6、腐蚀：用酸液腐蚀掉因研磨而产生的破坏层，消除晶片内应力，
同时使晶片达到更准确的目标值。
腐蚀频率=（1000*（F/N）+（F2/N2）*PB）*N
F：标称频率 如14.318180 MHz 18.432000 MHz 20.000000 MHz
N: 振动模式 Fund N=1、 3Rd N=3
PB：腐蚀反馈系数。一般在0.5—1.5 之间.频率低系数大，频率高系数
小。
2.7、清洗：清洗掉晶片表面的酸液和其它杂质。以被用于制造谐振器和振荡器。
2.8、分档测试：石英晶片经过上述工序后，进行分档测试。剔除不良品。
2.8.1、RI 不良：不是此规格的晶片、碎片、CI非常大的晶片。
2.8.2、CI 不良：相对阻抗较大的晶片。
2.8.1、±NG 不良：频率超出分档频率范围的晶片。
2.8.1、SPNG 不良：有寄生的晶片。
左寄生要求衰减 8dB 以上，右寄生要求衰减 3dB 以上。

2.8.1、RIPL 不良：寄生点数较多的晶片，通常规定在一定频段内，寄
生点数应小于10个。
2.9、主要参数：振动模式、标称频率、白片频率（腐蚀频率）、直径、
长度、宽度、切割角度、切型。
三、石英产品生产工序：
3.1、石英产品生产工序主要有晶片清洗、被银、上架电胶、微调、封
焊、捡漏、印字、老化、测试
3.2、晶片清洗：清除晶片表面的污物、油物，以保证被银电极。被复良好牢固。清洗间有很多化学试剂,酒精、异丙醇、硫酸、硝酸、清洗液同时还有电炉烤箱，在生产过程中应注意人身安全和设备安全。
3.3、被银：用真空镀膜原理在洁净的石英晶片上蒸镀薄银层，形成引
出电极，并使其频率达到一定范围。
★★★ 采用蒸镀微调：被银片频率应满足f0+(50至1000ppm)的要求，
★★★采用离子微调：离子微调被银片频率应满足f0-(50至1200ppm)。
被银机（C-461T） 被银量计算
THK2=｛4.2156×△f(KHz)÷〔fo(MHz)×f1(MHZ)〕｝÷2
式中：△f=fo-f1
fo： 白片频率（腐蚀后频率）
f1： 蒸镀目标频率(晶体标称频率+1000PPM)
被银机内部使用的标准晶为 5.000(或6.000) MHz.
被银后晶片上银子的厚度=(1670*n* /fo-1670*n/f1)*1000000
厚度单位: Å
注意：标称频率: 如14.318180 MHz
白片频率(腐蚀频率): 如14.560000 MHz (是14.318180 腐蚀片中心频率)
蒸镀目标频率: 标称频率±1000 PPM。（蒸镀微调、离子微调）
3.3.1、Space：被银时放置晶片的治具。根据晶片的直径（长度、宽度）、厚度选用合适尺寸的 Space，尺寸过大容易造成被银电极偏位，尺寸偏小容易造成晶片破碎和被银后晶片不宜取出。
3.3.2、MASK：被银电极。一般情况下，频率低选用大尺寸MASK，频率高选用小尺寸MASK， 对同一规格产品MASK大、C0大、电阻小。MASK小、C0小、电阻大。 对有特殊要求（如C0、C1、C0/C1、TS等）的产品，在计算和试验的基础上选用合适的MASK。对高频产品（尤其是高频Fund）Mask大，产品容易产生寄生。
3.4、上架点胶：将被上银电极的晶片装在弹簧支架上，点上导电胶，并高温固化，通过弹簧即可引出电信号。
3.4.1、点胶时应注意胶点的大小和位置。不宜过大或过小。（生产现场应该有很多照片）
3.4.2、导电胶应注意有效期、储存温度、开盖次数、充分搅拌、室温放置时间、烤胶最高温度、烤胶时间、升温速率、升温起始最高温度。
3.5、微调：使用真空镀膜原理，微调晶体谐振器的频率达到规定要求（标称值/目标值）。也有离子刻蚀法进行微调。
3.5.1、注意：微调时应注意微调偏位、微调量过大（主要是被银频率影响）、微调MASK的选用。
3.6、封焊（压封）：把基座与上盖充氮气后进行封焊，以保证产品的老化率符合要求。本公司主要有：电阻焊（DIP OSC、DIP X’TAL）、SEAM焊（滚边焊7S、6S）、玻璃焊（8F、7F、6F）
3.6.1、注意：封焊电流、封焊压力、封焊温度（玻璃焊）、基座尺寸、上盖尺寸、模具（优/损）、压痕、偏位、
3.7、捡漏：检查封焊后的产品是否有漏气现象（粗捡漏、细捡漏）
3.7.1、粗捡漏：检查较大的漏气现象。
细捡漏：检查较小的漏气现象。
3.7.2、酒精捡漏：把产品放置在酒精容器内加压，取出后对产品进行绝缘测试，判定是否漏气。一般用绝缘电阻测试法进行，要求直流电压Vcc=100 V、绝缘电阻 RR≥500 MΩ。用于粗捡漏。
3.7.3、气泡捡漏：把产品放置在FC-40中，观察产品是否存在气泡现象。用于粗捡漏。
3.7.4、氦捡漏：产品加压灌氦后，用氦捡漏仪进行捡漏。用于细捡漏。
3.8、打印：在产品上印上标示。有油墨打印、激光打印。
3.8.1、注意：产品频率、标准印字、特殊印字、部分产品打印前一定要确定产品频率。
标签打印：标准标签打印、特殊标签打印。
3.9、老化：对产品加以高温长时间老化，释放应力，暴露制造缺陷，据以提高出货可靠性。
主要参数：老化温度、老化时间。
3.10、测试：对成品进行电性能指标测试，剔除不良品，保证产品质量。
3.10.1、注意：产品老化后应室温放置24 小时后，方可进行测试。
库存产品放置三个月以上，出货前应进行测试。
标准参数设置测试。
客户特殊要求参数设置测试。（C0、C1、DLD、TS）
四、石英晶体谐振器
4.1、等效电路图

4.2、石英晶体谐振器主要组成部分：
石英晶体谐振器主要由基座（支架）、晶片、上盖组成，
4.3、石英晶体谐振器主要电参数：
Fr：串联谐振频率。单位：MHz、KHz、Hz
1 MHz=1000 KHz=1000000 Hz

FL：负载谐振频率。单位：MHz、KHz、Hz（负载电容由使用的电路决定，客户下单时应指明负载电容）

Ct=CL+C0+Cs CL/负载电容、Cs/杂散电容（治具或电路中存在）
RR（ESR）：动态电阻。单位：欧姆Ω（串联谐振时的电阻，客户下单时的主要指标）
CIL（RL）：负载谐振频率电阻。单位：欧姆Ω（一般不做要求 CIL=RR（1+C0/CL）2）
C0：静电容。单位：pF（皮法） 49S、49U要求 C0＜ 7 pF。
SMD X’TAL C0＜ 4 pF。
C0=(0.402×Ae) / t+k Ae/电极面积、t/晶片厚度、k/补偿系数（0.3-0.8）
C1：动态电容。单位 fF 。
1（ F）=10-6 （μF）=10-9 （nF ）=10-12（pF）=10-15（fF）
C1=C1=1 / (4π2FL2L1)
C0/1：电容比 C0/C1。
CL：负载电容（一般由客户提供），***在测试时表示产品0 PPM时的负载电容。
对一只产品而言，CL变大，频率会低，CL变小，频率会高。在客户要求某一负载电容的谐振器时也可用附近负载电容的谐振器进行代替，但此时必须满足客户精度的要求。
在制作振荡器时（OSC）CL=Cg*Cd/（Cg+Cd）+C0+Cs
Cg、Cd在IC 规格中会有说明。
L1：动态电感。单位mH（毫亨）。
L1= (2.013×n3) / (Ae×f03)
TS：牵引量（单位电容变化频率变化量）单位 PPM / pF。 1 PPM=10-6
TS=1000*C1 / 2*（C0+CL）2
电极增加，TS增加。电极减小，TS减小。
负载（CL）大，TS 大。负载（CL）小，TS 小。
Q：品质因数。 Q=
DLD2：电阻激励功率相关性（RRMAX — RRMIN）。单位：欧姆Ω
RLD2：激励功率范围内的最大电阻。
FDLD：频率激励功率相关性（FLMAX ——FL MIN）
DELF（FLR）：串并联间隔（FL—Fr）
DFL：两个负载电容频率之差（FL（CL1）—FL（CL2））
Δf (ppm) =（C1 /2） *[1 / (C0+CL1)-1/(C0+CL2)]
CL1/负载电容1、CL2/负载电容2。
PWR：测试产品时实际施加在产品上的激励功率。
IR：绝缘电阻（Vcc=100 V DC IR大于500 MΩ）
SP50：寄生电阻（相对50Ω π测试网络）的衰减量。单位：dB。
SPDB：寄生电阻（相对12.5Ω π测试网络）的衰减量。单位：dB。
SPFR：寄生点的频率。
SPUR：寄生点的电阻。
寄生：主振波（频率）以外的波形（振动频率）称为寄生。
左寄生一般要求衰减 8 dB 以上。
右寄生一般要求衰减 3 dB 以上。
250A/250B测试网络目前本公司均为12.5Ωπ测试网络。
250A/250B 可提供的 PI网络有12.5Ω、50Ω、750Ω、150KΩ。
50Ω、750Ω是用于测量高阻抗元件的高阻抗网络。
150KΩ用于测量表晶产品DT-26、DT-38。
dB = 20 LOG（X / B）：B：参考值（标准值）、X：被测值。
4.4、主要产品：DT-26/38、AT-39、49S/SM、49U、UM-1/5、4SB、5SB、6SB/6FA、7SB 、8FA 等。
4.5、主要测试设备：
主要测试设备有250A、250B、350A（250B版测试软件）、2250（用于测试温度特性）。
4.6、测试方法：计算法、模拟法、物理电容法（外挂电容法）
4.6.1、计算法 Calculated FL
4.6.2、模拟法 Measure FL
4.6.3、物理电容法（外挂电容法）Physical FL
在测试产品寄生参数、用扫频法测试产品参数时不宜使用物理电容法，
同时应注意设置文件切实没用Phy和没有外挂电容。建议此时用模拟测
量法。
4.7、注意：在晶体测量中各个厂家的仪器会存在一定的差距（误差），
所以应对晶体测试仪器做特别管制。尤其是小公差产品。目前本公司的
标准仪器在品管部。DIP 产品为250A，SMD产品为250B。品管部应对
公司内每台单机每个月进行一次校对。自动测试机用平移法进行测试。
同时保留和记录与不同客户之间的误差。在生产中用平移法解决。

五、石英晶体振荡器：
5.1、电路原理图：

5.2、主要组成部分：
石英晶体振荡器主要由基座、晶片、IC及外围电路、陶瓷基板（DIP OSC）、上盖组成。
5.3、电路组成：
CRYSTAL：石英晶体谐振器。
C1、C2 ：振荡电容（振荡电路中的负载电容）。有些IC集成在IC内部。有些IC未集成在内部，在制作OSC 是需外置。在IC资料中C1/C2有时标示为Cg、Cd。在电路中Cg/Cd越小，电路的负阻性越大。Cg/Cd越大，电路的负阻性越小。在制作Plastic OSC和二次封装振荡器时，由于在制作谐振器时要考虑谐振器的负载电容，此时谐振器的负载电容 CL= Cg*Cd/（Cg+Cd）+C0+Cs。
Cg/Cd 一般在8 Pf—32 Pf之间。
Rf ：反馈电阻。Rf小，负阻特性向高频段移动。
Rf大，负阻特性向低频段移动。
IC ：集成电路。
按频段分：分为基频（Fund）振荡IC、3Rd 振荡IC。
按电压分：分为1.8V、2.5V、3.3V、5.0V。有些IC使用电压会宽一些。同时可以使用3.3V和5.0V。
此外还分除频IC（1/2、1/4、1/8等）和倍频（PLL）（*2、*4、*8等）IC。
C3 ：滤波电容（旁路电路）。一般为 103Pf或104Pf。C3一般为外置（非集成在IC内部）。在测试SMD OSC、Plastic OSC时（内部无C3），测试治具中必须加如C3滤波电容。
5.4、负阻特性：
振荡电路（除去CRYSTAL），具有一个负阻特性（用HP-4195仪器可以测试），振荡电路负阻值（绝对值）必须大于3倍的CRYSTAL电阻值（CRYSTAL ESR/RR），振荡电路才可以稳定的振荡。
对于3RD振荡电路，还应考虑振荡电路的截止频率和5倍频频率时的负阻特性，由于电源电压的变化（目前公司在测试OSC时，电源电压变化为±25 Vcc），在选用振荡电路（IC）时，负阻特性截止频率的变化必须离开基本波（Fund）频率，负阻特性5th频率时的负阻值（绝对值）必须小于CRYSTAL 5th时的电阻值的3倍。避免电压变小时跳基本波频率，电压变高时跳5th 频率。在制作3Rd OSC时，在30.000 MHz—60.000MHz时，尤其应引起高度重视。 对于振荡电路，可以通过改变C1/C2（Cg/Cd）、Rf改变振荡电路的截止频率和改变振荡电路的5th频率时的负阻值。（SMD OSC、Plastic OSC由于集成在IC内部，无法改变）。

5.5、石英晶体振荡器输出波形：

5.6、石英晶体振荡器主要参数：
F（F Deviation）：频率（与标称频率的误差）
Tr：上升时间（nS）
Tf：下降时间（nS）
TTL（晶体管-晶体管逻辑电路）： 0.4V 2.4V
CMOS（互补型金属氧化物半导体）：VDD*10% VDD*90%
VDD 电源电压
VH（1）：输出高电平（电位）。上幅度必须大于要求（CMOS 90% Vcc）。
VL（0）：输出低电平（电位）。下幅度必须小于要求（CMOS 10% Vcc）。
DUTY：输出波形对称性。
对CMOS输出：在1/2 Vcc时，正脉冲部分（时间）与整个波形周期之比。
对5.0V/3.3V TTL输出：在1.4V 时，正脉冲部分（时间）与整个波形周期之比。
F(频率)=1 / T (周期).
Start Time：启动时间（电压施加后，产品频率达到 100 PPM时，所用的时间）
Supply Current：电源电流（产品施加电压后产品消耗的电流）
Driver Current：驱动电流（产品工作时所能输出的电流，带负载能力）
IC在某电压时驱动能力（Drive Capability）：
≥ 16 mA 可以驱动50 pF 负载。
≥ 8.0 mA 可以驱动30 pF 负载。
≥ 4.0 mA 可以驱动15 pF 负载。
Tri-state（enable/disabled）：
输入端三态Tri-state（enable/disabled）:
在振荡器中有一个三态控制脚(通常为OSC 1#),1#有三种状态,
高电平(1)：此时OSC 有波形输出。
低电平(0)：此时OSC 无波形输出。
悬 空 ：此时OSC 有波形输出。
输出端三态：输出端有三种状态：
有波形输出：1# 为高电平或悬空。
无输出波形：1# 为低电平。
高阻态（高阻抗）：当输出为低电平时，输出为高阻态。
Load：负载（产品输出驱动形式和能力）
TTL 负载：1—10 TTL。
CMOS负载：15pF、30pF、50Pf。
PECL 负载：50 Ω。
5.7、主要测试设备：
石英晶体振荡器主要测试设备有PRA2470、PRA1020、稳压电源、示波器、频率计、电流表、PRA2400（温度特性测试）、S&A2800（温度特性测试）。
六、压控晶体振荡器

6.3、压控晶体振荡器原理：
压控晶体振荡器是通过调节（控制脚）电压，使振荡器输出频率变化的振荡器，主要是通过变容二极管（Vd）的电容的变化，使晶体谐振器的振荡频率发生变化。
6.4、SMD VCXO IC 原理图：
SMD VCXO IC内部集成了变容二极管、Cg、Cd、Rf、R1，在制造过程中，只需安装晶片进行微调。在测试过程中，滤波电容0.01 μF(104 pF )应安装在测试治具中.
6.5、VCXO 输出波形和参数：
VCXO 输出波形即参数与普通振荡器OSC输出波形和参数基本一样。
6.6、VCXO 线性度
VCXO 线性度有两种表示方法：
分别为： 百分比 %、 单位电压频率变化量 PPM / Volt。
通常客户要求的指标为 %
6.7、VCXO 三态Tri-state（enable/disabled）：
VCXO 也具有三态功能Tri-state（enable/disabled），在DIP VCXO 中由于只有4 个引脚，所以没有 Tri-state功能，在PCB VCXO、SMD VCXO 中具有Tri-state功能，此功能脚通常情况下为 2# 引脚。 （曾经也有客户提出5 #为三态控制脚）。KD-VA1806 基座均可满足。

1#：电压控制脚。电压变化可使振荡器频率发生变化。
2#：三态控制脚。通常情况下为三态控制脚。或悬空。
3#：接地脚。
4#：输出脚。
5#：悬空。（通常情况下悬空，也可做三态控制脚）。
6#：电源电压脚：

七、静电防护：
7.1、静电：静电（ESD）是指人体或物体所带静电荷，经由直接或间接的方式传送至仪器设备、电子元气件，以至造成干扰。ESD产生的方式最常见的是摩檫生电及静电电磁感应两种，其对产品的破坏方式也因而分为直接的ESD破坏（传导破坏）及间接的ESD（辐射破坏）两种。
7.2、ESD 防护：静电是看不见摸不着的，但对电子业而言，确是潜在的无形的杀手。因此对静电的防护，必须以真正有效的设备全程持续防护。
硬体设备：一套健全且确实的接地系统是ESD防护的基本配备。
材料方面：IC等电子元气件不可用普通的塑料管（袋）进行包装运输。
生产过程：任何接触产品的人，皆需配戴防静电腕带并确实接地，以排除人体所产生的静电。

八、产品信赖性（可靠性）试验：
信赖性试验有破坏性信赖性试验、非破坏性信赖性试验。
8.1、高温储存试验 125℃±10℃；1000H±24H
8.2、温度循环试验 T1 = -55℃±10℃ T2= 125℃±10℃；循环次数10次。（温度转换约30分钟）
8.3、温度冲击试验 T1 = -55℃±10℃ T2= 125℃±10℃；循环次数10次。（温度转换时间5秒）
8.4、恒温恒湿试验 TC 85±10℃ H 85% ；1000H±24H
8.5、可焊性（焊锡）试验 230±10℃；3 s
8.6、耐焊接试验 260±10℃；10 s
8.7、跌落试验 75 cm；3 次。
8.8、振动试验 频率10 Hz — 2000 Hz；振幅 1.5 mm；每方向 40 分钟。
8.9、老化率试验 TC 85±10℃；300 H
8.10、寿命试验（MTBF）；85℃ or 125℃； 1000 H；利用公式以及失效产品数计算出产品模拟寿命。
九、如何选择高品质的晶体：
在产品的规格书中，一般会表明客户要求的规格及测试数据，包括常温测试数据及不同温度之测试数据。如下：

从测试的报告中，我们可以看到一般都包括以下项目参数：FL、RR、C0、FLD2、SPDB、DLD2、TS、Frequency Stability等等，下面我们就逐一介绍下其含义。
（1） FL（Load Resonant Frequency）负载谐振频率：负载谐振频率如果超出规格范围之外，会造成振荡器频率偏移，无法产生正确的工作频率。在测试报告中，FL这个测试项目中有两个指数非常重要，即Cp&Cpk值。以下我们阐述下其含义及重要性。
Cp（Capability of Precision）：制程精密度
Cp值设定的目的是希望制造出来的各产品之品质，都能在规格允许范围之内。Cp值是这样计算出来的：

Cp值欲大欲好，制造时厂家一般将不同的Cp值分为不同的等级，作为评定标准：

A级：此制程之品质非常稳定，可以将规格允许差缩小或胜任更精密的工作。
B级：有发生不良品之危险，需设法维持不要使其恶化并迅速追查原因。
C级：应检讨其规格及作业标准，可能改制成不能胜任如此精密的要求。
D级：应采取紧急措施，全面检讨所有可能之影响因素，必要时需停止生产。
Cpk（Capability of Precision）：制程能力综合指数。Cpk是综合Ca（指Capability of accuracy制程准确度）及Cp二值之指数。Ca值设定的目的是希望各制程制造出来的各规格产品的实际值，能以规格中心为中心，呈左右对称之常态分布。Cpk值是这样计算出来的：

Cpk值也是欲大欲好。我们可以将不同的Cpk值分为不同的等级，作为评定标准：

A级：制程能力足够
B级：制程能力尚可，需继续努力
C级：制程能力应加以改善

（2） RR（Resonant Resistance）也称为ESR（Equivalent Series Resistance）：
即石英震荡子的起振阻抗。当ESR值愈大时，石英震荡子越不容易起振甚至不振，所以ESR值欲小欲好。但是必须注意C0值不能过大，否则容易产生较大的副波，扰乱震荡子的震荡频率。所以好的石英震荡子除了ESR值要小外，还需在ESR与C0值之间取得平衡。
（3） C0（shunt Capacitance）静态电容：单纯计算晶体两端的电容值，
也就是在不管外部电子线路下的电容值。此值会受到基座（Package）的影响。举例来说C0值一般在4pf左右，当C0值达7pf时，容易产生较大的副波，扰乱震荡子的震荡频率。
（4） FLD2（Maximum Frequency Difference in ppm over a specified
Power Range）：在不同的功率驱动晶片时，所得的最大频率与最小频率之差，称为FLD2。FLD2欲小愈好，当晶片制程受污染时，FLD2值会偏高，导致时振时不振现象。好的晶体不因驱动功率变化，而产生较高的频率偏差，导致时振时不振现象。一般测量的值必须小于8ppm。目前许多厂商基于制程管理控制及良率不佳等原因，并不主动提供此项测试数据。
（5） SPDB（Difference in dB Between Amplitude of FR highest Spur）副
波：Spurious以dB为单位时，SPDB的绝对值欲大欲好。-3dB为最低的要求，以避免震荡出不需要的副波频率，造成设计线路的工作频率不正确。
（6）DLD2（Drive level Dependency 2）：在不同的驱动功率驱动晶片时，所得的最大阻抗与最小阻抗之差，称为DLD2。DLD2也是愈小愈好。一般需控制在8欧姆以下。当晶片制程受污染时，DLD2值会偏高，导致时振时不振现象。好的晶体不因驱动功率变化，而产生较高的阻抗偏差，导致时振时不振现象。
（7）TS（Trim Sensitivity of Load measurement）：负载电容变化时，对晶体频率变化量的影响，单位为ppm/pf。此值过大时，很容易在不同的负载电容作用下，产生较大的频率漂移。如当TS=50时，规格要求使用20pf负载电容，若使用19pf负载电容时，会造成频率漂移50ppm，而无法得到准确的震荡频率。
此数值为电路设计时，负载电容选用的重要参考数据。目前许多厂商基于制程管理控制及良率不佳等原因，并不主动提供此项测试数据。
（8）Frequency Stability：频率稳定度。也就是说在一定温度范围内，（-10℃-70℃，-40℃-85℃）晶体频率和25℃时晶体频率之差异值。例如0～70℃，±30ppm。一般来说，判定频率稳定度的标准为温测图或温测资料。如表图1-2，温测图的绘制方法为，由低温到高温，以每5℃为间隔，量测石英晶体震荡频率，绘制而成。在此列出两个例子，配合温测图，说明品质不良的石英晶体及影响因素：
（a）如图1-3所示，虽然石英振荡子的频率偏移量最大为28ppm，符合±30ppm范围。但是因量测仪器间的误差，可能在实际应用时，高温及低温区时晶体频率偏移超出规格的问题

（b）另一个更严重的问题是，在很短的温度范围内，频率的变化量过大，如图1-4所示：

如上图所示，虽然频率偏移量最大为28ppm，符合±30ppm范围，但在0℃及60℃附近时，频率有超过15ppm的剧烈变化。会造成石英振荡子的阻抗变大，产生不振之现象。而当温度恢复到25℃时，又可以正常工作了。
此现象会造成电子产品在使用一段时间后，会发生间歇性当机或是工作不正常的问题，但当机一段时候后又可以恢复工作。目前许多厂商基于制造出来的频率稳定度不佳等原因，并不主动提供此项测试数据。

其它重要的规格参数介绍如下：
（1） Drive Level Power （驱动功率）：驱动功率愈小愈好，愈省电。好的晶体，在0.01uW即可起振。
（2） Aging（老化）：频率变化率愈小愈好。好的晶体中制造过程中至少要Aging72小时以上。一般要求年频率漂移为±3ppm/year，在制中若老化时间不足，将造成成品储存一段时间后，拿出来使用时发现频率已经漂移出合格范围。
（3） 气密性：气密性不佳的晶体，将导致空气（水）与石英晶片发生化学反应，导致阻抗偏高，晶体不振。好的晶体要达到1×10E-8atm.c.c/秒的气密品质要求。
（4） Reflow：好的晶体，在高精度制程的管控下，即使经过多次Reflow后，亦能正常工作。而不会时振时不振或其它异常起振。