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Anderson安德森晶振教程老化

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2019-01-07 09:08:54【大中小】

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電子元件都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)"老化問題"老化的原因主要是由于結(jié)構(gòu)或組分內(nèi)部具有易引起老化的弱點(diǎn),如具有不飽和雙鍵,過氧化物,支鏈,羰基,末端上的羥基,等等.外界或環(huán)境因素主要是陽光,氧氣,臭氧,熱,水,機(jī)械應(yīng)力,高能輻射,電,工業(yè)氣體(如二氧化碳,硫化氫等),海水,鹽霧,霉菌,細(xì)菌,昆蟲,等一系列的原因,那么關(guān)于晶振元件的老化又是什么原因呢?下面康比電子為您的介紹關(guān)于Anderson安德森晶振教程老化.

老齡

老化是隨著時(shí)間的推移頻率的系統(tǒng)性逐漸變化.老化是由于晶振表面的變化,頻率調(diào)節(jié)方法,驅(qū)動(dòng)/功率水平和氣密密封導(dǎo)致的頻率確定參數(shù)惡化的結(jié)果.老化表示為頻率偏差,通常在給定驅(qū)動(dòng)水平和/或溫度下隨時(shí)間的百萬分率(PPM).實(shí)施例:30天后在0.5mW下+/-3ppm/年

吸收和解吸是老化的兩個(gè)主要原因.吸收是指將材料沉積到石英晶振板上的過程,導(dǎo)致頻率從質(zhì)量負(fù)載減小.該材料可以是捕獲在保持器內(nèi)的顆粒物質(zhì)形式的污染物,在密封過程中從保持器驅(qū)除的鍍層,或濕氣.

解吸是隨著晶體振動(dòng),石英板隨著時(shí)間的推移拋棄微小石英顆粒的過程.當(dāng)石英板上的石英被拋出時(shí),質(zhì)量負(fù)載減少并且晶體的頻率增加.

當(dāng)在熱和冷溫度之間循環(huán)時(shí)表現(xiàn)出交替增加和減少頻率的壓電石英晶振通常在封裝內(nèi)具有高水分含量.水的蒸發(fā)和沉淀導(dǎo)致水分的交替吸收和解吸.

晶體的基頻也是衰老的重要因素.由于頻率與石英板的厚度和吸收和解吸中涉及的顆粒物質(zhì)的關(guān)系,較高頻率的裝置將表現(xiàn)出比較低頻率裝置更多的老化.

可以優(yōu)化制造工藝,電極材料的選擇,支架,密封類型和內(nèi)部氣氛,以產(chǎn)生具有最小老化的貼片晶振.

Anderson安德森晶振教程老化

老化與保持器和密封:

保持器/密封件的選擇和內(nèi)部氣氛直接影響器件的老化特性.不會(huì)產(chǎn)生污染物并在真空中密封晶體的密封方法提供了最小化老化的最佳機(jī)會(huì).其次是電阻焊接封裝,其中石英晶片密封在干燥的氮?dú)夥罩?需要考慮成本與性能之間的權(quán)衡.保持器/密封件類型的典型老化特性如下:

焊接密封-氦氣:+/-5ppm/年@25度.C

電阻焊接-氮?dú)?+/-3ppm/年@25度.C

冷焊-真空:+/-1ppm/年@25度.C

精密低老化晶體持有人:

Anderson安德森晶振教程老化

老去VS溫度

老化受溫度影響.簡(jiǎn)單來說,隨著溫度的升高,老化會(huì)加速.老化通常在室溫,25攝氏度下指定.一些應(yīng)用需要在升高的溫度下操作,并且老化速率將相對(duì)于25度的速率加速.C.必須考慮升高的溫度與老化速率,并選擇工藝以確保在高于室溫的溫度下滿足老化規(guī)格.

水分與溫度:

可以捕獲在包裝中的任何水分的解吸加速了溫度的升高.相反,隨著溫度降低,水分凝結(jié)在石英板上,引起質(zhì)量負(fù)荷和頻率降低.具有這種異常的晶體在冷卻時(shí)表現(xiàn)出較低的頻率,并且當(dāng)濕氣從諧振器驅(qū)出時(shí)具有較高的頻率.為了消除水分含量,石英晶體振蕩器在溫度和濕度受控的環(huán)境中進(jìn)行處理.

環(huán)氧樹脂,溶劑和污染物與溫度的關(guān)系:

升高的溫度還可以加速用于將晶片粘合到晶體單元中的內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂的放氣.排出的材料可沉淀在石英晶片上,進(jìn)而降低晶體單元的振蕩頻率.

水晶制造過程包括在各個(gè)階段進(jìn)行高溫真空烘烤,以驅(qū)除水分,溶劑,污染物,并完成任何環(huán)氧樹脂的排氣.除了烘烤外,半成品材料在高溫下儲(chǔ)存在受控氣氛中,并按照時(shí)間表進(jìn)行處理,從而消除了工藝之間的冗長(zhǎng)排隊(duì).目標(biāo)是盡可能快地密封裝置,以消除與溫度相關(guān)的老化機(jī)制.

壓力與溫度:

升高的溫度減輕了石英晶體諧振器結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力以及安裝結(jié)構(gòu).應(yīng)力松弛導(dǎo)致頻率隨著諧振器達(dá)到平衡而改變.應(yīng)力消除的第二個(gè)影響是通過”角度旋轉(zhuǎn)”改變頻率穩(wěn)定性.

短期穩(wěn)定性

如果老化是在幾天,幾個(gè)月和幾年的時(shí)間內(nèi)頻率的逐漸變化,則短期穩(wěn)定性是通常每天所顯示的頻率的變化.所有導(dǎo)致長(zhǎng)期老化的可變機(jī)制都會(huì)導(dǎo)致短期穩(wěn)定性的變化.短期穩(wěn)定性的變化通常為十億分之一,每天10-9.

短期穩(wěn)定性的巨大變化被稱為”爆發(fā)”和”跳躍”.短期穩(wěn)定性的這些變化也有助于晶振頻率隨溫度的”回掃”或滯后.

制定和選擇制造工藝以最小化短期不穩(wěn)定的原因是:

• 溫度波動(dòng)

• 熱瞬態(tài)

• 活動(dòng)在烤箱設(shè)定點(diǎn)下降

• 約翰遜噪聲-電阻元件中的熱致EMF

• 振動(dòng)

• 聲損耗-問題

• 吸附分子數(shù)量的波動(dòng)

• 石英,電極,安裝和粘接之間界面的變化

短期穩(wěn)定性測(cè)量可以通過以下每種方法得出:

• 兩個(gè)樣本(Allan)方差

• 分?jǐn)?shù)頻率波動(dòng)的譜密度

• 相位波動(dòng)的光譜密度

• SSB相位噪聲與載波比

Anderson安德森晶振教程老化

Anderson晶振集團(tuán)在位于賓夕法尼亞州霍利迪斯堡的總部為電信,變頻控制,遙測(cè),醫(yī)療,儀器儀表,航空電子和通信行業(yè)提供全球市場(chǎng)服務(wù).成立近50年來石英晶體制造商,安德森電子公司定制水晶需求以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格設(shè)計(jì)和制造.無論您需要精密晶體,還是低相位噪聲單元,差分晶振等或需要更標(biāo)準(zhǔn)的頻率控制設(shè)備,安德森晶振電子都能可靠地提供高質(zhì)量的晶體單元以滿足您的要求

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