标签: 晶振焊接

在焊接过程中，晶振焊盘的氧化会影响焊接质量，可能导致焊接不良或虚焊等问题。KOAN凯擎小妹将介绍晶振焊盘氧化的处理方法以及与之相关的焊接技术。 什么是焊盘氧化？ 晶振焊盘氧化是指晶振焊盘表面出现的氧化层，主要是由于空气中的氧气与金属焊盘发生化学反应所致。氧化层的形成会降低焊盘的导电性和焊接性能，对焊接质量造成影响。 （图片来源：Stellar） 晶振焊盘氧化该怎么办？ 可以尝试一下几种方式去除焊盘表面的氧化层，恢复其导电性和焊接性能，确保焊接质量。 使用橡皮擦轻轻擦拭 使用酒精棉球清洁 使用刀片轻轻刮除晶振焊盘表面的氧化层 晶振焊盘氧化还可以用吗？ 晶振焊盘氧化程度较轻的情况下，可以通过以上处理方法恢复焊盘的焊接性能。如果晶振焊盘氧化严重，建议放弃使用，并检查同一批次晶振是否存在同样的氧化问题。 （图片来源：X-toster） 晶振焊接的注意事项 焊接分为手工和机器焊接。手工焊接的烙铁头应该控制在350℃/3s，或者260℃/5s。对于晶振焊接，常用的是机器焊接：回流焊和波峰焊。在焊接过程中，需要注意控制焊接温度和时间，避免对晶振造成过度热量影响。 晶振回流焊 回流焊主要用于KOAN贴片晶振的焊接（例如KS32, KS50, KS70...)。在焊盘上涂上焊锡膏后，把电子元件贴装在焊盘上。将空气或者氮气加热到足够高的温度后，吹向已经贴装好的线路板上。焊料融化后和主板粘结，达到元件焊接在电路板上的目的。回流焊容易控制温度，避免急速加热损坏电子元件，焊接过程可以避免氧化；回流焊能取代波焊接有效降低组装成本。 焊接步骤：预热区 → 加热区 → 冷却区 焊接流程：印刷焊锡膏 → 贴装元件 → 回流焊 → 清洗 晶振波峰焊 把插件元件(DIP封装，例如KS08, KS14...)放置到电路板上，再融化焊料让焊接面和高温液态锡接触。使用泵机把融化的焊料喷流成焊料波峰将电子元件的引脚通过焊料波峰与电路板连接。 焊接的四个部分：喷雾 → 预热 → 锡炉 → 冷却 焊接流程：插件 → 涂助焊剂 → 预热 → 波峰焊 → 冷却 → 切除多余的引脚 → 检查

可焊性和耐焊接热试验目的：确定晶振能否经受焊接（烙焊、浸焊、波峰焊或回流焊）端头过程中所产生的热效应考验。耐焊接热试验可以参照GJB 360B.208/210方法试验要求。试验设备有熔锡炉和放大镜。 试验目的： 耐受性：评估晶振能否承受高温环境； 可焊性：评估材料能否用于焊接； 稳定性：在高温下，评估材料能否会变形融化等。 具体规范： 焊 料温度260℃±5℃ 10秒 3次，其中SMD产品保持30秒1次： DIP直插晶振：锡面离本体1.5mm; SMD贴片晶振：锡覆盖PAD。 试验过程影响： 如果焊接操作不当会对晶振造成损伤，严重时会造成停振；或造成软伤害，即使可以正常工作，在未来的使用中也会造成停振的现象。 KOAN晶振安装焊接环节需要格外的注意。焊接分为手工和机器焊接： 手工焊接：烙铁头应该控制在350℃/3s，或者260℃/5s； 机器焊接： 回流焊 主要用于贴片晶振的焊接(例如KS32, KS50, KS70...); 波峰焊 用于插件元件(DIP封装，例如KS08, KS14...)。

晶振的封装分为SMD贴片晶振和DIP插件晶振。焊接分为手工和机器焊接(回流焊和波峰焊)。 贴片晶振：回流焊 回流焊 回流焊主要用于贴片晶振的焊接。在焊盘上涂上焊锡膏后，把电子元件贴装在焊盘上。将空气或者氮气加热到足够高的温度后，吹向已经贴装好的线路板上。焊料融化后和主板粘结，达到元件焊接在电路板上的目的。 焊接步骤：预热区 → 加热区 → 冷却区 焊接流程：印刷焊锡膏 → 贴装元件 → 回流焊 → 清洗 贴片晶振尺寸 近年来，晶振的封装尺寸朝着小型化发展,例如便携式设备需要对封装有严格的要求。 1612--- 谐振器KX16,温补晶振KT16CS 2016--- 谐振器, 振荡器, 温补晶振都有此尺寸选择 2520--- LVDS和HCSL差分晶振可供选择 3225--- 主流晶振封装 5032--- 主流晶振封装，有防电磁干扰晶振选择 7050--- 应用比较广泛的尺寸，有多种特性晶振选择 直插晶振： 波峰焊 波峰焊 把插件元件放置到电路板上，再融化焊料让焊接面和高温液态锡接触。使用泵机把融化的焊料喷流成焊料波峰将电子元件的引脚通过焊料波峰与电路板连接。 焊接的四个部分：喷雾 → 预热 → 锡炉 → 冷却 焊接流程：插件 → 涂助焊剂 → 预热 → 波峰焊 → 冷却 → 切除多余的引脚 → 检查 直插晶振尺寸 DIP08/14--- KS, KV, KT系列都有此尺寸的选择 49S--- 封装尺寸10.5*3.5*3.8mm 49SMD--- 49S直插改型而来的假贴晶振 49U--- 封装尺寸11.05*4.65.13.46mm 圆柱1x4--- 仅有32.768kHz频率 2x6/3x8--- kHz和MHz频率选择 晶振失效原因 焊接温度过高或者时间过长，晶振内部电性能指标出现异常引起的不起振。KOAN晶振分为手工焊接和机器焊接(波峰焊和回流焊)。手工焊接烙铁头温度控制在350℃/3s或者260℃/5s。如果焊接操作不当会对晶振造成损伤，严重时会造成停振；或造成软伤害，即使可以正常工作，在未来的使用中也会造成停振的现象。 圆柱谐振器如果焊接温度过高或者加热时间过长会引起玻璃珠部分和内部结构损坏。焊接过程一定要规范操作，对焊接的时间和温度要严格的把控。

参数 如果 MCU 写明需要特定负载电容的谐振器，用户仍需要精准匹配外部电容使其正常工作，否则可能会导致不起振。 KOAN 晶振产品页面列出必选的参数，下图为 KX70 谐振器页面截图： 振荡电路匹配 振荡电路是能够产生大小和方向随着周期发生变化的振荡电流。这种振荡电流电路称为振荡电路。 激励电平：调整电路中的串联电阻 Rd 的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。 负性阻抗：负性阻抗过大，增加 Rd ，使回路整体阻抗变大；负性阻抗过小，减小 Rd ，使回路整体阻抗变小。电路的负性阻抗应控制在晶片 ESR 的 3~20 倍之间。 焊接 焊接温度过高或者时间过长，晶振内部电性能指标出现异常引起的不起振。 KOAN 晶振分为手工焊接和机器焊接 ( 波峰焊和回流焊 ) 。手工焊接烙铁头温度控制在 350℃/3s 或者 260℃/5s 。 其它 工作一阵后出现停振现象可以通过交叉试验来判断晶体是否损坏。如果是个别损坏，应考虑 IC 驱动功率是否设置好；如果是批量损坏，应考虑驱动功率是否有过大的问题。 如果在电路调试阶段已经发现晶体有少量不起振的现象，可能是晶体批次质量存在问题。若晶体质量出现问题，建议交给供方做质量分析。 凯擎小妹建议 1. 预算高选择有源晶振 / 振荡器，预算低选择无源晶振 / 谐振器 ; 2. 应用性能要求：如果应用在高精度高端产品上，建议选择有源晶振 / 振荡器；如果应用对频率稳定率要求不高，如玩具等一般消费类电子，建议选择性价比高的无源晶振 / 谐振器。 3. 有源晶振 / 振荡器可为时钟振荡器， TCXO 温补晶振， VCXO 压控振荡器， OCXO 恒温晶振，可以实现更宽的温度范围和更高的稳定度。

晶振是电子元器件中重要的频率元件。无源晶振指所有谐振器系列，内部没有独立的起振电路，需要外部电路配合，并精准匹配外部电容才能输出电信号。（见左图）有源晶振指所有振荡器系列，稳定度高，不受外部电路影响，内部有独立的起振芯片。（见右图）。 在存放或者使用晶振的同时，我们需要注意以下几点避免晶振损坏： 1. 超 声波 在SMT产线中经常会使用超声波工艺，清洗和焊接步骤。超声波是一种高频率震荡波，其频率通常为20khz到60khz。这个频率接近音叉晶体，例如32.768khz。 若超声波和晶片产生共振效应，晶片很容易破损，造成晶振停振。晶片通过导电胶和基座上的弹片连接在一起，超声波高频率的震荡下还会导致导电胶震碎。 凯擎小妹建议：检查超声波机的频率和晶体的频率是否接近，避免产生共振；确保晶体距离产品外壳还有一定的空间。 2. PCB布局 如果PCB板很大需要进行切割，那么切割的边缘会因为变形而产生机械张力。这会对晶振产生影响，晶振需要远离PCB板边缘的地方。 凯擎小妹建议：应优先将晶振放在中间的地方。 3. 焊接 如果焊接操作不当，会对晶振造成损伤；严重时直接造成停振；或造成软伤害，晶振还能正常工作，在以后的运行时会突然停振。焊接分为手工和机器焊接：手工焊接烙铁头温度控制在 350°C/3s，或者 260°C/5s。机器焊接分为波峰焊和回流焊。 凯擎小妹建议：在KOAN晶振官网中，每个系列的规格书有最详细的焊接温度曲线图供您参考。更多内容详见：《晶振的焊接方法：回流焊和波峰焊》 4. 过度冲击 晶振是易碎元件，尽量避免晶振跌落。如果晶体跌落到坚硬的地板上，会因为过度的冲击导致晶片破损。