晶振都是時鐘信號的“心臟”,為整個電路系統(tǒng)提供精準(zhǔn)穩(wěn)定的節(jié)拍。微控制器、計算機(jī)主板、通信設(shè)備、各類智能硬件中都能看到晶振的身影。
1) 設(shè)備無法啟動:如果晶振無法正常起振,MCU或CPU就無法獲得時鐘信號,從而導(dǎo)致系統(tǒng)無法運行。常見故障有:黑屏、無響應(yīng)、電流異常小等。
2) 程序異常:如果晶振輸出幅度變小,頻率不穩(wěn),可能導(dǎo)致主控芯片死機(jī)或自動重啟。3) 通訊功能失常:如果晶振輸出的時鐘頻率不準(zhǔn)確,通信接口將無法正確同步,數(shù)據(jù)通信可能出現(xiàn)亂碼、丟包、失步等問題。4) 系統(tǒng)時間異常、數(shù)據(jù)錯誤:定時器、電表、時鐘模塊等對時間精度敏感的應(yīng)用,晶振故障會直接引發(fā)時基漂移,表現(xiàn)在計時不準(zhǔn)或邏輯錯誤。

雖然晶振的結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠 ,但在長期工作或特殊環(huán)境下
,也存在損壞的風(fēng)險。
工藝偏差也可能讓晶振失效 ,例如內(nèi)線未焊牢
、高應(yīng)力殘留等。
其它導(dǎo)致晶振損壞的常見原因有:
1) 機(jī)械應(yīng)力與外力沖擊:較薄的晶片能夠?qū)崿F(xiàn)高頻震動,但是對外界應(yīng)力更為敏感,易受損。如果遇到強(qiáng)烈震動,可能導(dǎo)致晶體破裂或內(nèi)部焊點虛接、斷裂。更多:《石英晶片與頻率的關(guān)系》
2) 靜電放電:靜電放電很容易使帶IC的晶體振蕩器受損不能正常工作。過大的靜電釋放可能擊穿晶振內(nèi)部結(jié)構(gòu)。更多:《晶振靜電放電測試ESD》
3) 工作溫度過高:如果晶振的工作溫度范圍-20℃ 至 +70℃,雖然在 -40℃ 至 +85℃也可能會正常運行。但是在最低和最高溫度下工作的穩(wěn)定性會變差,導(dǎo)致頻率漂移。更多:《溫度對晶振的影響》
4) 高濕或腐蝕性環(huán)境:晶振本體密封雖嚴(yán),但長期暴露在高濕或者有害氣體環(huán)境中,極易氧化、腐蝕引腳,造成接觸不良甚至內(nèi)部進(jìn)水失效。更多:《濕度對晶振性能的影響》5) 激勵功率過大:部分電路為追求啟動速度快,從而加大激勵電流。激勵功率過高會導(dǎo)致頻率異常、穩(wěn)定度下降、熱應(yīng)力增加,加速晶振老化。更多:《石英晶振的激勵功率等級》

1) 選用KOAN高品質(zhì)晶振;
2) 合理設(shè)計PCB,避免機(jī)械應(yīng)力與靜電隱患;
3) 貼片、手工焊接時采用ESD防護(hù)措施;
4) 使晶振工作在合理的溫度、激勵電流條件內(nèi);
5) 對于極端環(huán)境,選擇工業(yè)級,寬溫晶振等。