有關(guān)于石英晶振設(shè)計PCB板布局注意事項
任何產(chǎn)品在生產(chǎn)或者使用前都會有所需要注意的事項,晶振也亦是如此。在晶振焊接前都會有份焊接所需要注意事項,對于參數(shù)相關(guān)均會有個使用說明,或者簡介?,F(xiàn)在由泰河電子技術(shù)部的小張來為大家編輯合成<有關(guān)于石英晶振設(shè)計PCB板布局注意事項>
大部份的石英晶體產(chǎn)品是用于電子線路上的參考頻率基準(zhǔn)或頻率控制組件, 所以, 頻率與工作環(huán)境溫度的特性是一個很重要的參數(shù). 事實上, 良好的頻率與溫度(frequeny versus temperature)特性也是選用石英做為頻率組件的主要因素之一. 經(jīng)由適當(dāng)?shù)亩x及設(shè)計, 石英晶體組件可以很容易的就滿足到以百萬分之一 (parts per million, ppm) 單位等級的頻率誤差范圍. 若以離散電路方式將LCR零件組成高頻振蕩線路, 雖然也可以在小量生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到所需要的參考頻率信號誤差在ppm或sub-ppm等級要求, 可是這種方式無法滿足產(chǎn)業(yè)要達(dá)到的量產(chǎn)規(guī)模. 石英組件的頻率對溫度特性更是離散振蕩線路無法簡易達(dá)成的. 在(圖一) 中提供了數(shù)種不同的石英晶體切割角度的頻率對溫度特性曲線.
Frequency-temperature characteristics of various quartz cuts.
在各種不同種類的切割角度方式中, AT角度切割的石英芯片適用在數(shù)MHz到數(shù)佰MHz的頻率范圍,是石英芯片應(yīng)用范圍最廣范及使用數(shù)量最多的一種切割應(yīng)用方式. 在(圖二)中, 從石英晶棒X-軸向的上視圖, 可以看到對Z-軸向旋轉(zhuǎn)約35度的AT 方向. 這在大量生產(chǎn)的技術(shù)上也是很好達(dá)成的一種作業(yè)方式.
Orientation of AT plat
(圖三)是以AT切割角度變動在厚度振動模態(tài)的頻率對溫度特性的展開圖. 圖中以常用的室溫攝式25度作為相對零點, AT切割的最大優(yōu)點是頻率對溫度變化為一元三次方曲線. 這個特性, 從(圖六)中可以看到, 在相當(dāng)寬廣的溫度范圍下, AT切割的溫度曲線的第一階及第二階常數(shù)為零, 第三階的常數(shù)便決定了頻率對溫度的變化值.
(Fig. 2) AT - cut frequency-temperature characteristics
當(dāng)石英晶體諧振器頻率元件遇上PCB版設(shè)計,會有一場怎樣不同的艷遇。
在設(shè)計PCB板的布局圖時需要注意的是要防止負(fù)阻減少,防止EMI問題的發(fā)生。所以,第一項工作在振蕩電路中信號圖案長度應(yīng)盡可能的短,盡可能減少雜散電容以及電感。不能在振蕩電路中使用插孔,不然會引起很大的EMI。緊接著就要排除振蕩電路周圍圖案的影響,多層電路板中間層不應(yīng)該接地,或者是作信號通道,接地或是信號通道不應(yīng)置于多層電路板的中間層,從而與振蕩電路重疊,因為這樣一來,地面和振蕩電路間的雜散電容將會增加。雜散電容增大可能會造成振蕩裕量不足,從而造成振蕩停止。信號通道靠近C-MOS逆變器輸入端,會因放大波形噪音而產(chǎn)生EMI。如果為電屏蔽安排了接地區(qū)域,要放置在振蕩電路板背面。將接地圖案放置在中間層,會使振蕩裕量出現(xiàn)上述情況。圍繞振蕩電路的接地圖案不應(yīng)靠近振蕩電路,以防止產(chǎn)生較大的雜散電容。
2.焊接:通過回流焊接來焊接晶體諧振器。推薦的焊劑、焊接和焊接剖面參照下表。
推薦的焊劑和焊接方法
焊劑 | 請使用樹脂基焊劑,不要使用水溶性焊劑。 |
---|---|
焊接方法 |
請在下述條件下進(jìn)行焊接 : (Sn-3.0Ag-0.5Cu) 焊膏的標(biāo)準(zhǔn)厚度: 0.10到 0.15mm |
標(biāo)準(zhǔn)焊接曲線 | |
預(yù)熱 | 150~180℃ 60~120秒 |
加熱 | 最低220℃ 30到~60秒 |
峰值溫度 | 最低245℃ 最高260℃ 最長5秒 |
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