晶振不起振失效分析-j9九游会登录入口
测试样品 | freq. range (mhz) | resonant impedance (ω) | 评判结果 | |
---|---|---|---|---|
正常晶振 | 1# | 16.01 | 16.02 | 合格 |
2# | 16.01 | 21.00 | 合格 | |
失效晶振 | 1# | 16.01 | 2372.46 | 不合格 |
2# | 16.03 | 291.08 | 不合格 | |
3# | 16.00 | 30.07 | 合格 | |
4# | 16.02 | 43.63 | 不合格 |
表2. 密封试验结果
检验依据 | 参考标准gjb548b-2005方法1014.2 试验条件a1、c1 | |||
---|---|---|---|---|
试验设备 | 氦质谱检漏仪 氦气氟油加压检漏装置 | |||
试验条件 | 细检漏 | 粗检漏 | ||
试验条件a1 试验压力:517kpa 加压时间:4h |
试验条件c1 试验压力:517kpa;加压时间:2h 试验温度;125℃;试验时间:>30s |
|||
合格判据 | 漏率≤5.0*10-3pa.cm3/s | 从同一位置无一串明显气泡或两个以上大气泡冒出 | ||
样品 | 结果 | 实测数据 | 结果 | 现象 |
1# | 不合格 | 1.6*10^-1 | 不合格 | 有一串明显气泡冒出 |
2# | 合格 | 1.4*10^-3 | 不合格 | |
4# | 合格 | 3.0*10^-1 | 不合格 |
测试位置 | c | o | al | ti | cu | ag | pb | 合计 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
a | / | 1.33 | / | / | 66.22 | 32.45 | / | 100 |
b | 0.55 | 3.99 | 3.01 | 1.77 | 65.78 | 8.38 | 16.52 | 100 |
c | 0.47 | 7.61 | / | 10.33 | / | / | 81.59 | 100 |
d | 0.50 | 22.63 | / | 55.29 | / | / | 21.57 | 100 |
表4.电极成分测试结果(wt.%)
测试位置 | c | o | ti | cu | ag | pb | 合计 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
e | / | / | / | 97.38 | 2.62 | / | 100 |
f | 0.69 | 6.52 | 11.91 | / | / | 80.88 | 100 |
开封检查分析
将失效晶振和正常晶振进行开封,并对晶片表面电极层进行检查,发现失效晶振电极层存在两种异常:电极层边缘存在明显分层,说明其附着力已经极大弱化;电极层表面存在尺寸较大裂纹,从裂纹表面形貌来看不属于外来物理损伤,裂纹的存在可能与电极层分层相关。正常晶振电极层则未发现以上不良,表面形貌良好。
失效样品01电极层边缘分层形貌 | |
失效样品01电极层表面裂纹 | |
正常样品02电极层表面形貌 |
理论分析
晶振的主要失效模式包括功能失效、振荡不稳定以及频率漂移。统计结果表明,大约90%的晶体失效模式为开路引起的功能失效,10%为电接触良好但不振荡或振荡不稳定,这主要是由于晶体结构的改变引起了晶体压电特性的消失。
本文中的晶振属于典型的电接触良好但不振荡,电学测试表现为谐振阻抗增大。
密封性测试发现失效样品不合格,密封性较差带来了诸多可靠性隐患。对失效晶振和正常晶振进行剖面分析,结果表明失效晶振电极层不连续,且存在明显的分层,成分分析亦检测到氧元素的存在,说明电极层被氧化。开封检查分析同样证明失效晶振内部结果发生变化,电极层边缘存在明显分层,电极层表面存在较大裂纹。
以上不良现象的存在共同造成了晶振参数发生了变化,而导致这种不良的根本原因是晶振密封性出现问题。
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