发布时间:2023-02-16
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石英晶振作为电子设备的重要时钟源,其封装形式不仅影响PCB布局和产品尺寸,也直接关系到生产工艺和产品可靠性。目前,晶振主要分为SMD贴片晶振和DIP插件晶振两大类,不同封装对应不同的焊接工艺。
SMD贴片晶振:回流焊
随着电子产品不断向小型化、轻量化发展,SMD贴片晶振已经成为目前应用最广泛的封装形式,应用于智能手机、物联网设备、工业控制、汽车电子和通信设备等领域。贴片晶振通常采用回流焊(Reflow Soldering)进行安装。在PCB焊盘上印刷焊锡膏后,将晶振贴装到指定位置,再通过回流焊设备对整个PCB进行加热,使焊锡膏熔化并完成焊接。典型的回流焊工艺包括预热、恒温、回流和冷却四个阶段,整个生产流程一般为:印刷焊锡膏 → SMT贴装 → 回流焊 → 清洗与检测。合理控制回流焊温度曲线,有助于保证焊点质量,同时避免晶振因受热过度而影响性能。
目前市场上的贴片晶振封装规格丰富,不同尺寸适用于不同应用需求。

- 1612(1.6×1.2mm):主要用于空间受限的可穿戴设备、移动终端等产品,KOAN晶振提供KX16晶体谐振器及KT16CS温补晶振等产品。
- 2016(2.0×1.6mm):可提供晶体谐振器、时钟振荡器及温补晶振等多种产品选择。
- 2520(2.5×2.0mm):除普通产品外,还可提供LVDS、HCSL等高速差分输出晶振。
- 3225(3.2×2.5mm):是目前最常见的主流封装之一,兼顾尺寸、性能与成本。
- 5032(5.0×3.2mm):广泛应用于工业设备、通信设备等领域。
- 7050(7.0×5.0mm):适用于高稳定度、高频率及多种特殊性能需求,可选择普通时钟振荡器、低抖动晶振、差分晶振及温补晶振等产品。
对于部分工业设备、电力系统、测试仪器及传统电子设备,插件晶振仍然具有较高的应用比例。直插晶振通常采用波峰焊(Wave Soldering)进行焊接。元器件插入PCB后,通过助焊剂处理和预热,再让PCB经过熔融锡液形成的波峰,使元件引脚与PCB焊盘完成焊接。典型波峰焊流程包括:插件安装 → 喷涂助焊剂 → 预热 → 波峰焊 → 冷却 → 剪脚 → 外观检查。相比回流焊,波峰焊更适用于DIP插件元件的大批量生产。
插件晶振具有机械强度高、焊接牢固等特点,常见封装包括:DIP-8、DIP-14封装主要应用于KOAN KS系列时钟振荡器、KV系列压控晶振以及KT系列温补晶振。

- 49S封装尺寸约为10.5 × 3.5 × 3.8mm,是传统石英晶体最常见的封装之一。
- 49SMD是在49S基础上发展而来的假贴片封装,兼顾插件晶体性能与贴装需求。
- 49U封装尺寸约为11.05 × 4.65 × 13.46mm,多用于工业设备和传统电子产品。
- 圆柱形1×4封装主要用于32.768kHz实时时钟晶体。
- 2×6和3×8圆柱封装则同时覆盖kHz和MHz频率产品,可满足不同应用需求。
晶振属于精密电子元件,内部石英晶片、电极及封装结构对焊接温度十分敏感。如果焊接温度过高、加热时间过长或温度变化过快,都可能导致内部结构受损,使晶振出现不起振、频率漂移、稳定性下降等问题。
圆柱晶振在高温下,还可能造成玻璃珠密封部位损坏,从而影响产品长期可靠性。有些晶振在焊接完成后虽然能够正常工作,但由于内部已经受到热损伤,经过一段时间使用后仍可能出现停振或频率异常,这类现象通常被称为"软损伤"。在生产过程中应严格按照产品规格书推荐的焊接温度曲线进行作业。