晶振的封装结构

发布时间：2026-01-27 09:42

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晶振的封装结构

封装结构

晶振分为一次封装和二次封装。一次封装指的是晶体未单独封装，晶体的晶片是和振荡 IC 合封为一体的晶振。以一次封装的 SMD-TCXO/OSC 结构为例，如图 8 所示，其基本结构分为：外壳，基座，晶片，IC 芯片。

图 6 一次封装 SMD-TCXO/OSC 结构

一次封装 SMD-TCXO/OSC 是将金属外壳同陶瓷基座压合后形成一个气密的内部结构，图 7 是已经去掉外壳的图片。基座是指陶瓷基座，是晶片和 IC 的载体，也是电路的载体。 IC 放置于陶瓷基座的底部，通过 bonding 线同基座上的电路相连。晶片位于 IC 上面，晶片的两个电极通过银胶点与陶瓷基座相连。

二次封装是指将晶体先单独密封后再和振荡线路/IC 连接。常见有两种，一是晶体外露型晶振，如图 8，另外一种是将晶体和振荡线路次合封的晶振，如图 9、图 10。一般 OCXO均属于二次合封型晶振。由于外露型晶振的晶体是裸露在外部，容易受到外界温度变化的影响，所以二次合封型晶振抵抗外界温变、潮湿、灰尘等恶劣环境的能力要远强于外露型晶振。

图 7 次封装外露型 SMD-TCXO 结构

二次合封型 TCXO 的基本结构分为：外壳，PCB 底板，TCXO，ASIC 芯片，其它器件。

二次封装的 TCXO，如图 9，一般采用陶瓷外壳或者塑封工艺外壳，底部是 PCB 基板，内部有一次封装的 TCXO，ASIC 芯片和一些其它器件，经过 SMD 表贴在 PCB 底板上。

二次封装的 OCXO，如图 10，基本结构分为：外壳，底座，恒温槽，晶体，PCB 及电路器件。高精度 OCXO 一般将影响频率的所有器件如晶体、振荡线路、输出电路等均放在恒温槽内，以实现最高稳定性，单恒温槽 OCXO 可以量产达到 1E-10（-40~85℃）的温度稳定度。低精度 OCXO 为生产工艺简单采用 PCB 导热的方式，其温度稳定度为 0.5ppb 至 10ppb（-40~85℃）

图 9 OCXO 结构

OCXO 一般采用金属外壳，底座一般分为金属底座（DIP 引脚）或 PCB 底座（SMD 表贴引脚），外壳和底座通过锡封或胶封工艺组装在一起。

材料成本

晶体占晶振的材料成本的 50%~80%之间。晶体的原材料石英是人工生长的，成本非常低廉而且价格稳定，晶体生产厂家的切割方式和制造工艺基本雷同，依据用量的多少，决定了晶体的价格。

ASIC 芯片占 TCXO 和 MCXO 的材料成本的 10%~30%之间。由于 ASIC 芯片是由各家晶振厂商自行开发研制的，所以其成本也不尽相同。一般来说，芯片的设计费用和使用量是决定其价格的主要因素。

其它分立电子器件占晶振材料成本的 10%~30%之间。在小型化的 TCXO 中用到的分立电子器件很少，基本集成到 IC 中，而在 OCXO 中会用到更多的分立电子器件。所以晶振温度稳定度的高低和晶振的成本关联较小，取决于晶振设计工程师的水平。封装外壳占晶振材料成本的 5%~15%之间。制造成本主要由生产直通率和生产自动化程度有关。由于晶振产品是模拟类产品，如果未做后期数字补偿，晶振的直通率取决于晶振各个器件的离散性组合，生产工艺控制尤为重要。此外，常见晶振生产过程的三大问题：1、跳流程，2、误判，3、NG 品交接下工序，所以生产自动化不仅仅是降低制造成本，更重要的是品质保证。