石英晶体老化（aging）原因有哪些？又该如何防止晶体老化？晶诺威科技解释如下：

关于石英晶体老化的定义

Aging is estimated from environmental reliability tests and the expected amount of frequency variation over time. It is not intended as a guarantee of performance over the product-life cycle.

老化是根据环境可靠性测试和随时间推移的预期频率变化量来估计的。它不作为对产品生命周期内性能的保证。

根据国际无线电咨询委员会(CCIR)的定义，老化是“由于振荡器内部变化导致频率随时间的系统性变化”。

（典型的石英晶体老化现象）

老化被定义为频率随时间的变化，通常表现为指数正、衰减的频率漂移特性。然而，频率变化的方向可以是正的，也可以是负的，如图1所示。如图所示，石英谐振器中可能有几个因素共同决定了其老化性能。

例如，当石英谐振器同时受到两个方向相反、衰变速率不同的机制的作用时，方向反转就会发生。

造成晶体老化的主要因素有两个。

1、分子污染

由于在器件封装期间的任何污染，晶体上的物质会被添加或去除，从而改变晶体的频率。因此，在生产过程中，环境保持清洁，以避免发生老化效应。

例如，用于安装石英晶体的导电环氧树脂（导电胶）可能会产生“出气”，这可能会在密封的晶体封装内部的惰性气氛中产生氧化物质，因此必须严格控制生产过程。

2、机械应力

由于应力，石英晶体也会改变频率。这种应力可以由各种来源引起，如封装和支架、环氧连接、金属薄膜和石英晶体。

加热和冷却也会引起应力，因为它们的膨胀系数不同。石英中的应力可以来自棒材的生长过程或切割、研磨和抛光成晶片的加工过程。

如何测量晶体振荡器的老化效应？

要测量老化效应并不是一件容易的事情。加速老化法是用来测量器件真正老化的方法，通过将器件置于较高的温度下，在规定的时间间隔内测量频率，来测量器件的老化程度。

例如，将器件放置在+85°C的环境下30天，或在+105°C的环境下168小时，相当于器件在+25°C（室温）下使用一年的时间。

对于工程师来说，防止晶振老化的方法包括以下五点：

选择高质量的晶振器件

选择具有高质量和可靠性的晶振器件是防止老化的关键。可以选择来自知名厂家的产品，或者通过对不同产品的性能和特点进行比较，选择性能更优异的晶振器件。

选择适当的应用环境

晶振器件的使用环境对老化有很大的影响，应该选择适当的应用环境来避免晶振器件的老化。

例如，避免将晶振器件暴露在高温、湿度、震动等条件下，选择相对稳定的环境条件下使用晶振器件。

合理设计电路

合理设计电路可以减少晶振器件的老化。例如，避免电路中存在过高的电压、电流、温度、噪声、震动等因素，减少电路对晶振器件的干扰。

合理设计散热系统

温度是影响晶振器件老化的重要因素之一，合理设计散热系统可以帮助降低晶振器件的温度，从而减少老化的影响。

定期检测和校准

定期对晶振器件进行检测和校准可以发现晶振器件老化的迹象，及时采取措施进行更换或修理，以确保晶振器件的稳定性和可靠性。

注：

Aging is estimated from environmental reliability tests and the expected amount of frequency variation over time. It is not intended as a guarantee of performance over the product-life cycle.

老化是根据环境可靠性测试和随时间推移的预期频率变化量来估计的。它不作为对产品生命周期内性能的保证。