GBT 22318.1-2023 声表面波谐振器 第1部分：总规范

声表面波谐振器Surfaceacousticwave(SAW)resonato国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会1GB/T22318.1—2023/IEC610前言 12规范性引用文件 3术语和定义 33.1通用术语 33.2工作特性 54优先顺序 5优先额定值与特性 5.1标准标称频率值，单位为MHz 5.2标准工作温度范围，单位为℃ 5.4标准驱动电平，单位为mW 5.5最小插入损耗标准值，单位为dB 5.6标准气候环境类别 5.7碰撞严酷等级 5.8振动严酷等级 5.9冲击严酷等级 5.10漏率 6.1谐振器标志 6.2包装标志 7质量评定程序 7.1初始制造阶段 7.2结构相似元件 7.3分包 7.4装配元件 7.5制造商批准 7.6批准程序 7.7能力批准程序 7.8鉴定批准程序 7.9试验程序 7.10筛选要求 7.11返工和返修 7.12证明合格的试验记录 7.13放行有效期 GB/T22318.1—2027.14发货放行 7.15不检查的参数 8试验和测量程序 8.1通则 8.2试验和测量条件 8.4尺寸检验 8.5单端对谐振器测量方法 8.6双端对谐振器测量方法 8.7机械和环境试验程序 8.8耐久性试验程序 27Ⅲ本文件是GB/T22318《声表面波谐振器》的第1部分。GB/T22318已经发布了以下部分：本文件代替GB/T22318.1—2008《声表面波谐振器第1-1部分：总则和标准值》。与——增加了优先顺序(见第4章);——增加了质量评定程序(见第7章);——增加了试验和测量程序(见第8章)。本文件将IEC61019-1:2004的第3章和第4章的顺序对调。——2008年首次发布为GB/T22318.1—2008;GB/T22318.1—2023/IEC61019声表面波谐振器标准旨在给出声表面波谐振器的通用要求、质量评定程序以及外形和引出端图第3部分：标准外形和引出端连接。目的在于给出声表面波谐振器常用的外形图和引出端的功能定义.1第1部分：总规范本文件规定了采购能力批准程序或鉴定批准程序评定质量的声表面波(SAW)谐振器的试验方法下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文ISO1000国际单位制及其倍数和某些其他单位的使用建议SIunitsandrecommendationsfortheuseoftheirmultiplesandofcertainotherunitsIEC60050-561国际电工技术词汇(IEV)第561部分：频率控制和选择用压电器件[InternationalElectrotechnicalVocabulary(IEV)—Part(Chapter)561IEC60068-2-1环境试验第2部分IEC60068-2-6环境试验第2部分：试验方法试验Fc;振动(正弦)(Environmentaltesting-Part2:Tests—TestFc;Vibration(sinusoidal)ting—Part2:Tests—TestGaandguidance:Acceleration,steady2:Tests—TestM:Lowairpressure)IEC60068-2-14环境试验第2部分：试验方法试验N:温度变化(Environmentaltesting一2Part2:Tests—TestN:Changeoftemperature)IEC60068-2-17环境试验第2部分：试验方法试验Q;密封(Environmentaltesting-Part2:IEC60068-2-20环境试验第2部分：试验方法试验T:锡焊(Environmentaltesting-Part2:IEC60068-2-21环境试验第2部分：试验方法试验U;引出端及整体安装件强度(Environ-mentaltesting-Part2-21;Tests-TestU;Robustnessofterminationsandintegraltesting—Part2:Tests—TestEaandguidance:IEC60068-2-30环境试验第2部分：试验方法试验Db:交变湿热(Environmentaltesting-Part2;Tests-TestDbandguidance;Dampheat,cyclic(12+12-hourcyIEC60068-2-31环境试验第2部分：试验方法试验Ec;粗率操作造成的冲击(主要用于设备型样品)(Environmentaltesting-Part2:Testmethods—TestEc:Roughhandlingshocks,primarilyIEC60068-2-45环境试验第2部分：试验方法试验XA和导则：在清洗剂中浸溃(Environ-mentaltesting-Part2:Tests-TestXAandguIEC60068-2-52环境试验第2部分：试验方法试验Kb:盐雾，交变(氯化钠溶液)Environ-mentaltesting—Part2:Tests—TestKb:Saltmist,cyclic(sodiumchlorideIEC60068-2-58环境试验第2-58部分：试验方法试验Td;表面贴装(SMD)元件可焊性、金属化层耐熔蚀性和耐焊接热试验方法[Environmentaltesting—Part2-58:Tests—TestTd;Testmethodsforsolderability,resistancetodissolutionofmetallizationandtosolderingheatofsurfaceIEC60068-2-64环境试验第2部分：试验方法试验Fh:宽带随机振动和导则(Environmentaltesting-Part2:Tests—TestFh:Vibration,broad-bandrandom(digitalcontrol)andguidance)IEC60068-2-78环境试验第2部分：试验方法试验Cab:恒定湿热试验(Environmentaltes-ting—Part2-78:Tests—TestCab;Dampheat,IEC60617简图用图形符号(Graphicalsymbolsfordiagrams)3GB/T4728(所有部分)电气简图用IEC60122-1有质量评定的石英晶体元件第1部分：总规范(QuartzcrystalunitsofassessedIEC60444(allparts),MeasurementofquartzcrystIEC60642频率控制和选择用压电陶瓷振子和谐振器第1章：标准值和条件第2节：测量和试验条件(PiezoelectricceramicresonatorsandresonatorsunchapterI:standardvalue导则(Firehazardtestingforelectricandelectronicproducts—Parttestmethod—Apparatus,confirmatorytestarrangementandguidance)niques—Section2:ElectrostaticdiscQC001001-1:2002IEC电子元器件质量评定体系(IECQ)一基本规则[IECQualityAssessmentSystemforElectronicComponents(IECQSystem)—BaQC001002-2:1998IEC电子元器件质量评定体系(IECQ)程序规则第2部分：文件[IECQualityAssessmentSystemforElectronicComponents(IECQ)—RulesofProcedQC001002-3:1998IEC电子元器件质量评定体系(IECQ)程序规则第3部分：批准程序[IECQualityAssessmentSystemforElectronicQC001005-5:2003由包括ISO9000认证的IEC电子元器件质量评定体系(IECQ)批准的企业、4声表面波谐振器surfaceacousticwaveresonator;SAWRSAW谐振器一种利用声表面波多次反射的谐振器。一种具有一对端子的声表面波谐振器(见3.2.10和图1)。具有输入和输出端口的声表面波谐振器(见3.2.11和图1)。图1SAW谐振器的基本结构声表面波谐振器型振荡器SAWresonatoroscillator用声表面波谐振器作为主要频率控制元件的振荡器。叉指换能器interdigitaltrans被沉积在压电基片上，由相互交叉金属电极组成的梳状结构，其作用是把电能转变为声能或把声能变为电能。叉指换能器梳状电极中的每一金属单元。一种为了抑制声表面波的波前畸变而设置的不激励声表面波的指条。一种连接相同电位指条的公共电极。谐振器通过它与外电路连接。一种使独立指条互连的公共电极(见图1)。5△v/v——表面电势短路条件和开路条件下产生的相对速度变化关系。一种由电学扰动和质量负载扰动实现周期不连续性的电学开路或电学短通过短路条连接的指条阵列(见图1b)]。fw6在给定的温度范围内相对于基准温度下的工在谐振器外壳上测得的温度范围，在此温度范围内谐振器必须工作，但不一定工作在规定频差进行谐振器可信测量的温度。对温控谐振器，基准温度为受控温度范围的中点；对非温控谐振器，基准温度通常为25℃±2℃。一种由于高阶横向模式激励而导致的寄生谐振，这种现象出现在直流击穿电压d.c.breakdownvo7长期参数变化long-termparametervariati谐振器参数(例如：谐振频率)随时间发生的变化。3.2.10单端对SAW谐振器单端对谐振器等效电路one-portresonatorequivalentcircuit其阻抗与谐振频率附近的谐振器阻抗等效的一种电路。通常用一个动态(串联)支路再并联一个静电容来表示，而串联支路则依次由串联动态电感、动态电容和动态电阻表示。动态电感、动态电容和动态电阻的串联支路参数通常分别用L₁、C₁和R₁表示。并联静电容用C。表示(见图2)。最大导纳(最小阻抗)频率图2单端对谐振器等效电路fm谐振器在谐振频率f.附近出现最大导纳对应的频率(见图3和图4)。图3单端对SAW谐振器的矢量导纳图8一衰耗/dB一衰耗/dB频率/MHz-f,谐振器等效电路中串联支路的谐振频率(见图3)。f₁最小导纳(最大阻抗)频率frequencyofminimumadmittance(maximumifa谐振器在谐振频率附近出现最小导纳的一种频率(见图3和图4)。f,串联支路和并联电容的并联谐振频率(见图3f.R₁等效电路的动态(串联)支路电阻(见图2)。9等效电路的动态(串联)支路电容(见图2)。L₁等效电路的动态(串联)支路电感(见图2)。并联电容shuntcapacitance等效电路中与串联支路并联的静电容(见图2)。品质因数qualityfactorQ谐振器的Q值可根据2πf,L₁/R₁而得到，Q值的大小受声表面波传播损耗、电极电阻、模式转换损耗等诸多因素的制约。r并联电容(C₀)与动态电容(C₁)之比。M由Q/r得到，表示谐振器的频率敏感度。负载电容loadcapacit在谐振器上加载影响谐振频率fi的有效外部电容(见图5)。图5谐振和反谐振频率GB/T22318.1—2023/IECb)带串联负载电容的单端对SAW谐振器电抗曲线图5谐振和反谐振频率(续)负载谐振电阻loadresonanceresistanceR₁谐振器串联了给定外部电容后，在负载谐振频率ft下的电阻。负载谐振频率loadresonancefrequencyft在规定条件下，谐振器串联或并联负载电容时，阻抗呈阻性的两个谐振频率中的一个频率；当负载电容串联时，取较低的频率，当负载电容并联时，取较高的频率(见图5)。在实际应用中，负载电容C₁为给定值时，其串联或并联负载谐振频率是相同的，可用下式求得：注：3.2.10.2和3.2.10.3定义的频率是以最常用的术语列举出来的。此外还有许多与谐振器相关的频率，参见IEC60122-1。如果需要更高的准确性或者从频率检测推导出谐振器等效电路参数(例如：谐振器动态参数值),宜参考IEC60122-1和IEC60444(所有部分)相关方法。一种与谐振器在谐振频率附近的阻抗相同的电路，通常用二端口网(串联)支路的动态电感、动态电容和动态电阻分别由L₁、C;和R₁表示。并联(输入/输出)电容由Cw是一致的(见图6)。与谐振器等效电路输入端并联的电容(见图6)。与谐振器等效电路输出端并联的电容(见图6)。fs空载Q值unloadedqualifyfactor插入损耗(针对双端对SAW谐振器)insertionattenuation(fortwo-portSAWresonator)中心频率(针对双端对谐振器)centrefrequency(fortwo-portSAWresonator)fe以最小插入损耗点为参考，衰减到一个给定值的左右两个频率的算术平均值。寄生谐振抑制spuriousresonancerejection最小寄生谐振抑制与最小插入损耗之间的差值(见图7)。频率/MHz-图7双端对谐振器的典型频率特性中心频率下输入和输出端之间的相移，SAW谐振器的相移通常设计为0°或180°。在输入或输出端连接的电感，对所需振荡频率进行调谐。4优先顺序标准中，无论何种原因引起的不一致时，应以下列优先顺序采用标准：——详细规范；——分规范；——总规范；——任何其他被引用的国际标准(如IEC标准)。同样的顺序也适用于国家标准。5优先额定值与特性5.1.1电视射频调制器的标准标称频率值125当要求SAW谐振器的工作温度范围大于等于一40℃~85℃时，应规定与工作温度范围相符合的沿三个相互垂直轴的每方向峰值加速度为400m/s²,碰撞4000次±10次。脉冲持续时间为振动方向，持续时间110Hz～55Hz,位移幅值为0.75mm(峰值);55Hz～500Hz或55Hz～2000Hz、加速度幅值为100m/s²(峰值)(见8.7.7)210Hz～55Hz,位移幅值为1.5mm(峰值);55Hz～2000Hz,加速度幅值为200m/s²(峰值)(见8.7.7)随机振动严酷等级从表2中选取。120Hz～2000Hz,加速度谱密度为19.2(m/s²)²/Hz,加速度总均方根值为196m/s!(见8.7.7),220Hz～2000Hz,加速度谱密度为48(m/s²)²/Hz,加速度总均方根值为314m/s²(见8.7.7)320Hz～2000Hz,加速度谱密度为19.2(m/s²)*/Hz,加速度总均方根值为62m/s²(见8.7.7)除非另有规定，峰值加速度为1000m/s²,持续时间为6ms,沿三个相互垂直轴的每个方向冲击三SAW谐振器上应清楚地、永久性地给下列a)～c)项内容(见8.7.18),并尽可能多地标出其余认为b)制造年和周(或月);d)引出端识别(适用时);f)电气连接标识(适用时);g)序列号(适用时);h)表面安装器件类别(适用时);i)标称频率(kHz或MHz)(适用时);j)制造商识别代码(适用时)。放有SAW谐振器的初级包装应清楚地标识6.1所列的全部内容，6.1g)和静电敏感元件(ESD)的供鉴定批准、能力批准和质量一致性检验用的结构相似SAW谐振器元件的划分应在有关分规范分包程序应符合QC001002-3:1998中3.1.2的规定。当最终产品中含有质量评定体系总规范覆盖的元件时，这些元件应是按质量评定体系的正常放行为获得制造商批准，制造商应满足QC001002-3:1998为鉴定SAW谐振器，可采用能力批准程序或鉴定批准程序。这些程序符合QC001001和每种能力鉴定元件应制定经国家标准机构认可的详细规范。详细规范应能识别CQC的目规范应由IECQ注册并将其列入QC001005。详细规范的内容应由制造商和用户根据QC001002-3:1998中4.3的要求协商确定。造条件给予批准。更详细的内容在7.7和有关分规范中规定。制造商应遵守QC001002-3:1998中4.2.1和7.1中规定的要求。制造商为获得能力批准应遵守QC001002-2:1998中第4章规定的程序。鉴定批准程序应符合QC001002-3:1998中第3章的规定。制造商应遵守QC001002-3:1998中3.1.1和7.1的要求。制造商为获得鉴定批准应遵守QC001002-3:1998中3.1.3规定的程序。所采用的试验程序应从第8章选取。若要求的试验未包括在其中，则应在详细规范中规定。当鉴定批准用分规范有规定且用户要求放行批次的证明记录(CRRL)时，应摘要提供规定的试验保存期限超过两年的SAW谐振器，之后的放行检验在交货前应按8.5.2规定的电气试验重新检SAW谐振器应按QC001002-3:1998中3.2.6和4.3.2的规定放行。只能保证在详细规范中规定并已通过试验的参个元件都是不变的。若必须对更多的参数加以控制，宜采用新的涉及面更宽的详细规范。任何附加的a)温度：15℃~35℃;b)相对湿度：45%～75%;a)温度：25℃±1℃;b)相对湿度：48%～52%;受控恢复条件和标准的干燥条件按IEC60068-1:1988中5.4的规定。详细规范规定的限值是真值。当评价测量结果时应考虑到测量的不准确度。应注意将测量误差减在规定的电气试验中示出的测量电路是优选电路。当测量装置对被测特性有负载效应时，应对允当元件被认定为对静电敏感时，应注意防止试验之前、试验期间和试验之后的静电放电损坏(见各种测量都应优先采用规定的方法进行。除有争议的情况以外，可以采用能得出等效结果的任何应在10倍放大的条件下对SAW谐振器进行目检，玻璃绝缘子应无裂纹或无引出端损伤，弯月面应测量外形尺寸并符合规定值。8.5单端对谐振器测量方法理论上传统的石英谐振器标准测量方法可检测单端对SAW谐振器，如IEC60122-1和IEC60444(所有部分)中所描述的。对于更高频段使用的单端对SAW谐振器，通常的方法是采用网络分析仪进行反射检测，它能在高频段(超过300MHz)确定精确的电学参数。以下是一种基于反射检测的基本测量方法，用于单端对SAW谐振器的测量。单端对SAW谐振器等效电路图如图2所示，矢量导纳图如图3所示。通过对谐振器进行测量，确定等效电路参数(L₁、C₁、R₁、C₀)和串联谐振频率f..C。采用电容计测量，其他参数采用矢量阻抗仪进行阻抗测量或网络分析仪进行反射测试，并根据图3进行计算。反射测量装置如图8所示。网络分析仪RF输出端口1的RF信号直接反馈给测量夹具，测量回波衰减的A/R矢量比。所有的连接线均使用RF同轴电缆，其标称阻抗应与系统阻抗相等。网络分析仪图8反射测量测量夹具应与网络分析仪任意一个端口相连接，并与谐振器连接。测量夹具校准时，用校准件替换谐振器。测量夹具应采用适合于谐振器的标准接头及插座，测量夹具接头和插座之间的距离宜尽可能短。断开测量夹具与测量电缆的连接，对连接器进行单端口校准。校准正确后，幅度和相位值将归一化为标准电平和标准相位，相位读数保持为0°且与频率无关。网络分析仪系统阻抗状态下，与标准电平和标准相位的相对衰减及相移，即为回波衰减值和相位值。8.5.2.5反射率与谐振器导纳之间的关系谐振器反射率用下式表示：谐振器导纳用下式计算：Y——谐振器的导纳；用上面得到的导纳可以计算出SAW谐振器的其他参数。谐振频率f,是下限频率，导纳的虚部等于零。动态电阻R,是最大电导的倒数，在串联谐振频率f,时，它是导纳实部。动态电感L,如下：△X/△f是靠近f福的谐振器电抗(导纳倒数值的虚部)的频率导数。动态电容C:如下：并联电容C。可用电容计直接测出。8.6双端对谐振器测量方法8.6.1概述目前普遍采用网络分析仪测量，系统阻抗通常为50Ω,测量时需确保谐振器与测量系统之间的阻抗匹配。双端对SAW谐振器等效电路如图6所示。通常，双端对SAW谐振器用输入静电容Cw、输出静电容Cour、中心频率f.、最小插入损耗IA(dB)、有载品质因数Qr及工作相移等参数进行表征。Cm和Cour可以用电容计直接测出，其他参数通过传输性能测量获得。直通连接的信号电平与接入谐振器的信号电平之比为插入损耗(见图9)。同样，相对相移是谐振器相位与参考相位的相位差。因测量夹具的有效电长度影响，谐振器相对相移小于计算获得的相移，如8.6.2.3所述。传输测量装置如图9所示。网络分析仪RF输出端口1的RF信号通过测量夹具传输到端口2,测得的B/R的矢量比即为插入损耗。所有的连接线均为RF同轴电缆，其标称阻抗应与系统阻抗完全相等。测量夹具应采用适合于谐振器的标准输人输出接头及插座，其接头和插座之间的距离宜尽可能测量夹具由无损耗的传输线构成，用于连接夹具的输入与输出接头及相应的谐振器插座。可根据其输入与输出端口的反射测量结果得到传输线的有效电长度。为确定输入接头和谐振器插座的有效电长度L₁,在反射模式下将测量基准面接入输入电缆接GB/T22318.1—2023/IEC61019-1:且与频率无关。用同样的方法可以确定输出接头和谐振器插座之间的有效电长度l₂。测量夹具的有(例如3dB)。Q₁=fe/△f图6示出的双端对SAW谐振器等效电路参数可以根据上述测量值求出，这些测得的值是输人电容Cm和输出电容Cour、中心频率f.、最小插入损耗IAgn(dB)和有载品质因数Qr。网络分析仪的源阻抗R,(例如50Ω)与Cw并联，等效于串联阻抗Z,Z₂C,——等效输出(负载)串联电路的电容。根据最小插入损耗IA(dB)可推导出动态电阻R₁,计算如下：根据有载品质因数Q.可以得到动态电感L₁,计算如下：b)引出端之间与外壳的金属部分。间为5s的规定大小的交变电压：b)引出端之间与外壳的金属部分。本试验应按IEC60068-2-21试验Ua₁(拉力)(适用于各类引出端)和试验Ua₂(推力)(不适用于柔本试验应按IEC60068-2-17试验