Problema de soldadura SMD Crystal (?) y cualquier procedimiento de prueba recomendado

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Utilizo un cristal SMD de 32.768 kHz ( hoja de datos ) para una MCU. Aquí está la parte de diseño del cristal.

AquíhayunavistadesdeunaPCBreal

Monté los componentes mediante soldadura manual y produje unos 30 módulos.

La mayoría de los módulos de cristal no empezaron a funcionar al principio, pero lo resolví volviendo a soldar el cristal aplicando un poco más de soldadura debajo. Lo interesante es que cuando toco un alfiler del cristal con unas pinzas, el cristal comienza a funcionar. Aquí hay una vista del osciloscopio de la señal del cristal.

Lafallaesdondetoquéelcaminoconunaspinzas,yluegocomienzalaoscilación.

OtrohechoesquepartedelcristaldeltablerofuncionasitocolarutadelatapadelC451,algunosdeelloscomienzanatrabajarsitocolarutadelatapadelC441(porejemplo,sifuncionaaltocarlarutadelatapadelC451,nofuncionaSitocoelcaminodelatapadelC441).

Estomehizodudardesiestárelacionadoconlasoldaduradebajodelcristal(talvezunasuperficiedecontactodesigualuotrarazónquenopuedoimaginar).Osinoesunproblemapuramenterelacionadoconlasoldadura,yaqueavecesnecesitorealizarelprocesoderesoldadovariasveceshastaqueseresuelvaelproblemadelcristal.EnlavistadePCBanterior,lasoldaduraadicionalsobresaledelladodelcristal(sincortocircuitoaotraalmohadillaocajadelcristal),debehaberunaconexiónseguraentreelpindelcristalylaalmohadilladePCB,peroelproblemaaúnpermanece.

Otroproblemaesqueexperimentéen4tablerosquefuncionandespuésdevolveraaplicarlasoldaduradebajodeellos,perocuandolosprueboaldíasiguiente,elcristaltieneelmismoproblema.

Question.1¿Alguienhaexperimentadounproblemasimilaropodríapensarencuálpodríaserelproblemareal?

Question.2Lostablerosestaránenelcampo,tengolapreocupacióndequefuncionaránaquíperotienenunproblemacuandoelclientenecesitausarlos.Laformaenquelosprueboesiniciarlosmódulosenparejascadadíayobservarsihayalgúnfalloyextenderestapruebaaunasemana.¿Hayalgúnmétodo/técnicaparaprobar(uobtenerindicación)sielcristalprobablementefuncionarábienenlafuncióncercana?

  • InspeccionélosPCBconunmicroscopioparacomprobarquenohayuncortocircuitoentreningúnrastrooquenohayningunaconexióndesoldaduradesdeelcasodelcristalacualquiercamino.
  • Enlostablerosproblemáticos,reemplacéelcristalconlosquequitédeltableroquefuncionabien,porlotanto,nodeberíaserunproblemadecomponente.
  • LimpiélosresiduosdeflujoenPCBperonocambiaelresultado
  • Hiceunabúsquedasiexisteunprocedimiento/técnicaespecialparasoldarestetipodecristalesSMDperonopudeencontrarningunainformaciónrelacionada.

EDITIntentécolocardiferentesvaloresdecondensadoresperonoayudé.

EDIT2 Aquí está la vista gerber del diseño de referencia de TI, ya que es un cristal opcional, está conectado a través de resistencias de 0 ohmios (R451, R441)

    
pregunta Angs

3 respuestas

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Su diseño se ve mucho peor en la captura de pantalla de lo que realmente es con el vaciado del suelo, sin embargo, todavía trato de aislar el retorno del terreno de los límites de carga y hacer que vuelva al suelo en el chip. También me gustaría ver un terreno que se vierta debajo de las tapas y el cristal (quizás tenga uno) y que esté conectado al mismo punto de tierra que las tapas de carga.

No es probable que sea tu problema, parece que hay varias posibilidades. Primero, la caja metálica del cristal puede estar cortocircuitada o hay algún problema con la PCB. Su descripción tiende a indicar que no.

Este es un cristal de nivel de energía extremadamente bajo (unidad de 100 nW unidad máxima de 500 nW). Asegúrate de que esté bien adaptado a tu chip. No puede cambiar las capacidades de carga de la misma manera si desea una sincronización precisa (se requiere +/- 40 ppm), pero asegúrese de que sean apropiadas (si no hay límites dentro del chip, generalmente deben ser unos pocos pF menos del doble de la capacitancia especificada para el cristal (esa hoja de datos muestra varios valores posibles para ese cristal). Debe probar los tableros para el arranque a temperaturas extremas; el arranque marginal a temperatura ambiente indica un problema probable relacionado con la gm del chip y eso cambia con la temperatura.

Finalmente (¡ y quizás las mejores noticias! ), si tu ensamblador está usando un flujo no limpio, y especialmente si el chip es de potencia extremadamente baja, apuesto a que ese es exactamente tu problema. La eliminación del residuo requiere un fuerte disolvente y lavado. La nueva soldadura de las piezas puede afectar el residuo y permitir que empiecen a trabajar nuevamente.

Edit: sospecharé que el residuo de fundente no está limpio, es extremadamente difícil de eliminar. También puede comparar los valores de límite de carga y las especificaciones del cristal Epson que está utilizando con el cristal utilizado en el diseño de referencia de TI para ver si algo le salta. Pero también frote la parte superior de esa tabla en el área de cristal con un limpiador de PCB con solvente desagradable y un cepillo de dientes. El disolvente solo (incluso algo tan desagradable como el diluyente de laca) no es suficiente.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Mencionas que el oscilador comienza cuando lo tocas con unas pinzas. Eso me indica que quizás necesite un poco más de capacitancia en uno o quizás ambos (depende de cómo funciona este oscilador en particular) de los pines del cristal. Estoy hablando de "(3) capacidad de carga" en la hoja de datos. ¿Hay algún condensador de carga conectado a este cristal? Si no, empezaría con 10 pF, si lo hubiera, aumente su valor con 10 pF.

Me resulta difícil creer que tenga algo que ver con la PCB, en mi experiencia, la soldadura de un cristal en una PCB no debería ser tan problemática. Principalmente utilizo aire caliente para cristales tan pequeños y eso casi siempre funciona bien.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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¿Cuál es el reloj que se supone que maneja este tablero?

Parece que es un problema con los condensadores. Cuando tocas un terminal, las cosas funcionan debido a tu capacitancia. ¿Son correctos los valores del condensador de cristal? ¿Ha intentado volver a soldar (solo recalentar los terminales) los condensadores?

Los cristales de 3 terminales pueden comportarse de manera más adecuada, especialmente para circuitos de alta frecuencia. También debe querer (dependiendo de la velocidad del reloj) que coincida (y reduzca al mínimo posible) la longitud de las huellas del cristal. Siempre comience a enrutar desde GND, Vcc y reloj.

    
respondido por el Pedro Quadros

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