ปัญหา SMD คริสตัลประสาน (?) และขั้นตอนการทดสอบใด ๆ ที่แนะนำ


9

ฉันใช้คริสตัล SMD 32.768 kHz ( แผ่นข้อมูล ) สำหรับ MCU นี่คือส่วนเลย์เอาต์ของคริสตัล

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

นี่คือมุมมองจาก PCB จริง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ฉันประกอบชิ้นส่วนด้วยมือบัดกรีและผลิตประมาณ 30 โมดูล

คริสตัลส่วนใหญ่ไม่ได้เริ่มทำงานตั้งแต่เริ่มต้น แต่ฉันแก้ไขได้โดยการบัดกรีคริสตัลอีกครั้งโดยใช้การบัดกรีที่เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย สิ่งที่น่าสนใจคือเมื่อฉันจับเข็มของคริสตัลโดยแหนบคริสตัลจะเริ่มทำงาน นี่คือมุมมองของสัญญาณออสซิลโลสโคป

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ความผิดพลาดคือที่ที่ฉันสัมผัสทางโดยแหนบจากนั้นการสั่นจะเริ่มขึ้น

ความจริงก็คือว่าบางส่วนของคริสตัลทำงานถ้าฉันสัมผัสกับเส้นทางของหมวก C451 บางคนเริ่มทำงานถ้าฉันสัมผัสกับเส้นทางของ C441 cap (เช่นถ้ามันทำงานโดยการสัมผัสเส้นทางหมวก C451 มันไม่ทำงานถ้าฉันสัมผัส ไปที่เส้นทางของ C441 cap)

ทำให้ฉันสงสัยว่ามันเกี่ยวข้องกับการบัดกรีใต้คริสตัล (อาจเป็นพื้นผิวสัมผัสที่ไม่เรียบหรือเหตุผลอื่นที่ฉันไม่สามารถนึกได้) หรือหากไม่ใช่ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการบัดกรีอย่างสมบูรณ์เพราะบางครั้งฉันจำเป็นต้องดำเนินการบัดกรีอีกหลายครั้งจนกระทั่งปัญหาคริสตัลได้รับการแก้ไข จากมุมมอง PCB ข้างต้นการบัดกรีพิเศษจะพุ่งออกมาจากด้านข้างของคริสตัล (ไม่มีการลัดวงจรไปยังแผ่นอื่นหรือกล่องของคริสตัล) ควรจะมีการเชื่อมต่อระหว่างพินของคริสตัลและแผ่น PCB แต่ปัญหายังคงอยู่ ซากศพ

อีกประเด็นหนึ่งคือฉันพบกับบอร์ด 4 บอร์ดที่พวกเขาทำงานหลังจากที่ฉันประสานบัดกรีซ้ำอีกครั้ง แต่เมื่อฉันทดสอบพวกเขาในวันถัดไปคริสตัลก็มีปัญหาเดียวกัน

คำถามที่ 1มีใครประสบปัญหาที่คล้ายกันหรืออาจคิดว่าสิ่งที่เป็นปัญหาจริงหรือไม่?

คำถามที่ 2 บอร์ดจะอยู่ในสนามฉันมีความกังวลว่าพวกเขาจะทำงานที่นี่ แต่มีปัญหาเมื่อลูกค้าต้องการใช้พวกเขา ฉันจะทดสอบพวกเขาได้อย่างไรเพื่อเริ่มต้นการแสดงโมดูลวันละครั้งและสังเกตว่ามีความล้มเหลวใด ๆ และกระจายการทดสอบนี้เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ มีวิธีการ / เทคนิคในการทดสอบ (หรือรับตัวบ่งชี้) ถ้าคริสตัลอาจทำงานได้ดีในคุณสมบัติใกล้

  • ฉันตรวจดู PCBs ด้วยกล้องจุลทรรศน์ว่าไม่มีการลัดวงจรระหว่างร่องรอยหรือไม่มีการเชื่อมต่อประสานจากกรณีของคริสตัลไปยังเส้นทางใด ๆ
  • บนแผงที่มีปัญหาฉันวางคริสตัลอีกครั้งโดยใช้ที่ฉันเอาออกจากบอร์ดที่ใช้งานได้ดีดังนั้นจึงไม่ควรเป็นปัญหาส่วนประกอบ
  • ฉันทำความสะอาดฟลักซ์ตกค้างบน PCB แต่ไม่เปลี่ยนผลลัพธ์
  • ฉันค้นหาว่ามีขั้นตอน / เทคนิคพิเศษในการบัดกรีผลึก SMD ชนิดนั้นหรือไม่ แต่ไม่พบข้อมูลที่เกี่ยวข้อง

แก้ไข ฉันพยายามวางค่าตัวเก็บประจุที่แตกต่างกัน แต่ไม่ได้ช่วย ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

EDIT2 นี่คือมุมมอง gerber ของการออกแบบอ้างอิงของ TI เนื่องจากมันเป็นคริสตัลเสริมที่เชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน 0 โอห์ม (R451, R441) ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


C431 และ C451 ใหญ่แค่ไหนและคริสตัลของคุณมี CL อะไร โปรดทราบว่าในแผ่นข้อมูลนั้น CL ขึ้นอยู่กับหมายเลขชิ้นส่วนที่แน่นอน
— Turbo J

MCU ตัวไหน
— Pedro Quadros

หมายเลขชิ้นส่วนของคริสตัลคือ FC-12M 32.7680KA-A5, MCU คือ CC2538
— Angs

รูปภาพและรูปภาพของ PCB เดียวกันหรือไม่ ภาพทำให้ฉันกังวลเล็กน้อยเกี่ยวกับการเชื่อมต่อภาคพื้นดินของฝาปิดโหลดด้านซ้าย (แนวตั้ง) แต่ในภาพฉันเห็นเครื่องบินกราวด์ขนาดใหญ่ที่ไม่ปรากฏบนรูปภาพ? ชิปไม่มีกราวด์สำหรับออสซิลเลเตอร์ที่ควรเชื่อมต่อโดยตรงกับแคปไม่ใช่ผ่านทางระนาบกราวด์ขนาดใหญ่ที่มีกระแสอื่น ๆ หรือไม่?
— Wouter van Ooijen

ฉันวางภาพหน้าจอที่ดีขึ้นของกระดาน ขอบคุณสำหรับคำเตือนและคำแนะนำเกี่ยวกับเค้าโครง ฉันวางภาพหน้าจอของจากการออกแบบอ้างอิงเส้นทางการกลับไปที่พื้นระนาบ (ภายใต้ชั้นไม่ได้มีเส้นทางที่เฉพาะเจาะจง)
— Angs

คำตอบ:


14

เลย์เอาต์ของคุณดูแย่กว่าที่เห็นบนหน้าจอมากกว่าที่เป็นจริงด้วยการเทพื้น แต่ฉันยังคงพยายามแยกการคืนพื้นจากแคปโหลดและให้มันกลับไปที่พื้นบนชิป ฉันต้องการเห็นกราวด์ใต้แคปและคริสตัล (บางทีคุณอาจมี) และเชื่อมต่อกับจุดกราวนด์เดียวกันกับแคปโหลด

นั่นไม่ใช่ปัญหาของคุณ - ดูเหมือนว่ามีความเป็นไปได้หลายอย่าง ขั้นแรกกรณีโลหะของคริสตัลอาจสั้นหรือมีปัญหา PCB คำอธิบายของคุณมีแนวโน้มที่จะบ่งบอกว่าไม่

นี่เป็นคริสตัลระดับพลังงานต่ำมาก (100nW ไดรฟ์สูงสุด 500nW ไดรฟ์) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตรงกับชิปของคุณ คุณไม่สามารถเปลี่ยนความสามารถในการโหลดได้โดยไม่ต้องสนใจถ้าคุณต้องการเวลาที่ถูกต้อง (+/- 40ppm) แต่ให้แน่ใจว่าเหมาะสม (ถ้าไม่มีแคปภายในชิปโดยทั่วไปพวกเขาควรจะมี pF น้อยกว่าสองเท่า ความจุที่ระบุสำหรับคริสตัลซึ่งแผ่นข้อมูลแสดงค่าที่เป็นไปได้หลายอย่างสำหรับคริสตัลนั้น) คุณควรทดสอบบอร์ดสำหรับการเริ่มระบบที่อุณหภูมิสูงสุดการเริ่มต้นที่อุณหภูมิห้องหมายถึงปัญหาที่เป็นไปได้ที่เกี่ยวข้องกับ gm ของชิปและการเปลี่ยนแปลงนั้นกับอุณหภูมิ

ในที่สุด ( และอาจเป็นข่าวที่ดีที่สุด! ) ถ้าผู้ประกอบของคุณใช้ฟลักซ์ที่ไม่ต้องทำความสะอาดและโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากชิปมีพลังงานต่ำมากฉันจะพนันว่านั่นเป็นปัญหาของคุณ การกำจัดสิ่งตกค้างนั้นต้องใช้ตัวทำละลายและการขัดถูที่มีประสิทธิภาพ การบัดกรีชิ้นส่วนของคุณใหม่อาจส่งผลกระทบต่อสารตกค้างและช่วยให้สามารถเริ่มทำงานได้อีกครั้ง

แก้ไข: ฉันจะสงสัยว่าไม่มีฟลักซ์ตกค้าง - ลบยากมาก นอกจากนี้คุณยังสามารถเปรียบเทียบค่าฝาปิดโหลดและสเปคของคริสตัล Epson ที่คุณใช้กับคริสตัลที่ใช้ในการออกแบบอ้างอิงของ TI เพื่อดูว่ามีอะไรเกิดขึ้นกับคุณหรือไม่ แต่ยังขัดผิวกระดานด้านบนสุดในพื้นที่คริสตัลด้วยน้ำยาทำความสะอาด PCB และแปรงสีฟันที่เป็นตัวทำละลายที่น่ารังเกียจ ตัวทำละลายเพียงอย่างเดียว (แม้แต่สิ่งที่น่ารังเกียจเหมือนทินเนอร์แลคเกอร์) ไม่เพียงพอ


ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นที่มีค่า ฉันประกอบด้วยตัวเองฉันใช้เพสต์แบบไม่ทำความสะอาด (ประสาน) เช่นที่คุณพูด แต่ฉันทำความสะอาดกระดานด้วยตัวทำละลายเพื่อกำจัดฟลักซ์ แต่ไม่ได้แก้ปัญหา
— อ่างทอง

2
ฉันเคยทำความสะอาด PCB เท่านั้น แต่คราวนี้ทำความสะอาดส่วนประกอบได้ดีและใช้งานได้ เพื่อให้แน่ใจว่าฉันได้ทำกับกระดานที่สองซึ่งเริ่มทำงานด้วย ขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือ :)
— Angs

1
ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น @Angs มันเป็นเรื่องดีที่จะรู้เสมอเมื่อปัญหา gnarly ได้รับการเอาชนะ
— Spehro Pefhany

1
วันนี้ฉันมีปัญหาเดียวกันนี้กับบอร์ดต้นแบบชุดหนึ่ง ครึ่งหนึ่งของพวกเขาไม่ได้บูตหรือใช้เวลาหลายวินาที จากนั้นฉันก็ขัดผิวด้วยแอลกอฮอล์ไอโซโพรพิลและพวกเขาก็เริ่มทำงานได้อย่างไร้ที่ติ เรายังคงทำการวิจัยว่าทำไมชุดนี้จึงล้มเหลวในขณะที่รุ่นก่อนหน้าไม่ได้ (เราเปลี่ยนแบรนด์คริสตัล แต่เปลี่ยนแบรนด์ที่วางประสานดังนั้น ... )
— MV

8

คุณพูดถึงว่า oscillator เริ่มต้นเมื่อคุณสัมผัสกับแหนบ นั่นแสดงให้ฉันเห็นว่าบางทีคุณอาจต้องการความจุเพิ่มขึ้นหนึ่งหรือทั้งสองอย่าง (ขึ้นอยู่กับการทำงานของออสซิลเลเตอร์นี้) ของหมุดคริสตัล ฉันกำลังพูดถึง "(3) ความจุโหลด" ในแผ่นข้อมูล มีตัวเก็บประจุโหลดใด ๆ เชื่อมต่อกับคริสตัลนี้หรือไม่? ถ้าไม่ใช่ฉันจะเริ่มต้นด้วย 10 pF ถ้ามีเพิ่มค่าของมันด้วย 10 pF

ฉันพบว่ามันยากที่จะเชื่อว่ามันมีอะไรเกี่ยวข้องกับ PCB ในประสบการณ์ของฉันการบัดกรีคริสตัลบน PCB ไม่น่าจะลำบาก ฉันส่วนใหญ่ใช้อากาศร้อนสำหรับผลึกขนาดเล็กเช่นนั้นและใช้งานได้ดีเกือบตลอดเวลา


ฉันเคยทดสอบพวกเขาด้วยค่าสูงสุดที่แตกต่างกัน แต่ก็ไม่ได้ช่วยอะไรเลย (ฉันใช้สถานีผมร้อนเช่นกัน) คุณได้สัมผัสกับจุดที่ดีว่าพินอาจมีความสามารถที่แตกต่างกัน
— Angs

ดูที่แผ่นข้อมูลฉันเห็นว่า CC2538 มีโหลดความจุ 12 pf (ทั่วไป) แล้ว อาจจะมีตัวพิมพ์ภายนอกบางตัวนี้มากเกินไปไหม ฉันจะพยายามลบที่ครอบภายนอกและดูว่าเกิดอะไรขึ้น
— Bimpelrekkie

ฉันถอดแคปออก แต่ไม่เห็นความผันผวนใด ๆ บนพิน
— Angs

1
อย่างที่ฉันเห็นข้างต้นมันเป็นฟลักซ์ที่เหลือจากการเล่นกลกับคุณ! ฉันไม่เคยคาดหวังว่าจะเกิดขึ้นได้ดังนั้นฉันจึงได้เรียนรู้อะไรบางอย่างไชโย :-)
— Bimpelrekkie

1

บอร์ดไหนที่บอร์ดนี้ควรจัดการ?

ดูเหมือนว่าเป็นปัญหากับตัวเก็บประจุ เมื่อคุณสัมผัสสิ่งที่เทอร์มินัลทำงานเนื่องจากความจุของคุณ ค่าของตัวเก็บประจุของคริสตัลมีค่าใช่มั้ย คุณพยายามบัดกรีอีกครั้ง (ให้ความร้อนกับขั้วต่อใหม่) ตัวเก็บประจุหรือไม่?

ผลึกเทอร์มินัล 3 ตัวอาจทำงานได้อย่างถูกต้องมากขึ้นโดยเฉพาะกับวงจรความถี่สูง คุณควรต้องการ (ขึ้นอยู่กับความเร็วของนาฬิกา) เพื่อจับคู่ (และลดให้น้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้) ความยาวของร่องรอยคริสตัล เริ่มเส้นทางจาก GND, Vcc และนาฬิกาเสมอ


นี่เป็นคริสตัล 32 kHz ที่มีความถี่สูงมาก ฉันจะเริ่มกังวลกับความยาวการติดตามที่ตรงกันบน PCB ที่สูงกว่า 50 MHz หรือมากกว่านั้น
— Bimpelrekkie

แน่ใจ ไม่เห็นความถี่และแน่นอน "ต่ำ" ลืมคำตอบครึ่งหลัง
— Pedro Quadros

นอกจากนี้เนื่องจากตัวเก็บประจุของคุณมีขนาดเล็กมาก (อาจเป็นขนาด 0402?) ต้องแน่ใจว่าคุณไม่ได้ลัดวงจรขั้วขณะที่บัดกรี
— Pedro Quadros
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.