ปัญหา SMD คริสตัลประสาน (?) และขั้นตอนการทดสอบใด ๆ ที่แนะนำ

ฉันใช้คริสตัล SMD 32.768 kHz ( แผ่นข้อมูล ) สำหรับ MCU นี่คือส่วนเลย์เอาต์ของคริสตัล

นี่คือมุมมองจาก PCB จริง

ฉันประกอบชิ้นส่วนด้วยมือบัดกรีและผลิตประมาณ 30 โมดูล

คริสตัลส่วนใหญ่ไม่ได้เริ่มทำงานตั้งแต่เริ่มต้น แต่ฉันแก้ไขได้โดยการบัดกรีคริสตัลอีกครั้งโดยใช้การบัดกรีที่เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย สิ่งที่น่าสนใจคือเมื่อฉันจับเข็มของคริสตัลโดยแหนบคริสตัลจะเริ่มทำงาน นี่คือมุมมองของสัญญาณออสซิลโลสโคป

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

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

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

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

บอร์ดไหนที่บอร์ดนี้ควรจัดการ?

ดูเหมือนว่าเป็นปัญหากับตัวเก็บประจุ เมื่อคุณสัมผัสสิ่งที่เทอร์มินัลทำงานเนื่องจากความจุของคุณ ค่าของตัวเก็บประจุของคริสตัลมีค่าใช่มั้ย คุณพยายามบัดกรีอีกครั้ง (ให้ความร้อนกับขั้วต่อใหม่) ตัวเก็บประจุหรือไม่?

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