Проблема SMD Crystal припою (?) Та будь-яка рекомендована процедура випробування

Я використовую кристал SMD 32,768 кГц ( аркуш ) для MCU. Ось макетна частина кристала.

Ось перегляд фактичної плати

Я змонтував компоненти за допомогою пайки вручну і виготовив близько 30 модулів.

Кристал більшості модулів не почав працювати спочатку, але я вирішив його повторною пайкою кристала, застосувавши трохи більше припою під ним. Цікавим є те, що коли я торкаюся пінцетом шпильки кристала, кристал починає працювати. Ось осцилоскоп подання сигналу кристала.

Глюк - це те, коли я пінцетом торкнувся шляху, і тоді починаються коливання.

Інший факт полягає в тому, що деякі кристали працюють на платі, якщо я торкаюся шляху до кришки C451, деякі з них починають працювати, якщо я торкаюся шляху до кришки C441 (наприклад, якщо це працює, торкаючись контуру кришки C451, воно не працює, якщо я торкаюся до шляху шапки C441).

Це змусило мене сумніватися, чи це пов’язано з припоєм під кристалом (можливо, нерівна контактна поверхня чи інша причина, про яку я не можу придумати). Або якщо це не проблема, що стосується суто пайки, як мені іноді потрібно було кілька разів виконувати процес повторної пайки, поки проблема кристала не буде вирішена. На наведеному вище поданні на друкованій платі додатковий припой стирчить з боку кристала (відсутність короткого замикання на інший килимок або корпус кристала), між штифтом кристала та колодкою друкованої плати повинен бути впевнений зв’язок, але проблема все-таки є залишається.

Інше питання полягає в тому, що я відчував на 4 дошках, що вони працюють після того, як я повторно застосую припой під ними, але коли я перевіряю їх наступного дня, у кристала є те саме питання.

Питання.1 Чи відчував хтось подібну проблему чи міг подумати, що може бути справжньою проблемою?

Питання.2 Дошки будуть на полі, я занепокоєний тим, що вони працюватимуть тут, але мають проблеми, коли замовнику потрібно їх використовувати. Як я тестую їх, потрібно запускати пари модулів раз на день і спостерігати, чи є якісь збої, і розповсюджувати цей тест на тиждень. Чи є якийсь метод / техніка для тестування (або отримання індикації), якщо кристал, ймовірно, буде добре працювати в найближчій функції

• Я оглянув друковані плати за допомогою мікроскопа, що немає короткого замикання між будь-якими слідами або немає з'єднання припою від корпусу кристала до будь-якого шляху
• На проблемних дошках я знову помістив кристал із тими, які я зняв із плати, яка працює добре, тому це не повинно бути складовою
• Я очистив залишки флюсу на друкованій платі, але це не змінює результату
• Я здійснив пошук, якщо є спеціальна процедура / техніка для пайки такого типу кристалів SMD, але не вдалося знайти будь-якої пов'язаної інформації.

EDIT Я спробував розмістити різні значення конденсатора, але не допоміг.

EDIT2 Ось вигляд гербера в еталонному дизайні TI, оскільки це необов'язковий кристал, він з'єднаний через резистори 0 Ом (R451, R441)

Ваша макет виглядає набагато гірше на екрані знімка, ніж насправді з землею, але я все одно намагаюся ізолювати повернення землі від навантажувальних ковпачків і повернути його до землі на мікросхемі. Я також хотів би бачити грунт під кришками і кришталем (можливо, у вас є) і з'єднаний з тією ж точкою заземлення, що і навантажувальні ковпачки.

Мабуть, це не ваша проблема - схоже, існує кілька можливостей. По-перше, металевий корпус кристала може бути короткочасним або виникнути певна проблема з друкованою платою. Ваш опис, як правило, не вказує.

Це надзвичайно низький рівень потужності кристала (100nW привід 500nW максимальний привід). Переконайтеся, що він добре відповідає вашому чіпу. Ви не можете змінити ємність навантаження мимоволі, якщо вам потрібні точні терміни (потрібен +/- 40ppm), але переконайтесь, що вони підходять (якщо в мікросхемі немає кришок, вони, як правило, мають бути на кілька pF менше ніж удвічі зазначена ємність для кристала, що в таблиці даних показує кілька можливих значень для цього кристала). Ви повинні протестувати плати на пуск при крайніх температурах - граничний запуск при кімнатній температурі вказує на ймовірні проблеми, пов’язані з нім чипа, і що змінюється з температурою.

Нарешті ( і, мабуть, найкраща новина! ), Якщо ваш асемблер використовує нечистий флюс, і особливо якщо мікросхема надзвичайно низька потужність, я думаю, що це саме ваша проблема. Для видалення залишку потрібен сильний розчинник і очищення. Повторне паяння деталей може вплинути на залишки і дозволить їм знову почати працювати.

Редагувати: Я б підозрював, що залишки флюсу не чисті - видалити вкрай складно. Ви також можете порівняти значення навантажувальних значень та характеристики кришталю Epson, який ви використовуєте, із кристалом, використаним у довідковому дизайні TI, щоб побачити, чи щось вискочить на вас. Але також очистіть верхню частину дошки в області кристалів за допомогою неприємного очищувача PCB та розчинної зубної щітки. Сам розчинник (навіть щось таке неприємне, як лак розріджувач) недостатньо.

Ви згадуєте, що генератор запускається, коли торкаєтесь його пінцетом. Це вказує на мене, що, можливо, вам потрібно трохи більше ємності на одному або, можливо, на обох (залежить від того, як працює цей конкретний генератор) штифтів кристала. Я говорю про "(3) ємність навантаження" в таблиці. Чи є підключені до цього кристала конденсатори навантаження? Якщо ні, я б почав з 10 pF, якщо є, збільшити його значення на 10 pF.

Мені важко повірити, що це має відношення до друкованої плати, на мій досвід, пайка кристала на друкованій платі не повинна бути такою проблемою. Я в основному використовую гаряче повітря для таких маленьких кристалів, і це майже завжди чудово працює.

Який годинник повинен управляти цією дошкою?

Здається, це проблема з конденсаторами. Коли ви торкаєтесь терміналу, все працює через вашу ємність. Правильні значення конденсатора кристала? Ви пробували повторно паяти (тільки нагрівати клеми) конденсатори?

3 кінцеві кристали можуть поводитись більш правильно, спеціально для високочастотних схем. Ви також повинні хотіти (залежно від швидкості годинника) збільшити (і зменшити до мінімуму) довжину кристалічних слідів. Завжди починайте маршрут з GND, Vcc та годинника.