Problème de soudure SMD Crystal (?) Et toute procédure de test recommandée

J'utilise un cristal SMD 32,768 kHz ( fiche technique ) pour un MCU. Voici la partie mise en page du cristal.

Voici une vue d'un PCB réel

J'ai monté les composants par brasage manuel et produit environ 30 modules.

La plupart des cristaux des modules n'ont pas commencé à fonctionner au début, mais je l'ai résolu en ressoudant le cristal en appliquant un peu plus de soudure en dessous. La chose intéressante est que lorsque je touche une broche du cristal avec une pince à épiler, le cristal commence à fonctionner. Voici une vue oscilloscope du signal du cristal.

Le pépin est l'endroit où j'ai touché le chemin avec une pincette, puis l'oscillation commence.

Un autre fait est que certains des cristaux fonctionnent si je touche le chemin du capuchon C451, certains d'entre eux commencent à fonctionner si je touche le chemin du capuchon C441 (par exemple, si cela fonctionne en touchant le chemin du capuchon C451, cela ne fonctionne pas si je touche au chemin du cap C441).

Cela m'a fait douter qu'elle soit liée à la soudure sous le cristal (peut-être une surface de contact inégale ou une autre raison à laquelle je ne peux pas penser). Ou si ce n'est pas un problème purement lié à la soudure, car j'avais parfois besoin d'effectuer plusieurs fois le processus de resoudage jusqu'à ce que le problème des cristaux soit résolu. Sur la vue PCB ci-dessus, la soudure supplémentaire dépasse du côté du cristal (pas de court-circuit vers un autre tampon ou boîtier du cristal), il devrait y avoir à coup sûr une connexion entre la broche du cristal et le tampon PCB, mais le problème persiste restes.

Un autre problème est que j'ai expérimenté sur 4 planches qu'ils fonctionnent après avoir appliqué de nouveau la soudure sous eux, mais quand je les teste le lendemain, le cristal a le même problème.

Question 1 Est-ce que quelqu'un a rencontré un problème similaire ou pourrait penser à ce qui pourrait être le problème réel?

Question.2 Les planches seront sur le terrain, j'ai peur qu'elles fonctionnent ici, mais ont des problèmes lorsque le client a besoin de les utiliser. La façon dont je les teste est de démarrer les modules couples fois par jour et d'observer s'il y a un échec et de répartir ce test sur une semaine. Existe-t-il une méthode / technique pour tester (ou obtenir une indication) si le cristal fonctionnera probablement bien dans la fonction proche

• J'ai inspecté les PCB par un microscope qu'il n'y a pas de court-circuit entre aucune trace ou qu'il n'y a aucune connexion de soudure du boîtier du cristal à n'importe quel chemin
• Sur les cartes problématiques, j'ai replacé le cristal avec celles que j'ai retirées de la carte qui fonctionne bien, donc ce ne devrait pas être un problème de composant
• J'ai nettoyé les résidus de flux sur PCB mais cela ne change pas le résultat
• J'ai cherché s'il y avait une procédure / technique spéciale pour souder ce type de cristaux SMD mais je n'ai trouvé aucune information connexe.

EDIT J'ai essayé de placer des valeurs de condensateur différentes mais je n'ai pas aidé.

EDIT2 Voici la vue gerber de la conception de référence de TI, car il s'agit d'un cristal en option, il est connecté via des résistances de 0 ohm (R451, R441)

Votre disposition semble bien pire dans la capture d'écran qu'elle ne l'est en réalité avec la coulée au sol, mais j'essaierais toujours d'isoler le retour au sol des plafonds de charge et de le faire revenir directement au sol sur la puce. J'aimerais aussi voir un sol couler sous les chapeaux et le cristal (peut-être en avez-vous un) et connecté au même point de terre que les chapeaux de charge.

Ce n'est probablement pas votre problème - il semble qu'il existe plusieurs possibilités. Tout d'abord, le boîtier métallique du cristal peut être en court-circuit ou il y a un problème de PCB. Votre description tend à indiquer que non.

Il s'agit d'un cristal de très faible niveau de puissance (lecteur 100nW, lecteur maximum 500nW). Assurez-vous qu'il est bien adapté à votre puce. Vous ne pouvez pas changer les capacités de charge de façon volontaire si vous voulez un timing précis (+/- 40ppm est requis) mais assurez-vous qu'elles sont appropriées (s'il n'y a pas de capuchons à l'intérieur de la puce, ils devraient généralement être de quelques pF inférieurs au double la capacité spécifiée pour le cristal - cette fiche technique montre plusieurs valeurs possibles pour ce cristal). Vous devez tester les cartes pour un démarrage à des températures extrêmes - un démarrage marginal à température ambiante indique un problème probable lié au gm de la puce, et qui change avec la température.

Enfin ( et peut-être la meilleure nouvelle! ), Si votre assembleur utilise un flux sans nettoyage, et surtout si la puce est extrêmement basse puissance, je parie que c'est exactement votre problème. L'élimination des résidus nécessite un solvant puissant et un lavage. Votre ressoudage des pièces peut affecter les résidus et leur permettre de recommencer à fonctionner.

Edit: je soupçonne le résidu de flux non nettoyé - il est extrêmement difficile à éliminer. Vous pouvez également comparer les valeurs de limite de charge et les spécifications du cristal Epson que vous utilisez avec le cristal utilisé dans la conception de référence de TI pour voir si quelque chose vous saute aux yeux. Mais frottez également le haut de cette planche dans la zone cristalline avec un nettoyant PCB dissolvant et une brosse à dents. Le solvant seul (même quelque chose d'aussi méchant qu'un diluant pour laque) ne suffit pas.

Vous mentionnez que l'oscillateur démarre lorsque vous le touchez avec des pincettes. Cela m'indique que peut-être vous avez besoin d'un peu plus de capacité sur l'une ou peut-être les deux (selon le fonctionnement de cet oscillateur particulier) des broches du cristal. Je parle de "(3) capacité de charge" dans la fiche technique. Y a-t-il des condensateurs de charge connectés à ce cristal? Sinon, je commencerais avec 10 pF, s'il y en a, augmentez sa valeur avec 10 pF.

J'ai du mal à croire que cela ait quelque chose à voir avec les PCB, selon mon expérience, la soudure d'un cristal sur un PCB ne devrait pas être si gênante. J'utilise principalement de l'air chaud pour de si petits cristaux et cela fonctionne presque toujours très bien.

Quelle est l'horloge que cette carte est censée gérer?

Il semble que ce soit un problème avec les condensateurs. Lorsque vous touchez un terminal, les choses fonctionnent grâce à votre capacité. Les valeurs du condensateur du cristal sont-elles exactes? Avez-vous essayé de ressouder (réchauffer uniquement les bornes) les condensateurs?

Les cristaux à 3 bornes peuvent se comporter plus correctement, spécialement pour les circuits haute fréquence. Vous devriez également vouloir (en fonction de la vitesse de l'horloge) correspondre (et réduire au minimum que possible) la longueur des traces de cristal. Commencez toujours à router depuis GND, Vcc et l'horloge.