SMDクリスタルはんだ（？）の問題と推奨されるテスト手順

MCUには32.768 kHz SMDクリスタル（データシート）を使用しています。こちらが水晶のレイアウト部分です。

これは実際のPCBからの眺めです

部品を手はんだで実装し、約30個のモジュールを製作しました。

ほとんどのモジュールの水晶は最初から機能していませんでしたが、その下にもう少しはんだを付けて水晶を再はんだ付けすることで解決しました。興味深いのは、ピンセットでクリスタルのピンに触れると、クリスタルが動き始めることです。これは、水晶の信号のオシロスコープビューです。

グリッチはピンセットでパスに触れたところで、振動が始まります。

もう1つの事実は、C451キャップのパスに触れるとボードのクリスタルの一部が機能すること、C441キャップのパスに触れると一部が機能し始めることです（たとえば、C451キャップのパスに触れることで機能する場合、タッチしても機能しません） C441キャップのパス）。

これが結晶の下のはんだに関連しているかどうか疑問に思いました（おそらく接触面が不均一であるか、私が考えられない別の理由です）。または、純粋なはんだ関連の問題ではない場合、結晶の問題が解決するまで何度か再はんだ付けプロセスを実行する必要があったためです。上記のPCBビューでは、余分なはんだが水晶の側面から突き出ています（別のパッドまたは水晶のケースへの短絡はありません）。水晶のピンとPCBパッドの間に確実な接続があるはずですが、それでも問題は解決しません残ります。

もう1つの問題は、4枚のボードではんだを付け直した後に動作するという経験をしたことですが、翌日にテストすると、水晶にも同じ問題が発生します。

質問1誰かが同様の問題を経験したか、または実際の問題が何であるかを考えることができましたか？

質問 2ボードはフィールドに配置されます。ボードがここで機能するのではないかと心配していますが、お客様が使用する必要がある場合は問題があります。それらをテストする方法は、モジュールを1日に数回起動し、障害がないかどうかを観察して、このテストを1週間に広げることです。結晶がおそらく近くの機能で正常に動作するかどうかをテストする（または表示を取得する）方法/テクニックはありますか？

• PCBを顕微鏡で検査したところ、トレース間で短絡が発生していないか、水晶のケースから任意の経路へのはんだ接続がないことがわかりました。
• 問題のあるボードで、ボードから取り外したクリスタルを正常に動作するように交換したので、コンポーネントの問題ではないはずです
• PCBのフラックス残留物をクリーニングしましたが、結果は変わりません
• そのようなタイプのSMDクリスタルをはんだ付けする特別な手順/技術があるかどうかを検索しましたが、関連情報は見つかりませんでした。

編集 私は別のコンデンサ値を配置しようとしましたが、助けにはなりませんでした。

EDIT2 これは、TIのリファレンスデザインのガーバービューです。これはオプションの水晶であるため、0オームの抵抗（R451、R441）を介して接続されます。

スクリーンショットのレイアウトは、実際にグラウンドに注いだ場合よりもかなり悪く見えますが、グラウンドリターンをロードキャップから分離して、チップのグラウンドに直接戻すようにします。また、キャップとクリスタル（おそらく1つあるかもしれません）の下にグラウンドポアがあり、ロードキャップと同じグラウンドポイントに接続されているのを確認します。

それはおそらくあなたの問題ではありません-いくつかの可能性があるようです。まず、水晶の金属ケースが短絡しているか、PCBに問題があります。あなたの説明はそうではないことを示しがちです。

これは非常に低電力レベルの水晶です（100nWドライブ500nW最大ドライブ）。それがあなたのチップとよく一致していることを確認してください。正確なタイミングが必要な場合（+/- 40ppmが必要）は、負荷容量を自由に変更することはできませんが、適切であることを確認してください（チップ内にキャップがない場合、通常は2倍未満の数pFにする必要があります）クリスタルの指定された容量-データシートには、そのクリスタルのいくつかの可能な値が示されています。極端な温度での起動についてボードをテストする必要があります。室温での限界起動は、チップのgmに関連する可能性のある問題を示しており、温度によって変化します。

最後に（そしておそらく最高のニュース！）、アセンブラーがクリーンでないフラックスを使用している場合、特にチップが極端に低電力である場合、それはまさにあなたの問題だと思います。残留物を除去するには、強力な溶剤とスクラブが必要です。部品を再はんだ付けすると、残留物に影響を与え、再び作業を開始できるようになります。

編集：フラックス残留物が汚れていないのではないかと思います。取り除くのは非常に困難です。また、使用しているエプソンクリスタルのロードキャップ値と仕様をTIのリファレンスデザインで使用されているクリスタルと比較して、何かが飛び出していないか確認することもできます。しかし、いくつかの厄介な溶剤PCBクリーナーと歯ブラシを使用して、結晶領域のそのボードの上部をこすります。溶剤のみ（ラッカーシンナーのように嫌なものでも）では不十分です。

あなたはピンセットでそれに触れると発振器が始まると述べています。これは、水晶のピンの片方または両方（この特定の発振器がどのように機能するかに依存する）にもう少し容量が必要かもしれないことを私に示しています。データシートで「（3）負荷容量」について話している。この水晶に接続されている負荷コンデンサはありますか？そうでない場合は10 pFから始めますが、ある場合は10 pFで値を増やします。

私の経験では、PCBに水晶をはんだ付けすることはそれほど面倒ではないはずです。私は主にそのような小さな結晶に熱風を使用しており、ほとんどの場合それはうまくいきます。

このボードが管理するはずのクロックはどれですか？

コンデンサに問題があるようです。端末に触れると、静電容量のために物事が機能します。水晶のコンデンサの値は正しいですか？コンデンサを再度はんだ付け（端子を再加熱するだけ）しようとしましたか？

3つの端子の水晶は、特に高周波回路の場合、より適切に動作する場合があります。また、（クロックの速度に応じて）クリスタルのトレースの長さに一致させる（そして可能な限り最小にする）必要があります。常にGND、Vcc、およびクロックから配線を開始します。