04年的时候,我曾经在HOLTEK官方网站上发了一个帖子,讨论HT1381的OSC停振的问题,这么多年了,经常收到各地的网友打过来的电话问最后是怎么解决的,哈哈,俺就回忆回忆整理一下公布给大家拉。
问题描述:
1、设计时未发现有类似问题,但在批量投产后出现一定比例的OSC停振甚至是时振时不振荡的问题。
2、设计时,基本以工程师自己手工焊接,批量投产后,手工焊接和机器焊接都有,这主要是因为我们存在销售淡旺季,如果定单在淡季来到,为了养活工人,让他们有事情可做,就会选择手工焊接。
3、造成的后果,客户返回的部分故障机器经分析为此问题造成。
初步解决:
1、生产过程中发现此问题后,一般通过更换晶体后可解决,但更换下来的晶体焊接到别的机器上,发现有很多竟然可以正常工作。
2、加强出厂老化检查,将老化时间加长到72小时,但这显然拉长了生产、销售的周转时间,因为该产品多数销售到欧洲,为了赶船期,很多时候可能无法完成72小时老化就需要出厂。
3、曾经快递了3台产品至上海盛阳的某工程师(名字就不透露了),久经讨论无果。
4、上网查找资料,发现周立功网站上有一篇资料谈到了这个问题,其解释为:因为HT1381为了做到低功耗,故振荡的驱动功率比较低(该结论正确)。其给出的建议是:使用烙铁烫一下晶体,美其名曰为激活和振荡学习(该方式给我们造成了更大的损失)。虽然,当时俺从来没听说这个概念,但还是通知工程部门按照此尝试执行了一批以观察效果,但最终的统计结果是故障率更高。
最终解决:
1、一次无意的测试中,发现一些OSC停振的RTC,挪动了一下晶体的位置后,竟然振荡的波形很好,反复测试,发现只要这些产品如果把晶体按平到PCB上则振荡幅度很小甚至停振,随着离开PCB的距离加大,出现了振荡幅度慢慢加大的现象。
2、经检查,设计理论似乎没错,晶体外壳遵照一般常规理解被焊接到了GND上,但目前这个GND显然不能焊接了,思考之下,估计为晶体绝缘度不够造成。
3、估计结论:当晶体两个引脚和本身的壳体绝缘度不够的时候,类似与壳体的金属材质和GND铜皮形成了一个电容结构,因为32768晶体的谐振电容一般都比较小,我们最初使用的是2PF的,根据我的测试,当谐振电容接到4PF时,振荡就不稳定甚至停振了。
4、随对晶体进行失效分析,证实很多晶体本身确实存在这个问题(晶体质量差),另有一部分应该是焊接温度和时间没控制好,导致的内部石英晶体熔融现象,熔融之后绝缘度也出现了明显下降。
5、解决方案:
(1)更换晶体厂家为日本KDS(原来是南京的一家国产晶体厂家),型号为32.768KHZ,10PPM,12.5PF负载电容,2*6体积,选择这个也是因为这是他们价格最好的一个型号,原来选择的国产5PPM的经过测试,实际为20PPM的,在此鄙视一下国产厂家的作假行为。
(2)将晶体下部的GND铜皮挖掉,如图附件。
(3)加强焊接控制,避免过热焊接
(4)原通孔状晶体引脚改为采用SMD方式,在生产时,如果采用通孔状,工人在焊接后卧倒晶体时,容易导致晶体引脚和晶体壳体相碰的现象,这也是一个较高的故障点。 |