Scelta della saldatura che influenza il cristallo di quarzo?

Ho avuto problemi con DS1307gli orologi in tempo reale basati, il colpevole sembra essere la saldatura che abbiamo usato. Lasciatemi spiegare.

Stavamo usando un modulo I2C RTC basato su Adafruit DS1307 su un Raspberry Pi di serie. Gli orologi sono stati costruiti - e si è scoperto che comunicavano bene (es. I2C era buono), ma non "ticchettio", es. il secondo non stava avanzando. Costruirli su una breadboard (non saldare) ha portato a orologi funzionanti, quindi il modulo stesso era fuori discussione.
Anche il collegamento elettrico tra cristallo e IC, come testato da un semplice multimetro, è passato su tutte le unità.

Ulteriori indagini e restringendo le cose con il mio fidato pirata di autobus (un dio ha inviato un dispositivo per noi senza pesanti apparecchiature di collaudo!) Mi hanno portato a ri-saldare le connessioni con il mio soldato (cioè quello che uso a casa) - e voilà, loro lavorato. Un ulteriore restringimento ha mostrato che in realtà dovevo solo pulire e ri-saldare le connessioni del quarzo di cristallo, nemmeno il lato IC doveva essere saldato di nuovo.

Qualcuno sa o ha un'idea o una spiegazione perché
S-Pb60Sn40 non lo
S-Sn60Pb36Cu1 fa , funziona nel collegare bene il quarzo di cristallo al PCB, ad es. in un modo che DS1307inizia a spuntare?
La grande differenza tra la lega per saldatura usata sembra essere in proporzioni approssimativamente scambiate di piombo e stagno usati, ma forse l'1% di rame funziona in qualche modo?
La mia ulteriore ipotesi sarebbe che questo abbia a che fare con la scelta della saldatura che in qualche modo smorza l'oscillatore, ma il "come" mi lascia ancora sconcertato.

Per le statistiche: abbiamo saldato 87 unità con la saldatura "cattiva", nessuna delle quali funzionante (es. "Ticking"). Ne ho saldate di nuovo 53 manualmente ora, tutte funzionanti. Per 48 di questi ho solo dissaldato i collegamenti dell'oscillatore a cristallo.

Modifica 1 - Pulizia dei tamponi di saldatura
Come proposto da alcuni di voi, ho pulito manualmente un numero di PCB con alcool isopropilico al 70% e / o acqua pura - inutilmente, gli orologi non si sono ancora "spenti". Solo de-, quindi ri-saldatura i due connettori di cristallo li fa iniziare a ticchettare.

Edit 2 - Il tipo di saldatura che ho usato
La saldatura che ha fatto , non il lavoro è il prodotto dalla Stannol , quello che fa il lavoro è il prodotto dalla Felder Löttechnik GmbH (PDF in tedesco, mi dispiace, non sembrano avere una versione inglese in linea).

Modifica 3 - Il flusso che si trova nella saldatura (ovvero avvicinarsi ...)
La saldatura Stannol non funzionante utilizza un flusso di tipo 2.1.2.A - cioè, secondo Wikipedia, un liquido organico idrosolubile (? ? questo sembra essere sbagliato!) flusso con alogenuri. La saldatura funzionante di Felder utilizza un flusso di tipo 1.1.2.B, ovvero resina, flusso solido a base di colofonia con alogenuri.
Il colpevole potrebbe essere il flusso "organico, solubile in acqua" sconosciuto di Stannol o la diversa formula di saldatura con aggiunta di rame da Felder. $\Longrightarrow$

soldering crystal

— cristiano
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La tua saldatura ha forse avuto un flusso idrosolubile che non è stato pulito dalla scheda?

— Tut

@tut - Quello sarebbe il mio voto, basato su un'esperienza simile di cristalli impuri che non si avviavano.

— John U

@JohnU Sì, ci siamo imbattuti molto tempo fa in un posto in cui ho lavorato in cui il manager ha lanciato un ordine di schede madri senza pulire il flusso solubile in acqua. Gli oscillatori RTC hanno iniziato a guastarsi il primo giorno di pioggia.

— Tut

Potresti provare a rivendere manualmente alcuni usando la saldatura "cattiva". Potresti scoprire che si tratta della connessione effettuata, piuttosto che del materiale. Principalmente per curiosità, poiché le risposte relative al flusso e così via si applicano ancora e ti consigliamo di utilizzare la saldatura corretta nel processo automatizzato.

— Gbarry,

Gli oscillatori RTC @Christian non dovrebbero essere così schizzinosi. Potrebbe essere il momento di rivalutare il design dell'oscillatore, inclusi: componenti esatti utilizzati (compresi i numeri di parte), layout della scheda (e materiale?), Saldatura e qualsiasi altra cosa che possa essere pertinente. Probabilmente sarebbe meglio servirlo in un'altra domanda. Inoltre, quanto sono precisi gli oscillatori funzionanti? Veloce o lento e di quanto? Ciò potrebbe fornire un indizio sulla selezione dei componenti come i condensatori.

— Tut

Risposte:

Il tuo problema non è quasi certamente un problema diretto con la stessa saldatura ma con il flusso nella saldatura. Molti flussi lasciano un film conduttivo sulla scheda che deve essere rimosso per circuiti come il tuo.

Si noti che i chip RTC cercano di avere una potenza estremamente bassa in modo da preservare la batteria il più possibile. Come tale, la polarizzazione del cristallo 32.768KHz per l'oscillatore è progettata per essere piuttosto bassa corrente (cioè circuito ad alta impedenza). La conduttività del flusso a volte può essere abbastanza bassa da inondare completamente e letteralmente cortocircuitare l'oscillatore impedendogli di funzionare.

— Michael Karas
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Solo per curiosità, ti dispiacerebbe elencare un paio di tipi di flusso che sono conduttivi? Sapevo solo che i flussi di acido muriatico erano conduttivi, ma in genere non sono usati per l'elettronica.

— TimH - Codidact,

Ho provato a pulire 12 PCB casuali con alcool isopropilico al 70% e 14 PCB casuali con acqua semplice; nessuno dei> 40 PCB che ho ispezionato visivamente presentava depositi visibili di flusso tra i cuscinetti di saldatura del cristallo. La pulizia del PCB non ha cambiato nulla, ad es. gli orologi non ticchettavano ancora. Sebbene la tua ipotesi abbia molto senso, sembra essere qualcosa nella composizione della saldatura stessa.

— Christian,

@TimH I flussi "conduttivi" con cui ho familiarità sono quelli solubili in acqua che diventano parzialmente conduttivi quando assorbono l'umidità dall'aria. Un esempio di flusso solubile in acqua è il flusso organico Kester 331 .

— Tut

Capisco cosa intendi. Inoltre, i flussi di acido organico danneggeranno davvero la scheda (cattiva corrosione) se lasciati sul PCB, quindi un corretto processo di assemblaggio dovrebbe sempre includere la pulizia del flusso di OA.

— TimH - Codidact,

Si consiglia di utilizzare la colla a caldo per fissare la custodia di cristallo al PCB per inibire le vibrazioni parassite. Saldare la custodia sul PCB è più accurato se qualcuno era abbastanza intelligente da darti un pad per quello, ma non sembra.

Se la lattina sta semplicemente toccando la tavola in modo che possa ronzare, questo è il caso peggiore per la perdita di energia parassitaria.

— user69712
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Grazie, ma per quanto strano possa sembrare, il problema era davvero sbagliato. Non il flusso, ma la saldatura ...

— Christian