Frage:
Warum werden 32,786-kHz-Kristalldosen auf Leiterplatten gelötet?
efox29
2015-03-06 10:12:24 UTC
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Bei jeder Entwicklungsplatine, die ich jemals verwendet habe und die einen Kristall mit 32,786 kHz enthält, wurde die Dose immer direkt auf die Platine gelötet.

Was ist der Grund dafür? Soll dies die Strahlungsenergie des Kristalls während seines Betriebs minimieren (vorausgesetzt, das Pad, mit dem es verlötet ist, ist geschliffen)?

Wenn die Dose nicht mit der Platine verlötet wäre, was wäre der Effekt? P. >

Hinzugefügt

Wenn Sie sich dieses Bild ansehen, hat der Kristall 3 Lötpunkte. Zwei für die Beine und eine für den Koffer / die Schale / die Dose (grüner Pfeil).

Meine Frage betrifft den Grund für das Löten des Gehäuses / der Schale / der Dose an die Platine.

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Beachten Sie, dass Sie häufig t-te Dosen finden, die mit einem beidseitig gelöteten abisolierten Draht auf einem Pad festgeschnallt sind.
Sechs antworten:
user69298
2015-03-06 16:48:06 UTC
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"Strahlungsenergie" ist die richtige Idee, aber Ihre Frage legt nahe, dass Sie hier über elektromagnetische Energie nachdenken. Es ist ziemlich mechanisch. 32768Hz ist Ultraschall mit einer Luftwellenlänge von etwa 1 cm, und ein Kristalloszillator arbeitet über mechanische Vibration. Wenn Sie ein konstantes Q und einen konstanten Frequenzgang wünschen, ist es sinnvoll, das Gehäuse mechanisch zu reparieren.

Adam Davis
2015-03-06 20:15:17 UTC
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32-kHz- und 32,768-kHz-Kristalle sind physikalisch groß. Je niedriger die Resonanzfrequenz, desto größer der Kristall - je höher die Resonanzfrequenz, desto kleiner der Kristall. Sie können also erwarten, dass der Fall und die Leitungen größer sind als Kristalle mit höherer Frequenz, die offensichtlich Leitungen aufweisen, die stark genug sind, um die Dose, den Kristall und alles zu tragen.

Stattdessen finden Sie jedoch, dass die Dose ist gerade noch größer als der Kristall selbst, und die Leitungen sind sehr, sehr dünn - nicht stark genug, um das Gewicht der Dose selbst zu tragen.

Der Grund, warum diese Niederfrequenzkristalle so scheinbar schlechte Verpackungsmethoden haben, ist aufgrund der Uhrenindustrie.

Jedes Jahr werden 1,2 Milliarden Uhren verkauft. Die meisten von ihnen sind preiswerte Digitaluhren, die einen kleinen 32-kHz-Kristall benötigen. Die Kristalldose wird mit Druck oder Klebstoff sicher im Uhrengehäuse befestigt, während die Kabel mit der Leiterplatte verlötet werden. Es sind keine starken, unterstützenden Leitungen erforderlich.

Um die Kosten für Hunderte Millionen Kristalle niedrig zu halten, sind die Leitungen dünn, die Dose ist klein und dünn und wird so kostengünstig wie möglich hergestellt. Dies ermöglicht billige, kleine und leichte Uhren.

Infolgedessen sind diese Kristalle außerordentlich kostengünstig - in ihrer vorhandenen Form. Sie können teurere 32-kHz-Kristalle mit besserer mechanischer Befestigung erhalten, aber sie kosten 10 bis 100 Mal mehr als diese kostengünstigen Uhrenkristalle.

Einige Hersteller haben sie angepasst, indem sie die Kabel gebogen und in Rollenverpackungen verpackt haben Geeignet für die Verwendung bei der Oberflächenmontage, schlägt ein Pad- und Lötlayout vor, mit dem die Dose mit Lötmittel befestigt werden kann. Da die Platinen bereits einen Lötpasten-, Platzierungs- und Ofenprozess durchlaufen, sind keine zusätzlichen Schritte wie Kleben, Handlöten, Wellenlöten usw. erforderlich, und der Arbeitsaufwand für die Verwendung dieser Geräte wird verringert.

Das alles kommt also darauf zurück, ein Teil zu verwenden, das für eine andere große Branche in Ihrem Design bestimmt ist, und sich mit den Kompromissen zu befassen, die für die andere Branche geeignet sind, aber möglicherweise in Ihrem Design berücksichtigt werden müssen.

Obwohl dies eine sehr plausible Antwort ist, bezweifle ich ernsthaft, dass jedes Jahr eine Milliarde Armbanduhren verkauft werden, insbesondere im Zeitalter der Smartphones.Ich bezweifle auch, dass der Link, den Sie angegeben haben, eine glaubwürdige Quelle ist, umso mehr, wenn er jemals 1,2 Milliarden auflistete, als Sie darauf zugegriffen haben, da er derzeit 6,8 Millionen aus dem Jahr 2014 auflistet.
@AyberkÖzgür Betrachten Sie diesen Artikel aus dem Jahr 2017, der besagt, dass die Schweiz 30 Millionen Uhren pro Jahr produziert, was nur 2,5% der weltweiten Zeitmesser ausmacht, was sich sehr gut auf 1,2 Milliarden Zeitmesser abrundet: https://www.swissinfo.ch/eng/baselworld_six-Dinge-die-Sie-über-die-Uhrenindustrie wissen sollten / 43038180 Laut diesem nächsten Artikel wird der weltweite Umsatz für Uhren über 125 Milliarden US-Dollar liegen.Allein Apple verkauft jährlich über 20 Millionen Uhren.Ich finde es nicht unmöglich, aber es ist erstaunlich zu glauben, dass wir jedes Jahr für jeweils 7 Menschen auf der Erde eine Uhr produzieren.
Denken Sie jedoch darüber nach, wie billig Uhren sind, insbesondere Kinderuhren, und wie oft ein Erwachsener seine Uhr ersetzt.7 Jahre zwischen den Uhren sind nicht unangemessen, obwohl sicherlich nicht jeder Uhren trägt.
Ich bin mir nicht sicher, ob alle Links es geschafft haben - https://www.statista.com/outlook/13010100/100/watches/worldwide
Some Hardware Guy
2015-03-06 10:39:36 UTC
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Ich denke, in dieser alten Antwort finden Sie weitere Informationen. Ist die Erdung des Gehäuses in einem typischen 32,768-kHz-Kristall für die Echtzeituhr obligatorisch?

Ich hätte gesagt, es wäre mehr aus mechanischen Gründen und dass die Pakete, die sie normalerweise verwenden, die billigsten sind, die möglich sind. Es handelt sich im Grunde genommen um alte Durchgangslochpakete, die auf Oberflächenmontage umgerüstet wurden und ohne viel Löten des Gehäuses keine große mechanische Stabilität aufweisen würden.

Eine andere Person in dieser Antwort merkt jedoch an, dass dies bei der parasitären Kapazität hilfreich sein kann.

Der mechanische Teil macht Sinn.Gibt es dann einen Grund, warum höherfrequente 2-Pin-Kristalle (8 MHz, 12 MHz usw.) ihren Fall aus ähnlichen Gründen der parasitären Kapazität nicht erden?
WhatRoughBeast
2015-03-06 10:20:54 UTC
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Dies geschieht, weil es billiger ist als die Bereitstellung eines Sockels.

32,768 kHz werden verwendet, weil es auf 1 Hz heruntergeteilt werden kann. Systeme, die dies auf diese Weise tun, erfordern normalerweise keine enorme Genauigkeit. Daher wird ein externer Kristall in Verbindung mit einem On-Chip-Oszillator verwendet und nicht ein vollständiger Oszillator, der im Rahmen des Montageprozesses auf den Endwert getrimmt werden kann .

ETA: (nach dem neuen Bild und ein wenig Klarstellung im OP) Ah. Es gibt mindestens zwei Gründe. Die dritte Lasche ist der Fall - dies bietet eine physische Befestigung des Kristalls und verhindert, dass die Beine aufgrund von Vibrationen versagen. Es bietet auch eine feste Erdungskapazität für die internen Leitungen, wodurch die Frequenz konstant gehalten wird.

Obwohl es (auch) eine Abschirmung bietet, ist dies kein besonderes Problem. Der Kristall arbeitet bei ziemlich hohen Spannungen (in diesem Fall zählt ein Volt oder mehr als hoch) und hat einen extrem hohen Q, so dass es für abgestrahltes Rauschen schwierig ist, ihn signifikant zu beeinflussen. Außerdem gibt es bei 32 kHz natürlich nicht viel Strahlung. Alles andere auf der Karte läuft im MHz-Bereich.

Ich glaube, ich habe meine Frage überhaupt nicht richtig erklärt.Gib mir ein paar Minuten und ich werde ein Bild hinzufügen.Ich weiß, wofür das xtal verwendet wird lol
Dies beantwortet, warum Sie einen Uhrenkristall bereitstellen würden, nicht, warum Sie seine Dose nach unten löten würden.
I. Wolfe
2015-03-06 10:58:55 UTC
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Ein Grund für das Löten des Gehäuses auf die Platine ist die mechanische Stabilität. Wenn Sie das Gehäuse ablegen möchten, um die Höhe zu minimieren, ist das Löten stabiler, als es nur locker zu lassen, um sich zu bewegen. Dies ist wahrscheinlich der Hauptgrund, warum Sie dies sehen.

Es gibt auch elektrische Gründe, das Gehäuse an die Platine zu löten.
Ein Grund ist, das Gehäuse zu erden, um Schäden durch ESD zu vermeiden, wenn Sie dies planen Berühren Sie das Brett häufig in der Nähe des Kristalls. Normalerweise wird dies in der Produktion nicht benötigt, aber wenn Sie eine Platine testen / programmieren und viel damit umgehen möchten, ist dies möglicherweise eine gute Idee.
Es gibt auch einen möglichen Kopplungspfad vom Fall des Kristalls zum Kristall selbst. In den meisten Fällen spielt dies keine Rolle, da es sehr klein ist, aber in seltenen Fällen kann es erheblich sein.
Die Erwähnung der parasitären Kapazität durch SHG wird die meiste Zeit kein Problem darstellen.

Die elektrischen Gründe für das Löten der Dose sind in den meisten Projekten / Situationen einfach nicht sehr gültig. Wenn ich wetten müsste, würde ich sagen, dass die Platinen, die Sie mit den auf die Platine gelöteten Dosen gesehen haben, rein aus mechanischen Gründen hergestellt wurden und es keinen elektrischen Grund für die Entscheidung gab.

david
2015-03-06 15:28:40 UTC
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Das Kleben, das die andere übliche Option ist, wird verwendet, wenn das Gehäuse kleiner und der erforderliche Temperaturbereich sehr eng ist. Es ist schwierig, einen Klebstoff zu erhalten, der sowohl ein "guter Kleber" als auch sehr temperatur- und wasserstabil ist. Noch wichtiger ist, dass ein zusätzlicher Schritt hinzugefügt wird - selbst wenn Sie bereits andere Komponenten kleben, insbesondere aber, wenn Sie andere Komponenten NICHT bereits kleben.



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