Question:
Pourquoi les boîtes de cristal 32.786Khz sont-elles soudées au PCB?
efox29
2015-03-06 10:12:24 UTC
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Chaque carte de développement que j'ai jamais utilisée et qui comprend un cristal de 32,786 kHz a toujours eu sa boîte soudée directement sur la carte.

Quelle est la raison de cela? Est-ce pour minimiser l'énergie rayonnée par le cristal pendant son fonctionnement (en supposant que la pastille sur laquelle il est soudé est mise à la terre)?

Si la boîte n'était pas soudée à la carte, quel serait l'effet?

Ajouté

Si vous regardez cette image, le cristal a 3 points de soudure. Deux pour les jambes et un pour le boîtier / la coque / la boîte (flèche verte).

Ma question porte sur la raison de la soudure du boîtier / coque / can à la carte.

enter image description here

Notez que vous trouvez souvent des boîtes de tth attachées sur un tampon par un fil dénudé soudé des deux côtés.
Six réponses:
user69298
2015-03-06 16:48:06 UTC
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"Énergie rayonnée" est la bonne idée, mais votre question suggère que vous pensez à l'énergie électromagnétique ici. C'est plutôt mécanique. 32768Hz est un ultrason avec une longueur d'onde auriculaire d'environ 1 cm, et un oscillateur à cristal fonctionne par vibration mécanique. Si vous voulez avoir un Q constant et une réponse en fréquence constante, il est logique de corriger le cas mécaniquement.

Adam Davis
2015-03-06 20:15:17 UTC
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Les cristaux de 32 kHz et 32,768 kHz sont physiquement gros. Plus la fréquence de résonance est basse, plus le cristal est gros - plus la fréquence de résonance est élevée, plus le cristal est petit. Vous pouvez donc vous attendre à ce que le boîtier et les fils soient plus gros que des cristaux de fréquence plus élevée qui ont évidemment des fils suffisamment solides pour supporter la boîte, le cristal et tout.

Cependant, ce que vous trouvez à la place, c'est que la boîte est à peine plus gros que le cristal lui-même, et les fils sont très, très minces - pas assez solides pour supporter le poids de la boîte par eux-mêmes.

en raison de l'industrie horlogère.

Il y a 1,2 milliard montres vendues chaque année. La majorité d'entre elles sont des montres numériques bon marché, nécessitant un petit cristal de 32 kHz. La boîte de cristal est solidement fixée à l'intérieur du corps de la montre à l'aide de pression ou de colle, tandis que les fils sont soudés au circuit imprimé. Il n'y a pas besoin de conducteurs solides et de soutien.

Donc, pour maintenir le coût de centaines de millions de cristaux à un bas niveau, les sondes sont minces, la boîte est petite et fine, et elle est produite le moins cher possible. Cela permet des montres bon marché, petites et légères.

En conséquence, ces cristaux sont extraordinairement bon marché - dans leur forme actuelle. Vous pouvez obtenir des cristaux de 32 kHz plus chers avec une meilleure fixation mécanique, mais ils coûtent 10 à 100 fois plus en quantité que ces cristaux de montre bon marché.

Certains fabricants les ont adaptés en pliant les fils et en les mettant dans un emballage en bobine approprié pour une utilisation en surface, suggérant un plot et une disposition de soudure permettant de fixer la boîte à l'aide d'une soudure. Étant donné que les cartes sont déjà soumises à un processus de pâte à souder, de placement et de four, cela ne nécessite aucune étape supplémentaire, comme le collage, le soudage à la main, le soudage à la vague, etc. et réduit le travail nécessaire pour utiliser ces appareils.

Tout cela revient donc à utiliser une pièce destinée à une autre grande industrie dans votre conception, et à devoir faire face aux compromis qui conviennent à l'autre secteur, mais qui pourraient devoir être pris en compte dans votre conception.

Bien que ce soit une réponse très plausible, je doute sérieusement qu'il y ait un milliard de montres-bracelets vendues chaque année, en particulier à l'ère des smartphones.Je doute également que le lien que vous avez donné soit une source crédible, encore plus s'il répertoriait 1,2 milliard lorsque vous y avez accédé, car il répertorie actuellement 6,8 millions comme le chiffre de 2014.
@AyberkÖzgür Considérez cet article de 2017, indiquant que la Suisse produit 30 millions de montres par an, ce qui ne représente que 2,5% des garde-temps mondiaux, ce qui arrondit très bien à 1,2 milliard de montres: https://www.swissinfo.ch/eng/baselworld_six-choses-que-vous-devez-savoir-sur-l'industrie-horlogère / 43038180 Selon ce prochain article, le chiffre d'affaires mondial des montres sera de plus de 125 milliards de dollars.À elle seule, Apple vend plus de 20 millions de montres par an.Je ne trouve pas cela impossible, mais il est stupéfiant de penser que nous produisons une montre pour 7 personnes sur terre chaque année.
Pensez, cependant, à quel point les montres sont bon marché, en particulier les montres pour enfants, et même à quelle fréquence un adulte remplace sa montre.7 ans entre les montres n'est pas déraisonnable, même si tout le monde ne porte certainement pas de montres.
Je ne sais pas si tous les liens ont réussi - https://www.statista.com/outlook/13010100/100/watches/worldwide
Some Hardware Guy
2015-03-06 10:39:36 UTC
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Je pense que vous trouverez plus d'informations dans cette ancienne réponse La mise à la terre du boîtier est-elle obligatoire dans un cristal typique de 32,768 kHz pour l'horloge en temps réel?

J'aurais dit que c'était plus pour des raisons mécaniques et que les packages qu'ils utilisent généralement sont les moins chers possible. Ce sont fondamentalement d'anciens paquets de trous traversants convertis en montage en surface qui n'auraient pas beaucoup de stabilité mécanique sans souder le boîtier.

Cependant, une autre personne dans cette réponse note que cela peut aider avec la capacité parasite.

La partie mécanique a du sens.Y a-t-il une raison pour laquelle les cristaux à 2 broches de fréquence plus élevée (8Mhz, 12Mhz etc.) ne mettent pas à la terre son boîtier pour des raisons de capacité parasite similaires?
WhatRoughBeast
2015-03-06 10:20:54 UTC
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C'est fait parce que c'est moins cher que de fournir une prise.

32,768 KHz est utilisé car il peut être divisé en 1 Hz. Les systèmes qui le font de cette manière ne nécessitent généralement pas une énorme précision, de sorte qu'un cristal externe est utilisé en conjonction avec un oscillateur sur puce, plutôt qu'un oscillateur complet qui peut être ajusté à la valeur finale dans le cadre du processus d'assemblage. .

ETA: (après la nouvelle image et un peu de clarification dans l'OP) Ah. Il y a au moins 2 raisons. Le troisième onglet est le cas - cela fournit une fixation physique pour le cristal et empêche les jambes de tomber en raison des vibrations. Il fournit également une capacité fixe à la terre pour les fils internes, ce qui permet de maintenir la fréquence constante.

Bien qu'il fournisse (également) un blindage, ce n'est pas un problème particulier. Le cristal fonctionne à des tensions assez élevées (un volt ou plus compte comme élevé dans ce cas) et a un Q extrêmement élevé, il est donc difficile pour le bruit rayonné de l'affecter de manière significative. De plus, bien sûr, il n'y a vraiment pas beaucoup de rayonnement à 32 kHz. Tout le reste de la carte fonctionnera dans la gamme MHz.

Je ne pense pas du tout avoir bien expliqué ma question.Donnez-moi quelques minutes et j'ajouterai une photo.Je sais à quoi sert le xtal pour lol
Cela explique pourquoi vous fourniriez un cristal de montre, pas pourquoi vous souderiez sa boîte.
I. Wolfe
2015-03-06 10:58:55 UTC
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Une des raisons de souder le boîtier à la carte est purement pour la stabilité mécanique. Si vous voulez poser le boîtier pour minimiser la hauteur, il est plus stable de le souder que de le laisser libre pour se déplacer. C'est probablement la principale raison pour laquelle vous le voyez faire.

Il y a aussi des raisons électriques pour souder le boîtier à la carte.
Une des raisons est de mettre le boîtier à la terre pour éviter les dommages causés par les décharges électrostatiques si vous prévoyez de toucher fréquemment la planche près du cristal. Ce n'est généralement pas nécessaire en production, mais si vous testez / programmez une carte et que vous prévoyez de la manipuler beaucoup, cela peut être une bonne idée.
Il existe également un chemin de couplage potentiel entre le boîtier du cristal et le cristal lui-même. Dans la plupart des cas, cela n'a pas d'importance car il est très petit, mais dans de rares cas, cela peut être significatif.
La mention par SHG de la capacité parasite ne sera pas non plus un problème la plupart du temps.

Les raisons électriques pour souder la boîte ne sont tout simplement pas très valables dans la plupart des projets / situations. Si je devais parier, je dirais que les cartes que vous avez vues avec les boîtes soudées à la carte ont été faites uniquement pour des raisons mécaniques, et il n'y avait pas de raison électrique derrière cette décision.

david
2015-03-06 15:28:40 UTC
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Le collage, qui est l'autre option courante, est utilisé lorsque le boîtier est plus petit et que la plage de température requise est très étroite. Il est difficile d'obtenir un adhésif qui soit à la fois une "bonne colle" et également très stable à la température et à l'eau. Plus important encore, cela ajoute une étape supplémentaire - même si vous collez déjà d'autres composants, mais surtout si vous ne collez PAS déjà d'autres composants.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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