¿Por qué Samsung incluye condensadores inútiles? [cerrado]

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Realizo reparaciones a nivel de componentes de placas base de tabletas, y hasta ahora he visto esta situación desconcertante en dos modelos diferentes de placas base de tabletas Samsung (SM-T210, SM-T818A). Hay condensadores de chip de cerámica en la PCB que están claramente conectados al plano de tierra en ambos extremos . Los controles de resistencia confirman, además es bastante obvio solo mirarlos. SM-T210 (primera ubicación) SM-T210: esto parece un acondicionamiento de señal de algún tipo. Está en el reverso de la PCB de la ranura SD, pero SD usa más de dos líneas de señal, así que no sé. SM-T210: está en el reverso de la PCB desde el IC del conmutador USB. Está justo al lado del conector de la batería. SM-T210 (primera ubicación, parte eliminada) SM-T210 (segunda ubicación)SM-T210 (segunda ubicación, parte eliminada) SM-T818A SM-T818A: esta es la fuente de alimentación AMOLED. La tapa misteriosa en realidad se encuentra en el borde de un escudo EMI (eliminado para la foto) y el marco del escudo tenía que incluir un corte para despejar la tapa. Entonces se tomaron algunas molestias para tener la gorra aquí. SM-T818A (parte eliminada)

El único escenario que se me ocurre es que durante la captura, el ingeniero de diseño colocó un montón de tapas para su uso eventual, pero conectó ambos extremos a tierra para que el módulo DRC no se quejara de los pines flotantes. Luego terminaron sin usarlos todos, pero no eliminaron los extras del diseño. El diseño se envía a un ingeniero de diseño, que simplemente coloca y enruta el diseño que le han dado.

Estoy dispuesto a permitir que alguien haga algo tan inteligente y sabio que esté más allá de mi alcance (¿filtrar el ruido de la banda de terahercios del plano de tierra?), Pero no creo que este sea un ejemplo de eso *.


* Por supuesto, eso es exactamente lo que diría si fuera un ejemplo de eso.

Crash Gordon
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Encontraron el error después de que la prueba de la FCC finalizó. Solo una suposición.
Janka
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Originalmente podrían ser las tapas de repuesto en esquemas / BOM en caso de necesidad en el control de emisiones; cuando se considera innecesario después de las pruebas preliminares, una rutina DRC automatizada acorta los otros extremos a tierra para evitar antenas en PCB. La lista de materiales no se corrigió probablemente porque todas las tuberías de producción en serie de pick-n-place ya estaban cargadas, y el costo de volver a girar el tablero (y el tiempo) podría ser mayor que los beneficios de tiempo de comercialización para la producción de alto volumen. Solo mis especulaciones.
Ale..chenski
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Mi drc tiene la regla de que no hay dos componentes de clavija conectados a la misma red en ambas clavijas
PlasmaHH
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Recuerdo muy levemente haber visto un carrete de cinta SMD que tenía una secuencia repetitiva de componentes mezclados en una cinta. Esto puede haber sido por conveniencia de fabricación externa, pequeña producción JIT, ocultación de información o un mecanismo para ahorrar en ranuras de carrete en máquinas heredadas. En tal caso con carretes preparados, tendría sentido colocar los componentes incluso si ya no se usan porque tienen una carga de carretes de cinta que tienen el componente ya cargado. Cuando se agota el stock de carretes, la posición ya no se completará. No pude encontrar referencias, así que solo un comentario.
KalleMP
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Tal vez sea un ingeniero astuto que agrega un costo adicional, para que luego pueda eliminarlo más tarde y decir que ha optimizado el diseño. Al igual que los chicos de software no agregaron líneas de código de efecto, por lo que pueden eliminarse más tarde para mostrar una mejora fácil :)
Oliver

Respuestas:

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Hay cuatro comentarios sobre este hilo de reddit que pueden estar relacionados con algo:

Por silver_pc:

¿podría ser una forma de 'ciudades de papel' en los mapas, también conocida como entrada ficticia para identificar copias directas?

Por toybuilder:

No es que estén haciendo esto necesariamente, pero he oído decir que los fabricantes en masa seguirán quitando los condensadores hasta que su producto deje de funcionar. (Ciertamente, era común ver placas base de PC con almohadillas de desacoplamiento despobladas por todas partes cuando solía construir PC a mano).

Si tiene una configuración de producción en masa para rellenar tableros y hacer una inspección de calidad visual automatizada, tal vez no desee aprovechar el tiempo de inactividad para reprogramar su línea de producción al introducir y monitorear los cambios de producción en curso con el objetivo final de quitar los condensadores . Si es así, puede anular los condensadores rellenándolos como antes, pero con ambas almohadillas en el mismo plano.

Samsung fabrica condensadores, por lo que tal vez estén un poco más dispuestos a quemar un corto tramo de placas con condensadores desperdiciados si, a la larga, pueden deshacerse de ellos de manera más definitiva.

Tenga en cuenta que las grandes empresas como Samsung tienen la capacidad de probar sus productos con fines de certificación internamente, por lo que probablemente sea lo suficientemente barato como para ejecutar un pequeño lote para probar y aceptar / rechazar. Y si se acepta, simplemente lanzarlo al mercado

Al menos, esa sería mi suposición.

Por John_Barlycorn:

Creo que esto tiene más que ver con el proceso de fabricación que con el propósito eléctrico. La fabricación electrónica moderna es una locura de mierda con respecto a la velocidad .

Estamos hablando de movimientos robóticos que son tan rápidos que hay que considerar la resistencia al aire y la vibración de la máquina.

La posición de las piezas que alimentan las máquinas de recogida y colocación es crítica para la velocidad de operación. Entonces pasan mucho tiempo en la configuración. Luego presiona "Inicio" y mira cómo gira. Entonces, si terminan con 2 productos que son similares, tienen que pasar por este costoso cambio de configuración ejecutado por un costoso ingeniero para cambiarlos. Pero estos límites son tan baratos que después de considerar este cambio de configuración, en realidad podría costarles más dinero eliminarlos durante diferentes ejecuciones. Podrían decir "A la mierda" y dejar que los llenen a pesar de no necesitarlos.

Mi padre trabajó en la industria durante años y tenía algo de experiencia en cosas de menor volumen. En la fabricación, este tipo de lógica hacia atrás no es infrecuente. Hace lo que es más barato / más rentable, que no siempre es la opción menos derrochadora.

Por CopperNickus:

Hay otros planos en una tableta: la pantalla y la carcasa. Quizás la respuesta se encuentra en la tercera dimensión. ¿Podría haber un contacto cepillo / resorte o alguna otra conexión en otra capa del dispositivo que complete un circuito cuando se ensambla la tableta? Esa técnica se utiliza en sus teléfonos celulares para acoplar varias placas internas en la parte posterior y la carcasa.

En los teléfonos, los contactos de resorte se acoplan a contactos dorados o plateados cuando se ensambla el dispositivo.
https://i.imgur.com/ztOZmDN.png

¿O tal vez solo un control de RF basado en proximidad relacionado con la pantalla?

Darius
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Creo que el "constructor de juguetes" tiene razón.
Ale..chenski
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¿Es realmente más rápido hackear los archivos Gerber para acortar la tapa que marcar una parte como no instalada y volver a entrenar el sistema de cámara de inspección?
Wossname
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@AliChen Estoy totalmente en desacuerdo, la respuesta allí hace suposiciones sobre la fabricación de producción que simplemente no son ciertas. Un nuevo giro de obras de arte es mucho más costoso que DNP por parte. Si se trata de un nuevo ensamblaje, una nueva lista de materiales, una nueva PCB, eso significa nuevos accesorios de reflujo, plantillas, nuevas herramientas, un nuevo programa de selección y colocación como regla general. No hay beneficio por dejar almohadillas de un ensamblaje anterior solo para preservar las herramientas. Es bastante fácil DNP una parte. ¿Tal vez se hace una vez como una solución rápida, pero como un patrón de diseño estándar?
crasic
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Estas son cuatro respuestas diferentes. ¿Cuál es la correcta? ¿Cómo debo votar el que creo que es la respuesta correcta?
tubería
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Estas son cuatro respuestas separadas. Al agruparlos en una sola respuesta aquí, ha negado por completo los mecanismos de StackExchange para evaluar y criticar las respuestas sobre sus méritos individuales. Aquí también deberían extenderse en respuestas separadas.
Dave Tweed
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Al principio pensé que podría ser puramente mecánico, tal vez una forma de evitar que la gente golpee la parte BGA del tablero, pero las otras dos imágenes sugieren que no es así porque las tapas están rodeadas por muchas otras partes.

Hay algo en común entre los tres diseños:
1) Se colocan al lado de los circuitos. Uno de ellos es un circuito boost a buck DC a DC.
2) Todos son del mismo tamaño.

No tienen el mismo alivio térmico a tierra

Apuesto a que estos son puntos de prueba, siempre están ubicados al lado de los circuitos y sería fácil sondear. Si estaba mirando diferentes componentes con una sonda de pinzas, siempre podría saber qué componente era la referencia de tierra. También puede ser útil durante la comprobación de EMI para ver qué está haciendo esa capa superior del plano de tierra y si realmente es tierra.

También pueden servir para otro propósito de RF, pero dudo seriamente que, si lo hicieran, el alivio térmico probablemente sería similar a producir un resultado similar con los parásitos. A frecuencias muy altas, un límite como este cambiaría la impedancia del plano de tierra, por lo que solo puedo especular.

EDITAR

Decidí simular los parásitos de la placa y el condensador anulado, para esto estimé 0.25 oz de cobre (para esa cantidad de capas tendría que ser muy delgada y no era necesario que la mayoría de los circuitos en la placa tuvieran una gran capacidad de carga de corriente)

Calculé 3 trazas de molino para los cables en el condensador, un condensador de 0.1 uf en un tamaño 0402, que tendría aproximadamente 0.7nH de ESL y 30mΩ de ESR.

También agregué una estimación para el cobre alrededor del exterior de la tapa, que no será súper precisa porque idealmente esto debería ser simulado por Finite Element Software (FEM) para descubrir realmente lo que está sucediendo, pero la resistencia a granel y la inductancia puede dar una idea de lo que está sucediendo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Los resultados fueron sorprendentes, probé los puntos directamente en el otro lado del condensador y obtuve un filtro de paso alto, pero tiene un bloqueo de 10 dB. En conjunción con las vías esto puede ser útil para pasar las pruebas EMI. Este es solo un ejemplo de la mejor situación, para realmente modelar esto, necesitaría usar un FEM

Pico de voltaje
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Único, de alta frecuencia, de alta potencia de campo EM radiante en condensador de flujo = cap con conexión a tierra doble. Dang, estos teléfonos son del futuro!
rdtsc
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Eso podría ser un condensador de alimentación, no está claro en las imágenes. Los condensadores de alimentación se utilizan generalmente en circuitos de RF y están diseñados para conectarse a tierra en los bordes y tienen una almohadilla central para el otro terminal del condensador. Alimentar a través del condensador

EDITAR

La nueva imagen revela que no hay una almohadilla debajo del condensador, por lo que no es una alimentación a través del condensador, pero dejo esta respuesta porque podría ayudar a otros a identificar la alimentación a través de los condensadores.

Bruno Ferreira
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No. La pregunta ha sido editada. Solo hay dos almohadillas para cada condensador.
Oskar Skog
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Posiblemente un pensamiento loco, pero podría ser el control del proceso. Todas las tapas están cerca de objetos metálicos grandes, lo que puede evitar que la placa se caliente correctamente durante el reflujo. Las tapas dobles con conexión a tierra son más grandes que sus vecinas, y con 2 conexiones al plano de tierra los convierten en los candidatos más probables para no soldar adecuadamente si está presionando los límites de la velocidad de su línea. Puede usarlos como un punto único de inspección óptica automatizada para verificar en lugar de verificar cada componente, aumentando así el rendimiento.

Solo una idea, no he visto nada como esto antes

Loganf
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En condiciones de alta frecuencia, un plano metálico no es un conductor continuo y equipotencial, sino que actúa como una estructura resonante debido a R y L distribuidos, así como a la geometría, es decir, los campos de franjas. Así es como funcionan las antenas microstrip.

El resultado es que los campos y la impedancia del plano de tierra varían espacialmente. Ver, por ejemplo, la página 16 de esta presentación . La única forma de ver con precisión esto es a través de la simulación FEM debido a las formas no regulares en la PCB.

El condensador es análogo a un poste de sintonización o un varactor en una guía de onda. Al vincular los campos entre dos puntos en el plano de tierra, las resonancias cambiarán espacialmente y en frecuencia de alguna manera deseada.

Normalmente, esto se hace mediante una tapa de desacoplamiento entre la potencia y la tierra. Sospecho que el propósito de este condensador es proteger el circuito cercano de cualquier señal de RF inducida en el plano de tierra por los transmisores inalámbricos.

usuario71659
fuente
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Tengo mis dudas sobre esto. Los condensadores de esta forma y tamaño no se comportan exactamente como muy buenos condensadores en las frecuencias en las que uno colocado de esta manera actuará como una buena derivación.
Joren Vaes
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@JorenVaes No creo que esta sea realmente la explicación para el OP tampoco, pero sigue siendo un buen punto que incluso un componente en cortocircuito perfecto puede influir en el comportamiento del circuito a frecuencias suficientemente altas.
Leftaroundabout
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Es como la historia de la FPGA programada por una red neuronal que programó módulos que no estaban conectados a nada. Los ingenieros trataron de eliminarlos, pero el circuito dejó de funcionar cuando lo hicieron porque la red neuronal programó el FPGA para confiar en las perturbaciones eléctricas para que funcionen correctamente.
Dev
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¡@Dev lo encontró! Sin embargo, aún no lo he leído. citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/…
piojo
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@Dev, creo que el ejemplo de FPGA tiene una explicación más simple: cuando se colocaron algunos bloques desconectados y se ocuparon canales de interconexión, el enrutamiento para el bloque funcional real fue diferente, y accidentalmente cumplió con el tiempo requerido. Este podría ser un ejemplo de restricción de tiempo insuficiente para el diseño.
Ale..chenski