Warum enthält Samsung unbrauchbare Kondensatoren? [geschlossen]

Ich repariere Tablet-Mainboards auf Komponentenebene und habe diese rätselhafte Situation bisher bei zwei verschiedenen Modellen von Samsung-Tablet-Mainboards (SM-T210, SM-T818A) gesehen. Auf der Leiterplatte befinden sich Keramik-Chip-Kondensatoren, die an beiden Enden eindeutig mit der Masseebene verbunden sind . Widerstandsüberprüfungen bestätigen, und es ist ziemlich offensichtlich, sie nur anzusehen. SM-T210 - Dies sieht aus wie eine Art Signalkonditionierung. Es ist auf der Rückseite der Platine vom SD-Steckplatz, aber SD verwendet mehr als zwei Signalleitungen, also weiß ich nicht. SM-T210 - Dies ist auf der Rückseite der Platine vom USB-Kommutator-IC. Es ist direkt neben dem Batterieanschluss. SM-T818A - Dies ist das AMOLED-Netzteil. Die mysteriöse Kappe befindet sich tatsächlich am Rand eines EMI-Schildes (für das Foto entfernt) und der Schildrahmen musste einen Schnitt aufweisen, um die Kappe freizulegen. Also haben sie sich Mühe gegeben, die Kappe hier zu haben.

Das einzige Szenario, das ich mir vorstellen kann, besteht darin, dass der Konstrukteur während der Erfassung eine Reihe von Kappen für die spätere Verwendung platziert, aber beide Enden mit Masse verbunden hat, damit sich das DRC-Modul nicht über schwebende Stifte beschwert. Dann benutzten sie nicht alle, löschten aber die Extras nicht aus dem Design. Der Entwurf wird an einen Layoutingenieur gesendet, der den Entwurf, den er erhalten hat, einfach platziert und weiterleitet.

Ich bin bereit, jemanden zuzulassen, der etwas so Intelligentes und Kluges tut, dass es über meinen Verstand hinausgeht (Terahertz-Band-Rauschen aus der Grundebene herausfiltern?), Aber ich glaube nicht, dass dies ein Beispiel dafür ist *.

* Natürlich, das ist genau das, was ich würde sagen , wenn es ist ein Beispiel dafür.

Es gibt vier Kommentare zu diesem reddit-Thread , die sich möglicherweise auf etwas beziehen :

Von silver_pc:

könnte es sich um eine Form von "Papierstädten" auf Karten handeln - ein fiktiver Eintrag der AKA zur Identifizierung direkter Kopien?

Mit dem Spielzeugbauer:

Nicht, dass sie dies unbedingt tun müssten, aber ich habe gehört, dass Massenhersteller Kondensatoren entfernen, bis ihr Produkt nicht mehr funktioniert. (Sicherlich war es üblich, dass PC-Motherboards mit unbestückten Entkopplungskappen überall zu sehen waren, als ich PCs von Hand baute.)

Wenn Sie ein Massenproduktions-Setup für Stopfböden haben und eine automatisierte visuelle Qualitätsprüfung durchführen, möchten Sie möglicherweise nicht die Ausfallzeit in Kauf nehmen, um Ihre Produktionslinie neu zu programmieren, während Sie laufende Produktionsänderungen einführen und überwachen, um letztendlich die Kondensatoren zu entfernen . In diesem Fall können Sie die Kondensatoren aufheben, indem Sie sie wie zuvor füllen, aber beide Pads in derselben Ebene haben.

Samsung stellt Kondensatoren her, daher sind sie vielleicht eher bereit, eine kurze Reihe von Platinen mit verschwendeten Kondensatoren zu durchbrennen, wenn sie diese auf lange Sicht definitiver loswerden können.

Bedenken Sie, dass große Unternehmen wie Samsung ihre Produkte intern für Zertifizierungszwecke testen können. Daher ist es wahrscheinlich billig genug, eine kleine Charge zum Testen und Akzeptieren / Ablehnen auszuführen. Und wenn akzeptiert, um es einfach auf den Markt zu bringen.

Zumindest würde das meine Vermutung sein.

Von John_Barlycorn:

Ich glaube, das hat mehr mit dem Herstellungsprozess zu tun als mit dem elektrischen Zweck. Die moderne Elektronikfertigung ist in Bezug auf die Geschwindigkeit wahnsinnig .

Wir sprechen von Roboterbewegungen, die so schnell sind, dass Luftwiderstand und Maschinenvibration berücksichtigt werden müssen.

Die Position der Teile, die die Bestückungsautomaten versorgen, ist entscheidend für die Betriebsgeschwindigkeit. Sie verbringen viel Zeit mit dem Einrichten. Dann drücke "Start" und beobachte, wie sie wirbelt. Wenn sie also zwei ähnliche Produkte haben, müssen sie diese teuren Konfigurationsänderungen durchlaufen, die von einem teuren Techniker ausgeführt werden, um sie auszutauschen. Diese Kappen sind jedoch so billig, dass sie, nachdem Sie diese Einrichtungsänderung in Betracht gezogen haben, möglicherweise mehr Geld kosten, wenn sie während verschiedener Läufe entfernt werden. Sie könnten einfach "Fuck it" sagen und sich von ihnen bevölkern lassen, obwohl sie sie nicht brauchen.

Mein Vater arbeitete jahrelang in der Industrie und hatte einige Erfahrungen mit kleineren Mengen. Bei der Herstellung ist eine solche Rückwärtslogik keine Seltenheit. Sie tun, was am billigsten / rentabelsten ist, was nicht immer die am wenigsten verschwenderische Option ist.

Von CopperNickus:

Es gibt andere Flugzeuge in einem Tablet: das Display und die Hülle. Vielleicht liegt die Antwort in der dritten Dimension. Gibt es einen Bürsten- / Federkontakt oder eine andere Verbindung auf einer anderen Ebene des Geräts, die einen Stromkreis schließt, wenn das Tablet zusammengebaut wird? Diese Technik wird in ihren Handys verwendet, um verschiedene interne Platinen auf der Rückseite und im Gehäuse zu verbinden.

In den Telefonen sind es Federkontakte, die beim Zusammenbau des Geräts mit Gold- oder Silberkontakten zusammenpassen.
https://i.imgur.com/ztOZmDN.png

Oder vielleicht nur eine naheliegende HF-Steuerung in Bezug auf das Display?

Zuerst dachte ich, es könnte rein mechanisch sein, vielleicht um Leute davon abzuhalten, den BGA-Teil von der Platine zu stoßen, aber die beiden anderen Bilder deuten darauf hin, dass es nicht so ist, dass die Kappen von vielen anderen Teilen umgeben sind.

Es gibt einige Gemeinsamkeiten zwischen allen drei Designs:
1) Sie werden neben Schaltkreisen platziert. Eine davon ist ein Boost-Buck-Gleichstromkreis.
2) Sie sind alle gleich groß.

Sie haben nicht die gleiche thermische Entlastung gegen Erde

Ich wette, das sind Testpunkte, sie befinden sich immer neben Schaltkreisen und es wäre einfach zu prüfen. Wenn Sie mit einer Pinzettensonde nach verschiedenen Bauteilen suchen, wissen Sie immer, welches Bauteil die Grundreferenz ist. Es kann auch nützlich sein, während der EMI-Prüfung zu überprüfen, was die oberste Grundebenenschicht tut und ob sie wirklich geschliffen ist.

Sie können auch einem anderen HF-Zweck dienen, aber ich bezweifle ernsthaft, dass, wenn sie dies tun, die thermische Entlastung wahrscheinlich ähnlich wäre, um mit Parasiten ein ähnliches Ergebnis zu erzielen. Bei sehr hohen Frequenzen würde eine Kappe wie diese die Impedanz der Grundebene ändern, für welches Ende ich nur spekulieren kann.

BEARBEITEN

Ich habe mich entschieden, die parasitären Eigenschaften der Platine und des Nullkondensators zu simulieren. Dafür habe ich 0,25 Unzen Kupfer geschätzt (für die vielen Schichten müsste es sehr dünn sein und die meisten Schaltungen auf der Platine müssen keine große Stromtragfähigkeit aufweisen).

Ich schätzte 3 Mill-Spuren für die Zuleitungen in den Kondensator, einen 0,1-f-Kondensator mit einer Größe von 0402, der etwa 0,7 nH ESL und 30 mΩ ESR hätte.

Ich habe auch eine Schätzung für das Kupfer an der Außenseite der Kappe vorgenommen, die nicht sehr genau ist, da dies im Idealfall von der Finite-Elemente-Software (FEM) simuliert werden müsste, um wirklich herauszufinden, was vor sich geht, aber den Massenwiderstand und Induktivität kann eine Vorstellung davon geben, was vor sich geht.

Die Ergebnisse waren überraschend. Ich habe die Punkte direkt auf der anderen Seite des Kondensators geprüft und einen Hochpassfilter erhalten, der jedoch 10 dB blockiert. In Verbindung mit den Durchkontaktierungen kann dies nützlich sein, um EMI-Tests zu bestehen. Dies ist nur ein Beispiel für eine Best-Case-Situation. Um dies wirklich zu modellieren, müsste eine FEM verwendet werden

Das könnte ein Durchgangskondensator sein, das geht aus den Bildern nicht hervor. Durchführungskondensatoren werden normalerweise in HF-Schaltkreisen verwendet und sind so ausgelegt, dass sie an den Rändern mit Masse verbunden sind und eine Mittelkontaktstelle für den anderen Anschluss des Kondensators aufweisen.

BEARBEITEN

Auf dem neuen Bild ist kein Pad unter dem Kondensator zu sehen, daher handelt es sich nicht um einen Durchgangskondensator. Ich behalte diese Antwort jedoch bei, da sie anderen helfen könnte, Durchgangskondensatoren zu identifizieren.

Möglicherweise ein verrückter Gedanke, aber es könnte Prozesskontrolle sein. Die Kappen befinden sich alle in der Nähe von großen Metallgegenständen, die eine ordnungsgemäße Erwärmung der Platine während des Reflow verhindern können. Die doppelt geerdeten Kappen sind größer als ihre Nachbarn und mit zwei Verbindungen zur Masseebene sind sie die wahrscheinlichsten Kandidaten, die nicht richtig löten, wenn Sie die Grenzen Ihrer Liniengeschwindigkeit überschreiten. Sie können sie als zentrale Stelle für die automatisierte optische Inspektion verwenden, um nicht alle Komponenten zu überprüfen, sondern um den Durchsatz zu erhöhen.

Nur eine Idee, ich habe so etwas noch nie gesehen

Unter Hochfrequenzbedingungen ist eine Metallebene kein kontinuierlicher Äquipotentialleiter, sondern wirkt aufgrund von verteiltem R und L sowie Geometrie, dh Streufeldern, als Resonanzstruktur. So funktionieren Microstrip-Antennen.

Das Ergebnis ist, dass die Felder und die Impedanz der Grundebene räumlich variieren. Siehe zum Beispiel Seite 16 dieser Präsentation . Die einzige Möglichkeit, dies genau zu erkennen, ist die FEM-Simulation, da die Formen auf der Leiterplatte nicht regelmäßig sind.

Der Kondensator ist analog zu einem Abstimmpfosten oder einem Varaktor in einem Wellenleiter. Durch Verbinden der Felder zwischen zwei Punkten auf der Grundebene verschieben sich die Resonanzen räumlich und frequenzmäßig auf eine gewünschte Weise.

Normalerweise erfolgt dies durch eine Entkopplungskappe zwischen Leistung und Masse. Ich vermute, der Zweck dieses Kondensators besteht stattdessen darin, den nahegelegenen Stromkreis vor HF-Signalen abzuschirmen, die von den Funksendern auf der Masseebene induziert werden.