Retenedor de batería de celda de moneda, problemas y mejores prácticas

Uso dispositivos de protección de memoria BK-913 CR2032 Retenedor de batería con orificio pasante.

Utilizo la huella de PCB CR2032 de Adafruit, que es casi idéntica a la huella recomendada en la hoja de datos para el retenedor. Tiene una almohadilla central cuadrada de 4x4 mm definida como negativa. Alrededor de la almohadilla central hay un círculo de 15,24 mm definido como "sin máscara de soldadura".

Cuando se fabrica la PCB, se ve así:ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Están conectados eléctricamente la almohadilla central cuadrada y el círculo circundante? Si entiendo la huella correctamente, ¿no deberían serlo? ¿Pero los pequeños cortes en el cuadrado negro que rodea la almohadilla central sugieren que están conectados de todos modos?

He experimentado algunos problemas con esta huella, a veces falla la conexión con la batería. Tengo que reajustar la batería, y algunas baterías solo funcionan si se insertan hasta la mitad en el retenedor. No muy confiable.

Funcionó perfectamente con las baterías que tenía, pero cuando recibí un nuevo lote de las mismas baterías (mismo fabricante, mismo proveedor, etc.), es extremadamente difícil hacer un contacto adecuado en el retenedor. Supongo que las baterías del nuevo lote son un poquito diferentes físicamente...?!

¿Existen prácticas recomendadas para el diseño de la huella de los retenedores de baterías de tipo botón? Por ejemplo, he notado que la almohadilla debajo del retenedor de la batería en el SensorTag de Texas Instruments se ve así:

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Cuál es la razón para esto? ¿Los pequeños puntos de soldadura están allí para ayudar a hacer un mejor contacto con la batería?

¿Cómo puedo modificar mi huella para que sea más confiable?

"¿Están conectados eléctricamente la almohadilla central cuadrada y el círculo circundante?" haces pcbs e incluso tienes que hacer esa pregunta?
Un poco. Mi pensamiento es que es mejor hacer una pregunta "innecesaria" con una respuesta aparentemente obvia que asumir que lo sé todo. No es que esa fuera mi única pregunta.
Entonces no tienes un multímetro; Dejé de leer allí, no puede ser mejor.
Si hubiera seguido leyendo, tal vez podría responder las preguntas más adelante en la publicación.
También. Aquí está la huella: i.stack.imgur.com/HEbNd.png ¿Puede explicar por qué termina como cuando se fabrica? Soy novato y estoy confundido. Lo siento si eso te molesta
Es casi seguro que el problema se deba a: "which is almost identical to the recommended footprint". ¿Qué le impidió usar lo que MPD especificó, en primer lugar?
La huella recomendada dice que la almohadilla central cuadrada debe ser de 3,96 mm. Mis 4 mm no deberían marcar la diferencia. En cuanto a la máscara de parada circular, la utilicé porque la he visto en otras huellas de retenedores de celdas tipo moneda. Supongo que la idea detrás de esto es que la batería puede hacer un mejor contacto con la almohadilla ya que la almohadilla de contacto no está un poco más abajo que la máscara de soldadura. Ilustrado aquí: kicad-info.s3-us-west-2.amazonaws.com/original/1X/… Una abertura de máscara de soldadura más grande debería minimizar esto
Me imagino que la coplanaridad del cátodo sobresale menos que el ánodo debido a la vida útil deteriorada, pero lo suficiente como para causar problemas en algunos casos. La celda ENIG a SS "puede ser" la mejor solución sin deformación de la placa o interferencia de máscara y alguna presión de contacto mínima, pero aún puede ocurrir algo de oxidación de la superficie SS (de mala calidad) sin una corriente de humectación adecuada.
@sakitten solo tiene curiosidad, ¿al final te diste cuenta de esto? cual fue tu solucion

Respuestas (4)

Sí, toda el área expuesta está conectada eléctricamente. La intención es colocar una pequeña protuberancia de soldadura dentro del cuadrado para mejorar la conexión con la batería.

El motivo de las ranuras rectangulares es servir como descargas térmicas, similar a lo que se hace con los orificios pasantes enchapados. Sin las ranuras, tendría que calentar todo el círculo de cobre antes de que se derrita la soldadura. E incluso entonces, la soldadura podría fluir por toda el área.

Las estrechas "térmicas" hechas por las ranuras limitan la transferencia de calor. Ahora puede calentar el cuadrado lo suficiente como para derretir la soldadura sin calentar toda la placa.

¡Veo! Entonces, ¿el punto es que debería tener soldadura? ¿Por qué la "guía de retención de la batería" ( media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Memory%20Protection%20PDFs/… ) indica que no debe usar estaño o soldadura como material de superficie? ¿Todos en la industria violan esta "regla"?
Bueno, no puedo hablar por la industria en general. Esa "regla" es de una empresa específica. Su razonamiento es: el contacto entre metales diferentes (como entre el revestimiento de la batería de níquel y la gota de soldadura de estaño) puede causar corrosión en la interfaz. Esto es ciertamente cierto. Pero, por otro lado, si está emparejando una superficie lisa con otra superficie lisa, solo se necesita una pequeña mota de suciedad para mantener las superficies separadas entre sí. Entonces, los beneficios de la protuberancia podrían superar los problemas de corrosión galvánica en una batería reemplazable...
Dije en un comentario diferente que mi fabricante de PCB me dijo específicamente que quitara la definición de soldadura en pasta de la almohadilla central cuadrada. Es decir, se definió con pasta de soldadura, pero me dijeron que la quitara. La persona que me dijo esto tiene numerosos años de experiencia en la fabricación de PCB... ¿Sería una buena solución hacer algo parecido a lo que hizo TI? ¿Definirlo con puntos de pasta de soldadura?
@sakitten Sabes, ese es un muy buen punto. Por lo general, es una buena idea confiar en las personas que están involucradas diariamente. Miraré un poco a ver qué puedo averiguar. ¿Su dispositivo se venderá a personas o es un proyecto personal?
Es un producto comercial. ¡Estaría muy interesado en escuchar lo que puedes averiguar!

Cuando se utilizan celdas tipo moneda, es vital que el lado negativo (inferior) NO esté completamente cubierto con soldadura, de lo contrario, puede ocurrir una falta de conexión debido al fundente, la corrosión y otros residuos. TI tuvo un gran problema con sus llaveros CC2541 que usaban una gran losa de pasta para la conexión negativa. TI aprendió de esto para la etiqueta del sensor: están usando pequeños puntos de pasta de manera muy estratégica, lo suficientemente pequeños como para que la parte superior de la soldadura se raspe al instalar una batería.

El enfoque preferido para el contacto negativo es, en orden de preferencia: 1. Use un contacto negativo dedicado hecho para este propósito: Keystone #2991 es uno, pero hay otros. Usamos este enfoque para cosas que tienen que durar mucho tiempo. Esto es lo que uso la mayor parte del tiempo porque siempre funciona y permite mucha flexibilidad de enrutamiento debajo de la batería. 2. Use el acabado de superficie ENIG para la almohadilla inferior, asegurándose de que la almohadilla inferior sea del tamaño completo de la batería para evitar este problema . ENIG es un baño de oro (alrededor de 2-3 micropulgadas de oro, IIRC) sobre níquel. El oro ayudará a prevenir la corrosión. 3. Utilice otro acabado superficial, pero limpie la PCB antes de enviar la batería y asegúrese de que no haya posibilidad de corrosión.

El centro y los exteriores están conectados. Puede ser así para que se vea genial, ya que no parece tener un propósito. Si desea que el conector sea más confiable, una cosa que puede hacer es quitar la serigrafía que lo rodea. Eso podría mantener la batería apenas por encima del contacto si es más gruesa que el cobre. Sin embargo, una cosa más fácil sería, como lo hace TI, poner algunos puntos de soldadura en el contacto. La soldadura debe colocarse de manera que sea relativamente simétrica para evitar que la batería se inserte de forma inclinada. Una forma aún más fácil de arreglarlo sería poner soldadura sobre toda la sección central. La soldadura tiende a abultarse en el centro, por lo que daría una conexión firme contra la hoja de resorte que estoy seguro está en la parte superior del soporte. Solo asegúrese de no poner mucha soldadura, o es posible que la batería ya no quepa :)

Entonces, ¿debería definir la almohadilla central cuadrada con pasta de soldadura? El fabricante de mi PCB me pidió explícitamente que quitara la abertura en la plantilla de soldadura en pasta (se definió con soldadura en pasta en un prototipo de PCB). También esto: media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Memory%20Protection%20PDFs/… dice que nunca use estaño o pasta de soldadura como material de superficie. Todavía estoy confundido
Lo siento, no tengo experiencia con soldadura en pasta. Solo estoy hablando de su tipo de soldadura de alambre promedio que viene en un rollo.

Me parece que tienes un plano de tierra que interfiere con la huella. Agregaría una zona de exclusión a la tierra alrededor de la huella de contacto de la batería.

Además, el CR2032 que tengo aquí tiene una almohadilla negativa que mide alrededor de 18 mm, por lo que aún estaría sobre la máscara de soldadura en los bordes. Intente aumentar el tamaño de su máscara de soldadura y manténgase alejado también.

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