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Forum: Platinen Layout SMD-Adapter bitte mal drüberschaun


Autor: Marco K. (morpheus133)
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Hi,
Da mein Kontakt, der eigentlich das Layout erstellen soll, sich noch 
nicht gemeldet hat, habe ich mal selber angefangen.

Es soll ein Adapter-Board für einen TI MSP430 5438 sein.
Das Problem für mich war der zusätzlich Einbau von 2 Quarzen sammt Cs 
und den Abblockkondensatoren.

Meine Fragen:
* Habe ich irgendwas Grundsätzliches total Falsch gemacht?
* Ist das mit den Quarzen so ok? Mir ist die Funktionalität am 
Wichtigsten, dass es nicht toll aussieht weiß ich schon :-)
* Kleine Tipps, ich bin für alle kleinen Tips von routinierten 
Layoutern(?) dankbar.

Ich würde mich über konstruktive Kritik freuen, da ich gerne lernen 
will, aber keine Erfahrung habe.

PS: Wie realistisch ist es, das im Toner-Transfer-Verfahren selber zu 
ätzen?

mfg morpheus

Autor: Marco K. (morpheus133)
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Hier nochmal das Board-Layout im Anhang

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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100n und quarz dichter ans IC, so dicht wie möglich!

Autor: Marco K. (morpheus133)
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hmm, aber wie noch dichter, ich bekomme sonst die Anschlüße vom Ic nicht 
gerade weg, und somit verkannten diese.
Nur zur Info, wir reden hier von 14mm Kantenlänge des ICs, ist das echt 
noch zu weit weg, puh.

Autor: hdd (Gast)
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Poste das Board mal in höherer Auflösung. Das sieht so aus, als berühren 
sich die Bahnen weil sie nicht mittig aus den IC-Pads raus gehen.
Außerdem wäre vllt. eine Masseflächer rundherum und unterm IC noch ganz 
gut.
Was für Quarzfrequenzen willst du verwenden?
Du könntest eventuell auch vier Vias unter dem IC machen und dann auf 
der anderen Seite die Quarze + Cs drauf.

Autor: Günther Grundböck (grundy)
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zum tonertransfer verfahren kann ich selbst nichts sagen, paar freunde 
haben es versucht, wurde aber nix. ich drucke meine vorlagen mit einem 
neuen laserdrucker (600dpi) aus, das schwarz ist nicht gerade deckend 
von meinem hp, pausklar spray drauf , tonerseite zur platine und 5 
minuten im isel belichtungsgerät 2. dann entwickeln und ab ins 
natriumpersulfat, 10 minuten später ist die platine fertig, dann noch 
verzinnen (lötkolben oder zinnkristalle)
statt belichtungsgerät reichen auch 3-4 minuten in die mittagssonne.
QFN32 mit 0,5mm pinabstand waren kein problem, ergebnis siehe anhang

Autor: Marco K. (morpheus133)
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Hi, die Idee, mit unter den IC finde ich gut nur wie kontaktiere ich die 
beigen Seiten also wie komme ich von Top auf Bottom, da ich evtl selber 
ätzen will,wenn es nicht total unrealistisch ist.

Im Anhang mit höherer Auflösung und die Bahnen ein bißchen gekürzt.

Autor: hdd (Gast)
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Auch wenn es nicht ganz professionell ist, kannst du z.B. die Beine der 
Quarze so weit kürzen, dass sie nur genau auf der anderen Seite der 
Bohrung enden. Dann klebst du die Quarze mit einem Tropfen 
Sekundenkleber (oder Heißkleber wenn sie evtl. getauscht werden sollen) 
auf die Platine und verlötest die Beinchen so, dass das Lötzinn zum Teil 
ins Loch gezogen wird und nur einen flachen Fleck auf der Oberseite 
bildet.
Eine andere Möglichkeit wären auch SMD-Quarze.
Falls du es doch so lässt wie jetzt, bei Q1 scheint am rechten Pin eine 
Leitung recht nahe am Pad vorbei zu gehen.

Autor: Marco K. (morpheus133)
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Hmm, dass mit den quarzen könnte man so machen, und mit den 
Abblockkondensatoren? Selbes Prinzip und statt SMD - bedrahtete Cs 
nehmen und die dann auch minimal in das PCB stecken und dann Festlöten?

Was würdest du dann zwischen Lötstelle und IC machen? mir Gefällt die 
Idee nicht, dass das die Lötstelle den IC berührt, auch wenn da sicher 
nix passiert...

@quarze
Sollen 16MHz und 32678Hz werden

@grundy
das macht mir Hoffnung, werde eh 1-2 Testungen machen und falls es 
garnicht geht halt fertigen lassen, aber da ich dann später Platinen 
ätzen möchte die nicht ganz so fein sind, wollte ich wenigstens 
Probieren.

Außerdem ist selber machen günstiger (mit den ganzen Testungen 
vielleicht nichtmehr ;-) )

@Anhang
Habe das Board korrigiert
* an die rechte Seite gehörte auch noch ein C
* Und den oberen Quarz nach links geschoben damit das rechte Pad frei 
ist

Autor: hdd (Gast)
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Die Kondensatoren könntest du als bedrahtete Bauteile genauso anbringen. 
Aber auf jeden Fall darauf achten, dass die gut befestigt sind, weil die 
Lötstellen selbst nicht viel aushalten werden.
Hat der IC auf der Unterseite eine Metallschicht? Wenn nicht, dann macht 
das nichts, wenn der auf den Lötstellen aufliegt.

Eine ganz andere Möglichkeit wäre auch noch, die Quarze an den Ecken des 
ICs zu plazieren und die Leitungen dann unter dem IC zu routen. Wenn du 
keine SMD-Quarze verwenden willst, würde ich die normalen dann um ca. 
45° drehen, so dass die Pads parallel zu den Leiterbahnen der äußersten 
IC-Pads stehen. So kommst du ziemlich nahe an den IC ran und hast als 
Entfernung nur etwas mehr als die halbe IC-Breite.

Btw: der letzte Post hatte keinen Anhang.

Autor: Marco K. (morpheus133)
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Danke Schonmal,
reichen die AbblockCs wie sie auf der rechten und unteren Seite vom 
Abstand oder müssen Sie noch näher ran?
Weil da ich nur 4 Ecken habe, aber 2 Quarze + 4 AbblockCs kann ich diese 
ja nicht in die Ecken machen, oder mache es als Lötaugen und die Cs als 
Durchstecktversion, aber ob das dann soviel Platz spart bzw. kürzer ist?

Das mit den Qs an den Ecken werde ich mal ausprobieren und mich dann 
nochmal melden.

Autor: Marco K. (morpheus133)
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Hir mal Desing Vorschlag 2, die Quarze sind jetzt näher drann und ich 
habe die Masspins durch Masseflächen ersetzt es reicht ja wenn ich an 
einem Pin GND habe ?

Autor: Alex H. (hoal) Benutzerseite
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Die beiden Leiterbahnen in der oberen rechten Ecke des Chips werden so 
wahrscheinlich Probleme bereiten.

Kennst du den Design Rules Check (DRC)? Er prüft, ob das Layout diverse 
Design-Vorgaben erfüllt. Die Vorgaben kannst du selbst erstellen, oder 
beispielsweise hier sinnvolle runterladen: 
http://leiton.de/faq/leiton.dru

Autor: Frank Bär (f-baer)
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versuch bitte mal, überall nur mit 45°-Winkeln zu arbeiten.

Die Leiterbahnen an Q1 sind gelinde gesagt eine Katastrophe.
Die Schleife ab C5 ist unnötig.
Wenn du C5, C9, C6, C8 und C7 um 90° drehst, kommst du näher an den IC 
ran und musst nicht so große Schleifen legen.
Die Vias an C1 und C2 sind schlecht platziert.
An C8 hast du möglicherweise einen Kurzschluss gebaut, ich hab das 
Pinout grad nicht zur Hand, sieht aber seltsam aus.
Wenn du nur noch 45°-Winkel verlegst, sind solche ZickZack-Verläufe wie 
am C3 unnötig.

Lass mal einen DRC durchlaufen...

Autor: Marco K. (morpheus133)
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@f-baer
Danke für die Kritik :-)
Bei den Quarzen habe ich das Problem, das wenn die Leiterbahnen schöner 
werden sollen müssen Sie weiter web vom IC. Ober wenn du ne Idee hast 
mal es mir doch grad mal auf oder Kringel es ein oder so.

C5+C9 habe ich gedreht und die Schleife entfernt
C7+C8+C6 habe ich es probiert aber lohnt sich nicht wirklich die zu 
drehen

C1+C2 Meinst du weil die so nahm am Quarz sind? Gibt das Probleme der 
kommt doch von unten und ich dachte um so näher um so besser ?

mfg Morpheus

Autor: Marco K. (morpheus133)
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HIer nochmal das aktuelle Layout

Autor: chris (Gast)
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Ich würde die Kondensatoren näher dran machen, und lese dir bitte die AN
von TI über das Quarz durch, dort sind auch Routingbeispiele.
Generell gesagt würde ich den chip um 45 Grad drehen, bei 
gleichbleibenden
Leiterbahnen sowie Kontakten, und die Kondensatoren in die (jetzigen) 
Ecken
schicken. Wie du ev. bereits gemerkt hast, bin ich kein Fan von VCC+GND
in der Mitte der Stecker, sondern eher auf den Seiten. Wie gesagt, so 
würde ich das machen, und ev auch kleiner. Weiters würde ich noch einen 
Stecker für VCC+GND anbringen, sowie ev. einen Resettaster draufmachen, 
sowie eine Led für Spannung OK oder so, beides optional bestückt. 
Vielleicht auch einen kleinen
Spannungsregler, auch optional bestückt, alles SMD sowie auch die Quarze 
SMD
sowie TH vorsehen, wobei TH eher auf der anderen Seite Bestückt und auf 
Top gelötet, aber nur als Alternative zum SMD, kann man ja beim 
Bestücken auswählen, was einem  besser gefällt. Wenn du die Platine 
wirklich so groß
machen willst, dann umbedingt noch Jtag drauf, sowie ev. für den 
Bootloader,
und eigentlich könntest du dann auch gleich einen FTDI USB Chip für das 
Proggen sowie RS232 draufsetzen.

Autor: chris (Gast)
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Was ich auch noch machen würde, VCC sowie GND Inseln für ev. 
Pull-UP/DOWN
Wiederstände vorsehen, damit man die (TH) auf das andere Ende der 
Pfostenstecker rauflöten kann, ist sehr nützlich.

Autor: Marco K. (morpheus133)
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@ Chris
Ich werde mal ein Design mit 45° ausprobieren.
Ich weiß glaube ich wie du dir Vorstellst VCC/GN an die Ecken und die 
Bahnen drüber gehen nach oben weg und die drunter nach unten?

Zusätzliche Hardware soll auf keinen Fall drauf, das Ding soll Primär 
als Adapter fungieren alles andere passiert dann auf der eigentlichen 
Platine.
Als einziges vielleicht noch ein Reset, aber sonst nix.

Was ist TH?

mfg Morpheus

Autor: Marco K. (morpheus133)
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@Chris
Also so wirklich lohnen tut sich das ja nicht?!
Siehe Anhang ich will da oben 1 Ablockkondensator und Quarz ganz nah an 
den IC bringen aber auf Grund der Gerade-Abgehenden IC-Pads komme ich 
nicht wirklich näher ran als an meinem Vorschlag mit nicht! 45° IC.

Ich habe jetzt exemplarisch nur die linke obere Ecke geroutet, an der 
man das gut sieht

Was mache ich denn falsch ;-)

Autor: Alex H. (hoal) Benutzerseite
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Zeus Mclane schrieb:
> Was mache ich denn falsch ;-)

Ich denke, du solltest das Routing-Raster auf weniger als 50mil stellen.

Autor: Marco K. (morpheus133)
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@hoal
Danke, darauf hätte man auch selbst kommen können, werde es mal 
austesten.

Autor: Marco K. (morpheus133)
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  • preview image for 3.png
    3.png
    68,9 KB, 391 Downloads

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@hoal
He das war ne Wahnsinns Idee, die einfachen sind meist die Besten!
Mittlerweile gefällt es mir ganz gut im 45° Winkel, schaut nochmal 
drüber,
aber DRC sagt OK

Noch Verbesserungen?

PS: In nem Anderen MSP430 Forum habe ich gelesen das selbst 15mm kein 
Problem darstellen sollten...

Autor: Alex H. (hoal) Benutzerseite
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Du solltest dich kundig machen, wie Abblockkondensatoren fuktionieren. 
Zwar nicht sehr ausführlich beschrieben, aber mal ein Einstieg:
http://www.rn-wissen.de/index.php/Abblockkondensator
Insbesondere der letzte Abschnitt. Wenn du das gelesen hast, wird dir 
aufgehen, wieso der Abblockkondensator über dem schnellen Quarz 
wirkungslos ist.

Übrigens ist auch der Quarz selbst nicht gut angeschlossen. Du musst 
darauf achten, dass immer auch der GND-Anschluss auf kurzem Weg zum 
MSP430 gelegt ist.

Ich bin mir auch nicht sicher, dass du alle Versorgungsanschlüsse mit 
Kondensatoren gestützt hast. (DVCC, AVCC, VCORE, ?)

Diese Links sind auch gut:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz

Autor: Marco K. (morpheus133)
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In weit mich der 1. Link weiterbringen soll habe ich nicht verstanden,
dass die so nah wie möglich ransollen wusste ich.

Der 2. und vor allem der 3. waren da besser, habe das eine 
Routingbeispiel für die Quarze übernommen und versucht die GND-Seite 
näher Richtung IC zu Plazieren.

Wie kann ich die Masseflächen denn ausschließen? Wie kann ich einen 
Rahmen ziehen, oder auf welchem Layer muss ich das tun, damit die 
Massefläche nicht unterdem Quarz ist

Anbei die Aktuelle Fassung

Autor: kurz (Gast)
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Masseflächen ausschließen ist recht einfach.

Wenn Du mit Eagle zeichnest, so gibt es zwei Layer: top restrict und 
bottom restrict. In diese Layer kannst Du Rechtecke, Kreise oder 
beliebige andere Figuren zeichen, der Toplayer oder der Bottomlayer (1 
und 16 üblicherweise) werden dann in diesen Figuren keine Polygone 
besitzen. Ein DRC wird auch Leiterbahnen, die über diese Figuren 
gezeichnet sind, als Fehler reklamieren.

Kompliment, Deine Leiterplatte sieht schon recht ansprechend aus.

Autor: Alex H. (hoal) Benutzerseite
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Zeus Mclane schrieb:
> In weit mich der 1. Link weiterbringen soll habe ich nicht verstanden,
> dass die so nah wie möglich ransollen wusste ich.

Es war nur der VCC-Pin am Kondensator. Das GND-Ende des Kond. hing nur 
über den riesigen Umweg durch die GND-Fläche am benachbarten GND-Pin.
Der Sinn der Abblockkond. ist es aber, kurzzeitige Stromspitzen des 
Chips zu decken und dabei dasPotential (die Spannungsdifferenz) zwischen 
den beteiligten VCC- und VSS-Pins konstant zu halten. Das gelingt nur, 
wenn die Impedanz und damit die Leitungslänge zwischen Kondensator und 
jeweiligem Pin möglichst gering ist. Das gilt für VCC ebenso wie für VSS 
bzw. GND!


> Der 2. und vor allem der 3. waren da besser, habe das eine
> Routingbeispiel für die Quarze übernommen und versucht die GND-Seite
> näher Richtung IC zu Plazieren.

Eben. Gut so.


> Wie kann ich die Masseflächen denn ausschließen? Wie kann ich einen
> Rahmen ziehen, oder auf welchem Layer muss ich das tun, damit die
> Massefläche nicht unterdem Quarz ist

Siehe Antwort von kurz. Ansonsten sind das Manual und die Online-Hilfe 
die erste Anlaufstelle für Eagle-Fragen. Mit Google findet man auch 
recht schnell Hilfe, wenn man einige sinngemäße Suchbegriffe (auch auf 
Englisch) durchprobiert.

Autor: Marco K. (morpheus133)
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Also hier mal die ersten Ergebnisse.
Einmal mit Toner und einmal fertig geätz.
Leider sind Kupferbrücken entstanden, weshalb ich länger geätz habe.
Dadurch sind die Bahnen teilweise sehr dünn geworden und ich musste die 
Brücken trotzdem wegkratzen.
Werde nachher mal durchmessen ob alle Pins durchgängig sind.

Werde berichten soweit ich was über die Funktion weiß ;-)

Autor: Marco K. (morpheus133)
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Hier das 2. Bild

Autor: K. J. (theborg0815) Benutzerseite
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Hi wen du an deinen drucker alle tonner spar funktionen auschaltest dann 
sind die gnd flächen auch dichter

Autor: Flo (Gast)
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Hey,

für das nächste Layout solltest Du dir merken, dass die Leiterbahnen 
ähnlich einer Straße angelegt werden sollten. Also Kreuzungen, an denen 
Du mit dem Auto nur mit 10 km/h abbiegen könntest (Spitzewinkel!!) sind 
unbedingt zu vermeiden!

An einigen "3er Kreuzungen" hast Du das leider nicht berücksichtigt.

Gruß
Flo

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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@ Zeus Mclane (morpheus133)
3 Fragen  zu deiner Leiterplatte

a) wie groß ist der Bohrlochdurchmeser;  als Zentrierhilfe reichen 0,5mm
b) warum ist der Abstand, Schaltkreis – Stiftleiste so groß?
   könnte man den Abstand auf die Hälfte verringern
c) wenn der Entwurf fertig ist, gibt es dann das Leiterkartenbild evtl.
   als Datei zum runterladen?

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