Forum: Platinen Platine ist leitend wo sie nicht leitend sein sollte


von Holger L. (symetron)


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Hallo Leute

Ich raff's nicht. Betriebsblind. Ich sitze jetzt den ganzen
Morgen vor 5 identischen Platinen von JLCPCB, und alle haben
den gleichen Fehler(?)

Siehe http://audiophobe.de/ToDo/Atmel-ICE-Power-003/index.html

Oben links sitzen 3 SMB-Buchsen.

Bei den rechten beiden piept der Durchgangsprüfer zwischen den GND-Pads 
und dem Signal-Pad in der Mitte. Die Widerstandsmessung pendelt zwischen 
0000.0 und 000.1 Ohm.

Mir fiel das nach der ersten Bestückung auf. Da tippte ich auf 
fehlerhafte Bauteile. Aber die unbestückte Platine verhält sich genau 
so. Im Betrieb verhält sich der Schaltkreis wie ein Kurzzschluss...

Ich hänge noch eine Grafik mit ran, die eines der betroffenen Netzte 
zeigt (+5V)

Vielleicht seht ihr das. Ich finde ums Verrecken keine Verbindung 
zwischen dem +5V-Netz und GND. Oder erst 3 Sekunden nach "Beitrag 
veröffentlichen"...

Nebenbei: Einen USB-C THT zu löten ist auch keine Freude.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Kannst du denn die Gerberdaten hier mit hinlegen?

von H. H. (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Kannst du denn die Gerberdaten hier mit hinlegen?

Und zwar genau das Zip-File, das du an JLCPCB geschickt hast.

von Holger L. (symetron)


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> Kannst du denn die Gerberdaten hier mit hinlegen?

Erledigt!

von Michael B. (laberkopp)


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Ich finde, JP1 verbindet beide Pfosten durch Thermals mit GND.

Aber was sieht man schon

von Michael D. (nospam2000)


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Wenn es in der Schematic zwei getrennte Netze sind, dann könnte es ein 
Footprint sein, der zwei Pins miteinander verbindet. Auf dem Bild sieht 
J6 verdächtig aus, sieht man aber schlecht, weil die Leiterbahn mitten 
zwischen den Pins durch geht.

Oder es ist ein Fertigungsfehler, dann helfen nur echte Bilder.

Wurde die Platine mit 2 oder mehr Layern gefertigt?

  Michael

von Holger L. (symetron)


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Mhm...

Platine aus Schaltplan aktualisiert, Flächen neu gefüllt. Siehe da, 
jetzt ist ein hübscher kleiner Freiraum um beide Pins, keine Verbindung 
mehr zu GND.

Peinlicherweise gab die DRC sogar einen passenden Hinweis.

Ich Nachhinein offensichtlich. Ich frage mich, für wieviele Beiträge im 
Board das noch gilt.

Naja. Mal sehen ob ich das gefräst bekomme...

Ich habe das Desaster mal hochgeladen. Die DRC meckert immer wegen der 
Freiraumverstöße und fehlenden Pads der USB-C-Buchse. Vermutlich habe 
ich die wirklich wichtigen Verstöße darüber übersehen.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Holger L. schrieb:
> Peinlicherweise gab die DRC sogar einen passenden Hinweis.

Peinlich ist es erst wenn es nochmals passiert.

von Holger L. (symetron)


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Schrecklich, aber wirksam :-)

Board funktioniert jetzt wie geplant.

Das Kuddelmuddel mit den SMB-Buchsen daneben bitte ich zu entschuldigen. 
Das ästhetische Aus- und Wiedereinlöten derselben ist mir leider nicht 
gegeben.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Holger L. schrieb:
> Peinlicherweise gab die DRC sogar einen passenden Hinweis.

Tja, ERC ist oft schwierig (wie will man bei einem Controller vorab 
definieren, ob ein Pin Ausgang oder Eingang ist oder vielleicht gar die 
Versorgungsspannung für andere Baugruppen liefert?), aber den DRC sollte 
man ernst nehmen. Habe ich auch schon mal auf die harte Tour lernen 
müssen (zwei verschiedene Altium-Versionen haben eine Plane mit Thermals 
unterschiedlicher Orientierung angeschlossen, was zu vielen fehlenden 
GND-Anschlüssen geführt hatte).

Außerdem lohnt es sich, grundsätzlich vor der Beauftragung die 
Gerber-Daten unabhängig anzusehen – in gerbv sah man den Fehler sofort.

Holger L. schrieb:
> Board funktioniert jetzt wie geplant.

+1 auch von mir für die erfolgreiche Reparatur.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Holger L. schrieb:
> Das Kuddelmuddel mit den SMB-Buchsen daneben bitte ich zu entschuldigen.
> Das ästhetische Aus- und Wiedereinlöten derselben ist mir leider nicht
> gegeben.

naja, du hättest ja mit einem Wattestäbchen und Isopropanol den 
Löt-Schnodder wegputzen können. Ich nicht nur eine Frage der Ästhetik.

von P. S. (namnyef)


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Merke: Ein ordentlich konfigurierter DRC ist gut investierte Zeit :D
Musste ich auch auf die harte Tour lernen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Holger L. schrieb:
> Board funktioniert jetzt wie geplant.
Glückwunsch, wieder was gelernt. Aber auch sonst kannst du an dem Design 
noch einiges lernen... ;-)

> Siehe http://audiophobe.de/ToDo/Atmel-ICE-Power-003/index.html
Das Layout hat einige unnötige Umwege. Siehe das gelbe Gekritzel.

Die Annahme dort ist grundsätzlich falsch:
1
boostet die 4,7 V (5 V vom USB minus D1) auf 5.8 Volt hoch,
2
und regelt sie dann über einen LDO (U7) auf 5 V wieder runter.
3
4
Der Ripple sollte danach zu vernachlässigen sein.
Denn der LDO ist viel zu langsam, um den hochfrequenten Ripple 
rauszufiltern. Die PSRR Power Supply Rejection Ratio ist mit 64 dB nur 
bis FRE <1kHz spezifiziert und der Stepup zwirbelt auf 1500 fach höherer 
Frequenz herum...

Überhaupt das Layout des Stepups: das Ding ist ein ein Sender, der 
nebenher die Spannung hochsetzt. Zeichne mal den Lade- und 
Freilaufstromkreis ein: der Strom muss um die Spule herumfließen und 
zwischen "Laden" (blau) und "Freilauf" (grün) ganz erheblich die Richung 
wechseln. Und das mit ultrasteilen Flanken um 30MHz aufwärts.

Wenn man das richtig macht, braucht man keinen zusätzlichen Filter/LDO, 
sondern man lässt einfach den Stepup direkt die Spannung erzeugen, die 
man will bzw. braucht.

: Bearbeitet durch Moderator
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Lothar M. schrieb:
> Überhaupt das Layout des Stepups: das Ding ist ein ein Sender, der
> nebenher die Spannung hochsetzt.

ROTFL

von Holger L. (symetron)


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> Glückwunsch, wieder was gelernt. Aber auch sonst kannst du an dem Design
> noch einiges lernen... ;-)

Was für ein impertinenter und offensichtlicher Versuch mir auch noch 
zusätzliches Wissen zu vermitteln, statt einfach eine Lösung zu 
präsentieren.

Aus purem Trotz bin ich versucht, bei Mouser ein paar 1206-Steilkurven 
zu bestellen und einzulöten. Dann könnte der arme Strom viel einfacher 
die Richtung ändern, und das Problem wäre gelöst.

Alternativ versuche ich es mal mit einem neuen Layout. Mal sehen, ob ich 
das mit dem Kreise-Malen kapiert habe. Als begleitende Lektüre hättest 
Du wahrscheinlich 
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html 
empfohlen...

Anbei das Ausgangslayout, und selbiges mit den Strompfaden für Laden und 
Leerlauf. Mit der Bitte um allfällige Kommentierung.

Ich bin unsicher, wie es nach dem GND-Via weiter geht. Welchen Pfad der 
Stromfluss auf der GND-Plane einschlägt. Ist ja nicht so 100% 
deterministisch.

Im Prinzip ist diese Platine der Versuch, den LDO loszuwerden. Ich war 
mir aber nicht sicher, ob der angehängte LC-Filter den Ripple auf das 
gewünschte Maß ("wenige mV") reduziert, und ob der FB-Pin vor oder nach 
diesem Filter funktioniert. Wenn ich an der Mathematik scheitere, kommt 
halt LtSpice zu Einsatz. Und das Simulationsergebnis stimmte mich ganz 
hoffnungsvoll.

Erkenntnis: Der Ripple wird minimiert, der FB-Pin kann nach dem Filter 
angeschlossen werden. Zumindest mit den getesteten Szenarien (5V In, 
10-500mA Last). Und genau diesem Wandler. Messung anbei.

Der ebenfalls getestete MIC2250 dreht bei kleinen Last die 
Schaltfrequenz gnadenlos runter. Sah nicht schön aus.


Gruß
Holger

von Flo H. (hintiflo)


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Grüß Euch!

Ich hatte vor 2 Monaten exakt das selbe Problem:
Frische PCBs von BetaLayout verlötet, angeschlossen und hab mir gleich 
mal einen USB-Port ruiniert, weils einen Kurzen zw 5V und GND gab. Nach 
langem Suchen unterm Mikroskop fand ich dann 4 Testpoints, die alle 
Kontakt auf die GND-Plane hatten (siehe Bild).

Also gleich mal BetaLayout angemault, wie das sein kann und die haben 
mir dann das kicad-file geschickt, in dem man schön die verbundenen TPs 
sieht (siehe Bild).

Ich hätt also vorm speichern nochmal einen DRC machen sollen, der das 
aufgetrennt hätte.

von DSGV-Violator (Gast)


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> Ich hätt also vorm speichern nochmal einen DRC machen sollen, der das
> aufgetrennt hätte.

Ein DRC checkt, aber trennt nicht.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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DSGV-Violator schrieb:
> Ein DRC checkt, aber trennt nicht.

Wenn man ihn so eingestellt hat, dass er die Flächen vorher neu füllt 
(ist m.E. bei Kicad die Voreinstellung), dann in diesem Falle wohl 
schon.

von Holger L. (symetron)


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> Wenn man ihn so eingestellt hat, dass er die Flächen vorher neu füllt
> (ist m.E. bei Kicad die Voreinstellung), dann in diesem Falle wohl
> schon.

Das wiederum bringt nur etwas, wenn die Layout-Komponente alle 
Änderungen des Schemas kennt. Ich habe nicht sicher rausbekommen, 
woran's bei mir lag. Aber ich tippe stark darauf, im Endspurt das einmal 
vergessen zu haben.

von DSGV-Violator (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> DSGV-Violator schrieb:
>> Ein DRC checkt, aber trennt nicht.
>
> Wenn man ihn so eingestellt hat, dass er die Flächen vorher neu füllt
> (ist m.E. bei Kicad die Voreinstellung), dann in diesem Falle wohl
> schon.

KiCad 6.0 hab ich hier nicht am Start, kann das also nicht überprüfen.

Es bringt die Schilderung vom "vergessenen DRC-Lauf" (resp. nicht 
gelesenen log-file" die Idee auf, einen "test if check is present" in 
den Toolchain-Abschluß einzubauen.
Also regelmäßig ein Design mit bekannten Designfehler durchlaufen zu 
lassen um die Effizienz der (globalen) 
Design-rule-check-Automatisierungen zu überprüfen. Vergleichbar mit der 
regelmässigen Überprüfung der RCD-Sicherungen durch Betätigung der 
Testauslösung/Prüftaste zweimal im Jahr.
https://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerstrom-Schutzschalter#Pr%C3%BCftaste

Blöd natürlich, wenn für das eigentliche Projekt, die interessanten DRC 
deaktiviert sind.

Kennt KiCAD eine Unterscheidung in globale/projektspezif. aktivierte 
DRC-Rules?

von Michael G. (mjgraf)


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KiCAD 7 (andere Versionen habe ich gerade nicht hier) lässt sich so 
einrichten, dass sowohl vor dem DRC als auch vor dem Gerber-Export die 
Füllflächen noch einmal neu berechnet werden. Beides würde ich sehr 
empfehlen, ebenso die Checklisten von Andrew Zonenberg für Schaltplan 
und PCB (https://github.com/azonenberg/pcb-checklist).

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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DSGV-Violator schrieb:
> Kennt KiCAD eine Unterscheidung in globale/projektspezif. aktivierte
> DRC-Rules?

Die sind m.W. immer erstmal projektspezifisch. Du kannst allerdings die 
Einstellungen eines anderen Projekts (Boards, genauer gesagt) 
übernehmen, und beispielsweise Aisler stellt für diesen Zweck ein 
Template bereit, dessen DRC-Regeln man importieren kann.

: Bearbeitet durch Moderator
von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Michael G. schrieb:
> KiCAD 7 (andere Versionen habe ich gerade nicht hier) lässt sich so
> einrichten, dass sowohl vor dem DRC als auch vor dem Gerber-Export die
> Füllflächen noch einmal neu berechnet werden.

Wenn ich mich nicht ganz falsch erinnere, ist das sogar Default.

Man wird immer gefragt, ob man die Füllflächen neu berechnen möchte, 
bevor Gerber erzeugt werden.

von Peter D. (peda)


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Holger L. schrieb:
> Vermutlich habe
> ich die wirklich wichtigen Verstöße darüber übersehen.

Ich kenne keine unwichtigen Verstöße. *Rule Violations: 0*, ansonsten 
geht das Ding nicht raus.
Man muß dann eben die Rules soweit anpassen, bis der DRC durchläuft.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Peter D. schrieb:
> Ich kenne keine unwichtigen Verstöße. *Rule Violations: 0*, ansonsten
> geht das Ding nicht raus.
> Man muß dann eben die Rules soweit anpassen, bis der DRC durchläuft.

Genau das!

ERC ignoriere ich das meiste - interessiert mich nicht.

Aber DRC darf keine Fehler reporten. Entweder ist im Design was faul 
oder man muss die Settings so anpassen, dass Fehler verschwinden und der 
Hersteller das trotzdem noch fertigen kann.

Kann mich erinnern, was mit der neuersten KiCad Version aber plötzlich 
für neue Fehler hinzugekommen sind - hab ich einige abgeschaltet 🙈

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