Opastusta piirilevysuunittelun perusasiohin

Tämän oppaan tarkoitus on perehdyttää lukija piirilevyjen suunittelussa huomioonotettaviin asiohin.

Alkuperäisenä suunitelmana oli oppaan julkaisu http://sormiruuvi.blogspot.com blogissa. Päädyin kuitenkin googlemaiseen relase early-lähestymistapaan, sillä muuten polymorphi-muoviartikkeli voittaisi epäreilusti ilman rehtiä kilpailua robomaan lahjakortin.

Tarjolla siis kevyttä itsestäänselvää löpinää piirilevysuunittelun alkeista, olkaa hyvä. En ota mitään vastuuta tässä artikkelelissa esitetyistä väitteistä.

[size=150]Johdanto[/size]

Allekirjoittaneella on jonkinverran kokemusta piirilevyvalmistajalta teetetyistä piirilevyistä sekä kotitekoisista, itsesyövytetyistä yksikerroslevyistä (laserprintteri-mustesuihkukiiltopaperi toner-transfer menetelmällä).

Piirilevyn suunittelu on oleellisesti mekaniikkasuunittelua, siin√§ ei ole kysymys abstraktista skemanpiirrosta tai ohjelmakoodin tekemisest√§. Levy pit√§√§ saada kerralla oikein ja muutenkin joutuu abstista maailmasta √§helt√§m√§√§n ‚Äúoikean el√§m√§n‚ÄĚ rajoitteiden kanssa. Piirilevy on fyysinen kappale, suuniteltavan laitteen mekaaninen osa joka tukee komponentit ja on vuorovaikutuksessa kotelointiratkaisun ja laitteen kokemien fyysisten rasitustekij√∂iden‚Ķ p√∂l√∂p√∂l√∂p√∂l√∂‚Ķ :mrgreen:
Johtimilla on impedanssi… yms muuta höpinää

Eli suomeksi:
Kytkentä ei toimi kunnolla, vahvistimet soivat, pulssinreunat leviävät, käyttöjännitteet kohisevat.Piirilevyn liittimet ovat yleensä eri paikassa kuin koteloon tehdyt reijät, se ei tietenkään sovi sille ajateltuun koteloon, piirilevyyn ei ole tehty kiinitysreikiä ja se pitää kiinitää jeesusteipillä koteloon. Komponentit ei juotu kunnolla, tulee ikäviä kylmäjuotoksia ja levy vilisee outoja virheitä, osa mikropiireistä on selällään ja vräpätty johdinlangoilla pädeihin. :open_mouth:

Näinhän se menee.

Allekirjoittaneella on kyllä pari kertaa päätynyt levylle asti muutamia mokia ja tielle on muutama yllätys sattunut, mutta niistäkin on päästy pahimmillaan kuparia rapsuttelemalla ja muutamalla hyppylangalla tai muutaman vastuksen/konkan tai diodin lisäämisellä ja toimintasavut päästäneen osan vaihdolla :confused:

[size=150]Kicad[/size]

Minusta on aivan turha alkaa neuvomaan ruuvipenkin lukijoita kuin keski-ik√§isten alkoholistien ty√∂llist√§misohjelman ATK-kurssilla tyyliin ‚Äúsitten klikataan hiirell√§ tuota ikonia‚Ä̂Ķ
‚Äúskematiedosto tallennetaan n√§in‚Ķ t√§ss√§ viel√§ ruutukaappaus‚Ķ ruutu teill√§ voi n√§ytt√§√§ erilaiselta kun minulla on tietokoneessani erilaisia kansioita kuin teill√§‚Ķ‚ÄĚ :laughing:

Jos kuitenkin on pakko suomeksi jotain materiaalia löytää, niin huhtaman sivuille on sellaiset tehty. Minulla ei ole osaa ja arpaa kyseisiin sivuihin, minä vaan linkitän lupaa kysymättä. :stuck_out_tongue:

http://koti.mbnet.fi/huhtama/ele/index.php?si=art05-1.sis
http://koti.mbnet.fi/huhtama/ele/index.php?si=art05-2.sis

Tietääkseni ruuvipenkkiä lukevat lähinnä parikymppiset pojanklopit.
Teiltä käy tua lontoonkieli, niin lukekaapa
http://www.kicadlib.org/Fichiers/KiCad_Tutorial.pdf

Terve√§lyinen nuori selvitt√§√§ kyll√§ suunitteluohjelman toiminnan klikkaa ja kokeile menetelm√§ll√§ kun alueeseen liittyv√§t k√§sitteet ja teoria ‚Äúmiksi n√§in tehd√§√§n‚ÄĚ ovat hallussa.

[size=150]Piirilevy?[/size]

Piirilevy on… sitä on turha selittää kun jos ette sitä tiedä, voitte samantien lopettaa tutoriaalin lukemisen tähän.

http://fi.wikipedia.org/wiki/Piirilevy

Piirilevy on tyypillisesti siis lasikuitulevynpala jossa on kuvioituja kuparikerroksia, missä komponentit tököttävät.

Mitä kerroksia tästä kerrosvoilevästä oikein löytyy?

  • Silkkipaino (silkscreen), pinnalla n√§kyy teksti√§ jotka neuvovat tyhmille asentajille, minne mikin komponentti pit√§isi juottaa.
  • P√§√§liLaminaatti (top soldermask), muovimainen kerros, tyypillisesti vihre√§. Soldermaskin tarkoituksena on est√§√§ juotteen levi√§mist√§. Sula tina tarttuu heikommanlaisesti soldesmaskiin ja paljaaseen piirilevyyn, mutta sit√§kin hanakammin kuparipinnoitukseen. Suomenkielinen nimi t√§lle kerrokselle on juoteenestopinnoite, lyhent√§en suomalaisittain JEP.
  • Kuparikerros (top copper), sy√∂vytt√§m√§ll√§ tai koneistamalla kuvioitu kerros, kuparivedot toimivat johteina (no shit sherlock). Kuparin p√§√§ll√§ on tyyypillisesti suojaava kerros, tinaa tai immersiokultaa joka est√§√§ pintaa hapettumasta ennen komponenttien asennusta Ja auttaa juottumisessa.
  • FR4 lasikuitulaminaatti., saatavilla tyypillisesti paksuuksina v√§lill√§ 0.5mm-1.5mm

Jos levyssä on useampia kerroksia, tulee tämän kerroksen jälkeen

  • Prepreg liimamassakerros
  • kuparikerros, ei v√§lt samanpaksuinen kuin ylh√§√§ll√§, ei pintak√§sittely√§
  • FR4 laminaatti (taas)
  • kuparikerros (taas)
  • prepreg‚Ķ

Ja lopuksi

  • Kuparikerros pintak√§sittelyll√§
  • Alapuolen FR4 laminaatti
  • Mahdollinen alapuolen silkkupainokuviointi.

Piirilevyjä on saatavilla tyypillisesti jopa yli 30 kerroksisina, tällöin levyn hinta on varsin suolainen jo valmistuksen vaikeuden takia. Piirilevyn valmistuksessa käytettävien filmien tulostus&käsittelykustannukset menevät tyypillisesti suoraanverrannollisesti layereiden määrään (silkkipaino, laminaatti, kuparikerrokset yms) ja jos kerroksia on enempi, tarkoittaa se suurempaa kustannusta.

Kotona syövytellen valoitus tai silitysmenetelmällä (toner transfer) yksipuoleinen piirilevy syntyy ongelmitta jos vaadittava vedonleveys ei ole liian kapea (yli 0.5mm menee helposti). Kaksikerroksisen eli kaksipuoleisen levyn tekeminen on taas hankalempi temppu johtuen kerrosten kohdistustuksen haasteista. tietysti on mahdollista tehdä kaksi yksipuoleista piirilevyä, porata niihin VIA reijät, pujottaa keskenään päälekkäin menevistä reijistä kuparijohtimet ja kolvata levyt yhteen.

Olen yhden levyn tehnyt näin ja en suosittele, ainakaan jos reikiä pitää porailla akkuporakoneella käsivaralta, yli 2*5kpl.

Kicadilla levyj√§ piirrett√§ess√§, kicad hanskaa silkkipainojen piirrot ja komponenttien p√§dien vaatimat laminaattien avaukset. K√§ytt√§j√§n vastuulle j√§√§ oikeiden komponenttien luonti, komponenttien sijoittelu, silkkipainojen sijoittelu, ja kuparikerrosten piirto. Joissain erikoissovelluksissa laminaattiin voi joutua tekem√§√§n ‚Äúavauksia‚ÄĚ eli alueita joista paistaa johde kuten esimerkiksi PCI /AGP/ISA/EISA kortin reunassa oleva kortinreunaliitinjohdinkuvio.

Kicadissa tämä tarkoittaa mask_front tai mask_back alueelle fill zonejen piirtämistä

Piirilevyyn voi tarvittaessa sijoitella komponentteja molemmille puolille. Komponenttien sijoittelusta kortin molemmille puolille on olemassa monenlaisia mielipiteit√§. Etuna molempipuolisess√§ sijoittelussa on kortin pinta-alan pieneneminen, haittapuolena ylim√§√§r√§isen silkkipainon tarve (silkkipaino ei v√§ltt√§m√§t√∂n toiminnalle huom‚Ķ), VIA reikien sijoittelu hankaloituu, suunittelu hidastuu ja mekaanisia ihmetyksi√§ ‚Äúoliko toi regulaattori toisiaan noin helvetin paksu‚ÄĚ voi ilmet√§. My√∂s piirilevyn kalustuskustannukset tehtaassa pompsahtavat jos komponentteja tarvitsee sijoitella molemmille puolille levy√§.

[size=150]VIAt piirilevyssä?[/size]
Piirilevyssä on monenlaisia reikiä. Helpoin esimerkki on levyn kulmissa olevat kiinitysreijät ruuveja varten. Se on vain reikä.

Viat eli vapaasti suomeksi k√§√§nt√§en ‚Äújonkin kautta‚ÄĚ ovat reiki√§ jotka yhdist√§v√§t s√§hk√∂isesti eri johdinkerrokset. VIA-reijill√§ voi siis tehd√§ vedon joka vaihtaa layeri√§. Tai yhdist√§√§ GND vedon GND tasoon. L√§pikuparoitu via tarkoittaa piirilevyll√§ rakennetta, jossa reik√§ menee eri kerroksissa olevien kuparipintojen l√§pi ja reij√§n sein√§mille ollaan kasvatettu johtavaa metallia joka yhdist√§√§ eri kuparitasot toisiinsa.

Piirilevyvalmistajalle VIA ei ole muuta kuin piirilevylayereiden tiedot+poraustiedot+ tieto mitkä reijät läpikuparoidaan.

Läpikuparoidaan/jätetään läpikuparoimatta tieto on tietääkseni kytköksissä siihen, että onko reijän ympärillä kuparia. Jos reijän (poralla tehty tai jyrsitty) reunoilla ei ole kauttaaltaan kuparia, niin ei siihen sitten tule läpikuparointiakaan. Tämä on oma uskomukseni, asia kannattaa tarkistaa levyvalmistajalta jos asia on tärkeä.

VIA:n säännöt pätevät luonnollisesti myös jalallisten komponenttien läpivienteihin. Erona se että läpikuparoidun komponentin VIA koskaan päällystetty JEP:llä (non tented).

VIA:lla on kolme tärkeää parametriä
Reijän koko
Annual ringin koko
Tented (teltattu / ei teltattu)

Piirilevyllä ilmoitettava reijänkoko kertoo joko valmiissa piirilevyssä olevan reijän koon TAI käytetyn poranterän koon. lopullisen reijän tapauksessa käytettävä poranterä on reikää suurempi,koska läpikuparoinnin kuparilla on jokin paksuus. Se kumpaa tämä tarkoittaa, riippuu valmistajasta. Ohuessa levyssä läpikuparointikupari on ohuempi ja paksussa paksumpi. Prinellillä on suunitteluohjeissaan suuntaa antava läpikuparoinnin paksuus levypaksuuden funktiona taulukko.
http://www.prinel.fi/suunnitteluohjeet-1

Jotta ei menisi liian mukavaksi, valmistajilla on käytössä vain tiettyjä porakokoja. Olimexilla löytyy nettisivun mukaan standardityökaluvalikoimasta 0.7 mm, 0.9 mm, 1.0 mm, 1.1 mm, 1.3 mm, 1.5 mm, 2.1 mm ja 3.3 mm teräkoot. Yleensä valmistajat veloittavat enemmän, jos tarvittavien porakokojen määrä kasvaa. Tämä johtuu siitä että porauslaitteen teränvaihdot vievät aikaa ja poraika on rahaa.

Vielä hauskaksi asian tekee sen, että jotkin valmistajat pyöristävät porakoot itse lähimpään reikäkokoon.
http://www.olimex.com/pcb/index.html

Reijän oikea koko on erittäin oleellinen piirre läpijuotettavissa komponenteissa ja liittimissä. Monesti komponentti sopii datalehden ilmoittamaan reikään, mutta jää tiukaksi.
Jos komponentti kolvataan ja se pitäisi päästä irrottamaan, on tina levinnyt komponentin jalan ja VIA:n seinämän väliin ja komponentti tarraa levyyn vaikka tinaa on yritetty poistaa imusukalla.

Mielummin reijästä tekee reilusti isomman, tinalla komponentti pysyy paikallaan.
Tosin suurempi reikä tarkoittaa muutosta pädin muihinkin mittoihin, kuten annual ringiin.

Annual ring tarkoittaa johtavaa rengasta joka syntyy VIA reijän ympärille, kaikkiin tasoihin mitä halutaan VIA:lla yhdistettävän. Teoriassa annual ringin pienimmän koon asettaa tasojen paikoitustarkkuus. 0.2mm on tyypillinen minimi vaatimus annual ringiksi. Annual ring on siis (vianhalkaisija-käytettyporahalkaisija)/2

Tented eli teltoitettu tarkoittaa sitä, että tuleeko VIA:n päälle juotteenestopinnoite vai ei. Tented via on perusteltu silloin, kun tehdään tuotetta ja halutaan että VIA-reijät eivät riko tarpeettomasti silkkipainoa. Protoillessa on hyvä jos VIA:n päältä puuttuu soldermaski. Käytännön protoilussa ringit kannattaa jättää suureksi. Tällöin mittaus ja hyppylankakorjaukset ja mittaukset onnistuvat helpommin.

Protolevylle kannattaa myös tehdä erityisiä testipisteitä eli läpikuparoituja reikiä jotka on yhdistetty skeman tärkeisiin netteihin. Testipiste kannattaa tällöin tehdä yksijalkaiseksi, läpijuotettavaksi komponentiksi. Tällöin testipisteen ympärille saa piirrettyä silkkimaskikuvion ja testipisteen nimen esim tp03. Näin levyn testauksen ja virityksen ohjeistus asentajille ja levyn yksityiskohtia tuntemattomille käy helpommin.

On my√∂s olemassa ‚Äúhidden vias‚ÄĚ, jotka menev√§t vain tiettyjen kerrosten l√§pi. K√§yt√§nn√∂ss√§ vain harva piirilevyvalmistaja osaa tehd√§ hidden VIA-reiki√§ ja kicad ei suoraan tue hidden VIA:ta. Piilovia-reiki√§ tarvitaan tilanteissa, jossa levyn toiselle puolelle tarvitaan tilaa komponenteille. TAI ei haluta ett√§ BGA-kotelon tihe√§ VIA-reik√§matriisi rikkoo liikaa power tai gnd tasoa.Minulla ei ole tarkempaa kokemusta BGA-koteloista joten j√§t√§n piilovia-aiheen muille kommentoitavaksi.

Nyrkkis√§√§nt√∂n√§ voidaan pit√§√§ sit√§, ett√§ harrastus ja prototyyppilevyj√§ suunitellessa kannattaa k√§ytett√§vien reik√§kokojen m√§√§r√§ minimoida ja laittaa annual ringi√§ reilusti (v√§h niin ett√§ kokoa suuremmalla ter√§ll√§ VIA olisi ok). K√§ytett√§vien porakokojen m√§√§r√§n voi katsoa joko drillitiedostosta suoraan tai kicadin plotti-ikkunasta painaa ‚Äúgenerate drill files‚ÄĚ nappia ja valita aukeavasta dialogista ‚Äúgenerate DRILL sheets‚ÄĚ, vaikka postscript:ll√§. Drill Sheetsi paljastaa poikkeavankokoisten reikien sijainnit.

Monesti levyn suunittelun loppuvaiheessa komponenttienkin reik√§kokoja voi joutua kustomoimaan porakokoja karsittaessa. Tietysti desingn rulet kannattaa asettaa ennen piirt√§mist√§, mutta niiden muuttaminen onnistuu j√§lkik√§teenkin, T√§ll√∂in kannattaa muistaa kicadin ‚ÄúCopy this pad settings to current settings‚ÄĚ-toiminto ja sen j√§lkeen joko ‚ÄúGlobal pads edition‚ÄĚ tai "copy current settings to this pad. (saatavilla oikealla hiiren oikealla korvalla p√§dist√§) Ja VIA reikien ‚ÄúGlobal tracks and vias edition‚ÄĚ

Reikiä voidaan myös tehdä koneistamalla.

Koneistus voi tapahtua poraamalla useita reikiä. Tyypillinen tapaus tälle on esimerkiksi DC-poweriliittimen liuskamaisten liittimien soikeat reijät. Soikeat reijät saadaan kicadilla tehtyä valitsemalla pädin asetuksista Pad Shapeksi oval. Kyseinen koneistustieto siirtyy kicadin tapauksessa poraustiedostoon.

Piirilevyyn voidaan myös jyrsiä mielivaltaisen muotoisia aukkoja, tai ainakin niin mielivaltaisia mitä tyypillisillä 2mm-1mm jylsinterillä saadaan. Jos levyssä on neliskanttinen reikä, tilattaessa pitää muistaa kertoa minkäkokoisella koneistusterällä reikä ajetaan. (pyöreällä jyrsinterällä kun ei saa terävää nurkkaa). Kicadilla jyrsittävien reikien koneistusradat ja piirilevyn ulkoreuna piirretään edges layeriin ja toimitetaan gerberinä muiden layereiden ja valmistusohjeen mukana.

Aukkojen sekä ulkoreunan kanssa kannattaa muistaa, että kuparia ei missäännimessä saa tulla liian lähelle reunaa. Jos kuparivetoja, tai vielä pahempaa, kuparifillejä laittaa liian lähelle reunaa. Tällöin on vaarana, että valmistuksessa, koneistuksen sekä kerrosten paikoitusepätarkkuuksista johtuen terä rouhasee levyä liikaa, levy rispaa niin että eri kuparikerrokset menevät päädystä oikosulkuun. Siksi kaikkiin aukkoihin ja reunoihin pitäisi jättää väliä millin tai parin turvaväli.

[size=150]Vedonlyönnit[/size]

Puhutaan rehellisesti: Harrastelijoiden tekemät mikrokontrolleri-kötöstykset ovat DC-elektroniikkaa. Ne toimivat myös reikälevylle, hyppylangoilla rakenneltuna. Täten huolimattomastikin routattu levy on poikkeuksetta parempi ja toiminnaltaan luotettavampi kuin johtohimmeliviritys. Varsinkin jos tarjolla on yhtenäinen maataso ja herkkien johtimien ympärillä maata.Muutamien megahertsien digitaali kello-taajuudet eivät vielä ole johtokötöstyksillä ongelma.

Tyypillinen minimivedonleveys tavallisissa levyiss√§ on 8mils eli 0.203mm. Kapeat vedot tarkoittavat suurta resistanssia, mutta pient√§ kapasitanssia vedon ja vedon alla olevien johteiden (ja tietysti piirilevyn ulkopuolella olevien johtavien kappaleiden) v√§lill√§. Leve√§ taas pient√§ resistanssia ja suurta kapasitanssia. √Ą√§rimm√§isen leve√§t vedot, kuten k√§ytt√∂s√§hk√∂ ja maajohdot kannattaa piirt√§√§ samantien erillisin√§ ‚Äúfilled zoneina‚ÄĚ. Maatasojen k√§yt√∂st√§ lis√§√§ my√∂hemm√§ss√§ kappaleessa.

Piirilevylle johtimia piirrettäessä pyritään johdinvedoissa, perinnesyistä käyttämään maksimissaan 45 asteen käännöksiä. Ai miksikö 45 asteen kulmia, miksei loivempia käännöksiä? No siksi että piirrosohjelmissa vedot saa siistimmin ja helpoiten tehtyä 45 asteen kulmilla. Näin myös viivojen määrä vähenee, kun jokaista 90 asteen käännöstä ei tehdä parillakymmenellä johdinpätkällä. Entäpä 90-asteen kulmat? Kyllä 90-asteen kulmat usein varmaankin toimivat.

90-asteen k√§√§nn√∂ksien v√§lttelylle on syyns√§. RF miehet puhuvat ett√§ ter√§vist√§ kulmista RF muka heijastuisi, kun sis√§kaarteessa s√§hk√∂virta tihenee ja ulkokaarteesta harvenee. Asiasta on ollut v√§ittely√§ netist√§ (en muista linkki√§), ja siihen ett√§ onko 90-asteen kulmista ongelmaa k√§yt√§nn√∂n sovelluksissa, ei p√§√§sty yksimielisyyteen. Toinen syy on se, ett√§ 90 asteen sis√§kaarteen kulmaan kertyy sy√∂vytysprosessissa kaikkea ylim√§√§r√§ist√§ tauhkaa ja pintaj√§nnityksen takia kulma ei peseydy sy√∂vytyskemikaalista ja piirilevyvalmistajat puhuvat ‚Äúhappotaskusta‚ÄĚ.Kolmas syy on se ett√§ 90-asteen k√§√§nn√∂sten tekeminen johtimeen on selke√§ merkki ett√§ piirt√§j√§ n00b tai p33l0.

Voin luvata ett√§ kuka tahansa v√§h√§nkin piirilevyist√§ ymm√§rt√§v√§ alkaa avautumaan t√§rkeilev√§√§n tyyliin ‚Äúkrk√∂√∂khhmm‚Ķ noista 90 asteen kulmista heijastuu muuten poweri takas‚Ķtai siit√§ tulee h√§iri√∂it√§‚ÄĚ. Vaikka arvostelija ei aina tied√§ mist√§ puhuu.

[size=150]Läpi vai pintajuotettu?[/size]

Komponentteja on kahta perustyyppi√§. L√§pijuotettavia eli ‚Äújalallisia‚ÄĚ komponentteja ja sitten pintaliitos eli ‚ÄúSMD‚ÄĚ komponentteja. http://www.internetslang.com/SMD.asp :laughing:

K√§sitteet ‚Äújalallinen‚ÄĚ ja ‚Äúl√§pijuotettu‚ÄĚ ovat arkipuheessa samaa tarkoittavia asioita. (vaikka osassa pintaliitoskomponentteja on jalat)

Se mik√§ allekirjoittanutta jurppii on er√§iden peelojen levitt√§m√§ propaganda ett√§ SMD komponentteja ei pysty juottamaan kotona. P√ĖTYPUHETTA!!! :imp: Ongelma on pikemminkin ‚Äúkotona ei voi sy√∂vytt√§√§ tarpeeksi tarkkaa levy√§ pikkuriikkisille pintaliitoskoteloille‚ÄĚ kuin ett√§ ei pysty juottamaan. Allekirjoitaneella on kotona 2000-luvun alkupuolelal ostettu 40e:n vai oliko 60e:n Pildeman kolvi art. 19-726, tehoa 50W, termostaatti, perusk√§rjill√§.

Peruskolvilla ja tinaimusukalla, pintajännitystä hyödyntäen saa piirin kuin piirin saa kyllä paikallensa. Pintajännitys on ystäväsi kun käsitteen ymmärtää. http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension

Ainoat rajoitteet kolvi-kotijuottamisessa tulevat vastaan BGA-tyyppisissä koteloissa missä suoraa linjaa komponentin reunasta kaikille pädille ei ole. Jos tina pääsee kapillaarina virtaamaan reunasta ja komponentti on paikoitettu oikein, tällöin mitään ongelmaa ei pitäisi olla.

Esimerkiksi DFN6 koteloisen piirin saa juotettua juottimella näppärästi. Pintajännitys imee tinan pädien ja piirilevyn väliin, kunhan footprint on suuniteltu hyvin. Eli pädeihin tarpeeksi isot JEP avaukset, josta tinan syöttö onnistu johtimelle ja siitäkautta DFN6 komponentin alle.
http://www.epboard.com/eproducts/doc/MLP-6.pdf

Pienitehoista ja pienikärkistä kolvia käytettäessä saattaa olla että pohjapädi ei liiallisen lämmön poisjohtumisen takia juotu täysin. Monesti pohjapädien juottuminen ei harrasteprojekteissa ole ongelma, ainakaan sähköisessä mielessä. Suorituskyvyn kannalta komponenttien pohjapädin (transistorit, regulaattorit, varauspumput yms…) juottuminen voi olla tärkeää. Tämä siksi, että monesti piirin pohjapädiä käytetään komponentin jäähdytysripana ja jos ripa on juottunut vain osittain , niin komponentti ei välttämättä toimi yhtä hyvin kuin datalehdessä lupailtiin. Suosittelen käytettävän komponentin datalehteen perehtymistä, niistä voi saada vinkkejä ja mahdollisesti selville, pitääkö pädi liittää GND:hen ja tarvitseeko siihen laittaa VIA:n tai onko muita rajoitteita, esim johdinta ei saa vetää tietystä kohtaa.

Palatakseni asiaan. Miksi pintaliitoskomponentteja pitäisi käyttää

[list=] [*]‚Äúsaman olisi saanut tehty√§ reik√§levylle‚ÄĚ-kommentit. Jos kerran teetet√§√§n kallis levy, hy√∂dynnet√§√§n SMD-komponenttien k√§ytt√∂mahdollisuus ja tehd√§√§n kytkenn√§st√§ mahdollisimman pieni.

[*]Kaupasta ei saa kaikkia komponentteja kuitenkaan jalallisena, jalalliset komponentit harvinaistuvat, paras opetella käyttämään

[*]Pintaliitoskomponentit toimivat k√§yt√§nn√∂ss√§ ‚Äúideaalisemmin‚ÄĚ. Jaloissa on ylim√§√§r√§ist√§ induktanssia (ongelma konkilla) ja pitk√§t johdot nappaavat h√§iri√∂it√§. Laitetaampa oparivahvistimeen resistanssiltaan suurikokoinen, pitk√§jalkainen takaisinkytkent√§vastus ja tuotetaan l√§heist√∂ll√§ h√§iri√∂it√§. Sitten otetaan 0805-koteloinen vastus ja juotetaan se oparin jalkoihin kiinni. Kumpaan kytkeytyy enempi h√§iri√∂t√§?

[*]Reikien porailu on tuskaa ja se vie aikaa. Kotona askarrellen, jokainen reikä pitää porata. Tuskaa jyrsyttää hongkoningsta ostetulla akkuporakoneella. Tehdasvalmisteisessa levyissä reikien määrä saattaa vaikuttaa hintaan.
[/list]

Tilanteissa jossa komponenttiin kohdistuu mekaanista rasitusta. Esimerkiksi liittimet. Tällöin läpijuotettu komponentti, mahdollisesti vielä kiristysruuveilla voi olla SMD vaihtoehtoa parempi.

1206 kokoa tarvitaan isohkoissa kondensaattoreissa ja korkeajännitevastuksissa. 0805 on peruskonkka ja vastuskoko jonka juottaminen onnistuu altzhaimer-potilaaltakin. 0604 on sen kokoinen että pinsettejä tarvitaan. Tuota pienemmän vastukset ja kondensaattorit ovat lähinnä ankaraa vitutusta aiheuttavia, ellei tarkoituksena ole rikkoa miniatyrisointiennätyksiä.

Minkäkokoinen pädi olisi sitten hyvä? 1206 komponentin saa 0805:een kikkailemalla juotettua, 0805:n saa 1206 pädiin, 0604 saa 0805 pädiin. Paras ratkaisu on katsella miten tarvittua komponenttia on saatavilla. Yli mikrofaradin konkat saattavat olla suurempia kuion 1206.

Moni ihmettelee, miksi piirilevynpiirto-ohjelmat piirtävät pädien ympärille tuollaisen hassun kuvion, vaikka selvästi nähdään että pädi on kiinni ympäröivässä kuparifillissä. Syy on lämmönjohtumisessa, lämpöä johtuu ympäröivään kuparitasoon paljon vähemmän kun pädi on kiinni jäähdytyslevynä toimivasssa kuparitasossa vain neljän kapean kuparikaistaleen kautta.
Kyseist√§ kuviota ammattilaiset kutsuvat ‚Äútermaaliksi‚ÄĚ engl. thermal relief.

Miksi jäähtyminen on sitten ongelma? Onnistuneessa juotoksessa kolvilla on tarkoitus kuumentaa komponentissa oleva pädimetalli ja piirilevyn folio hieman yli tinan sulamispisteen ja törkätä kolvin kärkeä tinalangalla jolloin tina sulaa ja pintajännitys imaisee tinan komponentin ja piirilevyfolion rajapintaan. Yrittäkääpä juottaa pintaliitosvastus epäpuhtauksista puhdistettuun kupariputken pintaan, huomaatte eron. Jos piirilevyllä lämmönjohtuminen osoittautuu ongelmaksi, otetaan käyttöön tehokkaampi kolvi. Tai fiksumpi valitsee suuremman juotoskärjen. Suuremmassa juotoskärjessä on enemmän lämpökapasiteettia, jolloin piirilevy ei ehdi johtamaan lämpöä niin nopeasti pois että tina ei tarttuisi.

Levyä piirrettäessä kannattaa tavaksi ottaa, että komponentin jalasta ei vedetä kuin maksimissaan yksi veto… Ei siis kymmentä johdinta kymmeneen eri suuntaan. Jos komponentin jalkaan pitää saada kymmenen johdinta kiinni, niin vedetään veto jalasta vähänmatkan (millimetrejä) päähän ja haaroitetaan vasta sieltä.

Samat perusasiat pätevät kun suunitellaan tehtaassa juotettavia levyjä. Tosin tehdasjuotosten suunitteluun liittyy tuhat ja yksi kikkaa&sääntöä josta allekirjoittaneella ei ole kokemusta, joten eipä aiheesta enempää.

[size=150]Maa ja voimatasot[/size]

IC lutikat eli oparit, mikrokontrollerit ja ties mitk√§ hakkurit‚Ķ niille on yhteist√§ se ett√§ ‚Äúne sy√∂v√§t s√§hk√∂√§‚ÄĚ. Esimerkiksi jos laitetaan mikrokontrolleri py√∂ritt√§m√§√§n tiukassa luupissa jotain, kun samalla piirin GPIO:t ovat inputteja. S√§hk√∂virtaa menee Vcc nastaan ja samanverran s√§hk√∂virtaa menee kirkoffin lain mukaan GND nastasta maahan. Virta ei tietenk√§√§n mikrokontrollerin tapauksessa ole jatkuvaa vaan kontrolleri h√∂rppii virtaa kellon tahtiin.

Ajatellaan, että lutikkaa käytetään pitkien poweri ja GND piuhojen päässä. Johtimilla on resistanssia, jonkinverran induktanssia ja vähän kapasitanssia. Kaikkihan arvaavat mitä riesaa siitä aiheuttuu kun virtaa kiskotaan hetkittäin sarjaankytketyn vastuksen ja induktanssin läpi… jännitepudotusta ja jännitepiikkejä.

T√§ten on eduksi jos k√§ytt√∂virta p√§√§sisi kulkemaan v√§h√§resistanssista&induktanssista reitti√§ pitkin. T√§t√§varten monikerroslevyj√§ suunitellessa varataan l√§hes aina yksi kuparikerros maatasoksi. Kyseiselle tasolle ei laiteta muuta kuin ‚Äúfill zone‚ÄĚ joka yhdistet√§√§n gnd-nettiin. Tasolle tulee tietenkin ei-gnd VIA reikien kohtaan annual ringin+clearancen kokoinen aukko, maa VIA:t ja l√§piviennit tarttuvat t√§h√§n GND tasoon.

Powereille taas käytetään mahdollisimman leveitä vetoja (1mm-3mm) tai pienempiä zoneja jossain muussa kerroksessa.

[size=150]Konkkaan meni[/size]
Käytännössä jokainen mikropiiri tarvitsee nykyään niinkutsutun ohituskonkan eli "bypass capacitor"in.

Ohituskonkka kytketään mahdollisimman lähelle piirin käyttöjännitenastaa ja yhdistetään VIA:lla toisesta päästä maatasoon. Sama toistetaan piirin muillekkin käyttöjännitenastoille Oletusarvoisesti ohituskonkka on nykypäivänä 100 nanofaradin, pintaliitoskoteloinen X7R keraamikondensaattori
en.wikipedia.org/wiki/Ceramic_capacitor


Ohituskonkan tarkoitus on toimia ensisijaisesti varausvarastona mikropiirille, ja täten tasoittaa mikropiirin tarvitsemaa sähkövirtaa. Näin mikropiirin käyttöjännite notkahtelee virtahörpyissä vähemmän, kun virta tulee hyvin matalaimpedanssista reittiä pitkin suoraan kondensaattorista (low esr on eduksi)

Joku varmasti kysyy, miksi 100n X7R? Kondensaattorista on muodostunut oletusarvo ohituskonkalle, se on varmasti pääsyy. Toinen on se että 100n on melko tarpeeksi matalataajuiksisille operaatiovahvistimille ja 8bit mikrokontrollereille. X7R koska se on laadukas (vähän induktanssia) ja melko halpa.

Piirilevyä piirtäessä kannattaa lukea komponenttien datalehdestä tarkkaan, minkälaisia ja kuinka suuria kondensaattoreita piirille suositellaan. 100n kondensaattoreita voi olla usempia tai tarvitaan yhdistelmään 100n ja 1u kondensaattorit.

Useamman kondensaattorin tapauksessa pyritään yleensä sijoittamaan pienempi kondensaattori kaiksista lähemmäksi, toiseksi pienin toiseksi lähemmäksi ja niin edelleen kunnes 470u elektrolyyttikondensaattori voi olla vaikka piirilevyn toisella laidalla.

Voidaankin kysyä, miksi toimitaan näin? Miksi ei 470elkojötkälettä laiteta pinnin viereen? Syy on muun muassa kondensaattoreiden toimintaperiaatteessa (elko vs keraami) sekä induktanssissa&esr:ssä. Helppona, yksinkertaistettuna nyrkkisääntönä voidaan pitää sitä, että mitä pienempi kapasitanssi keraamikondensaattorilla on, sitä ideaalisempi kondensaattori. Lähelle pinniä pitää tietysti laittaa pienikokoinen kondensaattori jonka induktanssi on mitätön, tällöin kondensaattori pystyy vastaamaan nopeisiin virranmuutoksiin, kun taas vähän kauempana oleva 100n:sta kiskotaan hitaammin muuttuvat virrantarpeet, jolloin induktanssilla ja esr:llä on vähempi vaikutusta.

Kondensaattorivalinnoissa pit√§√§ viel√§ muistaa j√§nnitekesto (3.3v/5v:t√§ kaikki kest√§√§) ja se ett√§ onko kondensaattori ‚ÄúMLCC‚ÄĚ eli multi layer ceramic capacitor. Monikerroskeraamikonkissa on se hauska puoli, ett√§ keraamimateriaali on luonnostansa pietsos√§hk√∂ist√§, ilmi√∂ arvatenkin geometrian takia on monikerroskeraameissa voimakkaampi. Pietsos√§hk√∂ilmi√∂st√§ on kaksi seurausta (l√§hde: EEVBlog http://www.eevblog.com/2011/04/12/eevblog-162-oscilloscope-probe-shock/)

[list=][]konkat voivat värähdellä eli vinkua sopivantaajuuksisesta vaihtojännitteestä eli köyhän miehen pietso-piipperi, lisää vain torvi :smiley:
[
]Konkat muuttavat v√§r√§htelyn j√§nnitteeksi, niinsanottu mikrofoninen efekti. Huonolla tuurilla suuniteltu laite saattaa kokea ‚Äúglitchin‚ÄĚ kun sit√§ t√§r√§ytt√§√§.
[/list]

MLCC kondensaattorit ovat silti kelvollisia, kunhan muistaa milloin niiden kanssa piti olla tarkkana.

[size=150]Vituixmän[/size]

Mitä asioita piirilevyn piirrossa ja tarkastuksessa kannattaa huomioida, jotta piirilevyn suunitteluvirheiden todennäköisyys minimoituisi?

  • Otetaan selv√§√§ k√§ytetyn piirilevyvalmistajan spekseist√§ tai omasta piirilevynsy√∂vytystaidoista

  • K√§ytet√§√§n piirilevysuunitteluohjelman design rules:sia, ajetaan DRC ja ei olla tyytyv√§isi√§ ennen kuin varoitukset on saatu h√§vitetty√§ kuin‚Ķ (sensuroitu hauska euroopan historiaan liittyv√§ viittaus)

  • Ei arvailla mit√§ datalehdess√§ lukee. Jos datalehti on 1976 vuodelta olevan originaalin valokopion valokopion kopio , joka on unohdettu muutamaksi kes√§ksi ikkunalaudalle, k√§ytetty yleisen vessan lattialla, muutama sivu hukattu,arkistoitu, valokopioitu taas, l√§hetetty datakirjapainoon ja lopuksi datakirjasta skannattu ja laitettu nettiin.T√§ll√∂in kannattaa googlata komponentista parempilaatuisempi datalehti.

  • Footprinttien numerointi. Numerointi kulkee k√§yt√§nn√∂ss√§ aina vastap√§iv√§√§n kiert√§en, alkaen kulmapinnist√§ 1. Jos numerot menev√§t eritavoin, on syyt√§ lukea datalehti huolella l√§pi. Datalehdess√§ kuva on voitu piirt√§√§ pinnij√§rjestys pohjasta katsoen. Kicadissa p√§llistell√§√§n levy√§ aina top puolelta p√§in, joten alapuolelle sijoitellujen komponenttien numerointi n√§ytt√§√§ kiert√§v√§n my√∂t√§p√§iv√§√§n.

  • Transistorikoteloissa numerointi ei mene aina samaansuuntaan. Ja ik√§v√§n usein. datalehdess√§ on ilmoitettu ep√§selv√§sti, onko kuva ylh√§√§lt√§ vai alhaaltap√§in kuvattu. Siisp√§ fettien ja regulaattoreiden kanssa saa olla tarkkana.

  • Tarkista piirilevyn kiusallisin kohta useampaan kertaan. Ihminen tuppaa sulkemaan silm√§ns√§ juuri pahimmilta virheenpaikoilta, varsinkin omassa designissa.
    Esimerkiksi:Piirikorttikka on 40x100 pinninen pieni liitin jonka oikeasta pinnijärjestyksestä on epävarmuutta. Tälläisen tarkistamine vaatii runsaasti huolellisuutta ja on erittäin kiusallinen tarkistaa. Kiusallinen tarkistaa, mutta vielä kiusallisempi korjata hyppylangoilla.

  • Tarkistetaan levyn mekaaninen yhteensopivuus kotelon ja muun systeemin kanssa. Tulostetaan piirilevy paperille (edges layer) ja leikataan paperi reunaviivoja pitkin irti ja sitten ihmetell√§√§n. Printataan top tai bottom layer jos levyll√§ hankalankokoisia komponentteja.

  • Levyst√§ on tehty h√§k√§tt√§v√§. Piirtomokat l√∂yt√§√§ kun tarkastaa huolellisesti. Suunittelumokia tulee jos asiaa ei ole ajatellut loppuunsaakka tai joitain asioita ei ole huomioitu. Yleens√§ testaus paljastaa virheet. Siksi protolaitteista kannattaa tehd√§ hakkeriyst√§v√§llisi√§. VIA:n p√§√§lt√§ jepit pois, isot testipisteet, mahd. skemaan lis√§t√§√§n komponentteja joita ei tod n√§k. kalusteta kuten ylim√§√§r√§inen rc-filtteri tai kalustetaan oletuksena kuten r0-vastuksilla katkaistava singaalitie (esim takaisinkytkentluuppi yms).

[size=150]Pakettiin ja menoksi[/size]

Mitä tiedostoja sinne piirilevyvalmistajalle piti lähettää?

Gerberit eli dialogista

  • Back,Front ja mahdolliset sis√§layerit
  • Mask_Front ja Mask_Back, eli ‚Äút√§st√§ jeppi pois‚ÄĚ-layerit
  • SilkS_Front (valinnaiset back)
  • PCB_Edges

Monet piirilevyvalmistajat toivovat että jokaiseen layereiin tulisi tekstiä, vähintään ulkoreunan ulkopuolelle. Tämä siksi, että piirilevytehtaalla vältyttäisiin "hups, mitenspäin tämä filmi tulikaan- ongelmalta. Jos levyllä on tilaa, kannattaa kerrokset numeroida vaikka ylhäältä alaspäin, alkaen 1:stä. Numerot sijoitetaan alueelle josta puuttuu zone fillit. Näin valmiin levyn pystyy tarkistamaan katsomalla valoa vasten.


Olen havainnut ett√§ kicad generoi (en muista kicadin) joissain tapauksissa gerbereist√§ ylisuuria. T√§m√§ johtuu fill-zoneista. Valikosta kannattaa valita Fill modeksi polygon, ‚Äúsegment‚ÄĚ-valinta generoi liikaa viivaa.

Poraustiedostot:
laitetaan tarkkuudeksi metrinen, 3:3 jos ei kelpaa valmistajalle, selvitetään missä vika
drill.png
Panelointitiedot:
En itse ole koskaan joutunut paneloimaan levyä itse. Edges layerin viivoilla pystyy näyttämään mistäkohden jyrsinterän pitäisi kulkea. EEVBlogissa #127 mainittu levyn V-leikkaus pitänee kuvata eri layeriin kuin edget, käytännössä viivat drawings layeriin ja asiasta maininta valmistusohjeeseen
http://www.alternatezone.com/electronics/pcbdesign.htm

Muita valmistusohjeessa olevia valinnanpaikkoja

-Kuparin pinnoitus. Tarjolla immersiokultausta, tinaa,hopeaa yms‚Ķ Immersiokullatut levyt ovat kelpo valinta. Ainut miinuspuoli on v√§h√§n korkeampi hinta ja se ett√§ kultaus on pehme√§√§. Kullassa ei ole hapettumisongelmaa eli levyt voivat lojua laatikossa kalustamattomana ilman ett√§ levy ‚Äúvanhanee‚ÄĚ.

-Piirilevypaksuudet, maininta että otetaan halvin vaihtoehto. Ellei levy toimi jonkin mekaanisen rakenteen osana.
-Värijutut… minkävärinen jeppi saisi olla… no voi hellalettas, ollaan niin taiteilijaa :ugeek:

Muuta luettavaa:
http://en.wikibooks.org/wiki/Practical_Electronics/PCB_Layout

http://www.alternatezone.com/electronics/pcbdesign.htm PCBDesignTutorialRevA.PDF on lukemisen arvoinen dokumentti

Käykääpä äänestämässä lukija-artikkelia, ehdimpä ennen puoltayötä :laughing:

Terveisin: ‚ÄúSormiruuvi‚ÄĚ

Yleinen ohjehan on, että kytkentäkaavio (skema) -> johdotuslista(netlist) ->piirilevyn suunnittelu (leiska)->gerber->panelointi->valmistus. OrCADkin taisi jotain tän kaltaista käyttää.

Toiset ohjelmat tekevät asioita automaagisemmin, toiset tarjoavat enempi käytettävyyttä. KiCADin, gschemin ja PCB:n tiedostot ovat tekstiä, ja varsin ymmärrettävää, joten niistä voi joskus töllistellessä löytää virheensä helposti ja erilaisia kaluja on niiden puuhailuun ilman editoria.

Ja itse ole gschem/pcb miehiä, koska simulointi, dokumentointi ja pari muuta temppua on helpompi toteuttaa sillä. Ja myönnän heti, että opiskelukurvi on noissa melko jyrkkä. Ne kun ovat käyttäjäystävällisiä sillai pro-käyttäjän kannalta.

Molempipuolisessa levyssä ei ole mitään ongelmaa. Molempiin printteihin kohdistuspisteet (PCB tekee automaagisesti) ja nuppineuloilla yhteen kohtisuorasti törkkäämällä neula läpi vaikka alla olevaan styroksiin. Sen jälkeen naittajalla lisää tukevuutta. Voileipägrilli kuumaksi ja lätty uuniin. Lisää vain happo ja levy on valmis :slight_smile:

Toinen kikka on, että tekee yksipuoleisen levyn ja laittaa mahdollisimman monta johtoa kuparille. Sitten vain hyppylangoittaa toisella puolen. Saa nättiä jälkeä mahdollisesti.

Viat ovat muuten läpivientejä ja niiden tinailu on ärsyttävää hommaa. En suosittele ennen kuin on zen-mestari.

Puulla voi olla annual ring (vuosirengas) :smiling_imp:
http://en.wikipedia.org/wiki/Annulus_%28mathematics%29
Ilmeisesti tuo teltta on jokin KiCADin ilmaisu. PCB käyttää ihan yksinkertaista soldermask clearancea. Mutta päällystetyistä läpivienneistä kai ne puhuvat noita tarkoittaessaan.

Hops! Tästä olen jyrkästi eri mieltä. Maat kannattaa aina routata, vaikka kaataisikin kuparit niskaan. Jos jostain kumman syystä kupari taso on vain juuri ja juuri kiinni ja syövytyksessä se katkeaa, niin on keljumaista etsiä sitä. Kun siitä on vaikka vetänyt sen 10 milsin johdon niin se on ainakin kiinni ja samalla on tuonut tasolle tien kulkea.

Menepä ja teepä LiquidPCB:llä levy, niin jokainen asiantuntija itkee. Itse tein sillä flexiin vetoja. Haukkuivat muka fiksummat hulluksi ja kaikenlaiseksi muuksi. 70-luvulla oli kaarevia linjoja ja kuin vapaalla kädellä vedettyjä kortteja. 45 kulmat kun vain käyttäytyvät suunnittelussa söpöinten.

Suurin ongelma itsellä on ainakin tähän saakka ollut kärkivalikoima ja pimeys. Työvalo on yleensä nokan edessä paistamassa ja silti tuntuu olevan pimeää. Juoksutekynä on todella näppärä rakentelussa ja 500 jalkaa menee viidessä minuutissa paikoilleen. Sisältää valokuvaamisen ja tarkastelun.

Toisinaan olen myös käyttänyt juotospastaa ja halogenilamppua pienten lieriöiden juotteluun. Toisinaan tuo juottaminen on sellaista pelle peloton puuhastelua, kun miettii miten mä tän energian tästä siirrän tuonne toisaalle ja saan aikaiseksi sen mitä haluan.

Läpiladottavat ovat kyllä kurjia, kun ne reiät pitää tehdä. Kuitenkin perus läpiladottava komponentti ei ole sen tiukemmassa kuin pintaliitoskaan. Kaikkein keljumaisin on piirilevyyn juotettu selkäripainen komponentti. Ei lähde mihinkään vahingossakaan.

Mitä jalkojen induktanssiin tulee, niin se on yleensä olematon. Joissain GHz:n radioissa nuo oikeasti vaikuttavat. Lisäksi useinmiten mitatut erot kondensaattorien jaloissa johtuvat komponentin jalanjäljen ominaisuuksista enemmän. Luin joku aika sitten jonkun diplomityön aiheesta.

Ainoa missä läpiladottavuus on parempi on johtimien jalkojen välistä veto. Mutta sitäkään ei tule tehdä, kun valitse sen 100M vastuksen ja alitat sen 100V 10MHz:n jännitteellä ja ihmettelet miksi mittaus sekoaa. :smiley:

Jotta tuo savolainen supersankari ei aivan hirveästi seikkailisi, niin tulostaa piirilevyn, liimaa molemmat puolet vastakkain ja törkkii reiät. Kontaktimuovi päälle niin kestää vähän enemmän pohdintaa. Minulla on yhdestä MCU kötöstä vain tällaiset kuvat dokumentaationa ja loput pystyn aina miettimään tuon Atmelin datalehdestä. Niin ja sitten kannattaa ne TO220 koteloiset fetit yms törkätä siihen paperiin kiinni ja laittaa sinne koteloon. Tulee elämästä paljon helpompaa. Ja mieti aina tarkkaan miten päin ne RX ja TX linjat menevät. RX ei aina mene TX:ään. Atmelin TX menee max232:n T1in, T1out liittimeen, se johtoon ja sitten pinninumerot määräävät oliko se suoran vai ristiin kytketyn johdon tarve.

Ja pitää mielessä sen sitten, että ne levyt kuitenkin maksavat kaupasta kymppejä ja oma harrastus ilta käyden läpi sitä levyä uudelleen ei maksa muuta kuin avioliiton korkeintaan. Kyllä ne paperiversiot ja ihmettelyt kannattaa tehdä ja kokeilla.

Ja jokaisen komponentin datalehti kannattaa kerätä ja paikka josta tilaat sen niin ylös tilausnumeroineen ja URLeineen. Ja ne lehdet kannattaa myös opiskella. Kun on ne hyvin mielessä, niin voi herätä keskellä yötä tajuttuaan, että yksi kondensaattori on liian heikko jännitekestoltaan.

Mitäs muuta voisin valistaa.

Tämmöisiä ajatuksia minulle heräsi. Mukavaa ajatustenherättely artikkeli. Tästä voisi lähteä miettimään ja jatkamaan vaikka kuinka paljon lisää. Aihe ei lopu.

Ahaa, itselläni on selkeä asennevamma, tai väärä työmenetelmä.

Silitysmenetelm√§n heikko puoli on siin√§ ett√§ levyss√§ ei saa olla mit√§√§n ylim√§√§r√§isi√§ ‚Äút√∂yssyj√§‚ÄĚ kuten nitojan niittej√§ tai nuppineuloja, muuten silitysraudalla voi olla pieni√§ kontaktiongelmia kuparin kanssa.

Paperia ei myöskään tekisi mieli paikottaa liimatipoilla, sillä silitys onnistuu tarpeeksi hyvin yleensä vasta kolmannella tai neljännellä kerralla. (siksipä samalle paperille kannattaa printata useampi kopio levystä).

Pitääpä miettiä ratkaisu seuraavaa harrasteprojektia varten.

Valotusmenetelmiin en menisi. Valotuslakalliset levyt ovat turhan kalliita ja valotuslakkaa ei kotona viitsisi spreijjata. UV-valotin pitäisi hankkia tai rakentaa.

DRC? (refill all zones?)
Tietysti asiota helpottaa jos powerin routtaa ensin kapealla vedolla, arpoen mitäkautta powerit vetää. näin olen joutunut menettelemään

Pitääpä kokeilla ja opetella. Kutsu huumetestiin tulee varmasti jos työhommia erehtyy liquidPCB:llä piirtelemään.

Meik√§l√§islt√§ ainakin ‚Äúhitsautui‚ÄĚ kiinni er√§s kulmaliitinrima, jossa oli lituskat jalat ja levyss√§ liian pienet reij√§t. levylle meni juuri ja juuri. ilman riman muoviosan poistoa, kolvia ja voimank√§ytt√∂√§, pinnit eiv√§t l√§hteneet.

Ei ehkä perus oparikytkennässä, myönnetään. mutta hakkureiden kanssa touhutessa ja lähemmäs 100MHz prossujen jännitesyöttökonkissa yms muussa paikassa sillä, onko jalallinen vai ei on induktanssin kannalta kuulema väliä.

Menepp√§ nykyp√§iv√§n√§ laittamaan protolevyyn jalallisen vastuksen tai kondensaattorin, (pitkill√§ jaloilla), n√§yt√§ kytkent√§√§ jollekkin ‚Äúoikealle ammattilaiselle‚ÄĚ. V√§litt√∂m√§sti syytt√§v√§ sormi osoittaa komponenttia ja ynisev√§ √§√§ni puhuu jostain induktanssista, h√§iri√∂iden nappaamisesta, EMC:st√§ yms muusta mist√§ ne aina jaksavat vouhottaa.

RF tulee tietysti vastaan yllättävissä paikoissa.
1Hz kanttiaallollakin on gigahertsitaajuisia komponentteja.

Pintaliitoskomponentit soveltuvat voittamaan vedon ‚Äúet muuten pysty tekem√§√§n t√§st√§ yksipuoleista levy√§ ilman hyppylankoja‚ÄĚ. k√§ytt√§m√§ll√§ pintaliitosvastusten sijaan oikeissa paikoissa jalallisia.

Ja ‚Äúoikeita elektroniikkasuunittelijoita‚ÄĚ ei pid√§ aina uskoa. Sit√§ aina niin mielell√§√§n lukee miten jokin oikeiden ammattilaisten totena pit√§m√§ perinnetieto osoittautuu myytiksi.

Valotuksessa on omat hyvät puolensa. Saa tarkempaa hyvällä paperilla ja mustaa tulostavalla printterillä. Ruiskuttelu on vain typerää ja tasaista ei saa millään.

Itsellä on tosiaan parilla käyössä tuota varten. Se tekee temput näppärästi. Lisäksi olen heittänyt kuparipellin (2mm) palaset nostamaan niitit ilmaan ja tarjoamaan oikeasti tasaisen pinnan. Lämpeää vain vähän hitaasti. Jos saisi mustana tulostettua ja niitit nuijittua mataliksi, niin silittelykin voisi onnistua.

Printteristä tarvitsee saada vain jokin tuhlaa sitä mustetta nyt kerrankin tila päälle, että tuo siirto onnistuu.

DRC auttaa jonkin verran, mutta toisinaan syövytysessä voi pienet kannakset kadota, vaikka DRC:ssä olisi säädetty kohtuullisesti kuparinleveys. happo kun tykkää toisinaan syödä sisäkurvia rankemmalla kädellä. Mieti tilannetta, jossa maatasot ovat yhdistyneet piikkiriman läpi ja viivan leveys on ohuimmillaan kahden pallon (liittimen piikit) välissä.

Itse olen joitain levyjä jyrsityttänyt kaverilla. Se on ihan hyvä tapa myös. Silloin kannattaa ajaa voronnoi levyinä nuo.

Tuo on kyllä kurja tilanne. Mutta miettiessä jotain komponenttia, se on vain jaloistaan kiinni ja ne voivat katketa. Pintaliitoskomponentit voivat olla hyvinkin suurellta pinta-alalta kiinni ja folion laminaatissa pysyminen on se heikoin kohta.

Eipä 7805 pintaliitosversio irtoa sitten oikein mitenkään, kun selkä on maatasoon kunnolla juotettu lämmön siirtämistä varten.

Onneksi se 1Hz:n kantti ja harvemmin mikään muukaan aallon tulee olla aivan täysin muodossaan. Ja oikeat suunnittelijat eivät pörinöiden pelosta hyväksy mitään sinne päinkään, mikä voisi olla antenni. Olen tinatippojen päitä joskus pyöristellyt, kun suunnittelijan mielestä ne häiriinnyttivät maailmaa. Tuollaiset asiat ovat osa huomattavasti suurempaa kokonaisuutta, joka lähtee siitä, mitenpäin hakkurin kela, muuntajan sydän asennetaan ja päättyvät maatoihin ja metallisiin suojauksiin.

Kaveri kertoi hall (vai reed? aina sekoilen noissa) anturista, jolla piti mitata virtaa ja akusta ottaen vastukseen mittauksissa oli 50Hz:n pörinä. Tukeva ote kelasta ja pii/2 käännöstä ranteesta poisti sen.

Elektroniikan rakentajat kun ovat lastentarhan muksuja. Oppivat yhden sanan niin jankuttavat sitä tauotta. Useinmiten laitteet optimoidaan taloudellisesti, kun tarvitsisi optimoida järkeä. Laitetaan 100MHz:n kontrolleri 100MHz:n radioon, kun pärjättäisiin kymmenen kertaa hitaammallakin ja ongelmia ei tulisi.

Joskus noita häiriötekijöitä kyllä tarvitsisi oikein tentata jollain omalla suunnitelmalla. Monet väitteet kun eivät kestä tarkastelua kyseisessä kytkennässä. Esimerkiksi vaatimus digitaalilinjojejen terminointiin alle 10MHz:n kellotaajuuksilla. Pitkä veto ja avoin pää voisi sitä vaatia, mutta normaalisti sivistyneillä pituuksilla sitä ei tarvitse. Kuten sanoit ne ovat DC:tä.

Ja siltik√§√§n ‚Äúoikeat suunnittelijat‚ÄĚ eiv√§t saa piirilevyantennia aikaiseksi kerralla. Tuosta voisin kirjoittaa romaanin , miten yht√§ radiota tehtiin hieman liian pitk√§√§n, kun RF-guru teki antennia.

Itse en paljoa RF:stä tajua, kun en ole radioita tehnyt.

Ja jotkin asiat kun ovat todella tiukassa. Jo perinteisestä ylhäältä vasemmalta sisään ja oikealta alhaalta ulos asetelmasta poikkeaminen levyssä aiheuttaa närää. Jos vaikka tekee sen syystä, niin silloinkin itketään.

Oli aikoinaan kaupallinen tuote, kolmikerroslevy, keskellä maa ja kaksi kontrolleria. Kontrollerit olivat vastakkain keskellä, liittimet olivat kuusikulmiossa molemmilla puolilla ja liittimien ulkopuolella kiinnitysreiät. Levy oli pyöreä ja vanhempi suunnittelija miltei potki minut pihalle firmasta, kun tein tuollaisen tilaa säästävän ja tasapainoisen levyn. Tuohan on jo sellainen häiriöpesä, että jos se toimii niin ei saa koskea mihinkään. Kummallisesti se ei pahemmin säteillyt, eikä edes pahemmin häiriintynyt. Testaaja olikin hämmentynyt tuon levyn ominaisuuksista, kun se menestyi niin hyvin.

Lisäksi monia muitakin sääntöjä olin rikkonut, jotta levy olisi ollut pieni ja tasapainoinen ja kaikkea sellaista. Eniten johtologiikan erilaisuus oli pahin rikokseni ihmiskuntaa vastaan.

Toinen proto tehtiin ja se ei enään mahtunutkaan koteloon ja tärinä rikkoi sen pienentyneen kehitysversion. Ilkeä virnistykseni oli silloin kohdillaan, kun proto ykkönen toimi. Onneksi ei moisiin tarvitse koskea enään, mutta olen tuostakin laitteesta ylpeä. Se oli ensimmäinen kaupallisesti suunnittelemani levy. Nykyisin muuttaisin joitain pieniä asioita muuttaisin.

Ja ihan varmasti on parempia suunnittelijoitakin kuin allekirjoittanut, mutta alalla on myös uskomaton määrä sellaisia ihmisiä, jotka vain tekevät levyjä ja osaavat ehkä sanoa mitä kemikaaleja karanneessa savussa on, mutteivät tiedä miksi se savu karkasi. Mutta nyt alan olla kauniisti aiheen vieressä.

Hyviä juttuja olette kirjoitelleet, mielenkiinnolla lueskelen näitä!

Hyvä että joku toinenkin viitsi kirjoittaa ja osallistua kilpailuun :slight_smile:

Sana on vapaa ja harrastuksia varmasti kaikilla on. Jos sinulla on pidin yleismittarin mittapäille, niin varmasti aiheta kirjoitteluun löytyy.

Elikkä nyt jos viisastuin oikein tuommoisilla pyöristetyillä vedoilla ei oikeasti ole mitään merkitystä VS. 45-asteen vedot?

Tuossahan levyssä ei ole mitään merkitystä sen myönnän kyllä itsekkin, mutta näin ylipäätään :smiley:

No kuvan URLista päätellen, tuolla saa hellasäröä pois kun laittaa pinkin JEPin ja jättää näkyville kauniilla juotoksilla, mutta mitään muuta Feng Shuihin vaikuttavaa merkitystä sillä ei ole. Jossain RF puolella ehkä voi saada tasaisempaa säteilykuviota, mutta siitä en tiedä.

Autoroutteri voi ahidistua noista, jos edes osaa tehdä noita. Lisäksi ne ovan suurempia, kuin kulmikkaat kaverinsa.

Haen kuitenkin kaljan, kun ei tuota kestä selvinpäin edes vilkaista, kun on kulmallisiin levyihin tottunut :open_mouth: Söpö tuo silti on.

Jos teen piirilevyllisen putkivahvistimen tässä jossain vaiheessa niin taidanpa routata tuolla tyylillä ja tehdä puoliskoista symmetriset. Koteloa olen ajatellut tehdä jostain kaksinkertaisesta akryylista ja laminoida kuparifoliota väliin ja sen jälkeen syövyttää jäähdytysreikien kautta kuparin pois. Se voisi olla söpö. Jos Grillin taka pilkistäisi jokin tuon kaltainen levy :slight_smile: Mutta varsinkin vasen pää levyssäsi on kaunis.

Eikös nuo kaikki X7R pintalitoskerkot ole MLCC:tä?
Ainakin ku kahtoo tuota digikey:n luetteloo noista…

joskus tullut tehtyä 2 puoleisia siten että pcb:tä ohuempaan pahviin pcb:n kokoinen reikä jossa levy istuu tiukasti. tähän sitten kiinnittää haluamallaan tavalla valotus/silitys maskin siten että pcb:n saa pujotettua yhdeltä kantilta paikoilleen kun on saanut maskit kohdistettua.