Svenska ElektronikForumet

Hej

Har försökt cadda ett lite större kort de sista veckorna men tycker jag köra fast lite för mycket. Tänkte därför se om jag kunde få lite feedback och om andra har lite bra tips och råd på mina problem.

Jag har fyra lager i kortet och alla komponenter på ovansidan. På översta lagret försöker jag packa och organisera komponenter så bra det går. Är rådet att göra detta för hela kortet innan man ritar någon koppar? Eller bör man göra klart de olika delblocken helt?

De två interna lagren blir matning och jord så inga större problem med detta.

Undersidan hade jag tänkt använda för att dra längre signaler från mina olika block till andra delar av kortet typ CPU osv. Det är här det börjar bli krångligt tycker jag och det känns som man lägger väldigt mycket tid på att få in dessa ledare på kortet. Exempelvis så har man ritat in ett par ledare och dragit dem så nära vissa vior det går. Sen när nästa ledare ska dit så är de första i vägen och man får flytta runt dessa för att få plats med den sista. Är det här som autorouters gör sig välkomna eller är det rationellt att sitta och rita runt 100 signaler manuellt och leta sig förbi alla vior.

En tanke som slog mig är om man bör placera alla vior på en viss grid så att dessa inte förstör utrymmet på övriga lager och vad är lämplig grid i så fall. Ofta slänger man ut sina vior och tänker bara på ovansidan och sen blir det trångt på undersidan.

Och är det enklast att först rita alla fanouts på ovansidan runt alla kretsar och lösa de långa ledarna på övriga lager sist eller bör man rita klart varje signal en och en? Tacksam för alla tips jag kan få.

/Magnus

Nu var det länge sedan jag caddade mycket men det blir lite ibland även nu.

Min erfarenhet är att, om det går, brukar det vara enklast att lägga allt på grid. Man anpassar sedan ledarbredd och isolation till grid. Eller tvärtom. Sedan kan man vid behov packa viorna där det behövs.
Jag brukar lägga mycket tid på att försöka lägga komponenterna på ett sådant sätt att de flesta signalerna ligger på komponentsidan, speciellt korta ledare så man slipper vior.

Jag caddar för sällan för att orka lära mig en autorouter. När jag caddade mycket betalade jag för en autrouter men tyckte det var för besvärligt att experimentera fram parametrarna. Jag hade ett ganska komplext kort som jag visste jag skulle klara av att routa manuellt innan deadline men var inte säker på att jag skulle lära mig autoroutern tillräckligt snabbt och väl för att våga chansa på den. Men det var ju rätt länge sedan...

Du gör egentligen ett tvålagerskort men slipper att dra matningsspänningarna.
Då blir det bara att göra fanout på GND och matningsspänning.
Fast oftast så när jag kör fyrlagerskort så har jag bara ett GND lager och tre signallager och routar matningsspäningen istället, det brukar bli enklare och bättre.
Jag förutsätter att det är ett SMD baserat kort.
Först gör du fanout på de noderna som skall ha fanout.
Topplagret är till för korta ledare maximalt 10mm (end to end) i första ledningsdragningsomgången.
Därefter routar man allt kritiskt.
Sedan så drar man all matningsspänning (om du inte lägger den i ett innerlager).
Sedan till sist så drar man allt annat.
I 1+3 lagerfallet så lägg all ledig kortyta till GND och gör ground plane fill och sprid viahål för att styva upp jordplanet.

Om du har tillgång till en autorouter så blir gången lite annorlunda.
Gör komponentplacering.
Starta routern, låt den jobba i max 2 timmar (ledarbredden är ganska ointressant).
Om den lyckas till >98-99% så duger komponentplaceringen, annars gå tillbaka till komponentplaceringen.
När detta är klart så kastar du all ledningsdragning, sätter upp rätt ledarbredder på alla nät, isolationsavstånd och alla andra begränsningar.
Därefter så routar du manuellt enligt ovan (stycket om manuell routing), eller så de första två stegen med routern, nästa två manuellt och avslutar med router och till sist städning av de sista ledarna manuellt.

Man vinner väldigt mycket på en bra komponentplacering. Ofta bidrar det till minskat antal vias (vior?) för signalledare, kortare ledningsbanor överlag. Jag brukar spendera säkert halva tiden med att få till en bra komponentplacering och då kommer de flesta möjligheter för ledningsbanor "visa" sig naturligt. Så mitt tips är att rotera, flytta och placera för att hitta bästa möjliga kombination.

Gällande 4 lagers så brukar jag köra top=signalledare, inner=GND, inner=VDD, bottom= ledare för hålmonterat och annat som inte får plats på top. Naturligtvis får man anpassa sig efter eventuella krav.

Jag upplever komponentplaceringen som det svåraste.

Det har hänt att jag har försökt göra ett kort från ett schema, och sedan får jag se ett annat kort som någon annan (uppenbarligen skickligare)
har CAD'at från samma schema och inser att det är mycket mindre och "tightare", då brukar det bli mycket ahaupplevelser hur saker är placerade.

Tar man den designen, gör ripup på all routing men behåller komponentplacering så kan man oftast routa kortet hysat själv,
men börjar man med att försöka placera komponenter själv så blir det ofta ganska svårt.

Det sura är ju att det är så tidskrävande, ska man flytta om komponenter i efterhand så kastar man ju bort mycket av det jobbet man redna gjort.

Glenn-> "Det sura är ju att det är så tidskrävande, ska man flytta om komponenter i efterhand så kastar man ju bort mycket av det jobbet man redna gjort."

Jupp, därför anser jag att det är en av de viktigaste punkterna man bör lösa innan man drar ledare. Har man en gedigen placering så är det ofta lättare att anpassa ledare för impedanser osv i efterhand, är man riktigt duktig behöver man inte heller ny stencil för nästa revision utan kan klara sig med att ändra ledningsbanorna. Så länge man inte missat småsaker naturligtvis. Ibland kan det även vara värt att lägga en 0402 footprint i serie med signalledare och i efterhand anpassa typ (ferrite,resistor etc). För USB och liknande är det ibland guld värt med en extra 0402 kopplad i serie.

Men hur gör man en bra placering utan att "provdra" en massa ledare? Är det bara "känsla och erfarenhet" som gäller eller finns det några bra tumregler?

Börja med allt som är "hårt" mekanik, kortkontakter osv.
Sedan så grovplacerar man de kritiska komponenterna (in och utgångar samt spänningsgenerering).
Därefter så stoppar man dit alla stora komponenter, till sist allt "grus" dvs övrigt som är helt okritiskt.
Sedan gör man test routningar, vrider på komponenter och testar igen.
Det är gången i stort.

Brukar använda Ratlines och prioritera ledarna i någon form. Ex: höghastighet-buss, låghastighet-buss, höghastighet enkel/dubbel, låghastighet enkel/dubbel.

Helt rätt, mycket kommer av erfarenhet och med det kommer även känslan. Tittar jag på PCB's gjorda för 4-5 år sedan så kan det ibland bli pinsamt och man ser direkt hur mycket bättre man kunde optimera och framförallt minska storleken på PCB.

Jo, så är det de första 10-15 åren av layoutarbete sedan börjar man att lära sig jobbet...

Tackar så mycket för svaren. Alltid intressant att få lite bra tips. Några fler funderingar som hade varit intressant att få höra lite mer om är hur ni andra helst tilldelar designatorer på alla komponenter.

Har ibland kört med att första siffran är sidnummer men har man över tio sidor schema blir det rätt många siffor. Annars om man kör så att alla komponenter tilldelas efter vilka värden osv så blir ju BOM listan snygg och fin ända tills men gör en uppdatering och lägger till någon komponent och man tappar strukturen. Eller finns det några andra bra alternativ?

En sista sak jag också skulle vilja få lite råd om är hur man bör tänka när det gäller pcb symboler. Bör man satsa på så få symboler som möjligt och återanvänds så fort de passar? Annars har ju kretstillverkarna ofta rekommenderade symboler men det slutar ofta med att man har en hel hög med nästan samma symboler för samma typ av kapsel. Hur mycket bör man specificera upp i symbolens namn ? Typ en SO-8 symbol, bör man ha med pitch och kapselns bredd eller ännu mer tro ?

Jag har aldrig brytt mig om strukturering av designatorer, alla sådana system skiter sig ändå i stort sett omgående.
För OM man skall ha en regel så skall den följas åtminstånde på 95-99% av allt man gör i annat fall så är det ingen regel och kommer bara att ställa till det förr eller senare.

Vad gäller symbolnamn så är det faktiskt skitenkelt, följ IPC-7351 den är inte perfekt men många timmars funderande ligger bakom.

http://landpatterns.ipc.org/default.asp

Brukar göra så att när ett PCB når första stadiet (prototyp oftast) så skiter jag i att lägga någon större tid på ordningen i bom-listan (listar C1,C2 etc). I den fasen är funktion och utvärdering av idé/produkt viktigare. När man sedan ska övergå till en riktigt provserie (ofta runt 100-tal PCB maskinmonterat) då ska även alla underlag vara kompletta och ordnade med angivna komponentnamn (modellnamn) och tillverkare, finns och tillåts alternativ ska detta också anges. För resistorer och kondensatorer anges ex 5% resistor- och 20% kondensator-tolerans överlag på hela PCB och är det några undantag anges detta i komponentvärde, ex: 1k/25V/0.1W/1%, samt en notering i bom-lista som uppmärksammar undantaget.
I detta skede får även alla underlag en revision för spårbarheten och för att legomontörer lättare ska kunna särskilja olika PCB-varianter i framtiden.

I schema-ritningar brukar jag sortera hålat med minsta kapacitans/resistans först för att sedan ta ytmonterat minsta kapsel (gruppera 0402, 0603 osv). Så en grupp med ex: 0402 börjar med minsta kapacitans/resistans. IC för logikkretsar, SW för brytare av olika sorter, TR för transistorer, D för diod osv. Dvs jag skiter i sidnummer och vilket "kretsblock" komponenter sitter i. Ofta kan man använda sökfunktionen i PDF:en annars får man väl öppna sitt Schema-program och kolla där.

Och jag kan bara instämma med limpan4all "alla sådana system skiter sig ändå i stort sett omgående.". Ett sättet att minimera omarbetning är som vi pratade om tidigare, grundarbetet. Planera och tänk om ett par gånger innan layouten till PCB/schema färdigställs, missar man några komponenter åtgärdas det i prototyp-fasen och när man sedan ska gå på provserie så ska helst de enda nödvändiga ändringarna komma från legomontören (breakout tabs, byte av komponent pga lätt att få överlödning osv).
Behöver man i vilket fall lägga till ett par komponenter anges detta längs ner i bom-listan och dessa är då undantagna all sortering, ex: kan de benämnas "C78 100k 0402" och "C79 4k7 0603" osv. Dels blir det lättare för legomontören att se ändringen och samtidigt programmera in dessa i maskin. De slipper ändra ordningen på befintlig uppsättning helt enkelt och lägger bara till.

Angående din fråga om SO-8 så brukar jag bara ha med SO-8. Men jag anger sedan i bom-listan tillverkare och komponentnamn. Skulle det vara oklarheter så kan montören enkelt hämta databladet (eller begära från mig) och säkerställa måtten för den SO-8 kapsel. Jag tycker det är lättare utan massa kludd som "SO-8_7x4mm_pitch:1.27mm".

Återanvända är guld värt. Mindre hantering av rullar hos montören. Ex: du behöver sätta ut några pull-up-resistorer och tänker sätta dessa till 47k. Du använder redan 100k på ett par ställen. Går det att köra 100k på alla dessa eller går det att köra 47k? Kan man använda samma motstånd så har redan där fått bort en extra artikel genom hela kedjan, från inköp, till lager, till montering osv. Ibland kanske man behöver 1k3 för någon feedback-koppling till en avancerad IC. Det sitter också 7st LED med 1k förkopplingsmotstånd, går dessa att ersätta med 1k3? Så har man även där tagit bort en extra artikel.

Ett långt inlägg med mycket text och jag hoppas det ger någonting. Kom ihåg att varje PCB-designer har sina egna vägar