AT32UC3A1xxx Power Recheneinheit

[WarChild]

Hallo, Ich habe mir vorgenommen, einen Prozessoreinheit zu bauen, die das gewisse extra hat. Die 16MHz sind für manche Annwendungen einfach zu langsam, 32MHz wären Ideal, aber dann bin ich auf die 32-Bit RISC einheiten von Atmel gestoßen. Die UC3 Serie ist speziele für Embeddet projekts vorgesehen und bietet maximale Power bei minimalem Stromverbrauch.

Da der TQFP100 Sockel nicht so handlich ist, habe ich vor mir eine Adapterplatine auf 2,54 Raster zu ätzen, wobei die notwendigste Grundbeschaltung bereits vorhanden sein soll.

Die 100Pins sind:
31Pins für PortA
32Pins für PortB
6 für PortsC
Rest ist USB, JTAG, Reset und Spannungsversorgung.
Auf dem Adapter sollen allerdings nur die GPIOs und zweimal Masse sowie 5V spannungsversorgung vorhanden sein.
Dadurch kann man bequem mit einer doppelseitigen 70*70mm Platine auskommen. Außenherum sind 4*18=72Pins. Spannungsregler, SPannungsstabiliesierung, ISP, USB und JTAG sind auf dem Bord selbst.
Ich schreibe in einem weiteren Threat weiter, da mein TExtfenseter wie sau herumspring und mich das nervt...

[WarChild]

[...] Fortsetzung

Im Anhang ist eine Preview meines Layouts.
Falls jemand von mir die Labrary für den AT32UC3A1xxx oder eine SMD USB-buchse haben möchte schribt einfach eine PM.

Kann sich vielleicht ein Guru das layout mal ansehen, und mir sagen, falls da irgendwelche struckturellen Fehler enthalten sind?
Alle Kondensator Werte habe ich dem Datenplatt entnommen.
Ich habe bereits eine Testätzung gemacht, und ich bin guter dinge, dass ich das so mit meinemLED-UV Belichter nd den 2,5€ Ätzschüsseln hinbekomme.

Ich bin offen für Fragen und ANregungen, aber natürlich auch Kritik.

Kann mir vlt. jemand sagen, warum dieses Besch***ene Textfenster nicht einfach unten bleibt, wenn ich längere texte schreibe???

mfg WarChild

[Besserwessi]

Da sind ziehmlich wenig Enkoppelkondesatoren dran. Vor allem sehe ich da keine dicht am µC / Spannungsregler und der Oszillator.

Mit der Spannungsbersorgung ist das auch so eine Sache: So wie gezeigt geht es wohl darum die schaltung per USB zu versorgen. Ganz normkonform wird das eventuell nicht wegen des Stromverbrauches. Wenn man die Schaltung auch von extern versorgen kann, sollte man eine Diode zwischen USB und Spannungsregler haben. Auch ist bei der Versorgung via USB evetuelle was zur Entstörung angesagt.

Sind die 2 mal 10 µF wirklich genug für den Regler ? Low Drop Regler sind zum Teil recht wählerrisch mit den Kapazitäten. Wenigstens vor den Regler sollte noch ein 100 nF Keramik als Abblockkondensator. Die Elkos brauchen wohl auch keine 35 V zu haben, 10 V sollten ausreichen bei einem Linearregler.

Die Masseleitung beim 32 kHz Quarz ist auch nicht gerade ideal. Die Kondesatoren sollten auf kruzem Wege zur µC Masse gehen. Wie schlimm das bei den nur 32 kHz ist, weiss ich aber nicht.

[WarChild]

Ich hänge mal den schaltplan an.

Ich hab 35V elkos genommen, weil es die waren, die bei reichlet erhältlich waren. und die beschaltung des Spannungsreglers entspricht der aus dem Datenblatt des reglers. Die 5V spannung der USB buchse sollte ich wohl noch durch einen jumper trnnen können, aber primär war geplant die spannung durch einen der Pins zu liefern.

Was ist mit Entkoppelkondensator gemeint? Aber die 100nF waren ein guter hinweis, hab ich total vergessen.

[Besserwessi]

Mit Entkoppelkondensator war Abblockkondensator gemeint.

Typisch sind da 10nF ..100 nF dicht an den VCC-GND Pins der schnellen Ics. Eine gut Erklärungs gibts hier :
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Abblockkondensator

[WarChild]

So, hab den Festspannungsregler mit 100nF gegen 5V entkoppelt, VDDIO an 5 stellen rund herum mit je 100nF entkoppelt und die Corespannung rchts und links ebenfalls mit 100nF entkoppelt. Wie viele der Kerkos ich nun tasächlich auflöten werde kann man ja noch anpassen. zumindest sind die pads dafür vorgesehen. Wenn ich mir das so ansehe, wird mir ganz schlecht beim gedanken das zu fertigen. Aber immer frohen mutes an die arbeit, weniger als eine Erfahrung von dem was man kann und wo die Fähigkeiten aufhören kann man nicht lernen.

Was ist so die feinste struktur, die ihr so selbst geätzt und gelötet habt?

Ich bin noch nicht ganz schlüssig, mit welcher methode ich den TQFP100 auflöten werde. Ob ordentlich verzinnen und dann mit sauglitze das überschüssige lot entfernen oder doch fuß für fuß.

mfg WarChild

[Besserwessi]

Mit dem Löten von so feinen Struckturen habe ich noch keine Erfahrung. Atzen geht normalerweise schon recht gut, wenn die Vorlagen gut sind. Zumindestens kann man auch die 12 mil Leiterbahnen ohne Probleme nutzen. Auch 10 mil Abstände gehen noch, kommen aber nur eher selten vor (Bahn unter SMD Widerstand größe 0805).

Ein Problem kann es aber sein feine Strukturen auf einer nicht ganz perfekten Platine zu löten.


Da fehlt wenigsten noch ein Kondensator dicht beim Qurzgenerator.

[WarChild]

schon hinzugefügt. (eine der wenigen stellen, wo auf dem top layer noch reichlich platz ist.)

Mein erster versuch, war leider mit neuer folie (sonst hatte ich immer pergament) und daher unterbelichtet. danach nochmals nachbelichten war wohl eher suboptimal, sodass die 100 feinen pads alle miteinander verbunden waren, aber eine trennung war zu erahnen. Alles andere sah aber wirklich perfekt aus. Ich mach morgen nochmal eine testätzng um die ideale Belichtungzeit herauszufinden, obwohl man bei einer guten vorlage eigentlich garnicht überbelichten kann.

mfg WarChild

[Besserwessi]

Noch ein Tip zu Fehlern in der Platine: Wenn man nach dem Entwickeln aber vor dem Ätzen kleine Fehler, z.B, durch Staub sieht, kann man den Fotolack auch gut mit einer Nadel lokal abkratzen. Das geht auch bei sehr feinen Struckturen noch.

[Gock]

Die Abstände der Pads bei diesem Package betragen nur 6mil, das ist schon eine Herausforderung für Suppentellerätzen. Vor allem, wenn man es danach noch löten will. Zur Kontrolle hilft eine gute Lupe.
Da man nie eine 100%ige Deckungg von Top und Bottomlayer hinbekommt, kann es nicht schaden, um die Durchkontaktierungen einen größeren zu Leiterbahnen Abstand zu lassen.
Gruß

[WarChild]

So hier mal ein kleines ergebnis nach dem Ätzen waren noch 16 brücken zwischen den pads, die sich aber leicht mit einem cutter öffnen ließen. Ich habe aber immernoch bammel davor meinen schonen 10,5€µC zu verbraten.

https://www.roboternetz.de/phpBB2/files/cimg3154.jpg
https://www.roboternetz.de/phpBB2/files/cimg3155.jpg

Mal sehen, ich könnte die Leiterbahnen auf der Unterseite nochmal verbreitern, denn da ist schließlich reichlich platz. Leider musste ich auf eine qualitativ schlechtere Vorlage für Bottom verwenden, da der copyschop typ beim bottom ausdruck eine skalierung drin hatte.

mfg WarChild

[thewulf00]

Also das ohne Lötstopplack zu löten, kannste grad vergessen. Da würde ich keinen so teuren IC (eigentlich gar keinen, also auch keine günstigen) für verschwenden.
Dann doch lieber eine professionelle Platinenherstellung mit Lötstopplack.

[Besserwessi]

Das löten wird schwierig. Etwa mehr zwischenraum wäre sicher sinnvoll.

Ein Lötstoplack hilft einem da aber auch nur wenig weiter. Bei den ganz feinen Struckturen ist zwischen den IC pins auch kein Lötstoplack mehr. Der Lötstoplack verhindert aber immerhin das man Zinn noch die Leiterbahnen entlang zieht.

Man sollte das Löten auf alle Fälle erst mal üben, z.B. mit einer alten Platine. Das sieht nicht so aus als wäre es was für Anfänger.

[thewulf00]

Zum Thema Lötstopplack:
@Besserwessi: Jetzt ist zum ersten Mal der Zeitpunkt gekommen, an dem ich Dir widersprechen muss. :D
Siehe hier (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=395463#395463).
Das war schwierig, aber ohne Lötstopplack wäre es unmöglich gewesen. Und der war sehr wohl zwischen den engen IC-Pins, denn sonst wäre er völlig umsonst gewesen.

[WarChild]

Ja also mein entschluss steht fest. Ich werd beim Layout die Pads des Ics genau so breit machen wie die Leitungen und die Leitungen auf der Unerseite verbreitern, vlt ne masefläche einfügen und dann mit löthonig auflöten.
Danke für eure zahlreichen Tips.

Alles in allem bin ich aber recht stolz auf mein bisheriges ergebnis, denn es ist erst meine 2. Platine, die ich gätzt habe. War sonst fleißiger "Lochrasterer" :-).

mfg WarChild

[thewulf00]

Nicht falsch verstehen, Warchild: Ich finde Deine Platine total cool. Sie ist komplex, und trotzdem super. Mal ganz davon abgesehen, dass Du Dich in die Köngisdisziplin der Löterei begibst... :)

[Besserwessi]

Der Lötstoplack wird zum Teil per Siebdruck aufgetragen, und da sind die ganz feinen Strukturen nicht mehr möglich. Trotzdem werden die feinen Struckturen benutzt. Man muß wohl nur genug und gutes Flußmittel benutzen. Gerade für Einzelstücke wird aber wohl auch für den Lötstoplack eine optischen Methode benutzt. Da könnte es auch für die feinen Zwischenräume reichen.

[thewulf00]

Ich habe keine Ahnung, wies gemacht wurde. Aber bei oben genannter Platine wäre der Lötstopplack sehr sinnfrei, wenn er nicht zwischen den IC-Pins/IC-Pads wäre.