Версия для печати темы

Автор: AVR Jul 20 2018, 07:45

Здравствуйте!
У меня на подходе сложная (по моим скромным меркам) плата, где три сотни мелких 0603 и даже местами 0402.
Все компоненты закуплены, плата скоро будет готова. И встал вопрос: где это всё запаять? С учетом, что есть 6 BGA корпусов.
Номиналов много, вероятность ошибки очень высока.

Посоветуйте грамотную контору в СПб, которая сможет запаять такую балалайку.

Вообще, кто как решает такие вопросы для своих опытных образцов?
Например, можно запаять BGA на заказ, а затем вручную медленно и вдумчиво сажать рассыпуху.

Стоит ли вообще доверять такую деликатную работу с опытным образцом сторонней компании? Как доказывать что запаяли неверно, а не ошибка схемы?

P.S.
А может паяльную станцию купить? Самую дешевую? Я в них не разбираюсь, просто чем мелочь эту клопиную паять?

Автор: _3m Jul 20 2018, 09:03

Что у вас паяльной станции еще нет ? Как вы живете-то без нее ...
У вас небось многослойка раз упоминается bga. Покупайте еще и нижний подогрев потому что многослойку без подогрева паять сущее мучение.

Автор: a123-flex Jul 20 2018, 12:12

0603 и 0402 хороший монтажник спаяет без проблем. Три сотни это очень мало - нормальному монтажнику это 2-3 дня работы. Были бы в Москве я бы Вас сосватал - я на электрониксе нашел парня, который спаял плату на 1500 компонентов и не ошибся ни разу (ну по крайней мере я не нашел), в Питере ищите сами, там монтажников должно быть больше. Ну и хороший монтажник Вам и bga поставит. Иначе отдать в любую приличную контору, которые в Питере тоже есть - гуглить отзывы. Цену считайте по трудоемкости - если вручную ~ 4 человека-дня, на автомате будет дороже)

Если нет опыта, и в паяльниках не разбираетесь, то для такой дорогой и ценной платы за 0402 и bga браться самому не рекомендую - запорете. Самая дешевая паяльная станция на такое дело не годится - имхо, минимальный комплект приличного инструмента стоит тыр 50, и нему ещё нужны правильные руки, а если покупать инструмент более комфортный - 150+ тыр. И опыт все равно нужен.

Доказать неправильную пайку можно рентгеном если повезет или boundary scan если не боитесь геморроя и Вы сразу додумались плату сделать тестопригодной (ну либо если Вам очень сильно повезло, и она сама такая получилась)))

Автор: Tpeck Jul 20 2018, 12:58

Резонит?
Несколько лет назад монтировал у них 4 платы, размеры были поменьше, но была и одна BGA CSG484, много 0402. Вроде особых проблем при запуске не было. BGA проверяли рентгеном.
PCB proffesional несколько лет назад оставило неприятное впечатление.

Если у Вас опыта монтажа нету или его очень мало, то лучше и не пытайтесь. КПД будет очень низкий, что монтажник за день спаяет вы будете неделю пыхтеть, будет куча залипонов, потрачена куча нервов...
Это все пройденный этап

PS но если заняться нечем, то можете попробовать.
PPS а паяльник все равно нужен будет. Неправильно запаянные кондесаторы/резисторы выпаивать и впаивать правильно

Автор: kovigor Jul 21 2018, 16:49

Имею огромный опыт пайки всего и вся. Вот разве что BGA не паял - нет такого оборудования. Из личного опыта. Lukey 852D+. 0805 паяются без проблем. 0603 - очень утомительно и трудно. Можно запаять десяток, не более того. И нужна соответствующая оснастка - мощная линза, минимум пятикратная, с хорошей подсветкой, на подставке, такой, чтобы эту линзу не нужно было держать рукой и чтобы ее можно было фиксировать на нужной высоте над платой. Имеющиеся в продаже линзы для этого непригодны, они почти все двух-трехкратные, поэтому пришлось сделать все самому. 0402 - даже и не пытайтесь. Не выйдет. Если не жалко глаз и нервов, можете попробовать запаять. Но лучше - не надо.

P.S. Есть у меня знакомый, так он в мобилках BGA перепаивал строительным феном с самодельным диммером. Сопло узенькое для фена скрутил из жести от консервной банки. Сейчас не те времена, можно купить настоящий паяльный фен. А тогда были с этим проблемы и он вот так выкручивался

Автор: aaarrr Jul 21 2018, 17:23

С микроскопом легко. Но нужен именно честный стереомикроскоп, а не лупа.

Автор: amaora Jul 21 2018, 18:33

Когда-то паял 0402 без оптики с помощью куска медного провода в нихромовой катушке Теперь, как-то перешел на 0603 как наименьший подходящий размер для ручного монтажа. Но я соглашусь, что лучше не надо самостоятельно, если такие вопросы возникают.

Автор: twix Jul 22 2018, 03:37

В Вашем случае плата реально простая. Вам надо купить китайскую паяльную станцию за 6000 рублей
и хорошую химию за 2000+ рублей.
А дальше настоящая развлекуха. Шприцем наносите пасту. Пинцетом раскладываете компоненты прямо на пасту.
И дуете феном. Самый кайф смотреть как паста плавится под струей горячего воздуха и детальки самопозиционируются
из за поверхностного натяжения припоя.
Попробуйте реально вставляет

Автор: MapPoo Jul 22 2018, 05:35

Можно еще предварительно плату залудить и приклеивать компоненты на остатки флюса... И также феном плавить залежунное...

Автор: a123-flex Jul 22 2018, 18:16

и с bga также ?


как раз китайская копия rma223 за 200 рублей мне очень даже понравилась

Автор: twix Jul 22 2018, 23:43

rma223 и тем более китайская химия это самое отстойное что можно придумать. Ни разу не стоит в разделе "хорошая химия".
Начинающему специалисту крайне не рекомендуется. Ну и по цене он сколько там флакон стомит рублей 100?
А я написал 2000. Чтобы не разочароваться в специальности монтажника и не запороть плату, начинать надо
с безотмывного BGA флюса который стоит 2К рублей и BGA пасты от 300 рублей за флакон.
Вот тогда вы получите удовольствие от пайки.

А rma223 мало того, что паяется скажем так не супер, так ее еще хрен смоешь, ни ацетон, ни стандартные спреи ее не берут.
Нужен обязательно вонючий как не знаю что Flux OFF. Но работать с ним, один пшик и вся квартира на 2 часа будет вонять.

Автор: dxp Jul 23 2018, 04:29

Смонтировать такую плату можно без проблем самому (для прототипов всегда так делаем), но для этого нужно иметь, как уже сказали, набор оборудования. Наш комплект:

1. Дозатор.
2. Компрессор.
3. Столик нижнего подогрева.
4. Фен.
5. Печь.
6. Стереомикроскоп.

Лично много раз собирал платы с BGA/0402/QFN/прочее. Один раз собирал плату с 5 BGA (0.8, 1 мм шаг) и порядка 150-180 0402 рассыпухи (в основном конденсаторы), но собирал сразу три экземпляра, ушёл полный день, это было тяжеловато, но всё получилось успешно.

На первом этапе кладём все три платы на специальную подставку (чтобы не елозили и удобно было их перемещать в поле зрения микроскопа). Почему сразу три за раз, а не по очереди - потому, что одна из самых трудоёмких операций - расстановка компонентов, и оптимальнее получается расставить конкретный номинал сразу на все платы, чем потом повторять эту операцию ещё два раза. Не утверждаю, что это выгодно всегда, но у меня были платы небольшого размера, плотные, мне было удобнее так.

Под микроскопом "наплёвываем" пасту дозатором, на все три платы с одной стороны. С этого момента прерываться можно сказать, что нельзя, т.к. паста сохнет, хотя если паста нормальная, то за несколько часов ничего плохого не происходит. Под микроскопом отлично видно весь процесс и его легко корректировать (например, дозу пасты, регулируя давление или время "плевка").

Затем самая кропотливая - трудоёмкая и долгая - операция: расстановка компонентов. Учитывая, что они очень мелкие, уже процесс их добывания из ленты не такой простой. Я эту операцию тоже делал под микроскопом - в кювету с низкими краями, аккуратно отдирая плёнку с ленты, высыпаешь компоненты. Для упрощения поиска компонентов на плате использовал PCB редактор - в нём подсвечиваешь все компоненты данного номинала для текущего слоя, видишь их количество, умножаешь на 3 и добываешь в кювету нужное количество. После этого аккуратно пинцетом ставишь на платы по очереди.

Одна оптимизация: если есть несколько номиналов, например, конденсаторов одного и того же типоразмера (у меня основной было 0402), то выгоднее сперва поставить более редкие номиналы - 10, 100, 1000 пФ, 0.01 мкФ и т.п., а наиболее многочисленный - 0.1 мкФ оставить напоследок. В этом случае, когда весь разнобой уже стоит, основную по количеству массу ставить уже просто - на свободные посадочные, подходящие по размеру и обозначенные как Cxx (конденсаторы, то бишь), тут не ошибёшься.

После установки одной стороны на всех платах идёт пайка. Можно, конечно, засунуть в печь, но я предпочитаю руками - это нагляднее, прикольнее - познавательно, и главное - вижу весь процесс и могу что-то подкорректировать по месту. Берём плату, ставим на столик нижнего подогрева и ждём, когда плата прогреется (несколько минут), потом наводим на неё сверху микроскоп (весь процесс под визуальным контролем) и в левой руке - фен, в правой - пинцет. Смотрим в микроскоп и дуём феном, начиная с левого края (хотя это без разницы, дело вкуса и привычки), наблюдая, как паста превращается в припой и компоненты "садятся" по месту. Местами бывает, что паста нанесена неравномерно, и компонент садится кривовато - тут его пинцетом можно подправить. В целом процесс этот занимает немного времени, и он не утомителен, а даже интересен.

После запайки стороны можно передохнуть, сделать перерыв, т.к. сохнущей на платах пасты нет. После процесс повторяется для второй стороны. Обычно, одна сторона более тяжёлая - там, где больше этой мелочёвки. Мелкие и даже не очень мелкие компоненты при пайке второй стороны не отваливаются - хорошо держатся на припое, главное - не дёргать плату, не стучать. За всё время у меня только один раз отвалился тантал в типоразмере D.

После запайки пассива и всего остального кроме BGA (иногда и разъёмов) подаём на плату питание и смотрим напряжения вторичных источников - то, что на BGA идёт. Если всё ок, то приступаем к установке BGA. В наших условиях и описанном процессе BGA ставили просто на флюс - FluxPLUS. Если всё сделать аккуратно, то ни разу проблем не было (проблемы были, когда у rework станции некие деятели сломали контроль термопрофиля), хотя, конечно, правильнее и надёжнее ставить на пасту. Но для прототипов, имхо, так тоже вариант. В общем, мажем посадочные флюсом, аккуратно ставим на плату и в печь. Печь, естественно, с термопрофилем.

При нанесении флюса важно, чтобы его было достаточно (чтобы он не испарился до фазы оправления), и чтобы его было не слишком много (чтобы микросхемы не всплывали). Способов нанесения флюса использовали два, оба успешно. Первый: ставим плату на столик с подогревом, намазываем на посадочное BGA флюс, ждём немного, чтобы он стал пожиже и дальше зубочисткой горизонтально водим по посадочному, оставляя небольшую щель между платой и зубочисткой - хорошо видно, как жидкий флюс за счёт смачивания тянется за "инструментом". Второй способ - нанести флюс на микросхему вровень с шариками - как бы получается доза автоматически (посадочное тоже нужно смазать как по первому способу, но флюса меньше - только чтобы смочить). Всё, аккуратно ставим BGA и в печь.

После отработки профиля и остывания как правило всё работает. Все косяки - это ошибки, как правило, или из-за неаккуратности, или потери внимания (это с монтажниками так бывало, когда сам лично себе собираешь, проявляешь тщательность - тебе ж потом с этим кувыркаться - и все получается сразу).

Автор: novikovfb Jul 23 2018, 04:52

Еще больший кайф - смотреть, как 0402 улетают под струей горячего воздуха в неизвестном направлении. Если учесть, что они обычно без маркировки - кайф будет вдвойне.

Автор: MapPoo Jul 23 2018, 05:46

А зачем включать ураганный режим? Куда торопимся?

Автор: dxp Jul 23 2018, 06:21

Имхо, об этом и имелось в виду, когда выше говорили, что если опыта совсем нет, то более-менее сложную плату сразу монтировать может выйти проблемно. Лучше на чём-то потренироваться. Если руки и тям есть, то там быстро приходит понимание и ощущение, как и что делать. Ну, а дальше выставить режимы работы оборудования - дело техники.

Автор: ikm Jul 23 2018, 06:24

У меня на Lukey852D+ на минимальном потоке, 0805 и SOT23 отправляет в космос на расстоянии до 5см.

Автор: twix Jul 23 2018, 07:50

Воот, для этого существуют широкие сопла

Автор: kovigor Jul 23 2018, 08:24

Странно, у меня такой же Люкей. Нет такого эффекта и никогда не было. При мин потоке даже самое тоненькое сопло ничего не сдувает ...

Автор: a123-flex Jul 23 2018, 14:00

видимо Вы не там пробовали) 200 руб


ну воопщето оригинальный efd я покупал за 1 тыр. Так что флюс за 2К рублей - это Вы слишком много кушать))


Вам видимо с подделкой просто не повезло. Впрочем, я согласен - новичку нужно начинать с нормальных материалов


+1

Автор: AVR Jul 23 2018, 14:21

Благодарю всех за проявленный интерес к теме, за отклики. Всё читаю, сведения интересны и важны. Продолжаю ждать доразводки и производства платы. Если заработает, хотя бы минимальный функционал, для меня новичка, это будет просто мега-прорыв, неделю буду от радости подпрыгивать и внезапно хихикать

Автор: rx3apf Jul 23 2018, 18:56

Страсти какие-то. Если зрение позволяет увидеть куда ставишь и руки не дрожат, то феном хоть 0402, хоть 0201 можно. С 0603 приятнее, конечно. 0805 можно и паяльником (хотя феном все равно удобнее). Главное поставить, и чтобы не сдуло (на хороших флюсах липнет и не сдувает, если со всей дури не дуть).

А вот BGA - уже нужен опыт, конечно.

Автор: Arlleex Jul 23 2018, 19:59

Может для кого открою особые джедайские навыки...
Паяльником от станции паял 0201, мелковато, но реально.
0402 вообще ходовые самые. 0603 там, где хочется побыстрее макет собрать.
0805 и выше - только в самых крайних случаях, когда меньше нельзя.
У нас тут одни жалуются, что "не можем милюзгу важу распаивать, мы не знаем ваших всяких QFN железнопузатых". Милюзга в их понимании это QFN, LQFP... Кошмар какой. Потренироваться - и поехали. Опять же они самые ходовые для меня, по крайней мере. Даже BGA484 и 676 тоже ручками и обычным феном. А товарищ мой еще и реболить их умеет одним пинцетом, при особой надобности
Так что действительно - страсти...

Автор: ikm Jul 24 2018, 06:44

Всё наверное зависит от условий монтажа, у меня такое бывало, когда настраивал устройство после пайки автоматом, те что паял сам (там припоя больше) двигаются, но не улетают. Сопло 5 мм, подача воздуха сбоку. Ну и наверное 5см, это я при увеличил, наверное где то 3 . Но при должной сноровке, улетают крайне редко.

Автор: a123-flex Jul 24 2018, 07:02

Вы не навыки открыли, а рекламу...компоненты чтобы мельчить нужно иметь серьезные основания - мобильник свой делать etc... Мелочь без причины...


Товарищ шары пинцетом выставляет ? Для этого нужна слабая голова и твердая рука)

Автор: Arlleex Jul 24 2018, 07:42

Ну не расставляет а доставляет плохо отреболенные И получается довольно хорошо. Но опять же, это когда прототипы делаем - когда в лабе что-то сделать надо. Для производства, естественно, не годится.

Автор: a123-flex Jul 24 2018, 09:09

Значит таки не одним пинцетом ?

Автор: Arlleex Jul 24 2018, 11:31

Это, скорее, была проверка на "могу/не могу". И смог. Тут просто, как я посмотрю, с 0402 сложности возникают, поэтому и привел пример для масштаба бедствий.


DDR3, BGA... В основном такое. Причина, думаю, очевидна.
Да на самом деле, если так подумать, сейчас все компоненты - микроконтроллеры, Ethernet PHY-и, всякие набортные памяти - да все что угодно уже по дефолту имеют мелкие корпуса. На плате под ними как раз с противоположной стороны расставляется SMD-обвязка. И как правило, там негде большие компоненты ставить... Тот же Microchip-овский Ethernet PHY - несколько десятков мелочи нужно расставить. При 0805 и 0603 уже довольно сложно при более-менее плотной компоновке

Автор: AVR Jul 25 2018, 05:51

А вот еще вопрос. Стоит ли сначала запаять всё мелкое, цепи питания. Проверить что цепи питания в норме (делители настраивают нужные уровни), что нет КЗ. И только потом лепить сложные BGA камни, которые стоят не дешево и достать их быстро никак. Это допустимый вариант стратегии монтажа?

Автор: aaarrr Jul 25 2018, 06:16

ИМХО, если есть сомнения, то цепи питания лучше проверить на отдельной плате. В лабораторных условиях BGA гораздо удобнее монтировать на пустую.
КЗ по цепям питания лучше проконтролировать до и после монтажа BGA - а то всякое случается

Автор: Gorby Jul 25 2018, 06:38

Налицо отсутствие опыта, и как следствие, стратегии.
Все стремные места на плате уже должны были быть отмакетированы и проверены на отладках, макетах, проводках.
Получаем на мега-плате набор уже отлаженных небольших узлов. Вероятность оживления платы вырастает.

Самая большая Ваша ошибка - изготовление ОДНОГО экземпляра. Всегда заказывайте минимум ТРИ.
Изготовляться они должны одним изготовителем за один раз. Никаких "сначала питание, потом БГА".
Всё паяется, как положено, вместе.

И конечно, отладка начинается не с подключения питания и маленького взрыва, а с тщательной прозвонки шин питания и прочих управлений.

Автор: _3m Jul 25 2018, 07:29

Причем прозвонить питание нужно еще на голой pcb чтобы потом не гадать это залепуха или дефект платы.
Во все цепи питания при проектировании платы следует вводить перемычки или места для порезов для отключения источников питания от потребителей чтобы можно было наладить питание не опасаясь за судьбу дорогих bga.

Автор: kovigor Jul 25 2018, 07:46

Никогда не забуду, как мы на старой работе сверлышком 0.4 мм. разрушали металлизацию в переходных отверстиях, для того, чтобы исключить вызванное ошибкой при разводке платы замыкание между слоями Как ни странно, в итоге все заработало ...

Автор: twix Jul 25 2018, 08:41

С цепями питания, как и с другими стремными местами, всегда ставлю в разрыв ferrite bead или 2..3 штуки нулевых сопротивления.
Это хорошо как по EMI соображениям, так и для отладки.
Паяете все без перемычек, запускаете питание. Убедились что все пучком, паяете перемычки.
У меня в прототипах сотни таких перемычек, но не только у меня, это в целом общая практика, китайцы тоже в заказных дизайнах их ставят тоннами.

Если перемычек нет, тогда да, на отдельной плате, но это не гарантия на самом деле.
Или паять BGA после источников питания, что не есть гуд, но лучше чем рисковать чипом.

Автор: segment Jul 25 2018, 08:45

Как подбираете номиналы таких ferrite bead? Побочные эффекты есть от такого количества "перемычек"?

Автор: AVR Jul 25 2018, 09:50

Всё уже давно отмакетировано, ничего нового в плате нет, просто повторение существующих отладок. Дело в сложности платы и кучи компонентов.


Процессора два, набора памяти два, всего основного по два. Плату закажу в двух экземплярах, но рассыпуха лишь на 1 комплект. Почему не три? А может ошибка в схеме, хотя проверяли тщательно, тогда лучше перевыпустить второй раз с исправлениями.

Рекомендацию понял, принимаю. Будем сразу всё паять, затем смотреть как пашет.


Да, будет и до и после проверка питания.


Кажется, не догадались так сделать. В следующий раз надо учесть.

Автор: twix Jul 25 2018, 11:31

У них есть несколько параметров, расчетный ток, сопротивление по DC и импеданс на 100MHz.
По току надо брать двойной запас, сопротивление по DC брать такое, чтобы максимальный ток в цепи не создавал падение
более 1% от номинального питания. А импеданс на 100MHz чем больше, тем лучше, но тут сразу вылезают габариты.

Поэтому, чтобы не заморачиваться, я ставил везде 6A FB размером 0805 с сопротивлением по DC mOhm.
Если нужно еще меньше, то просто поставить нулевые сопротивления.

У ferrite bead только один "побочный эффект" они по сути изолируют батареи конденсаторов слева и справа, но при этом существенно
снижают уровень выбрсов тока по цепи питания. Они для этого и созданы.
Поэтому когда Вы ставите их в разрыв, будьте готовы продублировать батарею конденсаторов с другой стороны источника питания.
Плюс этого решения в том, что вторую батарею можно и нужно ставить на сторое поторебителя, а цепь от FB которая стоит у источника
питания до потребителя практически не шумит, то есть здоровенный план питания по всей плате и не шумит.

Автор: dinam Jul 26 2018, 01:26

А как же возможное http://electronix.ru/redirect.php?https://electronix.ru/forum/index.php?act=attach&type=post&id=109118? Т.е. после каждой бусинки надо ставить 2-3 конденсатора, которые обеспечивают низкий импеданс в рабочем диапазоне частот. Плюс конденсатор приличной емкости с заданным последовательным сопротивлением (см. приложенный документ). Откуда у вас такое решение - ставить кучу ферритовых бусинок. Сами придумали или подсмотрели у производителей?

Автор: twix Jul 26 2018, 03:35

Платы Intel так делают, а также 100% RF дизайнов запитываются только через LC фильтр. Это широкораспространенная практика, которую Intel перетащил в цифровой мир.
Ну во всяком случае для меня. Я сначала удивился, потом стал разбираться, потом взял на вооружение.
Документ ваш какой то высосаный из пальца треш. Мы говорим об источниках питания с током от 1A и выше и батарее конденсаторов, самый минимум которой 100uF в керамике.
Ну какой резонанс на низких частотах? Ниже частоты SMPS источник питания сожрет все эти резонансы и не поперхнется...

Автор: dinam Jul 26 2018, 04:27

Хорошо, вот первая схема Intel которая мне попалась на глаза. Давайте обсудим конкретный пример. Страница 18 ферритовая бусинка L1203 и конденсатор C1208 образуют хороший колебательный контур не на низкой частоте. Импеданс такой цепи питания, как мне кажется будет большой в большом диапазоне частот. Цепь вроде неаналоговая. Питание тоже скорее всего от импульсного стабилизатора. Это попытка уменьшить проникновение помех от потребителя в шину питания или наоборот, сгладить пульсации напряжения на конкретных выводах? Мне кажется в данном случае есть немаленькая вероятность поиметь резонанс, особенно после прочтения вышевыложенного мною документа. Или Intel помоделировал потом проверил осциллографом во всех режимах, что резонанса нет и запустил в серию?
Хочу разобраться в данном вопросе. Т.е. для чего это делают для цифровых цепей и не боятся ли последствий (резонансов).

Автор: twix Jul 26 2018, 04:51

Мы можем тут 11 страниц нафлудить без толку. Возьмите софт spice моделирования, загоните туда модель цепи питания и проверьте все вопросы, в которых хотите разобраться.
Самый простой вариант LTSpice от Linear. Там штатных моделей Ferrite Bead от Wurth просто валом.

Автор: dinam Jul 26 2018, 06:24

Без проблем. Всё что я говорил подтвердилось. Может создать новую тему, в которой попытаться прояснить эти вопросы?

Автор: blackfin Jul 26 2018, 06:30

А почему нагрузка 100 Ом и конденсатор 0.1 мкф?

Речь же шла о токах нагрузки больше ампера и общей емкости конденсаторов 100 мкф.

Поставьте сопротивление нагрузки 1 Ом и набор керамических конденсаторов емкостью 0.01 мкф, 0.1 мкф, 1.0 мкф, 10.0 мкф в параллель и покажите частоту резонанса и добротность.

PS. И не забудьте учесть ESR конденсаторов.

Автор: dinam Jul 26 2018, 06:33

to blackfin
Похоже вы не до конца вникли в суть вопросов и не смотрели страницу 18 ранее выложенного документа. Я конечно не могу точно сказать потребление по этим выводам, но явно там не амперы

Автор: blackfin Jul 26 2018, 06:40

Ну, я смотрел начиная с этого:

Всю тему читать лениво, ибо пустое..

Автор: dinam Jul 26 2018, 06:48

to blackfin
Извините, но речь совсем не об этом. Вам лень скачать и посмотреть, а мне лень вам вам всё описывать, что сразу видно на схеме

Автор: blackfin Jul 26 2018, 06:51

Судя по напряжению 3,3 В, это цепь питания выходных драйверов LAN. Частоты там порядка 125 МГц. Поэтому резонанс цепи на 0,5 МГц роли не играет.

С другой стороны, от этого же источника 3,3 В могут питаться цепи с бОльшим потреблением и, как следствие, пульсации слева от индуктивности L1203 могут быть значительными. Но они тоже связаны с цифрой и поэтому имеют частоты больше 100 МГц.

Автор: Gorby Jul 26 2018, 06:57

Правильность симуляции ферритовой бусины выглядит сомнительной.
Это НЕ совсем индуктивность. А с большими внутренними потерями. И они зависят от частоты. Нормируется сопротивление потерь на частоте 100МГц.
Говорить о ярко выраженных резонансах я бы не стал. А на низких частотах они вообще мало влияют.

Автор: dinam Jul 26 2018, 07:10

to blackfin
Уже лучше Начинаю повторяться. Т.е. производитель изначально для каждого вывода проверяет, что на нем не будет частот которые попадают в диапазон с резонансом. Потом проверяет, что токи потребления на разных выводах могут иметь разные частоты, а значит появляются субгармоники. И т.д. И таких Г-образных фильтров с несколькими конденсаторами на этой схеме не один и не два. И для каждого всё надо проверять. И всё это ради чего? Я не понимаю зачем ставить ферритовую бусинку в подобных цепях, ведь из-за неё можно поиметь проблемы на ровном месте.
to Gorby
Я взял ферритовую бусинку в LTspice, производителя, которого мне посоветовал оппонент. Если вы считаете, что модели, идущие в комплекте с LTspice некорректные, то я тут с вами спорить не могу

Автор: blackfin Jul 26 2018, 07:21

Да не будет там никаких проблем. На частоте резонанса сопротивление индуктивности по абсолютной величине равно сопротивлению конденсатора. На частотах выше резонанса сопротивление конденсатора уже меньше сопротивления индуктивности. Но это именно то, чего мы хотим от LC-цепочки, которая стоит в цепи питания! Да, ниже частоты резонанса и на частоте резонанса эта цепь плохо подавляет помехи. Но в цифровой схеме спектр частот не имеет ярко выраженных низкочастотных максимумов. Подобный низкочастотный пик теоретически можно получить искусственно, передавая по внешней шине данных специфические пакеты данных. Например, можно N тактов подряд передавать по 64-х битной шине данных в SDRAM одни единицы, а потом N тактов подряд передавать одни нули.. И так 100500 раз. Но в реальности, такие пакеты на шине данных не встречаются, а потому низкочастотные резонансы маловероятны. К тому же, в цифровых схемах ток потребления связан с перезарядом емкостей затворов транзисторов и с перезарядом распределенных емкостей проводников, а все эти процессы успевают завершиться в пределах одного такта цифровой схемы.

Автор: Tpeck Jul 26 2018, 07:27

А почему надо бояться резонанса? Чем он опасен в пассивной цепи?

Автор: dinam Jul 26 2018, 07:38

Хорошо, зайдем с другой стороны. Вот, например, с линии питания пришла пульсация с размахом 1% от питающего напряжения. А на 500 кГц может запросто работать импульсный стабилизатор, что будет на выводах микросхемы? Смотри картинку.
Ещё раз спрашиваю зачем весь этот лишний геморрой? Минусов штук 5 могу сразу назвать из-за этой бусинки. А плюсы? И похоже это сделано специально и весьма грамотными специалистами, а значит какой-то плюс перевешивает все минусы.

Автор: blackfin Jul 26 2018, 07:48

Справедливости ради, на той схеме, что вы заставили меня скачать, после идуктивности L1203 стоят два конденсатора с суммарной ёмкостью 0,2 мкф, а потому резонанс LC-цепочки будет не на 0,5 МГц, а на 0,35 МГц..

Автор: dinam Jul 26 2018, 07:59

Подскажите, позиционное обозначение другого конденсатора, подключенного к этой же цепи. Да и непринципиален номинал конденсатора или их количество, если они одинаковые. Просто если воткнул ферритовую бусинку, то правильно надо делать. Как я уже писал в самом начале.
И я никого не заставлял. Если вы захотели поучаствовать, то хотя бы не поленитесь понять вопрос. Кстати на который я не получил ответа .

Автор: blackfin Jul 26 2018, 08:04

А, пардон. Со слепу подумал, что C1209 тоже подключен к L1203.

Ну, что же.. не буду вам мешать..

Автор: Tpeck Jul 26 2018, 08:22

Ответьте пожалуйста на следующие вопросы.
Чему равно выходное сопротивление импульсного источника питания?
Чему равно входное сопротивление ножки питания?
Как выглядит осциллограмма на выходе источника питания?

Автор: dinam Jul 26 2018, 08:56

Какая разница какое сопротивление у импульсного источника питания. Такие цепи расчитывают и моделируют соответствующими приложениями. Я, например, пользовался Device-Specific Power Delivery Network (PDN) Tool 2.0. Сейчас это уже Intel.

Не понял к чему это, на схеме она входит в резистор.

Тоже не понял, к чему это. Возьмите любой datasheet на импульсный преобразователь, там обычно приведены осциллограммы с нагрузкой в виде резистора. На выходе источника питания своя осциллограмма. На конденсаторах немного другая. На разных конденсаторах тоже разная. К чему вы клоните?

Автор: Tpeck Jul 26 2018, 09:30

Принципиальная.
Расчет любой АЧХ производится при детерминированных входных и выходных сопротивлениях.
Для того, чтобы привести корректные графики АЧХ той схемы, что используется у Intel, необходимо знать выходное сопротивление источника питания и входное сопротивление ножки микросхемы. Как вы их получили?



Для того чтобы понять как фильтрует цепочка, необходимо взять амплитуду гармонического колебания на выходе к его амплитуде не выходе. Из картинке которую вы привели выше не понятна какая амплитуда гармонического колебания на входе фильтрующего элемента.

Автор: EvilWrecker Jul 26 2018, 17:58

Как несложно догадаться мимо гуру-откровений про биды я пройти никак не мог - в связи с чем можно отметить следующее:

Биды годятся там где существует относительно низкопотребляющие, относительно низкочастотное потребители(относительно чего- ниже)- там они вполне уместны и решают свои задачи. Там где значительное потребление(старт от примерно десятка ампер) и высокие частоты эти биды не нужны и даром Все фокусы с напаиванием перемычек в параллель также годятся для относительно небольших нагрузок и/или если у вас VRM очень близко к нагрузке и/или у вас удачное соединение полигона в этом месте(не создается заметный IR drop в полигоне в области ботлнека). Задачи по ЭМИ биды могут решать сугубо конкретные в сугубо конкретном применении , а далеко не в любом.

Какие китайцы и в каких дизайнах?

первую часть пока оставим, а вот по второй однозначно можно сказать что если вы ставите такие 0805 везде то это мягко говоря дизайны в которых без разницы что ставить и нет никаких серьезных потребителей. Со здоровым процем/плис/гпу это не работает

Это полная чушь Если вы и приплетаете сюда интол, то нужно сразу оговариваться про задачи и конкретные места- нигде в здравом уме эта практика не является общей для произвольного случая, тем более в интоле. Гнать фейки не стоит - впрочем по уровня маразма они не переплюнут вот это:

Сможете доказать про 100% дизайнов и что это якобы интолы везде всегда ставят в любой цифре?

Сможете пояснить механизм как считается PDN performance с учетом бидов в лтспайсе? А то шибко интересно послушать

А теперь внимание
- в современной цифре крайне важен PDN impedance, да не просто абы как а в определенной полосе частот
- чем он ниже, тем лучше. Пытаться его увеличивать в любом месте любым способом есть маразм
- если в таком то дизайне начинает невменяемо "шуметь источник" и/или любой другой участок/участки PDN это прямо ни разу не означает что туда надо резко воткнуть биды

Жду гуру комментариев

Автор: twix Jul 26 2018, 18:23

Ваш пост на 95% провокационная чушь, цитировать и комментировать увольте, тратить на вас время не буду.
Я пишу то, что считаю важным и нужным, дело каждого пользоваться или идти своим путем. Мне плевать.

Автор: EvilWrecker Jul 26 2018, 18:37

То есть вы не можете ответить за свои слова и "аксиомы"? Ожидаемо Ну хоть за интел можете, уже неплохо

Отнюдь, вам совсем не плевать - с такой подачей пишут только те, кто хочет хорошо выглядеть в чужих глазах: в конце концов, какой же это "успех" если о нем не знают другие? Но вот что интересно, вы пишите что якобы 95% из моего предыдущего поста это "провокационная чушь"- а на что она все же провоцирует? И как распределились оставшиеся 5%? Или тоже не вывезете?

Автор: dinam Jul 27 2018, 01:13

Вы похоже троллите. И даже не поняли про что я вам писал в предыдущем посте. Про какой источник питания вы говорите? Он работает на самых низких частотах. Выше по частоте низкий импеданс обеспечивают разные конденсаторы, ещё выше распределенная емкость полигона питания. Цепь 3,3 В скорее всего рассчитана десятки ампер, поэтому импеданс будет десяток миллиом или даже меньше в очень большой полосе частот. Так зачем здесь знать точное сопротивление источника питания??? Про ножку я уже отвечал, смысла повторяться не вижу.
Я уже указывал. Надоедает писать одно и тоже, читайте внимательнее. И на скриншоте тоже указана - 0,033 В.

EvilWrecker
Несмотря на то, что мне не нравится ваша манера общения на форуме я рад вас увидеть в этом топике . Похоже только ВЫ сможете ответить на мой вопрос. Я вижу такое не только у Intel, но и у другого производителя с большим авторитетом для меня. В маломощных цифровых цепях питания(десятки миллиампер) на каждый вывод ставят по ферритовой бусинке и по одному-два конденсатора. Ведь просто так в схему не ставят 15 ферритовых бусинок. Правда микросхема аналогоцифровая.

Автор: dxp Jul 27 2018, 04:27

Бусины эффективно (вкупе с конденсаторами) давят "иголки", возникающие в цепях питания "цифры", оные "иголки" оказывают весьма нехорошее влияние на аналоговые цепи - например, ФАПЧи очень не "любят" такие эффекты, а чисто конденсаторная PDN с "иголками" справляется не очень. С другой стороны бусины имеют активный импеданс только выше определённой частоты (где-то > 10 МГц или около того, зависит от номинала бусины), где потери в специальном феррите бусины велики и энергия сигнала рассеивается в тепло, а вот ниже этой частоты импеданс бусины уже приобретает сугубо реактивный характер и образует с конденсаторами PDN резонансный конур (обычно в районе десятков-сотен кГц). Учитывая, что спектр потребления у схем бывает очень разный, это может привести к нехорошим последствиям. Причём одна и та же (аппаратно) плата может вести себя по-разному в разных контекстах - в одном ничего плохого, в а другом может "раскачать" контур, если нагрузка меняется с частотой, кратной (или близкой к кратной) к частоте резонанса контура, образованного бусиной и конденсаторами PDN. Никому такие сюрпризы не нужны, и для подавления этого эффекта, в частности, ставят конденсатор большой ёмкости (сотни мкФ) параллельно керамике с целью утащить пик резонанса в совсем низкие частоты и при этом внести в получившийся контур потери, чтобы задавить его добротность - как раз для этой цели хорошо подходят конденсаторы с большим ESR, т.е. лучше подходят, например, танталы, нежели керамика.

Конечно, необходимость ставить бусину возникает, когда питают аналоговые цепи микросхем от цифрового питания (как PLL или аналоговые части трансиверов). Ну, и как уже сказали, обычно эти цепи далеко не многопотребляющие - амперы через них не гоняют.

Автор: dinam Jul 27 2018, 05:10

Вы описали типовое применение бусинок. Которое постоянно используется, например, при питании FPGA. Я же спрашиваю про нестандартное применение. Для наглядности смотрите L1203 в ранее выложенной мной схеме.

Автор: dxp Jul 27 2018, 05:29

А чем оно не типовое по-вашему? Именно питают аналоговую цепь трансивера от цифрового питания - бусиной чистят от "иголок", без неё конденсаторы их не задавят. То, что не боятся резонанса на НЧ, так это, полагаю, они знают характер потребления этой цепи - например, оно ровное (у трансивера так и должно быть) и частота пульсаций на нём и близко не попадает на резонансный пик. А "иголки" убрали. В этом и профит. Как раз по прямому (типовому) назначению бусина и используется.

Автор: blackfin Jul 27 2018, 05:37

Там на схеме после L1203 выводы питания м/сх имеют обозначение LAN. LAN, помимо всего прочего, занимается ещё и приемом слабых сигналов ослабленных при передаче вдоль длинной линии (~300 м) с затуханием порядка 60 дБ и выше. Эти сигналы имеют амплитуду порядка сотен, а может и десятков микровольт. Соответственно, кто-то должен эти слабые сигналы усилить для их последующей обработки схемой. Это означает, что в состав схемы LAN неизбежно входит малошумящий широкополосный усилитель с коэффициентом усиления порядка 60 - 80 дБ и с полосой пропускания порядка 150 МГц. Очевидно, что для питания такого усилителя нужен источник чистого питающего напряжения. Так что, на мой взгляд, применение LC-фильтра в этой схеме вполне стандартное..

Автор: dinam Jul 27 2018, 05:43

Ну для меня типовое это хотя бы несколько конденсаторов после ферритовой бусинки. Но не один 0,1 мкФ на 4 ноги , да ещё и по разному обозванных. А почему не боятся резонансов тоже загадка, пульсации могут прийти и от цепи питания.

Автор: dxp Jul 27 2018, 06:54

Так тут просто фильтр от "иголок", там их энергия очень небольшая, хватает и такого фильтра, потребление и пульсации по этим цепям, возможно, такие, что хватает и 0.1 мкФ. Разработчикам виднее, куда что ставить. Например, от этой же цепи (VCC_3V3S) они питают кучу всего, в том числе и через бусину L1402, после которой стоит целая батарея конденсаторов, как вам и нравится , - очевидно, у этих питаний иные требования, вот они тут и расстарались. Почему не боятся резонансов - полагаю, что по той же причине: им виднее, возможно они знают характер пульсаций и проверили это на практике.

Автор: blackfin Jul 27 2018, 07:20

Важен, КМК, не только "характер пульсаций". "Характер пульсаций" характеризует источник питания (вместе со всеми подключенными к его выходу нагрузками). Но есть еще такой параметр как PSRR, который характеризует чувствительность потребителя к этим пульсациям.

Например, для типичного широкополосного усилителя ADA4932-1 зависимость параметра PSRR от частоты этих пульсаций выглядит так:
[attachment=113737:Screensh...10_43_40.jpg]

Из графика видно, что сам усилитель вполне успешно давит пульсации в диапазоне до 1 МГц. А вот более высокочастотные пульсации ~100 МГц он давит значительно (на 50 дБ) хуже. Потому и ставят LC-фильтр.

Автор: EvilWrecker Jul 27 2018, 09:06

Ну, надо все-таки отличать разговор с гуру от разговора с нормальными людьми- хотя конечно мне ваши соображения понятны

Мне кажется вам стоит посмотреть вот http://electronix.ru/redirect.php?https://emcfastpass.com/wp-content/uploads/2017/04/PDN_Ferrite_Beads.pdf бумагу, особенно стр. 17 и 20 Ну и сама бумага удачная весьма, рекомендую прочесть целиком. Далее, перед тем как прокомментировать остальные части хочется отметить что во многом(основа) ответили в своих последних нескольких постах dxp и blackfin - я целиком согласен с тем что в них написано.

Честно говоря не очень сам понял как определяется нестандартное применение(без сарказма), но раз уж зашла речь про плис и интолы- вы смотрели http://electronix.ru/redirect.php?https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/an/an583.pdf документ?
По поводу "подхода": повторюсь, если у вас имеется тот же шум/иголки в питании, нужно не бежать срочно ставить биды а узнать сперва наперво что является причиной Многие же как например подбирают питание под плис, мол "ну регулятор же дешевый и по току проходит с запасом- значит подходит" Как обычно ситуация чуть сложнее, но даже взяв какой-нить LDO относительно малошумящий можно http://electronix.ru/redirect.php?http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an101f.pdf проблему(та самая отсылка PSRR vs. frequency и связанные моменты), но вообще я чаще наблюдаю как люди кладут какой нить дремучий линейник который не работает с керамикой и ясное дело нагружают его керамикой А потом заливают это дело бидами.

Автор: Tpeck Jul 27 2018, 09:32

Я правильно понял, что вы на LC фильтр подали аддитивную смесь постоянки 3.3В и 0.033В амплитуды гармонического колебания с частотой 500 КГц, а на резисторе вы видите 3.3В постоянного напряжения и 0.3В амплитуды переменного напряжения?

Автор: dinam Jul 31 2018, 04:26

Спасибо за документ PDN Application of Ferrite Beads. Похоже это то, что надо. До страницы 13 всё понятно, а дальше не смог разобраться, не хватает знания английского. Также там начинается терминология СВЧ с которой я никогда не сталкивался после института.

Да это я сам придумал глядя на разные схемы, где после ферритовой бусинки цепляют несколько конденсаторов разных номиналов. Но не один на столько выводов, да ещё и конденсатор всего 0,1 мкФ. Документ прочел весь, ничего нового и полезного для себя не увидел.
В последнем документе, тоже все мне понятно и известно.

Сейчас разбираюсь с компонентом, у которого одно из питаний обозвано "Digital 1.2 V", но ВСЕ выводы подключены через индивидуальные ферритовые бусинки и 1-2 конденсатора. И больше эта линия питания 1.2 В нигде не используется. Получается что производитель пытается исключить взаимовлияние всех выводов, подключенных к этому этому питанию? Или боится что полигон будет шуметь, от помех, генерируемых этими выводами, и с него будет влияние на аналоговую часть?

Вы правильно поняли.

Автор: blackfin Jul 31 2018, 04:33

Для коллекции: http://electronix.ru/redirect.php?http://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ferrite-beads-demystified.html.

Автор: EvilWrecker Jul 31 2018, 08:35

Если возникают проблемы с английскими терминами конкретно с данной бумагой то могу порекомендовать начать читать этот http://electronix.ru/redirect.php?http://blog.teledynelecroy.com, со стартом в S-параметрах- ну и на самом деле жесткий СВЧ терминологии там еще нет

Если это так, то вы можете стартовать свои подходы к евалкам любого розлива(да и вообще любой борды) с определения того, сделано ли в данном конкретным случае "по-инженерному" или "по-индусски" Методология применения бидов это не rocket science и когда вы видите нестандартное(читай индусское) применение это значит что кто-то в лучшем случае отрабатывает зарплату- абсолютно не играет никакой роли, интол это, амд, квалком или др., такие явления одинаковы для любой крупной западной компании набирающей тела по Н1В. Что там говорить, посмотрите например SI/PI статьи с того же IEEE- это во многом тупой и малосодержательный пересказ статей таких же умников, которым обязательно надо опубликоваться в IEEE чтобы добрый забугорный дядя точно дал визу- и авторами полюбому будут либо индусы либо китайцы/вьетнамцы Короче говоря никогда не лишнее немного подумать и самому.

Автор: blackfin Aug 9 2018, 11:51

http://electronix.ru/redirect.php?https://www.edn.com/Home/PrintView?contentItemId=4460969.