Присядем на дорожку
Перед пайкой надо подготовиться — и не лишь морально (КЭП MODE ON):
- Открыть мануалы (крик с галерки: «Мануалы не открывают, их курят!»).
- Нарисовать схему в Sprint Layout (недовольные возгласы: «фууу! Прошлый век! Орел рулит!»).
- Распечатать и перевести схему по технологии ЛУТ (истерика: «Тру-пацаны используют фоторезист!»).
- И, наконец, вытравить — персульфатом аммония.
1. Мануалы: где брать, что читать
Где брать? В первую очередь, разумеется, на официальном сайте st.com [1] (вкладка «Design Resources»). Сначала нас будет интересовать лишь «Product Specifications» (aka даташит) и «Reference Manual» (сокращенно RM — мануальчик… почти на 800 страниц) — смело их скачиваем.
Для планшетов и прочих андроидов советую приложение ST MCU FINDER. Через него можно найти любой STM, скачать любые доки: от аппнотов до ерратов (формат pdf).
Раскурку начнем с мануала потоньше — даташита (который, напомню, «Product Specifications»). Схему нашей козявки (STM32F030F4P6) можно посмотреть на странице 27
Примерно там же можно найти подробное описание каждой ноги. Сейчас это необязательно (хотя для интереса можете и почитать), достаточно и картинки. Что мы из нее видим:
- На 1-м выводе расположен BOOT0 — забегая вперед, в режиме прошивки на нем должен быть высокий уровень. В обычном состоянии он подтянут к земле резистором порядка 10k.
- На 4-м выводе у нас RESET. В обычном состоянии — подтянут к питанию.
- На 5-м — VDDA. Источник опорного напряжения АЦП. Должен быть не меньше VDD (16-й pin). Объединяем выводы 5 и 16.
- На 15-м — VSS. Земля.
- На 16-м — VDD. Питание (не более 3,6 В). Как упоминалось, объединяем с 5-м выводом.
- Остальные — порты ввода/вывода с разными полезными доп. функциями.
Покурили мануалы — и хватит. А то с непривычки голова будет болеть. Что там у нас дальше?
2. Sprint Layout
Итак, камень идет в 20-лаповом корпусе TSSOP-20. Кому-то привычней рисовать все детали в вручную, а для лентяев вроде меня dcoder в свое время выложил готовый макрос [2]. Рисовать общую схему не буду, она проста, как две копейки. А вот пару хинтов Sprint Layout упомянуть следует (смотрим врезку к статье [3]). Здесь представлю сразу результат (само собой, lay-файлик прилагается):
Краткие пояснения:
- Выводы NRST и BOOT0 подтянуты резисторами на 9.1 кОм к питанию и земле соответственно.
- Для экономии места на плате и удобства разводки VSS и VDD вынесены отдельно.
- На VDD подается напряжение 5V (например, от usb), которое на стабилитроне BZV55C3V3 понижается до 3,3V.
- Перед стабилитроном стоит токоограничительный резистор на 50 Ом — ИМХО, он тут лишний, но пусть будет.
- Между питанием и землей (справа) стоит фильтрующий конденсатор.
- Типоразмер конденсатора и резисторов — 1206.
- Разъемы — pls.
В результате получается что-то такое:
Чем так угажена плата, спросите? Это я в первый (и, надеюсь, в последний!) раз в жизни затестил «жидкое олово». Может, пожадничал/недодержал/передержал, но желание лудить таким способом отпало напрочь… даже канифоль смывать не стал. Лучше уж буду лудить по-старинке, жалом паяльника. Расстроился, приклеил на обратную сторону бумажку, стараюсь теперь не переворачивать:
Но мы отвлеклись, тут все-таки речь про Sprint Layout. Усложним схемку, сделаем ее более удобной и автономной:
Слева направо: тактовая кнопка сброса (резет он и в Африке резет), подтягивающие резисторы от NRST и BOOT0 по 9.1 кОм, два переключателя DS1040-01RN, по центру платы — разъем под дисковую батарейку CR2032, справа фильтрующий конденсатор. Ну и pbs-панельки, чтобы было куда втыкать (лучше делать несколько рядов). Результат получился лучше (см. ниже). Начинаем ЛУТить и травить.
3. ЛУТ и травление
Фотографировать утюг и принтер я не буду. В самом деле, что, вы утюга никогда не видели? 🙂 Распечатали, выкинули (потому что забыли отзеркалить), распечатали снова, обезжирили плату, перевели на нее схему…. А теперь нам понадобится скотч. Равномерно наклеиваем его на плату и хорошенько разглаживаем:
Цель — избавиться от этих ужасных прожилок, что остаются после глянцевой бумаги. А заодно проверим качество ЛУТа. Аккуратно сдираем скотч, на нем остается такой вот рисунок:
По этому рисунку не лишь хорошо видно, где глянец не сошел полностью, но и легко понять, куда плохо лег тонер. Берем маркер, закрашиваем огрехи — теперь точно нигде протрав не будет!
Видно, что дорожки теперь чистые, без белого налета на ваших зубах, впечатление портят лишь следы, оставшиеся после скотча. Что с ними делать? Хорошая новость — ничего. Этот клей никак не мешает травлению персульфатом (с хлорным железом сложней — может и не вытравиться), так что смоем его потом, вместе с тонером.
Травить будем персульфатом аммония. Да, многие его не любят. Да, протравы не редкость. Да, это вам не хлорное железо, нельзя просто так бросить плату и уйти на часик заниматься своими делами. Но есть главный плюс — скорость травления. Ну и еще однокомпонентность — кроме него и воды ничего не надо. Пока травлю, мне нравится. Для нашего случая хватит чайной ложки на треть стакана воды:
Вода должна быть горячей (но не крутой кипяток, идеально — вода из кулера). Плата в стакан не поместилась, так что перелил раствор в другую емкость:
Особенность в том, что просто так оставлять нельзя — вода остынет, после чего травление затянется на несколько часов и привет, подтравленные дорожки! Потому садимся поближе к плате, берем в руки ложечку (пластиковую) и начинаем водить ей по поверхности платы. Ну или автоматизировать: пузырьки, вибраторы или какая-нибудь струйная травилка должны дать аналогичный результат. Как и подогрев. После минут 5-6 плата становится такой:
Ещё минут 6-7, потом отмывка — и вот результат!
Теперь лудим и паяем. Здесь я эти процессы рассматривать не буду, просто отправлю, например, сюда [4]. Результат:
Обратная сторона:
Вот у нас и получились первые полигоны для испытаний, можно начинать прошивку!
Список литературы:
1. http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1574/LN1826/PF258968?s_searchtype=partnumber#tabHeader-2
2. http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?p=113405#p113405
3. Курс по SprintLayout
4. Видео по пайке
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
Первая плата
МК STM32STM32F030F41
СтабилитронBZV55-C3V31
Резистор SMD 12069.1 кОм2
Резистор SMD 120650 Ом1
Конденсатор SMD 12060.1 мкФ1
Разъем PLS-401
Тактовая кнопка SMD1
Вторая плата
МК STM32STM32F030F41
Переключатель DS1040-01RN2
Тактовая кнопка SMD1
Резистор SMD 12069.1 кОм2
Конденсатор SMD 12060.1 мкФ1
Разъем BLS-401
Батарейка CR20321
Разъем под батарейку CR20321
Добавить все
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- STM32F030F4P6_v3.lay6 (44 Кб)
- STM32F030F4P6+BAT_new.lay6 (45 Кб)