Приветствую, Хабр!
В этой статье я приведу пример того, как достаточно эстетично можно исправлять ошибки, допущенные при разработке устройств. Идея у меня возникла после того, как я вносил некоторые изменения в Nintendo Switch, если вы понимаете, о чем я. В случае с консолью все относительно просто, так как наборы для доработки можно приобрести.
Для начала предыстория о Nintendo Switch. В интернете есть множество видео-инструкций «как», «что» и «для чего». Я объясню только смысл. На известном всем сайте можно купить набор гибких плат. Одна из них выглядит так:
В верхней части картинки материнская плата самой консоли. Ниже наша гибкая плата. Она имеет странную форму, несколько вырезов и контактных площадок. Если мы положим одну плату на другую (вторую на первую), то получится примерно следующее:
Весь смысл данной конструкции – взять сигналы от main платы и использовать их для своих целей. Как я писал ранее, гибких плат несколько. На второй плате есть и компоненты, например микроконтроллер. Именно для его питания на гибкой плате сделан вырез под два конденсатора с падами для пайки (помечено как 3.3V). Также сделаны несколько вырезов под резисторы – это сигналы. Точка пайки рядом с процессором – это вообще testpoint, который нужно зачистить от лака перед пайкой. То есть мы позиционируем плату и паяем необходимые точки. Идея и исполнение меня поразили!
Отступление окончено.
Как-то давно я исправлял ошибку в футпринте на микроконтроллер (напутал что-то с размерами). Было спаяно две довольно сложные платы с несколькими BGA на каждой, все завелось, а вот микроконтроллер не встал. Сделал переходную плату между неправильным корпусом микросхемы и правильным.
На эту платку запаял микроконтроллер, а весь этот бутерброд уже на основную плату. Кстати – это тоже один из вариантов, когда дешевле проще заказать переходную плату, чем утилизировать уже запаянные. Это был не релиз, а только макет для запуска, поэтому проблем не возникло.
Конечно, косяков лучше не допускать, но как быть, если проблема была найдена только на серии устройств? Естественно, что в следующей итерации платы все проблемы будут устранены, но как быть со спаянными?
Мне не единожды попадались платы серийных устройств, на которых кинуты проводники. Ниже на фото как раз такой пример. Плата с такими доработками стоит в Ethernet свитче. Забыли сделать подтяжки 4.7к – не беда.
Так вот, о главном. Возникла необходимость корректно сделать доработку на одной из разработанных плат. Было выпущено несколько образцов, которые должны пойти на тесты заказчикам, сроки поджимают, а компоненты уже быстро не купить (платы переделать и заказать не долго). Ошибки были найдены и устранены таким способом, чтобы протестировать устройство. На маленькой платке я разместил свои компоненты (которые забыл поставить на плату) и проводами все соединил. Работает, но заказчикам в таком виде отдавать нельзя.
И тут я вспомнил про Nintendo Switch. У меня есть несколько точек на плате, откуда нужно взять сигналы и подвести их к другим точкам платы. Если быть более точным, то мне нужно питание 5В, GND, сигнал с уровнем 3,3В и выдать его без инверсии с уровнем 5В.
Схему сделал на двух транзисторах. При разработке платы необходимо учитывать не только места для пайки, но и конфигурацию выводов, которые паять не нужно, а также все, что стоит рядом. Нужно понимать, что отверстия на переходной плате должны быть большего диаметра, чтобы учесть припой на контактах основной платы.
После того, как плата спаяна, накладываем ее поверх основной.
Все подошло. Можно паять.
Если сравнивать фотографию 6 и 10, то результат выглядит прилично. Первые десять устройств выглядят так, на остальных ошибки устранены.
Не допускайте ошибок на своих платах. Ну или качественно их исправляйте!
Спасибо за внимание и успехов!
Комментарии (33)
Spider55
04.04.2023 08:46+2Класс! Про нинтендо встречал эти штуки - ага. А вот проставка под проц - меня порадовала.
progchip666
04.04.2023 08:46+6Мне приходится вести постоянную борьбу с клиентами, объясняя им последствия поспешного запуска в серию Hardware устройств без должного этапа тестирования и опытной эксплуатации!
К сожалению далеко не всегда хватает на процесс убеждения терпения и сил. Неоднократно сталкивался с ситуациями, когда в итоге, порой через несколько месяцев, а иногда и лет бывшие несостоявшиеся клиенты потратив много времени и кучу денег возвращаются...
the_bat Автор
04.04.2023 08:46+5Доходит до абсурда, когда заказчик пытается исключить из сметы этап тестирования, как долгий, непонятный и затратный.
progchip666
04.04.2023 08:46+7Да что там тестирование. Многие не понимают почему надо для начала сделать небольшую серию и поставить на опытную эксплуатацию! Я уже не говорю о том что начинается когда заикаешься о том, что хорошо бы немного разориться на программу функционального самотестирования, и простейший стенд для тестирования серийной продукции и сервисного обслуживания!
В дальнейшем это выливается в огромные убытки и потерю репутации но почему то все раз за разом предпочитают набивать себе шишки на личном опыте!
Dimsml
04.04.2023 08:46+15
Вспоминается установка процессоров Xeon, предназначенных для Socket 771, в Socket 775 при помощи надфиля, наклейки и обновления BIOS.
svosin
04.04.2023 08:46+3Сейчас китайцы пошли еще дальше и делают бутерброды из ноутбучных процов и плат-переходников. Всё это дело даже не ставится в сокет, а вкручивается вместо него.
dragonnur
04.04.2023 08:46Есть ещё более далёкий вариант - в плату, близкую по конструкции к обычной, этот самый ноутбучник впаивают.
dartraiden
04.04.2023 08:46+2Вкручивается вместо крепления процессора к сокету (рамки), а не вместо самого сокета. Сам сокет к материнке припаян.
SergeyNovak
04.04.2023 08:46С пропиленными выемками все ясно. А что дает плата с дырочками вообще не улавливаю.
Arhammon
04.04.2023 08:46+1Меняет 2 или 4 пина местами, остальное просто отверстия для выравнивания.
104u
04.04.2023 08:46Только остальные отверстия не для выравнивания, а для того, чтобы контакты проца, где находится эта штука, тоже контачили с сокетом. А края этой штуки цепляются там, где контактов нет
Indemsys
04.04.2023 08:46+8Прокладки под непредусмотренные футпринты используем вполне штатно в серийных изделиях:
Теперь во времена дефицита без этого никак.
Да и тюнинг проводами в серийном изделии тоже не проблема
Если нет времени на проверки и перепроверки дизайна и лишние итерации. Но плату, конечно, надо делать с учётом возможных тюнингов. С опытом это приходит.
sav13
04.04.2023 08:46+1Какая будет стоимость исправления партии 1000 плат?
Исходя из того, что как минимум нужно еще дополнительный тест пройти, мультиметром ткнуться
kimstik0
04.04.2023 08:46+1Давно пользуюсь такой техникой жестких проставок/интерпозеров.
Единственная раздражающая мелочь - это трудноудаляемый флюс между основной платой и проставкой. Приходится при запайке зубочистку временно ставить. Но на производстве же не заморачиваются, говорят флюс безотмывочный :(
Arhammon
Гибкие платы, правильно, красиво на уровне технопорно. Жесткие тоже красиво, но есть небольшие вопросы к температурным расширениям. Единственное, что в реальной жизни все портит - это срочность и логистика. Проводок и резистор уже есть в практически любой точке планеты, а заплаточных плат нет...
the_bat Автор
По поводу температуры тоже думал, но материал один и тот же, но да, площадь разная. Провод и резистор мне не нравятся с точки зрения вибростойкости. А вот слово "заплатка" из Вашего комментария - это зачет!
Arhammon
Мне больше приходилось делать подобное в случае прогоревшей дырки в основной плате. А это обычно греющиеся силовые цепи, в таких случаях делал деформационные вырезы в местах крепления к основной плате. Полевик с охлаждением в плату физически не получится на проводке припаять, а всё остальное под лаком нормально и на проводах держится. Так что ЗаПлатка и правда многозначная и многофункциональная.
the_bat Автор
Спасибо за совет про вырезы, отличная идея.
VBKesha
Но верхняя плата греется компонентами на ней, а на нижнюю тепло поступает только через тонюсенькие ноги компонентов к которым она припаяна.
Но если не придираться то вряд-ли это вызовет какие либо последствия.
the_bat Автор
Это только в том случае, если есть чему греться )