Hallo Leute, Ein paar Leiterbahnen auf meiner Platine werden Ströme bis etwa 30 A aushalten müssen. Ich kann die Leiterbahnen aber nicht sonderlich breit machen (Cu Dicke 35 u). Meine Idee ist es die Leiter frei von Lötstopplack zu lassen und zu verzinnen. Kann man das machen? Erreiche ich damit 30 A? Danke Carsten
:
Gesperrt durch Moderator
Bringt kaum was, die Leitfähigkeit von Zinn ist viel zu schlecht. Kupfer-Drähte auflöten ist besser.
Ok Danke MaWin. Also aber doch erstmal ohne Lötstopplack. Es reicht doch, wenn ich in Eagle eine dicke Linie im Layer tStop bzw bStop über die Leiterbahnen lege?
Warum kannst du die Leiterbahnen nicht dicker machen? Laß die Platine mit 70 µm Kupferdicke fertigen. Das hilft schon mal.
Die Leitfaehigkeit von Zinn ist 16 mal schlechter. Alternativ gibt es 70um, 105um, 150um, 200um und 300um Kupferdicke auf Leiterplatten. Einfach mal den Hersteller fragen.
Sept Oschi schrieb: > Die Leitfaehigkeit von Zinn ist 16 mal schlechter Das heißt, wenn die Zinnschicht nur einen halben Millimeter dick ist, hat er nur noch den halben Widerstand der Leiterbahn. MaWin schrieb: > Bringt kaum was, die Leitfähigkeit von Zinn ist viel zu schlecht. Ich würde nicht sagen, dass die Widerstandshalbierung "kaum etwas" ist. ´Carsten H. schrieb: > Meine Idee ist es die Leiter frei von Lötstopplack zu lassen und zu > verzinnen. Kann man das machen? Erreiche ich damit 30 A? Das Verfahren mit verzinnten Leiterbahnen sieht man bei entsprechenden Anwendungen immer mal wieder und es hilft auch etwas. Aber davor würde ich dennoch über 70µ (oder dickeres) Material nachdenken oder Stromschienen. Ansonsten kann man ohne Glaskugel auch nicht sagen, ob in deinem Fall 30A möglich werden. Da du weder die maximale Leiterbreite, noch den zulässigen Spannungsabfall, noch die maximal tolerierbare Erwärmung angibst.
Verzinnte Leiterbahnen haben aber den Nachteil das bei starker Strombelastung und Erwärmung das Lötzinn schmelzen kann und so der vermeintliche Vorteil verloren gehen kann, mal von der Kurzschlussgefahr verflüssigtem Lötzinns ganz abgesehen. Kann passieren, muss aber nicht. Könnte also ein Risiko sein.
Sept Oschi schrieb: > Die Leitfaehigkeit von Zinn ist 16 mal schlechter. Nicht so übertreiben, der Faktor ist weniger als 8. Und bleihaltiges Lötzinn hat etwa 11% der Leitfähigkeit von Kupfer (IACS-Wert im Stannol-Datenblatt). Wegen der grösseren Dicke hilft Verzinnen also ein wenig, bei 10 x Cu-Dicke halbiert sich der Widerstand. Viel mehr kriegt man aber nicht hin. Gruss Reinhard
Michael S. schrieb: > Verzinnte Leiterbahnen haben aber den Nachteil das bei starker > Strombelastung und Erwärmung das Lötzinn schmelzen kann und > so der vermeintliche Vorteil verloren gehen kann, mal von der > Kurzschlussgefahr verflüssigtem Lötzinns ganz abgesehen. > Kann passieren, muss aber nicht. Könnte also ein Risiko sein. Wie heiß willst du die denn werden lassen, dass das bleifreie Zinn schmilzt? Da machen es auch die anderen Bauteile (sofern sie nicht runterfallen, wenn das Lötzinn schmilzt) und die Platine selbst nicht lang. Da sollte es nicht stören, wenn sich das Lötzinn auch verabschiedet ;-)
Hallo Jungs, Danke für die Diskussion trotz Herrentag! Mein Projekt ist ein brushless direct current motor controller (oder soll es mal werden :-) Ich glaube der Spannungsabfall kann da vernachlässigt werden. Die Erwärmung der Leiterbahn ist mir, solange die Bauteile nicht ausgelötet werden, auch egal. Die Platine mit dickerem Kupfer auszuführen kostet bestimmt ne Ecke mehr. Werde mal meinen Hersteller fragen. Hat auch mehr Gewicht. Kupferdraht auflöten gefällt mir momentan am besten. Danke und Gruß
Sogenanntes Dickkupfer ist wesentlich teurer, machen nicht alle Platinenhersteller und begrenzt zunmehend dann die minimale Strukturauflösung. Eine Mischform für zuhause wäre vielleicht Entlötlitze auf die Leiterbahnen fett aufgelötet. Ich habe es noch nie probiert. Probier es aus und berichte!! Würde mich auch mal interessieren. Zinn alleine ist jedenfalls eher witzlos. Heiße Platinen verziehen sich auch gerne. Die Leiterbahnen werden gewellt...
Solche Pfuschereien wie Drähte oder schlimmer Entlötlitze auf Leiterbahnen würde ich nicht empfehlen. Man ärgert sich am ende garantiert darüber. Ich selber habe Brushlessregler in der Leistungsklasse 40-60A entwickelt. Verwendet wurde dabei 2 Lagiges Material mit 70µm Kupfer. Damit kann man immernoch ICs mit 0,5mm Pinabstand verbauen und hat bei guter Leiterbahnführung keinerlei Probleme mit den Strömen. Die kosten für 70µm Material sind dabei nur geringfügig teurer als für 35µm. Viele Grüße, Marc
Abdul K. schrieb: > Eine Mischform für zuhause wäre vielleicht Entlötlitze auf die > Leiterbahnen fett aufgelötet. Ich habe es noch nie probiert. Probier es > aus und berichte!! Würde mich auch mal interessieren. Zinn alleine ist > jedenfalls eher witzlos. Weil? Warum ist eine Halbierung des Leiterbahnwiderstands mit praktisch 0 Kostenaufwand (wenn mit Welle gelötet wird) "witzls"? Die Draht oder Lötlizenlöterei find' ich da schlimmer. Wenn es hier nicht um Privatbastelei geht würde ich solche Sachen dringend vermeiden. Dann eben dickeres Material/ größere Leiterbahnen, notfalls größere Platine/ Stromschienen/ in der Platine verpresste Stromschienen (zugegeben teuer). Es gibt genügend vernünftige Möglichkeiten, da muss man nicht pfuschen ;-) Wenn es ein privates Bastlerprojekt ist, mag es anders aussehen.
Ich habe eine Option dargestellt. Mehr nicht. Macht was ihr wollt. 10A und aufwärts verlangt jedenfalls mehr als 70um Kupfer, außer man will endlos breite Leiterbahnen. Stromschienen sind natürlich optimal. Aber wie du schon sagtest: umständlich, teuer, schwer beschaffbar. Wenn man vorher dran denkt, kann man vielleicht das Layout dementsprechend optimal anlegen, sodaß die Schiene nur ein Stück Kupfer wird. Das dicke Verzinnen war früher bei Röhrenfernsehern gang und gäbe. Man findet es heutzutage auch noch in absolut billigen Baumarkt-Geräten. Ich würde sagen: Umso mieser das Gerät, umso häufiger vorhanden. Am besten ist einfach eine Vermeidungsstrategie: Leistungshalbleiter direkt ans Zielobjekt.
Abdul K. schrieb: > Ich habe eine Option dargestellt. Mehr nicht. Macht was ihr wollt. Aber auch unbegründet andere Optionen als schlecht dargestellt ;-) Abdul K. schrieb: > Das dicke Verzinnen war früher bei Röhrenfernsehern gang und gäbe. Man > findet es heutzutage auch noch in absolut billigen Baumarkt-Geräten. Ich > würde sagen: Umso mieser das Gerät, umso häufiger vorhanden. Würde ich nicht behaupten. Findet man u.A. auch in (guten/ qualitativ hochwertigen) PA-Endstufen, bei denen viel Strom fließt. Wenn auch eher 70µ+ dicke Leiterbahnen+ verlötete Leiterbahnen. Wobei das wie gesagt, bei entsprechendem Fertigungsverfahren mit keinem Aufwand verbunden ist. Und das bisschen Lötzinn wird sich preislich auch nicht wirklich auswirken (erst Recht im Vergleich zu dickerem Kupfer).
Doch, ich habe Erfahrung mit all den Varianten. Nur die Idee mit der Entlötlitze wurde bei mir noch nicht probiert. Die schwirrt mir aber auch schon zwei drei Jahre abundzu durch den Kopf. Daher weiß ich schon wovon ich rede. Mittlerweile gibts ja relativ leicht beschaffbare Metall-PCBs. Da ist das alles kein Thema außer dem Preis ;-) Bei Mainboards kann man sich billige effiziente Fertigungsverfahren absehen. Lieber nicht beim ollen Grundig reinschauen. Die waren was das Löten angeht, absolut kein Vorbild!! Oder wars Absicht?
Bei einer Hochstromanwendung hat sich ein Kollege mal von unseren Hydraulikern Kupfer"stangen" passend zur Leiterbahn biegen lassen, der Bestückung in die Hand gedrückt und im Ofen auf die Leiterbahn löten lassen. Die Platinen waren danach allerdings etwas verworfen, weil die Stangen sich beim Löten natürlich ausgedehnt haben ^^ Nur so zum Schmunzeln...
Carsten H. schrieb: > allo Leute, > > Ein paar Leiterbahnen auf meiner Platine Ein Stück?? > werden Ströme bis etwa 30 A > aushalten müssen. Ich kann die Leiterbahnen aber nicht sonderlich breit > machen wie breit?
>Möge jeder selber urteilen, wie relalistisch 0,3mm Lötzinn sind.
Aber bei vielen PC-Schaltnetzteilen wird es so gemacht!
Falk Brunner schrieb: > Siehe Leiterbahnbreite. > > Möge jeder selber urteilen, wie relalistisch 0,3mm Lötzinn sind. Ja, jemand (du?) hat seine Meinung in einen Artikel geschrieben, darum hat das natürlich absolute Richtigkeit. Ich schreib' gleich mal bei Wikipedia rein, dass mit jeder Haushalt in Deutschland monatlich 5€ überweisen soll. Mit der Argumentation wäre es auch unsinnig mehr zu zahlen um 70µ Platinen zu bekommen, auch hier nur 1,4 mal höhere Strombelastbarkeit. Wobei ich den Faktor 1,4 nicht vernachlässigbar finde, würde sich mein Kontostand über Nacht ver-1,4-fachen, fände ich das beachtlich. Zusätzlich sollte man noch bedenken, dass man die Widerstandsreduzierung über das Lötzinn nahezu gratis bekommt (was kosten ein paar g Lötzinn?), im Gegensatz zu der Erhöhung auf 70µ oder dem nachträglichem Auflöten von Kupfer. Bei letzterem muss man, professionelle Anwendung vorausgesetzt, noch jemanden dafür bezahlen, an den Platinen rumzulöten ;-)
Statt Leiterbahnen kurze gecrimpte Kabel bestücken lassen. So dass es halt nicht stört obenrum. Die müssen nicht sonderlich dick sein.
Falk ist unser Heißblut. Er hat aber immerhin einige Artikel geschrieben. Etwas Ahnung hat er auch!
Falk Brunner schrieb: > Siehe Leiterbahnbreite. > > Möge jeder selber urteilen, wie relalistisch 0,3mm Lötzinn sind. Also bei einer nachträglichen Verzinnung mit dem Lötkolben und der bewussten Absicht da möglichst viel Zinn aufzubringen halte ich bei Leiterbahnbreiten die man verwendet um da etwas Leistung drüberzubringen die 0,3mm für sehr leicht zu erreichen. HAbe es gerade mal spasseshalber an einer Proto-Platine ausprobiert die ich wegen einer Änderung am Layout dann doch nicht mehr gebracuht habe. Bei einer Leiterbahnbreite von 30mil/0,8mm was ja schon sehr schmal ist bekomme ich ohne weiteres einen Lötzinnauftrag von 0,8mm hin. Bei 100mil/2,7mm sind es 1,1mm und bei Leiterbahnbreiten von 195mil/5mm sind es 1,4mm Lötzinnauftrag. Natürlich muss dazu gesagt werden das die Schichtdicke nicht über den ganzen Querschnitt gleich ist, sondern eher einer flachen (halbierten) Ellipse ähnelt. Für Chemische und Galvanische Verzinnungsverfahren stimme ich aber zu. Da sind 0,3mm Schichtdicken wenn überhaupt, dann nur mit erheblichen Abstrichen zu erreichen - und schon gar nicht mit einem Standartsetup. Gruß Carsten
Was ist mit dem Fakt, dass sich beim Verzinnen auch die Wärmekapazität des Leiters erhöht und somit eine bessere Stabilität gegen Überhitzung erreicht wird (falls doch mal zuviel Strom fließt)? Gruß Carsten
@ Sni Ti (sniti) >Ja, jemand (du?) Ja. > hat seine Meinung in einen Artikel geschrieben, darum >hat das natürlich absolute Richtigkeit. Es hat insofern Richtigkeit, als dass dort, im Gegensatz zu den meisten Diskussionen, mal eine paar handfest Zahlen stehen. >Mit der Argumentation wäre es auch unsinnig mehr zu zahlen um 70µ >Platinen zu bekommen, auch hier nur 1,4 mal höhere Strombelastbarkeit. Was schon mal für Anfänger eine wichtige Information ist. Siehe oben. >Wobei ich den Faktor 1,4 nicht vernachlässigbar finde, würde sich mein >Kontostand über Nacht ver-1,4-fachen, fände ich das beachtlich. Das Problem ist, dass viele Anfänger/Bastler irrtümlich glauben, mit einer dicken Zinnschicht den Widerstand um einen großen Faktor X senken zu könnnen, schliesslich ist die Zinnschicht vielleicht 0,5mm, das Kupfer nur 0,035mm. Dieser Irrtum soll ausgeräumt werden. Nicht mehr, nicht weniger. >Zusätzlich sollte man noch bedenken, dass man die Widerstandsreduzierung >über das Lötzinn nahezu gratis bekommt (was kosten ein paar g Lötzinn?), You get what you pay for. >im Gegensatz zu der Erhöhung auf 70µ Was kostet 70um Kupfer im Gegensatz zu 35um? Konkrete Zahlen bitte. Das sind AFAIK ein paar Cent/dm^2 mehr für den höheren Kupferanteil, sonst nichts. > oder dem nachträglichem Auflöten >von Kupfer. Bei letzterem muss man, professionelle Anwendung >vorausgesetzt, noch jemanden dafür bezahlen, an den Platinen rumzulöten >;-) Wenn man keinen Platz hat und 20A über 2mm Breite führen muss, ist das die einzige Möglichkeit. MFG Falk
@ Carsten H. (ccp1con) >Was ist mit dem Fakt, dass sich beim Verzinnen auch die Wärmekapazität >des Leiters erhöht und somit eine bessere Stabilität gegen Überhitzung >erreicht wird (falls doch mal zuviel Strom fließt)? Dann spricht hoffentlich die Sicherung an! Die höhere Wärmekapazität hat praktisch kaum Nutzen. Warum? Im Normalbetrieb (Dauerbelastung) ist sie wirkungslos. Im Pulsbetrieb ist die Wärmekapazität des Kupfers praktisch ausreichend, sonst brennt so oder so was durch. Hab ich mal praktisch aufgebaut. Einen Pulsgenerator mit 2kV/6kA. Dort flossen ca. 1,5kA über relativ dünne Kupferbahnen, dünnste Stelle 2,5mm, beidseitig 105um. Der Puls war aber nur um die 0,5ms lang. Temperaturerhöhung dabei ca. 10K. Im Überlastbetrieb bei Kurzschluss könnte eine erhöhte Wärmekapazität ein wenig von vorteil sein. Aber auch hier ist noch genug Reserve nach oben ohne Zinn. MfG Falk
Abdul K. schrieb: > Falk ist unser Heißblut. Er hat aber immerhin einige Artikel > geschrieben. Etwas Ahnung hat er auch! Ich habe auch nichts anderes behauptet ;-) Und was die technische Auslegung angeht, stimme ich mit dem Artikel auch 1:1 überein. Es ist also eher eine "Meinungsfrage" ;-) Falk Brunner schrieb: > Das Problem ist, dass viele Anfänger/Bastler irrtümlich glauben, mit > einer dicken Zinnschicht den Widerstand um einen großen Faktor X senken > zu könnnen, schliesslich ist die Zinnschicht vielleicht 0,5mm, das > Kupfer nur 0,035mm. Dieser Irrtum soll ausgeräumt werden. Nicht mehr, > nicht weniger. Gut, insofern ist er auch informativ. Anfänger glauben viel irrtümlich, dennoch sollte man diese Möglichkeit nicht von vornherein ausschlagen. Wenn man die Parameter kennt und einen echten nutzen daraus zieht - warum nicht? >>im Gegensatz zu der Erhöhung auf 70µ > > Was kostet 70um Kupfer im Gegensatz zu 35um? Konkrete Zahlen bitte. Das > sind AFAIK ein paar Cent/dm^2 mehr für den höheren Kupferanteil, sonst > nichts. Bei Leiton 20% mehr. Bei einer Platine, die z.B. 30x40cm hat, macht das schon einen Unterschied. >> oder dem nachträglichem Auflöten >>von Kupfer. Bei letzterem muss man, professionelle Anwendung >>vorausgesetzt, noch jemanden dafür bezahlen, an den Platinen rumzulöten >>;-) > > Wenn man keinen Platz hat und 20A über 2mm Breite führen muss, ist das > die einzige Möglichkeit. Ich habe nie behauptet, dass man damit die Gesetzte der Physik aushebeln kann. Man kann ein wenig rausholen, Zauberei ist das ganze dennoch nicht. Wenn man durch intelligentes Motordesign bei einem 1,2L Kleinwagenmotor die 1,4 fache Leistung rausholt, wäre das enorm. Dennoch würde wohl niemand behaupten, dass der Motor dann Rennsport-tauglich ist. Ansonsten gäbe es auch hier andere Möglichkeiten (z.B. (verpresste) Stromschienen,..), die dann, zugegeben, recht teuer sind. Noch mal zum Abschluss; Ich behaupte nicht, dass Zinn auf den Leiterbahnen der heilige Grahl bei Hochstromanwendungen ist. Grundsätzlich tendiere ich bei entsprechenden Anforderungen auch eher zu stärkerem Kupfer. Dennoch kann man diese Möglichkeit im Hinterkopf behalten, falls es doch mal "eng" werden sollte oder man am Ende noch etwas Reserve aus dem Layout raus-kitzeln will.
Carsten H. schrieb: > (falls doch mal zuviel Strom fließt) Den Fall musst du ohnehin bei der Entwicklung einkalkulieren, z.B. bei einem Kurzschluss.
Angehängte Dateien:
-
4_mal_BLDC_controller.png
100 KB
Ich habe jetzt folgende Änderungen vorgenommen: + kleinere Motoren mit weniger Strom (dann fliegen wir halt nicht so schnell :-) + die Leiterbahnen für jeden Controller separat verlegt + Leiterbahnen auf 1,25 mm verbreitert und werde wahrscheinlich Verzinnen (dann kann ich besser schlafen) ? Optional CU 70 µm – soll nur 9,57 Euro mehr kosten (dann ist Verzinnen pos nicht nötig) Somit sollte sich Imax auf 7A (für max 60s) reduzieren lassen. Ich habe das Layout mal angehangen. Es ist aber noch nicht fertig! Controller #4 ist, was die Leiterbahnen für den Strom angeht , derzeit repräsentativ. Schaut mal bitte ob man das so machen kann. Kann man die Vias unter den MOSFETS lassen? Dankbar für jeden Hinweis. Gruß Carsten
Da ist ja noch eweig viel Platz für dickere Leiterbahnen, eine verdreifachung der Breite ist an den meisten Stellen kein Problem.
Was nützen "die meisten Stellen", wenn's an einer dann dünner wird? Naja ich könnte das Layout nochmal komplett umschmeißen und mit den Stromleitern direkt von den FETs wegfahren. Dann kann ich so breit wie nötig. Muß dann halt sehen, wei ich mit den Steuerleitungen klar komme.
Wenn man ein paar andere Signale ein bisschen anders routet, kann man auch die gesamten wichtigen Leiterbahnen dicker machen. Ansonsten bringt es natürlich etwas für den Gesamtwiderstand (damit Erwärmung, Spannungsabfall), wenn die Leiterbahnen an "den meisten" Stellen breiter werden.
Carsten H. schrieb: > Was nützen "die meisten Stellen", wenn's an einer dann dünner wird? > Naja ich könnte das Layout nochmal komplett umschmeißen und mit den > Stromleitern direkt von den FETs wegfahren. Dann kann ich so breit wie > nötig. Muß dann halt sehen, wei ich mit den Steuerleitungen klar komme. Wenns mal dünner wird ist das nicht schlimm! Das sieht man selbst bei professionellen Designs und geht manchmal gar nicht anders. Z.B. bei Transistoren in kleinen Gehäusen, die schon das eine oder andere Ampere schalten können.
Carsten H. schrieb: > Was nützen "die meisten Stellen", wenn's an einer dann dünner wird? Die breiten Bahnen werden nicht so warm und da Kupfer ein guter Wärmeleiter ist, wird die Wärme von den Engstellen gut abgeleitet. -> Engstellen kurz machen
Ok verstanden. Was ist mit den Vias unter den FETs und auf den Pads? Kann man das machen oder gibt das irgednwelche Probleme beim Vertigen?
Carsten H. schrieb: > Was ist mit den Vias unter den FETs und auf den Pads? > Kann man das machen oder gibt das irgednwelche Probleme beim Vertigen? Da du vermutlich von Hand lötest: kein Problem. Nur wenn per Reflow gelötet wird, könnte es in der Fertigung Probleme bekommen (Lötzinn verzieht sich in die Vias). Aber dem Platinenfertiger ist es recht egal, wo du deine Vias machst ;-)
> Was ist mit dem Fakt, dass sich beim Verzinnen auch die Wärmekapazität > des Leiters erhöht und somit eine bessere Stabilität gegen Überhitzung > erreicht wird (falls doch mal zuviel Strom fließt)? Na ja, das Lötzinn tropft ab 280 GradC ab und bildet mit den Nachbarbahnen einen Kurzschluss, die Kupferfolie fängt erst bei 750 Grad an aufzuglühen und Verwerfungehn durch sich-Längen zu zeigen. Ich befürchte, in der Summe geht das positiv für unverzinnte Leiterbahnen aus.
MöchtegernMaWin schrieb: > Na ja, das Lötzinn tropft ab 280 GradC ab und bildet mit den Dann löten sich aber bei unverzinnten Leiterbahnen auch die Bauteile aus. Steht auch schon weiter oben. > Nachbarbahnen einen Kurzschluss, die Kupferfolie fängt erst bei 750 Grad > an aufzuglühen und Verwerfungehn durch sich-Längen zu zeigen. Nein, die Platine nimmt thermisch schon viel früher Schaden. Wann genau kommt wohl auf die verwendeten Stoffe an. > Ich befürchte, in der Summe geht das positiv für unverzinnte > Leiterbahnen aus. Mit an den Haaren herbeigezogenen Argumenten; ja.
Abtropfendes Lötzinn halte ich für unwahrscheinlich. Das haftet schon gut, das Gewicht sehr begrenzt. Das mag bei sehr hohen Beschleunigungswerten anders aussehen. Die Bauelemente löten sich vor allem zuerst aus, da dort die meiste Wärme entsteht und Wärmeabfuhr vor allem durch die mögliche Kühlfläche charakterisiert ist.
[zensiert :)] Ja, ich habe schon Platinen mit oxidierten, rot verfärbten Kupferleiterbahnen gesehen, die sich zwar abgelöst hatten, aber noch den Strom leiteten, weil sie an den Lötpunkten nicht abgeschmolzen sind, und ich habe schon Leiterbahen gesehen, bei denen das Lötzinn flüssig wurde und die senkrecht stehende Leiterbahn ablief, ohne daß die eingelöteten Bauteile keinen Kontakt mehr hatten, weil Lötstellen meist die Wärme besser abführen können als dünne laänge Leiterbahnen.
Ihr solltet einen neuen Thread aufmachen - MaWin vs SniTi. Also meine Fragen sind beantwortet, danke dafür, kein Grund für weitere Grundsatzdiskusionen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten