Forum: Platinen Spannungsfestigkeit von Footprints


von Max (Gast)


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Hallo zusammen,
ich hab ein problem.

Ich soll für einen Kollegen ein Platinenlayout erstellen um 
HV-Wiederstände zu testen.
und zwar aus der KTR Serie von ROHM.

in dem Datenblatt steht unter anderem

PartNo  Size       limiting  Maximum
        inch       element   Overload
        Voltage    Voltage
--------------------------------------------
KTR03  0603        350        500
KTR10  0805        400        800
KTR18  1206        500        1000
KTR25  1210        600        1200

ich soll nun zwei Widerstände der KTR18 oder KTR25 in Reihe 
(letztendlich als Spannungsteiler) an 1000V anschließen.

in Datenblättern von "normalen" Widerständen steht
Size  limiting  Maximum
inch  element   Overload
      Voltage    Voltage
--------------------------------------------
0603    75        150
0805    150       200
1206    200       400
1210    200       400

ich vertrette den Standpunkt, das die Spannung überschlägt(früher oder 
Später) und zwar, weil die Pads des Footprints zu nah zusammen liegen.
er ist der meinung, wenn im Datenblatt steht das die 1206er Widerstände 
500V aushlaten, dann auch der Footprint. auf die Frage warum dann der 
1210er Footprint eine höhere Spannung aushält, wo der fotprint doch nur 
breiter ist, bekam ich als antwort das hat was mit der leistung zu 
tun....

dannach habe ich zwei verschiedene Tools benutzt um den 
Leiterbahnabstand (nach IPC-2221A) auf Platinen zu ermitteln (B2 - 
external Conductors, uncoated, sealevel to 3050). bei denen kam raus, 
das man für 500V einen mindestabstand von 2,5mm einhalten soll, und bei 
2,2mm (padabstand footprint) eine spannung von 440V anlegen kann.

Wie und wo kann man das den nun nachlesen wie hoch die 
Spannungsfestigkeit von Footprints ist? oder nach welchen kriterien der 
abstand bemessen wird ?


Danke
Max

von Hauspapa (Gast)


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http://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabstände

Wer mit 1000V spielt sollte von Luft und kreichstrecken, 
Verschmutzungsgraden und Überspannungskathegorien schon einmal etwas 
gehört haben.

schön vorsichtig bleiben
Hauspapa

von Falk B. (falk)


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@ Max (Gast)

>und zwar aus der KTR Serie von ROHM.

Hmm.

>ich soll nun zwei Widerstände der KTR18 oder KTR25 in Reihe
>(letztendlich als Spannungsteiler) an 1000V anschließen.

Naja, das prüft nicht soo viel.

>ich vertrette den Standpunkt, das die Spannung überschlägt(früher oder
>Später) und zwar, weil die Pads des Footprints zu nah zusammen liegen.

Das ist eine Möglichkeit. Eine weitere ist ein Überschlag im Bauteil. 
Denn diese Widerstände bestehen aus einem Keramikkörper, auf den eine 
leitfähige Schicht aufgebracht ist. Je nach Verfahren kann das ein 
Mäander sein, dessen Bahnen SEHR eng zueinander liegen. Dort kann es 
einen Überschlag geben.

>er ist der meinung, wenn im Datenblatt steht das die 1206er Widerstände
>500V aushlaten, dann auch der Footprint.

Ist nicht zwangsläufig so. Es gibt auch MOSFETs, dort hält der IC 200A 
aus, das Package aber deutlich weniger.

> auf die Frage warum dann der
>1210er Footprint eine höhere Spannung aushält, wo der fotprint doch nur
>breiter ist, bekam ich als antwort das hat was mit der leistung zu
>tun....

Käse.

>das man für 500V einen mindestabstand von 2,5mm einhalten soll, und bei
>2,2mm (padabstand footprint) eine spannung von 440V anlegen kann.

Kann schon sein.

>Wie und wo kann man das den nun nachlesen wie hoch die
>Spannungsfestigkeit von Footprints ist?

Keine Ahnung.

> oder nach welchen kriterien der
> abstand bemessen wird ?

Luft- und Kriechstrecken, CTI, Verschmutzung bzw. 
Oberflächenbeschichtung oder gar kompletter Verguss.

von Tom K. (ez81)


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von Reinhard Kern (Gast)


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Max schrieb:
> in dem Datenblatt steht unter anderem

Du musst dir darüber klar sein, dass sich solche Angaben nur auf das 
nackte Bauteil beziehen - nicht auf die Leiterplatte und somit auch 
nicht auf einen eingelöteten Widerstand, da gelten ganz andere 
Richtlinien = grössere Abstände. Da kommst du nur drum herum, wenn du 
unter dem Chip zwischen den Pads einen Schlitz in die LP fräst.

Gruss Reinhard

von Max (Gast)


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aha,
@ Hauspapa
=> leiterbahnabstand nach ICP-2221A nach B2 ermittelt, dachte damit wäre 
klar das ich davon schon mal was gehört habe, aber das bezieht sich halt 
auf Leiterbahnen...
für die Schutzklassen bleibt "nur" klase II über und die Isolierklasse 
ist I ggf II.
überspannungskategorie tjo - wohl keine.

@  Tom K.
ja das hab ich auch schon gefunden, das von Johanson Dielectrics, die 
haben getestet. Aber ich bin auf der Suche nach einer Norm / Richtlinie

@  Reinhard Kern
ja das war mir klar, das sich das auf's beuteil bezieht, bzw die 
"normalen" wiederstände bei 500Vdc bzw 1000Vdc wegbrutzeln.

Reinhard Kern schrieb:
> nicht auf die Leiterplatte und somit auch
> nicht auf einen eingelöteten Widerstand, da gelten ganz andere
> Richtlinien = grössere Abstände. Da kommst du nur drum herum, wenn du
> unter dem Chip zwischen den Pads einen Schlitz in die LP fräst.

und genau diese Richtlinie / Norm suche ich.
Wie heißt die.

Max

von Reinhard Kern (Gast)


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Max schrieb:
> und genau diese Richtlinie / Norm suche ich.

Ganz nach Geschmack VDE110 oder MIL Std 275B und noch ein paar andere. 
Das ist wegen unklarer Normung ein schwieriges Thema, aber vielleicht 
hilft dir das erstmal weiter:

http://www.electronicprint.eu/files/rund%20um%20die%20leiterplatte/spannungsfestigkeit.pdf

Gruss Reinhard

von Max (Gast)


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Morgen,

@ Reinhard Kern
ich habs befürchtet...

Danke

Max

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

ich würde ein Maximum von 500 V an einem 1206 SMD-Widerstand sowieso 
nicht ausreizen, auch wenn das im Datenblatt steht - ein Stäubchen oder 
ein Hauch von Verunreinigung ändert alles. Mir kommt die Angabe recht 
hoch vor.

Wenn das getestet werden soll, müssen sowieso alle Effekte durch 
Platine, Löten usw. ausgeschlossen werden, also müsste man die 
Widerstände fliegend kontaktieren, z.B. zwischen gefederten Prüfspitzen.

Gruss Reinhard

von Hauspapa (Gast)


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Auf Deiner Leiterplatte hast Du sicher Lötstoplack drauf, also coated, 
dann passt das doch mit den Abständen. Wenn Du keine leitfähigen Stäube 
oder kondensierendes Wasser garantieren must geht das problemlos. 
Zwischen 2 TO-220 Beichen ist auch nicht mehr Abstand und die gibts auch 
für 1000V. Das Bauteil ist für diese Spannungen spezifiziert, die 
Leiterplatte nach Deinen Angaben auch. Dann ist doch alles gut.

In Sachen Verlustleistung solltest Du noch aufpassen. 1/4W bei 500V(RMS) 
1M Ohm oder mehr. wenn da nur wenig Kupfer drum rum ist solltem man von 
dem 1/4W auch noch ein bischen fernbleiben. Nur als Vergleich ein TO-220 
ist ohne Kühlkörper mit ca. 1W Verlustleistung gut ausgelegt. Dein 
Widerstand ist etwas kleiner...

von Reinhard Kern (Gast)


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Hauspapa schrieb:
> Auf Deiner Leiterplatte hast Du sicher Lötstoplack drauf, also coated,
> dann passt das doch mit den Abständen.

Das ist ein schwerer Irrtum. Die Angabe gilt für Leiterbahnen, die in 
Lötstopplack (nicht unumstritten) oder Epoxidharz eingeschlossen sind. 
Mit Lötstopplack bedruckte oder eingegossene Bauteilpads haben aber 
nicht übermässig viel Sinn. Hast du schon mal 1206 auf einem Pad auf 
einer Multilayer-Innenlage bestückt? Wenn ja und wenn dann das Ganze 
verpresst ist hast du allerdings recht.

Gruss Reinhard

von Hauspapa (Gast)


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>Das ist ein schwerer Irrtum.

Da muss ich dir Recht geben, habe gerade in EN60664-3 nachgesehen.

Dort ist Beschichtung definiert als: "Isolierstoff, wie Lack- oder 
Trockenfilm, der auf der Oberfläche der Anordnung aufgetragen ist."

Liegt hier natürlich nicht vor, da die Lötstellen unbeschichtet sind.

besten Dank
Hauspapa

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