Forum: Platinen Beidseitige Pads, Abblockkondensatoren auf Powerplane


von Peter (Gast)


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Hallo

Ich habe 2 Fragen zum PCB-Design (2 Layer Platine).

1. Auf dem Board habe ich mehrere Stiftleisten, die je nach 
Einbauvariante entweder von oben oder unten montiert werden. Je nachdem 
würde den die Stiftleiten auch von oben oder unten verlötet. Die 
einzelnen Wires gehen von oben oder unten raus. Nun die Frage: Ich sehe 
dass Eagle die Pads jeweils immer auf dem Top und dem Bottom Layer 
setzt. Kann ich davon ausgehen, dass die Löcher wie Vias 
durchkontaktiert werden, so dass es egal ist, von welcher Seite die 
Stiftleisten verlötet werden?

2. Die Platine hat ein Groundplane auf dem Bottom Layer und den 3.3V 
Power Plane oben. Wenn ich nun die Abblockkondensatoren oben setzte und 
für die Verbindung nach GND nach unten durchkontaktiere, füllt die 
Powerplane den Bereich vom + Pol des Kondenstators zum VDD Pin am Chip. 
Ist dies ein Problem oder sollte die Verbindung von Kondensator zum VDD 
Pin besser eine eigene leitung sein? Wenn ja, wie bringe ich Eagle dazu, 
dass er die Verbindung von Kondensator zum Pin nicht auffüllt?

Danke und beste Grüsse
Peter

von Martin H. (disjunction)


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Peter schrieb:
> Hallo
>
> Ich habe 2 Fragen zum PCB-Design (2 Layer Platine).
> Kann ich davon ausgehen, dass die Löcher wie Vias
> durchkontaktiert werden, so dass es egal ist, von welcher Seite die
> Stiftleisten verlötet werden?

Ja wie du schon sagst sind sie oben und unten zu sehen.
>
> 2. Die Platine hat ein Groundplane auf dem Bottom Layer und den 3.3V
> Power Plane oben. Wenn ich nun die Abblockkondensatoren oben setzte und
> für die Verbindung nach GND nach unten durchkontaktiere, füllt die
> Powerplane den Bereich vom + Pol des Kondenstators zum VDD Pin am Chip.
> Ist dies ein Problem oder sollte die Verbindung von Kondensator zum VDD
> Pin besser eine eigene leitung sein? Wenn ja, wie bringe ich Eagle dazu,
> dass er die Verbindung von Kondensator zum Pin nicht auffüllt?
>
Kein Problem dafür ist deine Powerplane ja da.

ansonsten mal mit tRestrikt was drauf

> Danke und beste Grüsse
> Peter

von Reinhard Kern (Gast)


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Peter schrieb:
> dass die Löcher wie Vias
> durchkontaktiert werden

Wenn du sie bei einem LP-Hersteller als dk in Auftrag gibst ist das 
normal, aber nicht wenn du sie selbst ätzen willst.

Peter schrieb:
> Wenn ja, wie bringe ich Eagle dazu,
> dass er die Verbindung von Kondensator zum Pin nicht auffüllt?

Das Stichwort heisst Thermals. Elektrisch ist eine Vollverbindung ok 
bzw. sogar ideal, aber hinderlich beim Löten, weil du dann das Zinn 
nicht zum Fliessen bringst. Thermals, d.h. Lücken zur Fläche mit 
schmalen Verbindungsstegen, verhindern dass zuviel Wärmeenergie 
abfliesst.

Gruss Reinhard

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Reinhard Kern schrieb:
> Peter schrieb:
>> Wenn ja, wie bringe ich Eagle dazu,
>> dass er die Verbindung von Kondensator zum Pin nicht auffüllt?
> Das Stichwort heisst Thermals. Elektrisch ist eine Vollverbindung ok
> bzw. sogar ideal

Hallo Reinhard,

jetzt bin ich neugierig. Ich wäre davon ausgegangen, dass der 
Abblockkondensator eben das tut, nämlich die (bei Digital-ICs 
unvermeidlichen) Peaks der Stromaufnahme auszugleichen und von der 
restlichen Spannungsversorgung abzublocken. Dazu route ich immer die 
Spannungsversorgung über die Pads des Abblock-Cs zum IC.

Wenn ich die Vcc-Plane nun bis zum Pin ziehe, kann der 
Abblockkondensator diese Aufgabe nach meinem Verständnis nicht mehr voll 
erfüllen, weil der Strom auch an ihm vorbei fließen kann. Dadurch würde 
ich eine erhöhte Abstrahlung vermuten. Liege ich falsch?

Max

von ... (Gast)


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Max G. schrieb:
> weil der Strom auch an ihm vorbei fließen kann.

Komisches Verständnis von Strom.

von Christian B. (luckyfu)


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Max G. schrieb:
> Wenn ich die Vcc-Plane nun bis zum Pin ziehe, kann der
> Abblockkondensator diese Aufgabe nach meinem Verständnis nicht mehr voll
> erfüllen, weil der Strom auch an ihm vorbei fließen kann. Dadurch würde
> ich eine erhöhte Abstrahlung vermuten. Liege ich falsch?

Das ist theoretisch korrekt. Praktisch wird der aufgenommene Strom zum 
Teil direkt aus der angeschlossenen Plane kommen und zum (Groß-)teil aus 
dem nah dran liegenden Kondensator. So wie eben das Verhältnis der 
Kapazitäten von Plane zu Kondensator ist.
Wenn du VCC und GND über die Kondensatoren ziehst eliminierst du den 
Anteil, der direkt aus der Plane kommt.

... schrieb:
> Komisches Verständnis von Strom.

gar kein Verständnis von EMV

: Bearbeitet durch User
von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Christian B. schrieb:

> Das ist theoretisch korrekt. Praktisch wird der aufgenommene Strom zum
> Teil direkt aus der angeschlossenen Plane kommen und zum (Groß-)teil aus
> dem nah dran liegenden Kondensator. So wie eben das Verhältnis der
> Kapazitäten von Plane zu Kondensator ist.
> Wenn du VCC und GND über die Kondensatoren ziehst eliminierst du den
> Anteil, der direkt aus der Plane kommt.

Hallo Christian,

danke, dann deckst sich unser Verständnis.
Ich sehe einfach keinen Vorteil darin, nicht über den C zu routen. 
Deswegen die Frage an Reinhard.

Max

von Reinhard Kern (Gast)


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Max G. schrieb:
> Deswegen die Frage an Reinhard.

Einfach ein Missverständnis. Ich hatte die Frage des "Auffüllens" darauf 
bezogen, ob das Pad massiv oder nur mit Brücken mit der Plane verbunden 
ist, eben das was man unter Thermals versteht. Deine Frage war aber 
wohl, ob man die Leiterbahn C - VCC Pad von der Plane isolieren kann. 
Klare Antwort Jein, in Cadstar kann ich das VCC-Pin am IC davon 
ausschliessen, dass es mit der Plane verbunden wird - ich habe das aber 
schon öfter benutzt bei THT, indem ich auf einer anderen Lage als der 
GND-Plane vom IC zum C geroutet habe, dann ist die Struktur so wie du 
sie haben willst. Ob man irgendwie auch die Leiterbahn auf der gleichen 
Lage wie die GND-Plane vom Fluten ausschliessen kann, weiss ich nicht, 
es gibt da hunderte Attribute. Bei einfacheren CAD-Systemen habe ich 
noch nicht gesehen, dass man GND-Pads von der GND-Verbindung 
ausschliessen kann, ausser man zeichnet einen Restrict-Kreis um jedes 
betroffene Pad, was aufwendig und fehleranfällig ist.

Da i.A. eine GND-Plane die bestmögliche GND-Anbindung ist, vermute ich, 
dass der Unterschied eher akademischer Natur ist, besonders wenn es sich 
wie immer empfohlen nur um wenige mm handelt.

Verwendent habe ich das übrigens nicht aus EMV-Gründen, sondern weil man 
Relais auf Testadaptern, die mit 6 GND-Layern verbunden sind, niemals 
mehr auslöten kann.

Gruss Reinhard

von Martin H. (disjunction)


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Ach ja, wegen der EMV

Wenn man das Abstrahlen verhindern will, sollte man die Energie eher in 
Wärme umwandeln. Ich sachlage einen Widerstand zwischen C und IC vor. 
Dann braucht man auch nicht mehr raten wo der Strom am liebsten lang 
läuft. Ach ja, im Zweifelsfall in der Nähe des Rückstroms da ist der 
Wellenwiderstand nämlich am geringsten.

mal sehen wer jetzt antwortet ;)

von Christian B. (luckyfu)


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Wenn, dann musst du einen HF Widerstand nutzen, die heissen Ferritbeads. 
Damit geht das. Schließlich will man ja in sachen EMV möglichst einen 
geringen Ohmschen- aber einen hohen Wellenwiderstand.
Ich mache das auch öfter bei besonders Störträchtigen Baugruppen (PWM 
Treiber, Step- Up und Down Wandler, CPU's... die bekommen gern eine 
separate VCC welche über ein Pi Filter (zwei Kondensatoren und ein 
Ferritbead) abgeschirmt sind. Man Muss die separate VCC halt möglichst 
klein halten und eine ausreichend große Kapazität hinter dem Filter 
haben um die benötigten Stromspitzen auch liefern zu können.

aber die gehören dann dennoch nicht zwischen Kondensator und IC.

@Reinhard, bei Altium müsste es auch gehen, Planes von IC Beinchen 
fernzuhalten. Aber ich hab das noch nie gebraucht, daher bin ich mir 
nicht 100% sicher

: Bearbeitet durch User
von Taz (Gast)


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In den letzten Veranstaltung zu dem Thema war die Rede davon auf die 
Abblockkondensatoren zu verzichten und die Planes als Kondensator zu 
nutzen. Untersuchen haben gezeigt, das zwei Planes mehr (VCC-GND) und 
der Verzicht auf Kondensatoren besser waren (EMV,Funktion). Aber ich bin 
da eher 'Old School'.

Noch was bei Planes gibt nicht den Einen Strompfad, der Strom sucht den 
Weg des geringsten Widerstandes, daher kann man gar nicht sagen wo er 
lang fließt. Man kann eher von Stromdichten sprechen. Ob der Strom aus 
dem Kondensator oder der Plane kommt ? - Ganz bestimmt beides.

Martin hatte die Idee:
Ich schlage einen Widerstand zwischen C und IC vor.
Nee natürlich falsch, dann bricht die Spannung am IC ein und er 
funktioniert nicht mehr. Man kann einen kleinen Wid. (z.B. 1Ohm) 
zwischen VCC und C vorsehen und dann zum IC. Damit muß der Peakstrom aus 
dem Kondensator kommen und verseucht nicht die VCC-Plane (oder Leitung). 
Dann ist auch das Routingproblem gelösst.

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