PIN eines SMD Bauteils bei hoher Strombelastung

[AMK (Gast)]

Hallo zusammen,

Bei einer angemessener Temperaturdifferenz und einer Kupferdicke von 
35um und ca. 2,5A Strom Belastung, komme ich auf einer Leiterbreite von 
ca. 1mm.

Mit einer 1mm dicken Leiterbahn kommt man aber schlecht an den Pin eines 
SMD Bauteils (im aktuellen Fall der DRV8811) ran.
Wie löst man dieses Problem eigentlich?

[DeMike (Gast)]

Die Pin´s haben 1,27 Raster. Also kannst du etwas über 1mm 
Leiterbahnbreite realisieren. Die Lötstoppmaske kann ja im Bereich des 
Pins kleiner sein, braucht es aber nicht.

Ansonsten von 2 Seiten kommen / abgehen. Mehrere Durchkontaktierungen 
für mehr Strom und die zweite Seite des PCB mitnutzen.

Multilayer verwenden

[Michael D. (etzen_michi)]

Ab der Stelle, wo die Leiterbahn dünner wird keinen Lötstoplack mehr, 
und später die Leiterbahn an dieser Stelle verzinnen sollte 
funktionieren.

[AMK (Gast)]

Das heißt ich könnte so rangehen wie im Bild zu erkennen.
Die Blaue Leiterbahn ist 1.016mm Breit und die rote, die zum PIN geht, 
0.4064mm breit. Drillsize des VIA ist 0,8mm. Die rote Leiterbahn würde 
ich dann verzinnen.
Passt das so?

[Purzel H. (hacky)]

Vergiss Zinn, Zinn hat weniger als 10% Leitfaehigkeit. Nein. Einfach mit 
maximal moeglicher Breite, duerfen auch 2mm sein, bis nahe hin und dann 
schmaler werden.

Zinn hat uebrigen einen zweiten Fehler. Kupfer wird an der Oberflaeche 
zu Bronze legiert, welches schlechter leitet...

[Michael D. (etzen_michi)]

Natürlich bin ich hier auch nur ein Laie ... aber sollte so passen.

Denke an das "exposed Pad" unterhalb des IC, welches zur Wärmeableitung 
eine groß Kufperfläche oä. haben sollte (Laut Datenblatt).


Aber auch weiß ich nicht, wie viel Strömung dein VIA abkann.
Ansonsten geht es bei der Stärke der Leiterbahn ja um die Aufheizung 
aufgrund des Widerstandes.

Ggf. ist es sogar machbar, ohne Verzinnung eine kurze dünnere Leiterbahn 
zu verlegen, da die Fehlende Oferfläche zur Abstrahlung der Temperatur 
durch das naheliegende Pad / SMD Beinchen zur verfügung steht.



Edit:
Okay, vergesse meinen Vorschlag mit dem Zinn .. wie gesagt bin auch nur 
Hobbybastler.

[Ralf G. (ralg)]

_Falls!!_ deine Spezifikation bzw. die deines LP-Fertigers so einen 
geringen Abstand zu den Pins zulassen (ganz dünne Leiterbahnen im Bild), 
dann kann das Via noch näher an den IC ran. Eventuell am IC noch ein 
größeres Polygon über die Leiterbahn legen, zur besseren 
Wärmeabstrahlung.

[AMK (Gast)]

Ralf G. schrieb:
> Eventuell am IC noch ein
> größeres Polygon über die Leiterbahn legen, zur besseren
> Wärmeabstrahlung.

Diesen letzten Satz habe ich nicht ganz verstanden. Was für ein Polygon 
wäre das?

[MaWin (Gast)]

AMK schrieb:
> Passt das so?

Du machst dir Gedanken über dünne Leiterbahnen und nimmst ein Via ?

You must be kidding. Dort ist das Kupfer ja hauchdünn.

Es ginge erkennbar noch dicker.

[AMK (Gast)]

MaWin schrieb:
> Du machst dir Gedanken über dünne Leiterbahnen und nimmst ein Via ?
>
> You must be kidding. Dort ist das Kupfer ja hauchdünn.
>
> Es ginge erkennbar noch dicker.

Schau Dir mal die Nachbar Pins aus dem Screenshot an ;-) Wie willst Du 
bei Deiner Variante eigentlich vom linken Pin wegkommen?

[AMK (Gast)]

Hier wäre die Leiterbahnlänge bis zum VIA ca. 1,2mm lang...Reicht das 
wirklich aus für 2-2,5A aus? Ok, der PIN selbst kann auch ne Menge Wärme 
abstrahlen, aber die kurze Leiterbahn kommt mir mit ~0,4mm zu dünne vor, 
da hätte ich eine Tempraturerhöhung von mind. 35-40°C...

[MaWin (Gast)]

AMK schrieb:
> Schau Dir mal die Nachbar Pins aus dem Screenshot an ;-) Wie willst Du
> bei Deiner Variante eigentlich vom linken Pin wegkommen?

Er muss offensichtlich nicht vom linken Pin wegkommen, siehe Beitrag
Beitrag "Re: PIN eines SMD Bauteils bei hoher Strombelastung"

[AMK (Gast)]

MaWin schrieb:
> Er muss offensichtlich nicht vom linken Pin wegkommen, siehe Beitrag
> Beitrag "Re: PIN eines SMD Bauteils bei hoher Strombelastung"

Schau mal noch einmal hin...Ist noch nicht fertig geroutet, vom linken 
PIN Nachbarn muss noch eine Leitung weg

[Michael D. (etzen_michi)]

Möchtest du ggf. dein bisheriges .brd oä. mal hochladen?

[Soul E. (Gast)]

AMK schrieb:

> Mit einer 1mm dicken Leiterbahn kommt man aber schlecht an den Pin eines
> SMD Bauteils (im aktuellen Fall der DRV8811) ran.
> Wie löst man dieses Problem eigentlich?

Man wird kurz vor dem Bauteil dünner. Diesen Bereich nennt man "fan out 
area".

Für den Widerstand einer Leiterbahn (und die daraus resulterende 
Erwärmung) zählt nicht nur der Querschnitt (Breite), sondern auch die 
Länge. Wenn der größte Teil der Leiterbahn einen ausreichenden 
Querschnitt hat, dann kannst Du Dir auch ein kurzes Stück mit höherem 
Widerstand leisten.

Das Ganze gerät an seine Grenzen wenn die zulässige Stromdichte 
überschritten wird. Davon bist Du aber weit weg, bei Dir geht es primär 
um die Erwärmung.

[AMK (Gast)]

Hier wäre die Leiterbahnlänge bis zum VIA ca. 1,2mm lang...Reicht das
wirklich aus für 2-2,5A aus? Ok, der PIN selbst kann auch ne Menge Wärme
abstrahlen, aber die kurze Leiterbahn kommt mir mit ~0,4mm zu dünne vor,
da hätte ich eine Tempraturerhöhung von mind. 35-40°C...

[Daniel H. (Firma: keine) (commander)]

AMK schrieb:
> da hätte ich eine Tempraturerhöhung von mind. 35-40°C...

Bei welcher Umgebungstemperatur soll das Ganze denn eingesetzt werden? 
Bei normaler Raumtemperatur hättest du etwa 55 bis 65°C, fände ich 
persönlich noch tragbar. Bei bis zu 85°C Umgebungstemperatur sähe das 
natürlich anders aus.

[Ralf G. (ralg)]

Aus deiner Fragestellung leite ich mal ab, dass das ein 'Bastelprojekt' 
ist.
Hast du dir mal angesehen, was für das Thermal-Pad für Toleranzen 
angegeben sind? Also ich würde da hööööchstens bis zum 3. Pin von der 
Seite unter dem IC routen (nur nach außen weg). Ich hätte mir da was 
'gröberes' als Treiber rausgesucht.

P.S.:

AMK schrieb:
> Reicht das wirklich aus für 2-2,5A aus?
Bei deinem 8811 nicht.

[AMK (Gast)]

Daniel H. schrieb:
> Bei welcher Umgebungstemperatur soll das Ganze denn eingesetzt werden?

Die Umgebungstemp. würde bei ca 30-40°C liegen. Laut Datenblatt kann der 
DRV8811 bis zu 85°C ab.
Auf die DRV8811'er würde ein gemeinsamer großer Kühlkörper mit einem 
Lüfter rankommen. Damit erhoffe ich mir die Tempratur im Griff zu haben.

Ralf G. schrieb:
> Aus deiner Fragestellung leite ich mal ab, dass das ein 'Bastelprojekt'
> ist.
Definiere "Bastelprojekt"

Ralf G. schrieb:
> Hast du dir mal angesehen, was für das Thermal-Pad für Toleranzen
> angegeben sind? Also ich würde da hööööchstens bis zum 3. Pin von der
> Seite unter dem IC routen (nur nach außen weg).
Ja, habe ich bereits..und das routing läuft noch an.. Klar, das am 
Thermalpad keine Leitungen langgehen werden

Ralf G. schrieb:
> Ich hätte mir da was
> 'gröberes' als Treiber rausgesucht.

Definiere "gröberes"

Ralf G. schrieb:
> AMK schrieb:
>> Reicht das wirklich aus für 2-2,5A aus?
> Bei deinem 8811 nicht.

Im welchem Zusammenhang reichen 2-2,5A für "meinen" 8811 nicht aus?

[Ralf G. (ralg)]

AMK schrieb:
> Definiere "Bastelprojekt"

Handarbeit.

AMK schrieb:
> Ja, habe ich bereits..und das routing läuft noch an.. Klar, das am
> Thermalpad keine Leitungen langgehen werden

Na, dann lege doch die Leitungen nach aussen!

AMK schrieb:
> Definiere "gröberes"

Raster 1,27

AMK schrieb:
> Im welchem Zusammenhang reichen 2-2,5A für "meinen" 8811 nicht aus?

Steht im Datenblatt: 8811 1,9A/ 8818 2,5A (Beides 'Peak Current')

[0815 (Gast)]

Würde das Via evtl. versetzen, denn das erzeugt eher zusätzliche Wärme, 
als daß es zur Abfuhr beiträgt. Also erst ein Stück breite Leiterbahn 
vom IC weg, dann die Duko.

Abbrennen tut da aber sowieso nichts.

[AMK (Gast)]

Ralf G. schrieb:
> AMK schrieb:
>> Ja, habe ich bereits..und das routing läuft noch an.. Klar, das am
>> Thermalpad keine Leitungen langgehen werden
>
> Na, dann lege doch die Leitungen nach aussen!

Sind sie ja bereits ;-)

Ralf G. schrieb:
> AMK schrieb:
>> Definiere "gröberes"
>
> Raster 1,27

Ich brauche kein "gröberes" Bauteil, mit den feinen Strukturen komme ich 
ganz gut klar, auch wenn es Handarbeit ist ;-)

Ralf G. schrieb:
> AMK schrieb:
>> Im welchem Zusammenhang reichen 2-2,5A für "meinen" 8811 nicht aus?
>
> Steht im Datenblatt: 8811 1,9A/ 8818 2,5A (Beides 'Peak Current')

Richtig gelesen! Der 8818 und  der 8811 haben sogar die gleiche 
Pinbelegung ;-)

Und ich sehe nichts verwerferliches die Leiterbahn auf eine Stromstärke 
von 2-2,5A zu dimensioneren, oder siehst Du da einen Grund, warum man 
nicht nach oben einen Puffer haben sollte? Ich könnte ja sogar 
vielleicht einen 8818'er anstelle eines 8811'er verbauen und bräuchte 
mir keine Gedanken über die Erwärmung der Leitungen machen ;-)

[Ralf G. (ralg)]

AMK schrieb:
> Und ich sehe nichts verwerferliches die Leiterbahn auf eine Stromstärke
> von 2-2,5A zu dimensioneren, oder siehst Du da einen Grund, warum man
> nicht nach oben einen Puffer haben sollte?
Das ist doch Käse!

AMK schrieb:
> Bei einer angemessener Temperaturdifferenz und einer Kupferdicke von
> 35um und ca. 2,5A Strom Belastung, komme ich auf einer Leiterbreite von
> ca. 1mm.
Und wieso willst du dann ein Mini-Stück Leiterbahn mit ~30% Sicherheit 
auslegen, wobei die Breite für Leiterbaaahhnen gilt?!

[AMK (Gast)]

Ralf G. schrieb:
> AMK schrieb:
>> Und ich sehe nichts verwerferliches die Leiterbahn auf eine Stromstärke
>> von 2-2,5A zu dimensioneren, oder siehst Du da einen Grund, warum man
>> nicht nach oben einen Puffer haben sollte?
> Das ist doch Käse!

Dann erkläre doch mal warum das Käse sein soll?

Ralf G. schrieb:
> AMK schrieb:
>> Bei einer angemessener Temperaturdifferenz und einer Kupferdicke von
>> 35um und ca. 2,5A Strom Belastung, komme ich auf einer Leiterbreite von
>> ca. 1mm.
> Und wieso willst du dann ein Mini-Stück Leiterbahn mit ~30% Sicherheit
> auslegen, wobei die Breite für Leiterbaaahhnen gilt?!

Liest Du eigentlich den Thread?
Hier für Dich noch mal die Eröffnungsfrage:
"Bei einer angemessener Temperaturdifferenz und einer Kupferdicke von
35um und ca. 2,5A Strom Belastung, komme ich auf einer Leiterbreite von
ca. 1mm.

Mit einer 1mm dicken Leiterbahn kommt man aber schlecht an den Pin eines
SMD Bauteils (im aktuellen Fall der DRV8811) ran.
Wie löst man dieses Problem eigentlich?"

Als Tipp kam von einem User: (Wobei schon mehrere dies so ähnlich 
geschrieben hatten)

"Man wird kurz vor dem Bauteil dünner. Diesen Bereich nennt man "fan out
area".

Für den Widerstand einer Leiterbahn (und die daraus resulterende
Erwärmung) zählt nicht nur der Querschnitt (Breite), sondern auch die
Länge. Wenn der größte Teil der Leiterbahn einen ausreichenden
Querschnitt hat, dann kannst Du Dir auch ein kurzes Stück mit höherem
Widerstand leisten.

Das Ganze gerät an seine Grenzen wenn die zulässige Stromdichte
überschritten wird. Davon bist Du aber weit weg, bei Dir geht es primär
um die Erwärmung."

[0815 (Gast)]

AMK schrieb:
> Das Ganze gerät an seine Grenzen wenn die zulässige Stromdichte
> überschritten wird.

Diese "zulässige Stromdichte" gibt es in dem Fall praktisch nicht. Hat 
man zwei Kupferflächen mit 0,1mm Distanz, und dazwischen eine 0,2mm Bahn 
als Brücke, so würde mich mal deren tatsächlich grenzwertige Stromdichte 
interessieren. 30A aufwärts? Man käme auf jeden Fall auf Stromdichten, 
bei denen einem schwindlig würde...

[Ralf G. (ralg)]

AMK schrieb:
> Liest Du eigentlich den Thread?
Vielleicht verstehst du nicht, was du selbst geschrieben hast. (Oder 
meinst was anderes.)
> Hier für Dich noch mal die Eröffnungsfrage:
> "Bei einer angemessener Temperaturdifferenz und einer Kupferdicke von
> 35um und ca. 2,5A Strom Belastung, komme ich auf einer Leiterbreite von
> ca. 1mm.
>
> Mit einer 1mm dicken Leiterbahn kommt man aber schlecht an den Pin eines
> SMD Bauteils (im aktuellen Fall der DRV8811) ran.
> Wie löst man dieses Problem eigentlich?"
>
> Als Tipp kam von einem User: (Wobei schon mehrere dies so ähnlich
> geschrieben hatten)

"... komme ich auf einer Leiterbreite von ca. 1mm ..."
"...  Mit einer 1mm dicken Leiterbahn kommt man aber schlecht an den Pin 
..."
Ralf G. schrieb:
> Und wieso willst du dann ein Mini-Stück Leiterbahn mit ~30% Sicherheit
> auslegen, wobei die Breite für Leiterbaaahhnen gilt?!

[AMK (Gast)]

Ich lasse das mal mit dem zitieren mal sein, denn wenn Du anfängst zu 
zitieren, dann sieht es einfach nur noch schrecklich aus und die User 
würden augenkrebs bei deinen Beiträgen bekommen.

Gut, wenn Du eine ~1mm breite Leiterbahn an den PIN eines HTSSOP 
ranklatschen möchtest, kannst Du das gerne tun. Ich tue es jedenfalls 
nicht und mache es genauso wie es mir von kompetenten usern 
vorgeschlagen wurde.
Siehe auch Anhang

Ralf G. schrieb:
>> Und wieso willst du dann ein Mini-Stück Leiterbahn mit ~30% Sicherheit
>> auslegen, wobei die Breite für Leiterbaaahhnen gilt?!

Und genau hier liegt anscheinend Dein Mißverstädnis!

[Georg (Gast)]

MaWin schrieb:
> und nimmst ein Via ?
>
> You must be kidding. Dort ist das Kupfer ja hauchdünn.

Totale Fehleinschätzung. Ein Via mit 0,8 mm Bohrung ist belastbar mit 
3,6 A und hat einen Widerstand von weniger als 0,5 mOhm.

Anfänger schätzen die elektrischen Eigenschaften von Vias immer völlig 
falsch ein.

Georg

[Falk B. (falk)]

Leiterbahnbreite

http://circuitcalculator.com/wordpress/2006/03/12/pcb-via-calculator/

Wegen pissigen 2,5 A über VIAs diskutieren . . .

[Falk B. (falk)]

Beitrag "Re: Unglaublich hohe Stromdichte?"

[AMK (Gast)]

Georg schrieb:
> Totale Fehleinschätzung. Ein Via mit 0,8 mm Bohrung ist belastbar mit
> 3,6 A und hat einen Widerstand von weniger als 0,5 mOhm.
>
> Anfänger schätzen die elektrischen Eigenschaften von Vias immer völlig
> falsch ein.

Genauso schaut es aus