Forum: Platinen Anfängerfrage bezüglich Layer-Aufteilung


von azubi_tom (Gast)


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Hallo,

bin in der Ausbildung gerade dabei meine erste Platine selbst zu 
erstellen.
Verwendet werden 3 Layer.
Jetzt wollte ich es grob wie folgend aufteilen:
Top-Layer: Signalleitungen
Mid-Layer: Spannungsversorgung
Bottom-Layer: GND

Zu meiner Frage: Am Ende sollen in der Platine durchaus Spannungen >300V 
und Ströme >20A auftreten. Ich dachte mir im Mid-Layer wäre es 
einigermaßen Berührungssicher (was aber nicht wichtig ist, ist eh nicht 
zugänglich). Aber kriegt man bei solchen Spannungen und Strömen nicht 
eventuell Probleme bezüglich Wärme wenn man das ins Midlayer 
verfrachtet?

Gruß
Tom

von Schaulus Tiger (Gast)


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Das Hauptproblem dürfte sein, einen Hersteller für *3*-lagige Platinen 
zu finden. Normal baut man sie möglichst symmetrisch auf.

Offiziell (VDE und so...) isoliert normales Leiterplattenmaterial 
("Prepreg") nicht gut genug für einen Berührungsschutz.

Die Meinungen zur Strombelastbarkeit gehen teilweise etwas auseinander, 
bis hin zu "Innenlagen sind höher belastbar". Aber mit genügend 
Leiterbahnbreite, sprich Platinengröße, reicht's auch für größere Ströme 
;)
Für den Anfang schau mal da:

http://www.andus.de/leiterplatte/strombelastbarkeit.php

von azubi_tom (Gast)


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Danke vielmals, der Link hat mir sehr weitergeholfen!

von M.A. S. (mse2)


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azubi_tom schrieb:
> Verwendet werden 3 Layer.
Wie schon geschrieben wurde: Gibt es nicht! Musst Du vier Lagen nehmen.

Mit großen Strömen und Spannungen habe ich keine Erfahrung. Gefühlsmäßig 
würde ich jedoch folgendes sagen:

1. Mehrere 100V auf eine Innenlage zu legen ersetzt wahrscheinlich keine 
Isolierung/Sicherheitsabstand der gesamten Platine gegen gefährdete 
Personen.

2. Mehrere 100V auf der Innenlage: da sollte meiner Meinung nach oben 
und unten nichts drüber oder drunter sein, sonst ist die beeinflussung 
durch elektrische Felder sicher sehr groß.
Bei großen Strömen gilt das gleiche für magnetische Felder.

von Falk B. (falk)


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@ azubi_tom (Gast)

>Zu meiner Frage: Am Ende sollen in der Platine durchaus Spannungen >300V
>und Ströme >20A auftreten.

Sowas ist nix für einen Anfänger.

> Ich dachte mir im Mid-Layer wäre es
>einigermaßen Berührungssicher (was aber nicht wichtig ist, ist eh nicht
>zugänglich). Aber kriegt man bei solchen Spannungen und Strömen nicht
>eventuell Probleme bezüglich Wärme wenn man das ins Midlayer
>verfrachtet?

Das ist mehr oder minder das gleiche Problem wie auf den Aussenlagen, 
die Wärme muss so oder so über die Fläche abgeführt werden.
Un Berührungssicherheit ist in dieser Form so oder so nicht gegeben, das 
kann nur ein geschlossenens Gehäuse.

von MaWin (Gast)


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azubi_tom schrieb:
> Aber kriegt man bei solchen Spannungen und Strömen nicht
> eventuell Probleme bezüglich Wärme wenn man das ins Midlayer
> verfrachtet?

Innenlagen sind dünner, also schlecht für hohe Ströme, Aussenlagen 
können auch mit 70um Kupfer gemacht werden, ausserdem halten 
Durchkontaktierungen auch keine 20A aus.

Lege also die Stromversorgung und hohe Ströme auf eine Aussenlage und 
Masse auf eine Innenlage.

Da eine 3-lagige Platine immer 4-lagig ist, hast du noch einen Innenlage 
mehr.

von azubi_tom (Gast)


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Also geschlossenes Gehäuse ist vorhanden, berührungssicher ist wirklich 
kein Argument für die Wahl der Innenlage als Spannungslage.

Ist es sinnvoller das Bottom-Layer als Spannungslayer zu verwenden und 
GND in die Mitte zu legen?

von azubi_tom (Gast)


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MaWin schrieb:
> azubi_tom schrieb:
>> Aber kriegt man bei solchen Spannungen und Strömen nicht
>> eventuell Probleme bezüglich Wärme wenn man das ins Midlayer
>> verfrachtet?
>
> Innenlagen sind dünner, also schlecht für hohe Ströme, Aussenlagen
> können auch mit 70um Kupfer gemacht werden, ausserdem halten
> Durchkontaktierungen auch keine 20A aus.
>
> Lege also die Stromversorgung und hohe Ströme auf eine Aussenlage und
> Masse auf eine Innenlage.
>
> Da eine 3-lagige Platine immer 4-lagig ist, hast du noch einen Innenlage
> mehr.

Okay Danke, könntest du mir eventuell die Beispielwerte für so ein 
4lagige Platine (wie man sie echt bestellen kann) mal schreiben (also 
wie muss ich das in Eagle eingeben, bei mir steht im Moment 35um Kupfer 
- 1.5mm iso - 35um Kupfer - 1.5mm iso - 35um Kupfer).

Und keine Angst, die Platine wird nicht einfach so bestellt, möchte aber 
trotzdem verstehen was ich hier mache und das auch gut umsetzen und 
nicht einfach nur irgendwas hinklatschen.

von Uwe N. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Innenlagen sind dünner, also schlecht für hohe Ströme, Aussenlagen
> können auch mit 70um Kupfer gemacht werden, ausserdem halten...

Nein, du kannst die Innenlagen auch mit 70um oder mehr Cu produzieren.

von Georg (Gast)


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MaWin schrieb:
> Innenlagen sind dünner, also schlecht für hohe Ströme, Aussenlagen
> können auch mit 70um Kupfer gemacht werden

Das ist totaler Blödsinn, gerade Innenlagen gibt es bis in den 
mm-Bereich.

MaWin schrieb:
> ausserdem halten
> Durchkontaktierungen auch keine 20A aus.

Die Fa. Würth spezifiziert Anschlusselemente mir umliegenden Vias bis 
über 100 A.

Schon mal vom Nuhr-Prinzip gehört? Ach so, du bist ja MaWin, das ändert 
natürlich alles.

Georg

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> azubi_tom schrieb:
> Also geschlossenes Gehäuse ist vorhanden, berührungssicher ist wirklich
> kein Argument für die Wahl der Innenlage als Spannungslage.
aber es ist durchaus relevant, ob man an der gleichen Position einer LPL 
Signalspannung und gefährliche Spannung in benachbarten Layern führt.

Signalspannung und hohe Spannungen auf einer LPl ist kein Problem, wenn 
man die notwendigen Luft- und Krichstrecken großzügig einhält und die 
Spannungsfestigkeit mit einem Prüfgerät nachweißt.
Anderfalls müßten auch alle Signalstromkreise komplett berücksicher 
ausgeführt werden.
Dir ist auch klar, dass man bei einem solchen Design nicht einfach 
Durchkontaktierungen machen kann.

> Ist es sinnvoller das Bottom-Layer als Spannungslayer zu verwenden und
> GND in die Mitte zu legen?
Ist eine Möglichkeit, wenn man dann den DND-Layer mit auf Schutzerde 
legt. Dann hat man eine zusätzliche Schutzmassnahme, weil mögliche 
Durchschläge von der hohen Spannung auf den benachbarten Layer auf den 
Schutzleiter gehen.

Ansonsten mußt du bei solchen Randbedingungen sehr genau die VDE-Normen 
studieren und auch interpretieren. Ist nicht wirklich was für Anfänger.
Gruß Öletronika

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