Footprint verändern für zweilagige Leiterbahn

[Axel M. (aki)]

Hallo zusammen,
ich möchte eine Platine für eine Vollbrücke mit einer max. Leistung von 
120W (bei 12V) anfertigen.
Die Platine wird größtenteils mit SMD Bauteilen realisiert. Bei der 
Anfertigung der Platine ist mir allerdings aufgefallen, dass ich für die 
10A im Leistungsteil eine Leiterbahnbreite von 4mm (bei 35um 
Leiterdicke) benötige. Meine Transistoren sind allerdings ziemlich 
"klein" und ich bekomme Probleme bei der Verlegung der Leiterbahnen. Aus 
diesem Grund möchte ich die Leiterbahnen im Leistungsteil auf der Ober- 
und Unterseite verlegen (jeweils mit 2mm Leiterbahnbreite) und meine 
Footprints dementsprechend anpassen.

Transistoren:
------------------------
PMOS: IPD50P04P4L-11
NMOS: IPD060N03L_G

--> Selbes Package! (Pin 1: Gate / Pin 2: Drain / Pin 3: Source)

Für das großflächige Pad habe ich ein Pad mit 4 durchgehenden Bohrungen 
mit jeweils 0,6mm Bohrdurchmesser gewählt. Zwei Leiterbahnen würde ich 
dann auf eine der 4 "2er Pads" legen und dann nochmal untereinander mit 
einer Leiterbahn verbinden.

Bei Pin 3 bin ich mir allerdings nicht ganz sicher, ob diese Lösung von 
mir so optimal ist, da die Fläche zum Löten hier doch schon etwas 
kleiner ist und die Bohrungen(mit 0,6mm) da evtl. hinderlich sein 
können.
Die Pads von Pin 1&3 habe ich jeweils 1mm größer gemacht (nach unten 
hin, um diese später besser löten zu können), als auf dem Datenblatt 
angegeben.

Den resultierenden Querschnitt der Durchkontaktierungen habe ich mir 
auch nochmal berechnet (für Pad 3):

Kreisfläche Gesamt:
------------------------
Akreis,ges = PI*r^2 = PI*(0,6mm/2+(35*10^-3mm))^2 = 0,353mm²


Resultierende Kreisfläche abzgl. der Bohrung:
------------------------
Akreis,res = Akreis,ges - (PI*(0,6/2mm)^2) = 0,07mm²


Leiterquerschnitt der Leiterbahn mit 4mm Leiterbahnbreite:
------------------------
ALeiter = 35*10^-3mm*4mm=0,14mm²


Bei 2 Durchkontaktierungen auf dem Pad erhalte ich den selben 
Querschnitt, wie die Leiterbahn. Das sollte also passen oder? Ich bin 
mir nur nicht sicher, ob die Bohrungen bei Pad 3 dann etwas zu groß 
sind, um die noch vernünftig löten zu können.
Was meint ihr?

*EDIT: Bild 1 ist ein Footprint mit 3mm Bohrdurchmesser für Pad 3. Da 
ist der Querschnitt der DuKo dann allerdings zu gering!*

[Joe F. (easylife)]

Die Vias nehmen dir Leiterbahnquerschnitt weg.
In die Vias fließt das Lötzinn vom Pad ab.
Alles keine Gute Idee.

Es macht in der Regel nichts aus, wenn ein kurzer Abschnitt der 
Leiterbahn am Bauteil etwas dünner ist.
Im Bauteil selbst sind die 10A ja auch über sehr dünne Bondingdrähte 
geführt.

Ich würde versuchen auf einer Lage mit den 4mm so nah wie möglich an das 
Bauteilpad heranzukommen, und am Pad selbst so breit wir eben möglich zu 
bleiben.
Das Gate-Pad benötigt ja nur eine dünne Zuleitung, den verbleibenden 
Platz zwischen Pin 1 und 3 kannst du also auch für den Source Anschluss 
nutzen.

Ausserdem bekommt man da doch locker einen 5mm Trace direkt ans Pad 
rangeführt... ?! (siehe Anhang).

Wenn es vom Platz her nicht reicht, kannst du ja eine der 4mm Bahnen auf 
der Oberseite, und eine andere auf der Unterseite verlegen.
(Viele) Vias dann etwas abseits der Bauteil-Pads.

[Wolfgang (Gast)]

Es gibt auch absolut keinen Grund, das Pad am Ende der Leiterbahn mittig 
drauf zu setzen.

[Wolfgang (Gast)]

So sieht man es noch besser, was ich meine ...

[Arno H. (arno_h)]

Du wirst bei 10A vermutlich mehr Vias haben wollen, siehe
http://www.adam-research.de/pdfs/PCB-Physik6.pdf

Arno

[Axel M. (aki)]

Erstmal vielen Dank für die Tipps. Sehe ich das richtig, dass ihr die 
Pads einfach größer dimensioniert, damit man die Leiterbahn besser 
platzieren kann? Ich würde das Pad dann auf 4mm vergrößern und so 
setzen, dass ich keine Probleme mit den Anschlüssen bekomme (Kurzschluss 
zwischen den Pins).
Habt ihr vielleicht mal ein Bild, wo man ein Platinenlayout sieht, bei 
dem man das so realisiert hat? Ich möchte das Layout bis spätestens 
Mittwoch abschließen.

[Joe F. (easylife)]

Nein. Das Pad bleibt so groß, wie es für das IC nötig ist.
Du definierst beim Pad ja auch die Pastenmenge und den Stopplack.
Das Pad liegt einfach in einer größeren, umgebenden 
Kupferleitung/-fläche.
An den bereits hochgeladenen Beispielen siehst du es doch.
Rot ist Kupfer (unter Stopplack), das eigentliche Pad ist der 
schraffierte Bereich.

[Axel M. (aki)]

Habe ich das richtig verstanden, dass ich den eigentlichen Footprint 
garnicht ändern muss, sondern die Leiterbahn lediglich seitlicher auf 
dem Pad platzieren muss? Die Luftlinie verschwindet momentan erst dann, 
wenn ich die Leiterbahn mittig platziere. Mein Problem ist, das die 
Leiterbahn immer automatisch in die Mitte des Pads "rutscht". Gibt es 
eine Möglichkeit das zu ändern? Das würde mir enorm helfen!

[Joe F. (easylife)]

Den Footprint lässt du wie er ist.
Du nagelst nur keine Vias im Bereich des Pads durch, und legst eine 4mm 
(oder breitere) Leitung an das Pad heran.
Ist das deine aller erste Platine, die du machst?

Es gibt auch die Möglichkeit "Polygone" zu verwenden.

Axel M. schrieb:
> Mein Problem ist, das die
> Leiterbahn immer automatisch in die Mitte des Pads "rutscht"

"Snap" ausschalten. Danach dünnere Leitung vom Center des Pads an das 
Ende der Dicken Leiterbahn verlegen damit der DRC zufrieden ist.

[Axel M. (aki)]

Super, alles klar! Das ist meine erste Platine die ich anfertige. Wie 
ändere ich denn die Einstellung, dass ich auch seitlich an das Pad die 
Leiterbahn ansetzen kann? Momentan rutscht die Leiterbahn immer direkt 
mittig auf das Pad. Vielen Dank für die fixe Antwort. ;)

[Joe F. (easylife)]

Welches Programm benutzt du denn?

[Axel M. (aki)]

Ich arbeite mit KiCad. Perfekt! Ich werde mich morgen früh direkt mal 
dransetzen. ;)

[Axel M. (aki)]

Wo finde ich denn die Einstellungen, um den "Snap" auszuschalten? Bisher 
blieb jeder Versuch ohne Erfolg. Die Leiterbahn lässt sich nur mittig 
platzieren, bzw. wird automatisch in das mittlere Raster gezogen.

[Tom (Gast)]

In anderen Programmen kann man Leiter-Polygone malen. Auch wenn die 
meist für eine gedankenlose Massefläche benutzt werden, kann man auch 
andere Verbindungen damit behandeln. Das sollte selbst bei Kicad 
funktionieren.

[Axel M. (aki)]

Ich habs hinbekommen! Danke für die Hilfe!