gibt es nicht. Hier nebenan ging es gerade um eine einseitige Platine mit vollflächigem Kupfer. Ich hab' gerade einen ähnlich krassen Fall, eine fast leere Europakarte. Die sollte auf ca. 1/4 eine durchgehende Massefläche haben (GND und Kühlung), 1/4 muss leer bleiben wegen 230 Volt und der Rest ist einfach leer. Jetzt würde ich gerne ein paar Argumente sammeln. * Kupferflächen dürfen nicht gefüllt sein [1] * Kupferflächen dürfen nicht gerastert sein [2] * Ohne geht es nicht, leere Flächen erhöhen den Ausschuß * Kupfer soll in der Fläche gleichmäßig verteilt sein * Kupfer soll in gegenüberliegenden Lagen gleich verteilt sein * leere Flächen und schmale Leiterbahnen vertragen sich nicht * viel Kupferfläche neben schalen Leiterbahnen ist schlecht * keine Fläche ist besser als eine mit Schlitzen oder Inseln * viel Massefläche hilft viel * zwecks Kühlung kann man garnicht genug Kupfer haben * in Flächen angebundene Pins lassen sich nicht löten * Eagle erzeugt Flächen, die nur sehr schlecht verbunden sind 1) https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/kupfer-balance.html 2) https://www.eurocircuits.de/pcb-designrichtlinien-kupferlagen/
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Bauform B. schrieb: > * in Flächen angebundene Pins lassen sich nicht löten Daher sollten Pins nur über Wärmefallen an Masseflächen angebunden sein. Manche Layoutprogramme haben das Problem, dass Versorgungsleitungen mit deren Leiterbahnbreite Pins mehrfach mit Masseflächen verbinden. Lötprobleme sind damit vorprogrammiert.
Bauform B. schrieb: > * Kupferflächen dürfen nicht gerastert sein [2] Das hast du falsch verstanden. Natürlich kann man sie rastern, wenn man Gründe dafür hat. Was ec hier meint ist, dass man eine Kupferfläche im RS-274-X nicht etwa durch Aneinanderreihung vieler schmaler Linien machen sollte (war wohl bei RS-274-D so üblich), sondern man soll explizit Polygone in den Gerberdaten haben. Machen heutige Tools natürlich so. > * keine Fläche ist besser als eine mit Schlitzen oder Inseln Das ist eher HF-technisch relevant, bei dir also wahrscheinlich nicht. Außerdem kann man das durch geschicktes Platzieren von Vias umgehen, wenn nötig. > * in Flächen angebundene Pins lassen sich nicht löten Sie lassen sich zumindest schwer löten, weshalb man normalerweise Wärmefallen anbringt ("Thermal").
Mein Kenntnisstand: Es kommt (wie immer) darauf an. Keine einzige der Aussagen ist absolut richtig oder falsch. Bauform B. schrieb: > * Kupferflächen dürfen nicht gefüllt sein [1] Ich habe noch nie gehört, daß das nicht sein darf. Und ich habe bei Multi-CB (erster Link) bereits Platinen mit gefüllten Cu-Flächen fertigen lassen. Das ging völlig problemlos. Und sehr viele tun es ja offensichtlich. Bauform B. schrieb: > * Kupferflächen dürfen nicht gerastert sein [2] Das ist genauso Quark - warum sollte das nicht gehen? Ob Gitterstrukturen oder Vollflächen günstiger sind, ist vollkommen unterschiedlich. Gitterstrukturen leiten Wärme und hohe Ströme schlechter weg. Irgendwer hier schrieb aber auch mal von einem Kunden, der explizit auf Gitterstrukturen bestanden hat da eine geringe Kapazität günstiger gewesen wäre. Auf jeden Fall sind Gitterstrukturen auch besser, wenn man im Ultraleichtbau um jedes einzelne Gramm kämpft. Ich denke da z.B. an Motorsport. Ich bin mir aber sicher, daß es in den meisten Fällen keine oder nur geringe Rolle spielt ob Gitter oder Vollfläche. Bauform B. schrieb: > * Ohne geht es nicht, leere Flächen erhöhen den Ausschuß Welcher Ausschuß? Kleine Unterbrechungen wie Haarrisse sind in Gitterstrukturen bestimmt kaum ein Problem, es ist ja genug Redundanz da. Wenn das schwierig zu fertigen sein sollte - hast du schonmal Mainboards gesehen, oder Grafikkarten? Hunderte von sehr dünnen Leiterbahnen mit Kurven ohne Ende - und da darf es keine Unterbrechungen geben. Bauform B. schrieb: > * Kupfer soll in der Fläche gleichmäßig verteilt sein > * Kupfer soll in gegenüberliegenden Lagen gleich verteilt sein Unterschiedliche Ausdehungskoeffizienten...entweder arbeiten mechanische Spannungen gegen das Platinenmaterial, dann verbiegt sich die Platine, oder mechanische Spannungen arbeiten gegeneinander, dann gibt es keine Ausweichmöglichkeiten und die Platine verbiegt sich nicht. Das Material unterliegt dennoch den Belastungskräften. Da kommt es aber auch noch auf die Temperaturen an, der die Platine ausgesetzt ist - sowohl im Lötofen als auch im Einsatz. Und wie häufig Temperaturwechsel stattfinden. Bauform B. schrieb: > * leere Flächen und schmale Leiterbahnen vertragen sich nicht Warum sollte das so sein? Bauform B. schrieb: > * viel Kupferfläche neben schalen Leiterbahnen ist schlecht Warum sollte das so sein? Bauform B. schrieb: > * keine Fläche ist besser als eine mit Schlitzen oder Inseln Schlitze sind schlimm, wenn Ströme hoher Frequenz da drüber wollen. Dann hast du einen Sender gebaut und das EMV-Labor sagt dir, auf welcher Frequenz du sendest. Das ist normalerweise mit einem Redesign und einem weiteren Test verbunden. Manchmal mußt du bei hohen Spannungen die Kriechstrecke erhöhen, dann sind Schlitze durch die ganze Platine durchaus hilfreich. Bauform B. schrieb: > * viel Massefläche hilft viel Gegen oder für was soll Massefläche helfen? Bauform B. schrieb: > * zwecks Kühlung kann man garnicht genug Kupfer haben > * in Flächen angebundene Pins lassen sich nicht löten > * Eagle erzeugt Flächen, die nur sehr schlecht verbunden sind Mußt du denn gut kühlen, hast du überhaupt nennenswerte Wärmeeinträge? Hast du schnelle Schaltflanken (und nein, Arduino oder STM32 schalten nicht schnell)? Müssen hohe Ströme über deine Leiterkarte? Erhöhte Anforderungen an mechanischer Festigkeit? Vibration? Starke und/oder häufige Temperaturwechsel? Eine chemisch aggressive Umgebung? Planst hohe Stückzahlen, sodaß halbleere Eurokarten den Gewinn stark schmälern?
Bauform B. schrieb: > * Kupferflächen dürfen nicht gefüllt sein [1] > * Kupfer soll in gegenüberliegenden Lagen gleich verteilt sein Doppelseitige Leiterplatten werden bei einseitiger Vollfläche anfällig für Verbiegung bei Temperatur - kommt auf Basismaterial und Dicke an. > * in Flächen angebundene Pins lassen sich nicht löten Das kommt auf den Lötprozess an. Im Reflow Ofen für SMD ist das völlig schnuppe.
Wühlhase schrieb: > Auf jeden Fall sind Gitterstrukturen auch besser, wenn man > im Ultraleichtbau um jedes einzelne Gramm kämpft. Ich denke da z.B. an > Motorsport. Dann muss man aber auch die Leiterbahnen als Trajektoren ums Eck führen und diese Kurven auch überhöhen.
Bauform B. schrieb: > * zwecks Kühlung kann man garnicht genug Kupfer haben Ist so wie es da steht fast alles unsinnig, aber speziell: 40 cm² Kühlfläche haben nur dann eine merkliche Wirkung wenn man Dickkupfer im mm-Bereich verwendet, bei 35 µ ist die Kühlwirkung kaum messbar. Es gibt Berechnungen dazu, demnach bringt eine Fläche grösser als 25 x 25 mm keine grössere Kühlwirkung mehr, und da sollte man schon mindestens 70 µ nehmen. Es wird einfach so gut wie keine Wärmeenergie mehr an weiter aussenliegende Flächen geleitet. Das einzige Argument was hier im Forum zählt: gnadenlos geflutete Leiterplatten sehen geil aus, und es macht keine Mühe. Georg
Georg schrieb: > Das einzige Argument was hier im Forum zählt: gnadenlos geflutete > Leiterplatten sehen geil aus, und es macht keine Mühe. Das kommt aber ein wenig auf die Erfahrung und das Wissen des jeweiligen Layouters an... Bauform B. schrieb: > eine fast leere Europakarte. Warum musst du auf einer derartig leeren Platine dann alles noch so unnötig eng platzieren? > * Eagle erzeugt Flächen, die nur sehr schlecht verbunden sind Das ist, wie wenn ich sage: mein Kuli schreibt schlechte Briefe! Oder: mein Bleistift malt schlechte Bilder! Kurz: es sind in allen 3 Fällen die unbedarften User, die das Werkzeug schlecht anwenden und so einen Müll produzieren. Und auch beim Kuli und beim Bleistift gibt es welche, die bekommen es selbst mit viel Übung nicht hin, ein guter Schriftsteller oder ein herausragender Maler zu werden. > * ... > * ... > * ... Es ist wie mit allen Faustformeln: an der richtigen Aufgabe angewendet passen sie und bringen ein brauchbares Ergebnis. Für die falsche Aufgabe angewendet kommt nur Schrott raus. Wühlhase schrieb: > Schlitze sind schlimm, wenn Ströme hoher Frequenz da drüber wollen. Und das erkennt man daran, dass sie auf irgendeiner Lage von einer HF-führenden Leitung (hohe Frequenzen stecken auch besonders in steilen Flanken) gekreuzt werden. Denn der Strom, der auf dieser Leitung fließt, will auf dem gleichen Weg auf der Masse wieder zurück. Und wenn dort dann ein Schlitz in der Fläche ist, dann muss dieser Strom einen Umweg machen. Und "Umwege" sind "Leiterschleifen". Und Leiterschleifen sind Antennen. Diese Antennen funktionieren übrigens in beide Richtungen: sie erhöhen die Störaussendung und die Störempfindlichkeit.
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Lothar M. schrieb: > Warum musst du auf einer derartig leeren Platine dann alles noch so > unnötig eng platzieren? Lothar M. schrieb: > "Umwege" sind "Leiterschleifen". Und Leiterschleifen sind Antennen. Solange sich kein Bestücker beschwert, ist es nicht eng. Aber diese beiden Aussagen sind noch ein gutes Beispiel für wie-man-es-macht-ist-es-verkehrt. Es gibt einfach keine klaren Regeln, das sieht man auch an den anderen Antworten hier. Jede Aussage ist irgendwie richtig, aber in der Summe... Trotzdem vielen Dank dafür!
Bauform B. schrieb: > Es gibt einfach keine klaren Regeln Es gibt die Physik, auf der einen Seite, und dann das Marketing auf der anderen. (Bei einem Hobbyprojekt bist du selbst das "Marketing", aber auch da ist das Budget im allgemeinen nicht unendlich. ;-) Irgendwo dazwischen muss man halt rauskommen.
Bauform B. schrieb: > Solange sich kein Bestücker beschwert, ist es nicht eng. Doch. Denn die Platzierung bestenfalls nebenrangig ein "Problem" des Bestückers. Der sagt dann schon, wenn er ein Bauteil nicht bestückt bekommt. Problematisch ist es, wenn ich aus unnötiger Platzsparerei Schaltungsteile, die sich gegenseitig beeinflussen könnten, unnötig eng aufeinander positioniere. Oder wenn ich selber bei der Inbetriebnahme wegen der Enge des Aufbaus Probleme habe, vernünftige Messpunkte zu finden. Oder keinen Work-Around hineinzufrickeln kann. Oder wenn Leiterbahnen über lange Strecken möglichst eng nebeneinander geführt werden, weil es halt "schön" aussieht. Und auf diese Art schön aufeinander einkoppeln können. > Aber diese beiden Aussagen sind noch ein gutes Beispiel für > wie-man-es-macht-ist-es-verkehrt. Nein, sie sind ein gutes Beispiel, dass es eben keine simple "Faustformel" gibt, die auf jedes Auge passt. Allerdings ist die zweite zitierte Aussage mit den Leiterschleifen simple und anerkannte Physik.
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Bauform B. schrieb: > * Kupfer soll in der Fläche gleichmäßig verteilt sein Bauform B. schrieb: > * viel Kupferfläche neben schalen Leiterbahnen ist schlecht das gilt aber nur bei Galvanisch bearbeiteten (also durckontaktierten) Platinen. bei einer Einseitigen spielt das keine Rolle. Auch bei Galvanisch bearbeiteten geht das, man sollte nur keinen schmalen Leiterzug durch eine Fläche ziehen. Bauform B. schrieb: > * leere Flächen und schmale Leiterbahnen vertragen sich nicht Wieso? Bauform B. schrieb: > * viel Massefläche hilft viel Das ist natürlich nur in seltenen Ausnahmefällen richtig. Bauform B. schrieb: > * zwecks Kühlung kann man garnicht genug Kupfer haben Das Kupfer auf der Platine kühlt jetzt nicht so gut. aber es verteilt die Wärme gut und über die größere Fläche und dann dort angeschlossene Lötstellen oder Bauteilpins wird dann tatsächlich nennenswert gekühlt. Wühlhase schrieb: > und nein, Arduino oder STM32 schalten > nicht schnell ist das so? Beispielsweise sehe ich im Datenblatt des STM32L011x3/4 auf Seite 78 die Angabe zu I/O rise time bei 6ns. Das Entspricht einer Schaltfrequenz von 167MHz. Das ist deutlich oberhalb der 150kHz, ab der man Impedanzen beim routen beachten sollte. Insbesondere auf den Rückstrompfad bezogen.
Bauform B. schrieb: > leere Flächen erhöhen den Ausschuß Das ist einfach nur albern, wie sollte etwas was nicht vorhanden ist Fehler verursachen? Eine Kupferfläche oder Leiterbahn, die nicht da ist kann man auch nicht unterbrechen. Georg
Christian B. schrieb: > Wühlhase schrieb: >> und nein, Arduino oder STM32 schalten >> nicht schnell > > ist das so? Beispielsweise sehe ich im Datenblatt des STM32L011x3/4 auf > Seite 78 die Angabe zu I/O rise time bei 6ns. Das Entspricht einer > Schaltfrequenz von 167MHz. Das ist deutlich oberhalb der 150kHz, ab der > man Impedanzen beim routen beachten sollte. Insbesondere auf den > Rückstrompfad bezogen. Ab 150kHz impedanzkontrollierte Leitungen...was zur Hölle? Wenn ich die Faustformel grob richtig in Erinnerung habe, entspricht 1ns auf einer FR4-Leiterkarte einer Länge von etwa 15cm, d.h. 6ns entsprechen fast einem Meter. Also ja: Solange das Signal auf der Leiterkarte bleibt und nicht durch eine Leitung rausgeht, sind 6ns Anstiegszeit für meine Begriffe langsam. PS: Der Rückstrompfad ist eine andere Geschichte, das hat mit der Leiterimpedanz nix zu tun.
Wühlhase schrieb: > PS: Der Rückstrompfad ist eine andere Geschichte, das hat mit der > Leiterimpedanz nix zu tun. Ähm, jein. Mit der Leiterimpedanz natürlich nicht, aber eben doch. Der Rückstrompfad sucht sich den Weg der geringsten Impedanz. Natürlich brauch man hier noch nicht mit Striplineregeln arbeiten aber auch bei einem 1MHz Taktsignal kann ein 10Ohm Serienwiderstand die Schaltflanken auf ein tolerierbares Maß reduzieren. Auch das ist in der reinen Gleichstromlehre vollkommen unnötig. Die EMV Messung sagt aber eben leider etwas anderes.
Christian B. schrieb: > Wühlhase schrieb: >> und nein, Arduino oder STM32 schalten nicht schnell > > ist das so? Beispielsweise sehe ich im Datenblatt des STM32L011x3/4 auf > Seite 78 die Angabe zu I/O rise time bei 6ns. 6ns gibt es aber nur, wenn man es so programmiert. Default nach Reset ist 125ns. Leider wieder nicht direkt vergleichbar (6ns @30pF und 125ns @50pF), aber immerhin. An der Stelle gilt ausnahmsweise: wer nichts macht, macht auch nichts verkehrt. Lothar M. schrieb: > Problematisch ist es, wenn ich aus unnötiger Platzsparerei > Schaltungsteile, die sich gegenseitig beeinflussen könnten, > unnötig eng aufeinander positioniere. Was sich wiederrum mit möglichst kurzen Verbindungen beißt. Aber gute Platzierung finde ich einfach, verglichen mit Kupferflächen. Also einfach im Sinne von klare Regeln. Georg schrieb: > Bauform B. schrieb: >> leere Flächen erhöhen den Ausschuß > > Das ist einfach nur albern, wie sollte etwas was nicht vorhanden ist > Fehler verursachen? Beim Ätzen und Galvanisieren wäre ich nicht so sicher. Wenig Kupfer auf einer leeren Fläche wird dicker und macht Kurzschlüsse, Bohrungen werden zu klein.
Bauform B. schrieb: > Beim Ätzen und Galvanisieren wäre ich nicht so sicher. Wenig Kupfer auf > einer leeren Fläche wird dicker und macht Kurzschlüsse, Bohrungen werden > zu klein. Nur wenn der CAM Mitarbeiter nicht aufpasst. Normalerweise werden die Platinen im Fertigungsnutzen so angeordnet, dass man da auch einiges Ausgleichen kann. Es könnte aber teurer werden wenn man mehr Ausgleichsfläche benötigt.
Bauform B. schrieb: > Wenig Kupfer auf > einer leeren Fläche wird dicker und macht Kurzschlüsse Wenn in der Galvanik der Strom falsch eingestellt ist. Das ist aber immer so, auch wenn man sich alle Lücken gnadenlos mit Kupfer vollknallt, im Gegenteil, Schaltungen mit grossen Kupferflächen sind eher schwieriger galvanisch zu bearbeiten. Die Abscheidung von Kupfer folgt im übrigen den Naturgesetzen und die Dicke ergibt sich aus der Stromdichte - auf einen cm² Fläche wird mit einem bestimmten Strom und in einer bestimmten Zeit die gewünschte Dicke abgeschieden. Die wird nicht einfach von selber dicker. In einer professionellen Fertigung kann man auch Leiterplatten produzieren, die auf einer Seite voll Kupfer sind und auf der anderen Seite leer, weil man die Ströme für die beiden Seiten unterschiedlich einstellen kann. Das man sowas nicht entwerfen sollte hat andere Gründe. Georg
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