Forum: Platinen Lagenaufbau 6-layer, Powerplane zwangsweise vom Hersteller aus?


von Stefan I. (Gast)


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Hallo,

ich werde mich demnächst an meiner erste 6-lagige Platine versuchen.
Meine Frage klingt vielleicht etwas seltsam:

Der Standardlagenaufbau besteht ja aus 4 "Signallagen" und 2 Powerlagen.

Jetzt frage ich mich, ob man bei Multicircuit-Board oder Eurocircuit 
auch die Lagen, die eigentlich als Powerplane vorgesehen sind, ganz 
normal nutzen kann oder ob das immer eine durchgängige Kupferfläche 
sind?

Ich würde ehrlich gesagt gerne selber auf jeder Lage bestimmen können, 
ob ich Signale oder wirklich Powerflächen mache.


Viele Grüße
Stefan

von Andreas H. (ahz)


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Stefan I. schrieb:
> Ich würde ehrlich gesagt gerne selber auf jeder Lage bestimmen können,
> ob ich Signale oder wirklich Powerflächen mache.

Eigentlich bestimmst Du das.

/regards

von Gerd E. (robberknight)


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Stefan I. schrieb:
> oder ob das immer eine durchgängige Kupferfläche
> sind?

Na ganz durchgängig kann sie nicht sein, denn um die Bohrungen, die auf 
andere Lagen gehen, musst Du natürlich einen Ring freilassen. Normal 
macht das aber Dein E-CAD automatisch für Dich.

Normalerweise bestimmst Du welche Lage wofür gedacht ist. Es ist auch 
nicht unüblich eine Lage aufzuteilen, z.B. in Digital-Vcc unterhalb des 
Mikrocontrollers und Analog-Vcc unterhalb von Analog-ICs.

: Bearbeitet durch User
von Christian B. (luckyfu)


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Ausserdem gibt es DEN Standardlagenaufbau nicht. Was es gibt sind 
verschiedene Basismaterial- und Prepregstärken. Aus denen muss man sich 
selbst einen Lagenaufbau zusammenzaubern oder, wenn einem die 
Lagenabstände Wurst sind, vom Fertiger erstellen lassen. Der wird dann 
vermutlich einen Lagenaufbau wählen, der zwischen 2 Kupferschichten 2 - 
3 Prepregs hat und entsprechend Laminat nutzen um deine LP Dicke 
realisieren zu können. Wie du die Lagen verwendest ist ganz allein deine 
Verantwortung. Du solltest aber einen Unsymmetrischen Aufbau vermeiden. 
d.h. nicht (bei einem 6 Lagen board) Lage 1-3 Signale, dann 2 
Versorgungslagen und am Ende noch eine Signallage. Denn solch eine 
Platine kann, insbesondere wenn sie größer ist, schnell krumm werden wie 
ein Kartoffelchip, insbesondere nach dem Löten, je nach Verfahren.

von Tobi (Gast)


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Es kann schon mal vorkommen, dass der Hersteller fragt ob er ungenutzte 
Flächen mit Kupfer füllen darf. Wenn er z.B. die Möglichkeit sieht, dass 
sich die Platine verbiegen könnte weil sie sich thermisch nicht 
gleichmäßig darstellt.
Aber ob ich jetzt eine Lage als Power Plane benutze oder nicht... also 
die Freiheit kann dir grundsätzlich keiner nehmen. Irgendwie ergibt sich 
das aber meistens auch zwangsläufig.
Gruß

von Christian B. (luckyfu)


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Tobi schrieb:
> Es kann schon mal vorkommen, dass der Hersteller fragt ob er ungenutzte
> Flächen mit Kupfer füllen darf.

Das wäre mir neu. Auf dem Nutzenrand ja, aber nicht innerhalb der 
Platine. Nicht angebundenes Kupfer wirkt immer als Koppelkapazität. Das 
einzige, was gemacht wird, ist dass in größeren Flächen kleine Löcher 
gemacht werden, wegen UL.

von Georg (Gast)


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Christian B. schrieb:
> Das
> einzige, was gemacht wird, ist dass in größeren Flächen kleine Löcher
> gemacht werden, wegen UL.

Es gibt auch die umgekehrte Möglichkeit: statt durchgehender 
Kupferflächen Füllen mit Mustern, z.B. runden oder rechteckigen Pads zur 
Angleichung des Füllgrades, aber in jedem Fall müsste das der Hersteller 
mit dem Kunden absprechen.

Georg

von Hans (Gast)


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Dem Hersteller ist es völlig egal, was du auf den Kupferlagen machst. 
Das kannst du machen wie du willst.

kleiner Hinweis: Es bietet sich an auf eine gewisse Symmetrie bezüglich 
des Kupferfüllgrades zu achten, damit sich die Leiterplatte später nicht 
verbiegt und schön planar bleibt.

von nur ich (Gast)


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Christian B. schrieb:
> Das
> einzige, was gemacht wird, ist dass in größeren Flächen kleine Löcher
> gemacht werden, wegen UL.

Wegen UL? Der Norm / Zulassung? Das wäre mir neu...

Das ganze nennt sich "Bimetalleffekt", den es hier zu verhindern gilt. 
Bei wirklich ungünstigen Konstellationen im Lagenaufbau und der 
Kupferverteilung kann es dazu kommen. Sehr nervig vor allem dann, wenn 
hohe Ansprüche an die mechanischen Maße und Toleranzen der LP gestellt 
werden.
Eine der Abstellmaßnahmen ist eben das Aufrastern (meshing) der 
Kupferflächen.

von Christian B. (luckyfu)


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nur ich schrieb:
> Wegen UL? Der Norm / Zulassung? Das wäre mir neu...

Dann hast du heute was gelernt. und das am Freitag! Ich kann dir den 
genauen Punkt nicht sagen, aber ich weiß, dass aller 25 - 50mm² imho ein 
kleines Loch in eine Kupferfläche muss, damit das Laminat darunter im 
Brandfall ausgasen kann.

von Georg (Gast)


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Christian B. schrieb:
> ich weiß, dass aller 25 - 50mm² imho ein
> kleines Loch in eine Kupferfläche muss, damit das Laminat darunter im
> Brandfall ausgasen kann.

Auf Innenlagen??

Davon habe ich nach Hunderten von Layouts und nach Millionen gefertigter 
Leiterplatten noch nie was gehört. Muss ich halt im Alter noch was 
dazulernen.

Georg

von Christian B. (luckyfu)


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Naja, der Fall ist ja auch sehr selten. Finde mal eine Platine, die auf 
dieser Fläche nicht ein Via hat. Ich bin mir aber sicher, dass das bei 
den Testplatinen fürs UL so gemacht wurde und wir auch in Kundendesigns 
mittels Script solche Löcher automatisch im Genesis haben einbauen 
lassen. Weil mich das interessiert hat, hab ich nachgefragt. Das ist 
jetzt schon ein paar Jahre her aber ich bezweifle etwas, dass sich da 
groß was geändert hat. Andererseits hast du ja auch noch nichts von 
Insekten im Prepreg gehört.

p.s.: Auf Innenlagen wenn darunter noch etwas kommt. Obs auch beim 
Kernlaminat gemacht wird kann ich nicht mehr sagen. Das ist dann doch zu 
lange her

: Bearbeitet durch User
von nur ich (Gast)


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Christian B. schrieb:
> nur ich schrieb:
>> Wegen UL? Der Norm / Zulassung? Das wäre mir neu...
>
> Dann hast du heute was gelernt. und das am Freitag! Ich kann dir den
> genauen Punkt nicht sagen, aber ich weiß, dass aller 25 - 50mm² imho ein
> kleines Loch in eine Kupferfläche muss, damit das Laminat darunter im
> Brandfall ausgasen kann.

Ich will nicht behaupten, dass es keine UL-Bestimmung in dieser Richtung 
geben kann. Aber egal wie ich es auch anstelle, eine plausible Erklärung 
will mir dazu nicht einfallen.
Wenn die Elektronik brennt, soll sichergestellt sein, dass geringste 
Mengen Gas, die sich im LP-Inneren befinden durch Löcher ausgasen 
können?!? Sonst droht ne Hollywoodmäßige Explosion, oder was? Da hab ich 
andere Sorgen.

von Christian B. (luckyfu)


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Wie ich schon sagte: wieso sich das jemand ausgedacht hat kann ich nicht 
sagen. Es gibt aber für die UL Zulassung des Fertigungsprozesses 
spezielle Layouts zum Prüfen und entsprechende Anforderungen an den 
Fertiger. Imho war das ein 2lagen und ein 4 Lagen Aufbau die für ein neu 
zu listendes Material gefertigt werden mussten und dann anschließend in 
einem zertifizierten Labor geprüft wurden. Für Kundenlayouts ergab sich 
eben diese Rasterung in den Platinen aus diesen Fertigungsvorschriften.

von Sebastian S. (amateur)


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DU und sonst niemand sagt, wie die Layer belegt werden! Der Hersteller 
muss sowieso 3 Platten, mit Kupfer überzogen, bereitstellen.

Die Idee mit dem Bimetall-Effekt halte ich für sehr akademisch und nur 
bei Riesenplatinen mit exotischer Nutzung relevant. Wer weiß, wie 
"weich" Kupfer ist, macht sich darüber sowieso keinen Kopf. Die 
Theoretiker können aber Tagelang darüber brüten (mit Diagrammen und an 
den Haaren herbeigezogenen Layouts) um dann ein Kuckucksei zu legen. 
Oder eine neue DIN/EU-Norm/Vorschrift.

von M.A. S. (mse2)


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Sebastian S. schrieb:
> Die Idee mit dem Bimetall-Effekt halte ich für sehr akademisch und nur
> bei Riesenplatinen mit exotischer Nutzung relevant.

Unsere Bestücker und Leiterplattenhersteller sehen das anders als Du.
Bei Leiterplattengrößen von ca. 45mm x 26mm!

von P. S. (namnyef)


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Dem Leiterplattenhersteller ist es ziemlich egal, wie du das Kupfer auf 
den Lagen verteilst. Man sollte halt so ganz grob dafür sorgen, dass man 
in der Vertikalen halbwegs symmetrisch bleibt. Und dass auf den 
Außenlagen das Kupfer jeweils halbwegs gleichmäßig verteilt ist.
Wenn auf den Außenlagen das Kupfer ungleichmäßig verteilt ist, kann das 
Probleme bei der Metallisierung machen. Dann werden die Bereiche mit 
wenig Kupfer zu viel, und die Bereiche mit viel Kupfer zu wenig 
metallisiert.

von Hans (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Die Idee mit dem Bimetall-Effekt halte ich für sehr akademisch und nur
> bei Riesenplatinen mit exotischer Nutzung relevant. Wer weiß, wie
> "weich" Kupfer ist, macht sich darüber sowieso keinen Kopf. Die
> Theoretiker können aber Tagelang darüber brüten (mit Diagrammen und an
> den Haaren herbeigezogenen Layouts) um dann ein Kuckucksei zu legen.
> Oder eine neue DIN/EU-Norm/Vorschrift.

Das Problem betrifft vor allem BGA-Layouts, oder SMD-Stecker. Da darf 
sich die Leiterplatte beim Erhitzen nicht groß verbiegen. Das kann sonst 
richtig unschön sein. Einmal hatte ich tatsächlich den Fall, dass mein 
Bestücker wegen der gebogenen Leiterplatte Probleme beim Bestücken 
bekommen hat.

Das ist also durchaus kein akademisches Problem, sondern wirklich 
vorhanden. Ich kann das aus der Praxis so berichten. :-)

von Christian B. (luckyfu)


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Der Effekt der gebogenen Leiterplatte hat auch nichts mit Bimetall zu 
tun (Nochzumal es nur Kupfer in der Platine gibt). Das ist generell so, 
wenn man 2 unterschiedliche Materialien auflaminiert. Wer schonmal ein 
Papier auf eine Presspappunterlage geklebt hat kann das bestätigen, das 
wird nach kurzer Zeit schon krumm. Klebt man auf beiden Seiten Papier 
auf passiert das nicht. Auch Sperrholz ist immer in ungerader Lagenzahl, 
damit das eben nicht krumm wird.

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