Forum: Platinen Hilfestellung bei Leiterplattendesign


von Franz (Gast)


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Liebe Community!

Ich möchte Verteilerplatten (ich nenne sie mal so...) herstellen, deren 
einzige Aufgabe es ist, die Kontakte eines 40poligen Flachbandkabels 
(5V) auf Schraubklemmblöcke mit RM 3,5mm zu verteilen. Keine 
elektronischen Bauteile, keine Stromversorgung etc. Eigentlich ganz 
simpel :-) Weil ich aber von der ganzen Materie überhaupt keine Ahnung 
habe, ist es für mich alles andere als simpel, all die Designregeln, 
Materialien und das ganze Fachwissen drum herum sind für mich 
überwältigend und deshalb wäre ich sehr dankbar, wenn ihr mir mit eurer 
Erfahrung weiter helfen könntet.

Die Verteilerplatten sollen Schalter und LEDs mit einer I/O-Card 
verbinden. Welche Leiterbahnenbreiten, -stärken, -abstände? Welches 
Material, Lötstoppmasken, wo am besten bestellen usw. usf.

Vielen Dank für eure Unterstützung!!

von MaWin (Gast)


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Franz schrieb:
> Welche Leiterbahnenbreiten, -stärken, -abstände?

Einseitig Selber ätzen (Standardgrösse spart sägen, 5mm Rand lassen) 
oder doppelseitig machen lassen (Je kleinere Fläche, je billiger) ?

Die Lötpads und Leiterbahnen so gross wie möglich, dann hast du mehr 
Reserven, die Schraubklemmen halten dann besser
1mm Leiterbahn ist nicht zu dick. 0.5mm Abstand reicht.

Vergiss nicht die Befestigung. 4 Schraublöcher in den Ecken.

von Georg (Gast)


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Franz schrieb:
> Welche Leiterbahnenbreiten, -stärken, -abstände?

Der Entwurf ist ja so in Ordnung, breitere Leiterbahnen gehen halt nicht 
aus Platzgründen, die Engstellen zwischen den Kontakten des 40poligen 
Steckers legen das fest. Etwas mehr ginge bei doppelseitigem Entwurf, 
aber dann muss man die LP durchkontaktiert fertigen lassen, wäre aber 
beim Chinesen vermutlich auch nicht teurer, da heute einseitige LP schon 
exotisch sind.

Franz schrieb:
> Welches
> Material, Lötstoppmasken, wo am besten bestellen usw. usf.

FR4 1,5 bzw. 1,6 mm ist Standard, Lötstoppmaske ist bei den Herstellern 
meistens sowieso dabei, am besten die Voreinstellungen lassen. Ich lasse 
bei multipcb fertigen, das ist professionell aber nicht der billigste, 
am besten hier im Forum lesen wer mit wem welche Erfahrungen gemacht 
hat. Man muss auch nicht die allerbilligste Waschküche beauftragen.

Georg

von N. B. (charlie_russell)


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Zum schnellen Überblick kann man Saturn PCB toolkit verwenden: 
https://saturnpcb.com/saturn-pcb-toolkit/

: Bearbeitet durch User
von Klaus W. (mfgkw)


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MaWin schrieb:
> 1mm Leiterbahn ist nicht zu dick.

Finde ich schon zu dick.

1mm breit würde ich zustimmen :-)

von Bauform B. (bauformb)


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Gibt es gemeinsame GND- oder Versorgungsleitungen? Wenn man dafür 2 
Flachkabeladern spendiert, kann man diese Leiterbahnen viel breiter 
machen. 50 LEDs mit 10mA sind auch ein halbes Ampere.

Es lohnt sich, die fast fertige Platine mit anderen Augen anzuschauen
http://pcb-viewer.de
lokal mit gerbv
Und natürlich direkt beim Hersteller, z.B.
http://aisler.net
http://eurocircuits.de
Diese drei Viewer arbeiten durchaus unterschiedlich, also sieht man 
jeweils andere Fehler (jedenfalls geht es mir so). Wenn man viel Zeit 
hat, macht eurocircuits eine umfangreiche Analyse und erklärt am 
lebenden Objekt die Feinheiten von Bohrungen und Restringen und und -- 
ein "muss" für die perfekte Platine. Ja, für diese Platine ist das 
übertrieben, aber zu Anfang zum Lernen...

von Zero V. (Firma: Freelancer) (gnd)


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MaWin schrieb:
> Einseitig Selber ätzen

Also für jemand der keine Ahnung hat gleich mal mit einem gefährlichen 
und aufwendigen Ätzprozess starten ist ja echt ein toller Ratschlag.

von MaWin (Gast)


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Zero V. schrieb:
> MaWin schrieb:
>
>> Einseitig Selber ätzen
>
> Also für jemand der keine Ahnung hat gleich mal mit einem gefährlichen
> und aufwendigen Ätzprozess starten ist ja echt ein toller Ratschlag.

Ja, schlimm was man im letzten Jahrhundert sogar seinen Kindern 
zugetraut hat, da haben die Eltern zu dem Zweck sogar denen das 
Fotolabor überlassen und beim Apotheker die Chemikalien gekauft die es 
nur für Erwachsene gab, ganz anders die Helikoptereltern heute die dich 
zu einem lebensuntüchtigen ausschliesslich Konsumentenvieh erzogen 
haben, denen alles zu gefährlich, zu aufwändig ist und sogar 
eigenständiges Denken erfordert.

Brrr.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Einseitig Selber ätzen (Standardgrösse spart sägen, 5mm Rand lassen)

Es ist zwar äußerst lehrreich, mal ein paar Leiterplatten selbst geätzt 
zu haben, aber heutzutage würde ich das auf keinen Fall mehr für ein 
Produkt/Projekt machen, das auf Anhieb funktionieren soll.

> oder doppelseitig machen lassen (Je kleinere Fläche, je billiger) ?

Genau. Auch in Kleinststückzahlen sind die kommerziellen Hersteller 
mittlerweile billiger als jede Selbstätzleiterplatte, insbesondere wenn 
man die Kosten für die benötigte technische Ausrüstung umlegt.

> Die Lötpads und Leiterbahnen so gross wie möglich, dann hast du mehr
> Reserven, die Schraubklemmen halten dann besser
> 1mm Leiterbahn ist nicht zu dick. 0.5mm Abstand reicht.

Gerade bei Schraubklemmen o.ä. würde ich heutzutage ausschließlich 
galvanisch durchkontaktierte Leiterplatten verwenden, d.h. industriell 
gefertigte, doppelseite. Deren in den Bohrlöchern befindlichen 
Kupferhülsen sind deutlich stabiler als jede Leiterbahn, sofern das Lot 
ordentlich in die Kupferhülse hineinkriechen konnte. Gerade bei 
Schraubklemmen habe ich die Erfahrung gemacht, dass sehr schnell ein 
ordentlicher, konkaver Lötkegel entsteht, der aber nur recht 
oberflächlich aufliegt. Hält man den Lötkolben noch etwas länger an die 
Lötstelle, gibt es nach einigen Sekunden noch einmal einen richtigen 
Rutsch, bei dem es das Lot in die Kupferhülse zieht. Erst dann ist das 
ganze wirklich bombenfest.

In einer der IPC-Normen (IPC-A-610) ist für die verschiedenen 
Zuverlässsigkeitsklassen auch definiert, wie tief das Lot mindestens in 
die Kupferhülse eingedrungen sein muss. Für Klasse 3 sind es meiner 
Erinnerung nach mindestens 80%.

> Vergiss nicht die Befestigung. 4 Schraublöcher in den Ecken.

Warum (nur) in den Ecken?

Bei solchen Konstruktionen platziere ich die Bohrlöcher dort, wo die 
zugehörigen Verschraubungen die größten Belastungen aufnehmen und 
Biegungen verhindern können. Und das sind z.B. genau die Bereiche 
zwischen den Schraubklemmen. Anbei ein Foto solch einer Leiterplatte, an 
deren Rand insgesamt sechs Phoenix-Steckklemmen angebracht sind. Auf der 
Baugruppe sind auch mehrere schwere Bauelemente (DC/DC-Wandler, 
Drosseln), weswegen es auch noch eine Befestigung in der 
Leiterplattemitte gibt. Die ganze Baugruppe wird anschließend mit 
Gewindebolzen auf einer 10 mm dicken Trägerplatte befestigt, die 
wiederum in dem eigentlichen Gehäuse sitzt. Das ganze wird in einem 
Nutzfahrzeug (Landmaschine) eingesetzt.

Die beiden unmittelbar nebeneinander befindlichen Befestigungslöcher 
haben übrigens keine mechanische Bewandnis. Das rechte Loch dient der 
optionalen Verbindung einer auf der Leiterplattenrückseite befindlichen 
Massefläche mit der Trägerplatte. Die ganze Schaltung enthält ja einen 
DC/DC-Wandler, um die eingangsseitige Fahrzeugstromversorgung von dem 
versorgten Gerät zu trennen. Durch die o.a. Schraube gibt es dann die 
Möglichkeit, ggf. im Bereich dieser Baugruppe/Trägerplatte/Gehäuse eine 
Verbindung zur Karosserie herzustellen, sofern dies aus EMV-Gründen 
sinnvoll ist.

: Bearbeitet durch User
von Franz (Gast)


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Wow, vielen Dank für die raschen und brauchbaren Antworten! Ich muss 
gestehen, ich habe mir nicht viel erwartet, da ja oft ein "schau da 
nach" und "das gab es schon" usw. kommt. Also danke für die vielen 
nützlichen Ratschläge, die ich versuchen werde, umzusetzen.
LG!

von Phantomix X. (phantomix)


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Georg schrieb:
> Der Entwurf ist ja so in Ordnung, breitere Leiterbahnen gehen halt nicht
> aus Platzgründen [...]

Dazu 1-2 "kreative" Vorschläge:
- Man könnte die Stiftleiste in die Mitte der Platine packen und die 
Schraubklemmen rundrum, dann muss man mit den Leiterbahnen nicht 
zwischen zwei Pins durch -> mehr Platz

- Man könnte, bei doppelseitigem Design und 1,6mm Platine, die 
Stiftleiste am Rand lassen und seitlich anlöten, sodass die Hälfte der 
Pins oben und die andere Hälfte unten sind

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