Forum: Platinen Fragen zu Multi-Layer-Platinen


von Christian M. (christian_m280)


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Habe mir für die Gartenbahn 4fach-Layer-Printe machen lassen als 
Schienenverbinder.

Jetzt wäre natürlich interessant zu wissen, wie lange solche Printe im 
Aussenbereich halten? Sie sind direkt der Witterung ausgesetzt!

Bei der ersten Version musste ich Kompromisse bezüglich der idealen 
"Footprinte" eingehen. Und zwar wollte ich, dass die inneren beiden 
Layer kleiner sind, also die Aeusseren sich berühren/überlappen, und 
innen noch Platz ist für die Leiterbahnen von der anderen Seite. Habe 
ein Bild zur Veranschauung beigelegt. Kann man das nur mit einem 
"LowLevel" Layout-Programm machen ala EasyEDA?

Gruss Chregu

von H. H. (Gast)


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Christian M. schrieb:
> Jetzt wäre natürlich interessant zu wissen, wie lange solche Printe im
> Aussenbereich halten? Sie sind direkt der Witterung ausgesetzt!

Kommt ganz auf die Oberfläche (Zinn oder Gold) und die anliegenden 
Spannungen  (AC oder DC, wieviel Volt) an.


> Bei der ersten Version musste ich Kompromisse bezüglich der idealen
> "Footprinte" eingehen. Und zwar wollte ich, dass die inneren beiden
> Layer kleiner sind, also die Aeusseren sich berühren/überlappen, und
> innen noch Platz ist für die Leiterbahnen von der anderen Seite. Habe
> ein Bild zur Veranschauung beigelegt.

Unverständlich.

von Michael B. (laberkopp)


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Christian M. schrieb:
> wie lange solche Printe im Aussenbereich halten?

ein halbes Jahr?

Zwischen dem Kupfer der Leiterbahnen und dem Neusilber der Schienen 
bildet sich ein elektrochemisches Element dass ruck zuck die 35um dünne 
Kupferschicht wegkorrodieren lässt.

Selbst Gold hält da nicht lange (weil es homöopathisch dünn ist).

von Bernd G. (Gast)


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Und wie machen andere Leute das?

von DSGV-Violator (Gast)


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Christian M. schrieb:
> Habe mir für die Gartenbahn 4fach-Layer-Printe machen lassen als
> Schienenverbinder.

Schieneverbinder an der Gartenbahn sind doch schon aus Gründen der 
mechanischen Belastung ziemlich massive Teile: 
https://www.gartenbahn.at/index.php?menuid=23
https://img.kleinanzeigen.de/api/v1/prod-ads/images/60/60110613-7674-4a96-92a5-20af629dc394?rule=$_59.JPG

Sollen diese Verbindungsstücke aus Platte und zwei Schrauben durch das 
PCB mit aufgelöteteten Gleise ersetzt werden?

von Christian B. (luckyfu)


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Die rein gelötete Platine wird nicht lange halten. Aber mit einem 
Klarlacküberzug sollte das stabilisiert werden.
Zu deiner Frage:

Christian M. schrieb:
> Bei der ersten Version musste ich Kompromisse bezüglich der idealen
> "Footprinte" eingehen. Und zwar wollte ich, dass die inneren beiden
> Layer kleiner sind, also die Aeusseren sich berühren/überlappen, und
> innen noch Platz ist für die Leiterbahnen von der anderen Seite. Habe
> ein Bild zur Veranschauung beigelegt. Kann man das nur mit einem
> "LowLevel" Layout-Programm machen ala EasyEDA?

Sorry, ich verstehe nicht, was du damit sagen willst... Nur nochmal zum 
Verständnis: Ein Layer ist eine Kupferlage. Bei deinem 4 lagigen Board 
hast du davon maximal 4. Die erkennt man auch, mehr oder weniger auf dem 
Bild. Aber es steht weder dort, wozu du die 4 Lagen überhaupt brauchst 
noch was damit bezweckt werden soll. Entweder du zeigst das ganze Layout 
oder, was noch besser währe: das gesamte Layout plus den dazugehörigen 
Schaltplan nebst Funktionsbeschreibung. Nun kann es natürlich sein, dass 
du diese Platine auch an andere Gartenbahner verkaufen willst und 
deshalb so wenig wie möglich Informationen preis geben willst. Das 
verstehe ich aber ich kann dir sagen, dass im Bereich der Gartenbahn 
keine patentwürdigen Erfindungen zu erwarten sind. Also: Um adäquate 
Hilfe bekommen zu können musst du zu erst einmal dein Anliegen 
verständlich (!) formulieren. Vor allem so, dass ein Außenstehender das 
Problem möglichst ohne Nachfragen erfassen kann. Also schreibe lieber 
eine, dir unnütz erscheinende, Information mehr auf als am Ende in eine 
Salamitaktik zu verfallen, wo jedes kleine Teilproblem extra erörtert 
werden muss, nur um dann festzustellen, dass das Gesamtproblem ganz 
anders hätte gelöst werden können.

Daher gehören zu diesen Informationen auch so Dinge wie zu erwartender 
Stromfluss und so weiter...

von Christian M. (christian_m280)


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Bernd G. schrieb:
> Und wie machen andere Leute das?

Z.B. Löcher in die Schienen bohren (zu aufwendig bei ~500 Stück, 
Probleme der Kontaktierung persistent), an die Messing-Schienenlaschen 
löten (die Messing-Laschen halten nicht lange, sind nicht federnd genug 
und schwer zu bekommen). Ich habe bis jetzt seitlich Nickel-Streifen 
angepunktschweisst, das hält einige Jahre. Mit meinen Adaptern könnte 
ich solche Stellen ohne grosse Gleisauftrennungen überbrücken.

Ja, die Schienen sind aus

Michael B. schrieb:
> Neusilber

Spur 0m und nicht LGB. Daher ist die

DSGV-Violator schrieb:
> mechanischen Belastung

viel geringer.

Christian B. schrieb:
> das gesamte Layout

habe ich angehängt. Ich will keine Salamitaktik machen und geheim ist es 
auch nicht. Bei dieser Spur sind die Angebote auf dem Markt extrem 
eingeschränkt, deswegen helfe ich den Leuten wo ich kann.

Ich habe Pcbnew mal in "Legacy Toolset" geschaltet, ist 
"durchsichtiger", dann sieht man mehr. Auf die 8 Löcher werden 
M2-Messingmuttern gelötet, und mit Schrauben der Schienenfuss befestigt. 
Oben und unten ist noch nicht festgelegt, denkbar ist auch die Mutter 
oben, dann ruht die Schiene auf der Mutter. Aussen sind auf einer Seite 
die Kontakte zum Anlöten quer, auf der anderen Seite längs. So jetzt: 
Die Flächen für die Muttern wollte ich in einem Stück (mit 4 Löchern), 
und die Verbindung zu den Lötkontakten in den Zwischelayern. Aber dazu 
müsste der Footprint in den inneren Layern kleiner sein, um da 
dazwischen zu kommen. Ich hoffe, ich habe mich klarer ausgedrückt.

Gruss Chregu

von Christian M. (christian_m280)


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Habe noch eine Skizze gemacht zur Veranschaulichung.

Gruss Chregu

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Christian M. schrieb:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/602477/Schienenverbinder_Multilayer_2.png

Rechnest Du damit dass der Platinenfertiger 1 Mikrometer Genauigkeit 
hinbekommt?

von Bauform B. (bauformb)


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Christian M. schrieb:
> Und zwar wollte ich, dass die inneren beiden
> Layer kleiner sind, also die Aeusseren sich berühren/überlappen, und
> innen noch Platz ist für die Leiterbahnen von der anderen Seite. Habe
> ein Bild zur Veranschauung beigelegt. Kann man das nur mit einem
> "LowLevel" Layout-Programm machen ala EasyEDA?

Eher im Gegenteil, ein "HighLevel" Programm kann Padstacks mit 
unterschiedlich großen Pads in jeder Lage. Aber in diesem Fall geht es 
viel einfacher: man nehme ganz normale runde Pads mit einem vernünftigen 
Außendurchmesser, in allen Lagen einheitlich. Auf den Außenlagen legt 
man eine Kupferfläche in beliebiger Größe über alle 4 Bohrungen.

"Beliebige Größe" mit einer kleinen Einschränkung: zum Platinenrand 
sollte man 0.3mm Abstand halten, manche Hersteller verlangen sogar 
0.5mm. Das dürfte doch kein Problem sein, die Platine könnte doch auch 
11mm statt 9.xxx haben?

Christian M. schrieb:
> Auf die 8 Löcher werden M2-Messingmuttern gelötet

Das wäre mir zu fummelig bzw. zu viel Arbeit. Immerhin bestimmen die 
Muttern die Spurweite, bzw. der Abstand muss genau zur Spurweite und zur 
Breite des Schienenfuß passen. Mit 2.0mm Bohrungen könnte man die 
Muttern vor dem Löten anschrauben, aber...
Christian M. schrieb:
> zu aufwendig bei ~500 Stück
Eigentlich sollten die Muttern so ähnlich aussehen (nur löten statt 
nieten):

https://www.ettinger.de/p/einniet-distanzmutter/ausfuehrung-b/002.81.213

Und rein von der mechanischen Festigkeit her gehören die Muttern nach 
unten. Oben müsste das Lötzinn alle Kräfte aufnehmen; im Extremfall 
könnte sich das Kupfer von der Platine lösen.

Christian M. schrieb:
> Bei dieser Spur sind die Angebote auf dem Markt extrem
> eingeschränkt, deswegen helfe ich den Leuten wo ich kann.

Dafür wären 2-lagige Platinen evt. günstiger. Vielleicht kann man mit 
der kreuzenden Leiterbahn am Rand statt in der Mitte vorbei gehen? Noch 
ein Argument für 2 Lagen: Aisler liefert 4 Lagen nur vergoldet - einer 
HAL-Oberfläche traue ich viel mehr Wetterfestigkeit zu.

von Christian M. (christian_m280)


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Magnus M. schrieb:
> Rechnest Du damit dass der Platinenfertiger 1 Mikrometer Genauigkeit
> hinbekommt?

Nein, natürlich nicht! Ich war beim Vermassen von der Kante auf den 
5mil-Raster verrutscht. Es sind 9.5mm, die Nullen macht KiCAD.

Bauform B. schrieb:
> die Platine könnte doch auch
> 11mm statt 9.xxx haben?

Nein, der Abstand der Schwellen sind das Limit. Und in Kurven halt 
9.5mm.

Bauform B. schrieb:
> Und rein von der mechanischen Festigkeit her gehören die Muttern nach
> unten.

Ja ich weiss. Darum auch beidseitig, dann kann ich alle (vier) Varianten 
ausprobieren!

Bauform B. schrieb:
> Vielleicht kann man mit
> der kreuzenden Leiterbahn am Rand statt in der Mitte vorbei gehen?

Das wollte ich eben vermeiden für die Fälle, in denen die Schiene auf 
dem Print aufliegt. Ausserdem ist es so schon eng.

Bauform B. schrieb:
> man nehme ganz normale runde Pads mit einem vernünftigen
> Außendurchmesser, in allen Lagen einheitlich. Auf den Außenlagen legt
> man eine Kupferfläche in beliebiger Größe über alle 4 Bohrungen.

Oh ja, genau! Und solche Ueberlappungen sind kein Problem? Wird da im 
Gerber ein Poligon draus?

Ich bekomme die Printe heute und werde berichten!

Gruss Chregu

von Christian M. (christian_m280)


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Bauform B. schrieb:
> Eigentlich sollten die Muttern so ähnlich aussehen (nur löten statt
> nieten):
>
> https://www.ettinger.de/p/einniet-distanzmutter/ausfuehrung-b/002.81.213

Solche habe ich noch gesucht:

https://www.tme.eu/ro/details/keys7696/terminale-cu-lipire-pcb/keystone/7696/

Sind aber viel zu teuer, mit M3 viel zu gross und die Meisten haben 
sogar nur UNC 6-32...

Gruss Chregu

von Bauform B. (bauformb)


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Christian M. schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> Auf den Außenlagen legt man eine Kupferfläche in beliebiger Größe
>> über alle 4 Bohrungen.
>
> Oh ja, genau! Und solche Ueberlappungen sind kein Problem?

Kein Problem, man muss nur die Kupferfläche an das gleiche Signal 
anschließen wie die 4 Pads.

> Wird da im Gerber ein Poligon draus?

Die Kupferfläche muss schon als Polygon angelegt werden. Und dann 
vertrauen wir KiCad, dass es vernünftige Gerberdaten daraus macht, wie 
schon millionenmal auf anderen Platinen ;)

Christian M. schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> die Platine könnte doch auch 11mm statt 9.xxx haben?
>
> Nein, der Abstand der Schwellen sind das Limit.
> Und in Kurven halt 9.5mm.

Man könnte die Platine keilförmig machen. Man muss ja nur auf einer 
Seite mit der Leiterbahn außen an den Pads vorbei. Also auf der 
Innenseite der Kurve max. 9.5mm und auf der Außenseite 11mm. Na gut, ich 
sag' schon nichts mehr ;)

Christian M. schrieb:
> Sind aber viel zu teuer, mit M3 viel zu gross und die Meisten haben
> sogar nur UNC 6-32...

M2.5 gäbe es noch, eigentlich auch klein genug und nur eine Bohrung. 
Aber die sind auch alle ziemlich hoch, das sieht doch sehr seltsam aus?

https://www.ettinger.de/p/schraubklemme-m2-5/max.-15-ampere-fuer-leiterplatten-ohne-schraube/013.20.255

von Christian B. (luckyfu)


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Ok, jetzt wird es etwas klarer.

vielleicht ist das hier etwas für dich: 
https://www.we-online.com/de/components/products/em/assembly/smd_spacer
die Dinger sind zwar teurer als reine Messing Muttern aber können mit 
einem passenden Padstack verarbeitet werden. Wir nutzen diese z.B. mit 
1mm Restring auf der Außenlage, wo dieses Bauteil verlötet wird, alle 
anderen Lagen haben nur noch 0,3mm Restring. Das funktioniert sehr gut. 
Natürlich kann man den Padstack so auch mit Messingmuttern nutzen. 2. 
Vorteil ist: Da diese Spacer einen Kragen haben, lassen sie sich sehr 
gut Platzieren und sind dann auch immer passend ausgerichtet. Wenn du 
dann nach dem Verlöten die Platine noch Lackierst, am besten mit 2k 
Lack, dann sollte das auch Langlebig genug sein, um den Außeneinsatz zu 
überstehen.

ursprünglich bin ich davon ausgegangen, dass diese Platine direkt an die 
Schienenfüße gelötet werden soll, was es schwieriger macht, sie vor 
Umwelteinflüssen zu schützen, da Lackieren dann nicht so einfach ist bei 
einer Fertigen Bahn im Freien.

von Christian M. (christian_m280)


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Christian B. schrieb:
> vielleicht ist das hier etwas für dich:
> https://www.we-online.com/de/components/products/em/assembly/smd_spacer

Fantastische Auswahl! Was würde wohl so ein 600er Reel 9774040243R 
kosten?
Mit den 4mm Höhe käme der Print bis schön auf Bodenebene.
Bei Ali habe ich noch eine Bestellung für Messingmuttern h=4mm.

Christian B. schrieb:
> nach dem Verlöten die Platine noch Lackierst

Genau! Dank Dir für den Link!

Gruss Chregu

von Christian B. (luckyfu)


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Christian M. schrieb:
> 9774040243R

also bei Mouser kostet ein 600-er reel 357 euro

https://www.mouser.de/ProductDetail/Wurth-Elektronik/9774040243R?qs=KRpiEsko4HmaEKFu8pgBnw%3D%3D&gclid=Cj0KCQjw7uSkBhDGARIsAMCZNJsdm-PdjnoYC-5fZn0cghN6tBb-EIuHwvBR1_tSSd4UtpoluvOzJ2gaAnQhEALw_wcB

Wenn du jemanden mit guten connections zu WE hast, gibts das bestimmt im 
Direktvertrieb günstiger.

: Bearbeitet durch User
von Christian M. (christian_m280)



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Christian B. schrieb:
> 600-er reel 357 euro

Ups, jetzt musste ich doch kurz leer schlucken. Glaub dann tausche ich 
doch lieber alle paar Jahre einige Verbinder aus. Danke für die Info!

Hab vorhin die Printe bekommen, mechanisch passt es schon mal. Einmal 
Muttern unten, zweimal oben.

Gruss Chregu

von Gerald K. (geku)


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Da sind viele verschiedene Metall im Spiel. Ich fürchte die 
Metalloberflächen werden bald unansehlich werden.

Vielleicht hilft es Platine und Schrauben mit der Farbe der Schwellen zu 
überstreichen (z.B. mit Dichtfix).

von Christian M. (christian_m280)


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Vielleicht geht auch:

https://www.lcsc.com/product-detail/Other-nuts_YIYUAN-SMTWEM235STR_C5301794.html

Ist auch in der JLCPCB Assembly Parts Lib drinn ;)

Gruss Chregu

von DSGV-Violator (Gast)


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Christian M. schrieb:

> Hab vorhin die Printe bekommen, mechanisch passt es schon mal. Einmal
> Muttern unten, zweimal oben.

OK, so solls ausschauen ...

Spontan fällt mir dreierlei ein:

a) Zahn- resp Fächerscheibe könnte ein extra an Befestigung geben

b) die beiden Gleise sind über das Print mechanisch starr verbunden, was 
dazu führen könnte das sich die Schrauben durch die übertragenenen 
Kräfte lockern. Bei dem einem Paar  (die seite bei denen auch der 
Stromanschluß ist liegt etwa eine Via-linie  nahe der Stoßkante. Es 
macht vielleicht Sinn so eine Bohrungslinie als mechanischen Ausgleich 
auch bei/unter der anderen Stoßkante zu haben, weil dadurch wird das PCB 
mechanisch flexibler und die Belastung der Schrauben auf dem einen Gleis 
übertragen sich schlechter zu den Schrauben an dem anderen Gleis, das 
PCB verwindet sich etwas

c) unter Frost könnten die Prints leichter brechen resp. verspröden, 
also eventuell über die Zeit der Nachfröste das Ganze abbauen, falls 
nicht prophylaktisch jedes Jahr die Prints erneuern.

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