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Forum: Platinen Widerstand Via


Autor: Bastian (Gast)
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Hallo,

wie groß ist eigentlich der Widerstand eines Vias?
Was tippt ihr? So 30mOhm?

Bastian

Autor: Boris (Gast)
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Kommt auf den Durchmesser, die Kupferdicke und die Länge der Vias (Top 
zu Bottom Layer oder nur zu einer inneren Lage) an.

Autor: Frank Bär (f-baer)
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rechne es doch einfach aus...

Rho*l/A

l = Dicke der LP
A = Kupferdicke*pi*durchmesser

Autor: Boris (Gast)
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@ Frank
Die Formel hab ich gerade vergeblich gesucht. Warst schneller :-)

Autor: Frank Bär (f-baer)
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Boris schrieb:
> @ Frank
> Die Formel hab ich gerade vergeblich gesucht. Warst schneller :-)

Mein Gedächtnis ist schneller als jede Google-Suche ;)

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Wenn ich eine Bohrung von 0,4 mm Durchmesser und eine Schichtdicke
von 20 µm einsetze (ist das realistisch?), komme ich auf 1 mΩ.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>Wenn ich eine Bohrung von 0,4 mm Durchmesser und eine Schichtdicke
>von 20 µm einsetze (ist das realistisch?),

Ja.

> komme ich auf 1 mΩ.

Schön. Aber die Strombelastbarkeit ist deutlich kleiner, als die 1mOhm 
vermuten lassen. So um die 1A.

http://wiki.oliverbetz.de/owiki.php/FormelSammlung

MfG
Falk

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Falk Brunner schrieb:
> Aber die Strombelastbarkeit ist deutlich kleiner, als die 1mOhm
> vermuten lassen. So um die 1A.

Warum eigentlich so wenig ?? Wenn ich ein 0.4mm Via mal gedanklich 
aufrolle, habe ich eine LB von rund 1.2mm Breite und 20um Dicke. Da geht 
mehr als 1A drüber. Oder übersehe ich da was ?

Gruss Uwe

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Ich vermute mal, dass da die Wärme nicht so gut wegkommt, wenn das im 
Kreis aufgerollt und vollständig von Platine umgeben ist.

(aber man lasse die Experten das bestätigen :))

Gruß
Lasse

Autor: Bastian (Gast)
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Dasselbe gilt dann vermutlich auch für Durchkontaktierungen in Bohrungen 
in Pads. 1A ist schon ein bisschen wenig...

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Ich wollte mal 0,4-er Vias mit 10A rausbrennen. Keine Chance...

Für den Stromfluß hatte ich als Faustformel: Pro Via 0,5A. Bin damit gut 
gefahren.

Autor: Falk Brunner (falk)
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http://www.fs-leiterplatten.de/html/el__bemessung.html

Ok, hab mich da wohl mit 1A etwas vertan. :-0

Autor: Zottel Thier (zotty)
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Das mit den 20µ Hülsenstärke kann so pauschal nicht sagen, das hängt von 
der Dicke der Folie/Basiskupfer und wieviel aufgekupfert wird ab. Zum 
weiteren wie gut der Hersteller den Prozess im Griff hat. Gerad bei bei 
0,4mm oder kleiner im Zusammenhang mit dicken LP kann es schon mal 
passieren, das die Via nicht sonderlich gut gespült wird und dann wird 
die Hülse nicht gleichmäßig aufgebaut. Eventuell besteht sie nur aus der 
(leitfähigen) Anfangsbeschchtung fürs galvanisch Aufkupfern. Dann ist 
zwar genügend Kontak für Kleinsignale da, aber sie trägt praktisch 
keinen Strom. Bei 0,8mm auf einem 120µ Board verträgt so ne VIA schon 
einiges mehr im Verhältnis zur  0,4 mm bei 18µ.

P.S. Die Tabelle ist sehr optimistisch, je nach LP Hersteller zu 
optimistisch

Autor: Bastian (Gast)
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Aha, die Meinungen unterscheiden sich also ganz schön, von 0,5A bis 
2A...

Füllt man Vias eigentlich mit Lötzinn? Das würde ja auch den Widerstand 
verringern. Oder wird dadurch die Kühlung durch Luft verhindert?

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Bastian schrieb:
> Aha, die Meinungen unterscheiden sich also ganz schön, von 0,5A bis
> 2A...

Sollten sie aber nicht. Die Stromtragefähigkeit hängt vom 
Hülsendurchmesser und der Cu-Stärke in der Hülse (bei uns sind das 
mind.25µm), der Hülsenlänge und ein wenig von der Temperatur ab.

Wenn bei 3 verschiedenen LP-Fertigern bezüglich der Stromtragefähigkeit 
mal nachfragt, bekommt man i.d.R. auch 3 verschiedene Antworten :-(

Zottel Thier schrieb:
> Das mit den 20µ Hülsenstärke kann so pauschal nicht sagen, das hängt von
> der Dicke der Folie/Basiskupfer und wieviel aufgekupfert wird ab.

Die Dicke des Basiskupfers hat AFAIK nichts mit der Hülsenstärke zu tun, 
das bedeutet z.B. bei 70µm Endkupferstärke habe ich garantiert KEINE 
70µm Cu in der Hülse.

Gruss Uwe

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Falk Brunner schrieb:
> http://www.fs-leiterplatten.de/html/el__bemessung.html

Aua, da tun einem ja die Augen weh!

Zottel Thier schrieb:
> Das mit den 20µ Hülsenstärke kann so pauschal nicht sagen, das hängt von
> der Dicke der Folie/Basiskupfer und wieviel aufgekupfert wird ab.

Ich war von einer (mehr oder weniger Standard-)Dicke der normalen
Bahnen von 35 µm ausgegangen und hatte so Pi mal Daumen auf 20 µm
in der Hülse geschätzt, erstens weil natürlich dort das Grundkupfer
dünner ist, zweitens weil die Stromdichte geringer ist (die der
wesentliche Parameter für die Galvanisierung ist).  Scheint ja
zumindest nicht völlig daneben zu liegen.

Ist schon klar, ein 0,4er Via würde ich nicht für irgendwas nehmen,
was viel Strom führen muss, aber für eine normale Vcc-Leitung genügt
es offenbar durchaus.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> z.B. bei 70µm Endkupferstärke habe ich garantiert KEINE
> 70µm Cu in der Hülse.
Nein, nur etwa die Hälfte.

Bei einer 35um Platine ist die Ausgangskupferstärke beidseitig 17um. 
Dann wird gebohrt und die Löcher durchkontaktiert. Dabei steigt die 
Kupferstärke auf der Ober- und Unterseite auf 35um an. Anschliessend 
werden die neu gewonnen Durchkontaktierungen verschlossen und alles von 
der Ober- und Unterseite weggeätzt, was nicht als Leiterbahn verwendet 
wird. Danach werden die nicht durchkontaktierten Löcher gebohrt.

Der Auftrag in der DK ist also etwa 17um (wenn nicht blöderweise noch 
Luftbläschen oder Schmutz in der DK sind...).

Autor: Zottel Thier (zotty)
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Wenn man mehrere Vias in hexagonaler Anordnung (kompakteste Anordnung) 
parallel schaltet, kommt  man unabhängig vom Viadurchmesser immer auf 
den gleichen Querschnitt pro Fläche. Theoretisch kann man also durchaus 
0,4er nehmen, praktisch gilt das oben gesagte. In der Tabelle bei Falks 
link steh auch "im Zweifel mehrere".
Das mit der schlechten Spülung/Dreck/Luft in kleinen Vias kommt m.E. 
nach bevorzug bei sehr günstigen Platinen vor. Je teuerer, desto besser 
die Quälität der Vias. Das mit der Spülung und dem galvanischen Aufbau 
erklärt auch die Aspekt Ratios, diese sind nicht unbedingt nur durch die 
Bohrtechnik begrenzt.

Bei den Angaben über die maximale Stromtragfähikeit von normalen 
Leiterzügen gibts schon ziemliche Unterschiede bei verschieden Autoren 
(15K Unterscheid in der Erwärmung bei gleichem Strom und gleicher 
Geometrie sind keine Seltenheit), bei Vias ist das ungleich 
komplizierter, da der wirkliche wirksame Querschnitt nicht genau 
bekannt, und die thermische Anbindung an das Harz ebenso. Entscheidend 
ist, wie die Via ihre selbsterzeugte Wärme wieder los wird. Da spielt 
auch eine Rolle, mit wie dicken LZ sie angebunden ist.

Autor: Bastian (Gast)
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Was passiert denn eigentlich, wenn ein Via mehr Strom führt als es 
eigentlich durfte? Geht es dann kaputt? Weil ein Widerstand von 1mOhm 
ist ja echt nicht viel.

Wie sieht es mit dem Füllen aus?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Bastian (Gast)

>Was passiert denn eigentlich, wenn ein Via mehr Strom führt als es
>eigentlich durfte? Geht es dann kaputt?

Es wird warm bis heiss. Irgendwann brennt das Material weg. Das ist aber 
erst beim zehnfachen Nennstrom oder so.

> Weil ein Widerstand von 1mOhm ist ja echt nicht viel.

Denkt man. Das allein sagt aber gar nix. Die Stromdichte sowie 
Kühlfläche sind entscheidend.

Mal rechnen. Wenn man das Via als Kreisring mit 25µm Dicke und sagen wir 
0,5mm Innendurchmesser annimmt, macht das einen Querschnitt von gerade 
mal 0,026mm^2!!! Wenn man da 1A durchschickt, sind das 40A/mm^2. Hoppla!

>Wie sieht es mit dem Füllen aus?

Macht man nicht, bringt kaum was, weil Lötzinn ein eher schlechter 
Leiter ist. Siehe Leiterbahnbreite.

Rechnung. Wenn man obiges Via mit 1mOhm füllt, kommt ein Zylinder mit 
0,5mm Durchmesser dazu, Querschnitt 0,2mm^2, also das 7,6 fache der 
Kupferhülse. Leider hat Lötzinn aber ca. 8,4 mal schlechtere 
Leitfähigkeit, sodass der Widerstand dieses Zylinders ca. 10% höher ist. 
Macht in Summe (Parallelschaltung) ca. 52% Gesamtwiderstand. Naja. Und 
die Kühlfläche wird dabei auch nicht größer, eher kleiner, weil die 
Innenwand der Kupferhülse wegfällt.

MFG
Falk

Autor: Bastian (Gast)
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Danke für die ausführliche Antwort!
1mOhm bedeutet ja, dass bei 1A nur 1mW an Leistung verbraten wird. Doch 
die Abstrahlfläche ist genauso klein, was das ganze dann wieder 
relativiert.

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Manche machen Thermals auch an Vias. Ist natürlich Käse, aber bei 
einigen Systemen default. (Kommt Automatisch wegen Thru-Hole)
Dann kann das Via richtig Probleme machen.

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