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Forum: Platinen Meinung zu doppelseitigem Layout


Autor: Manuel R. (manuel_r)
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Hallo,

was haltet ihr von dem Routing des angefügten Layouts?

Die Platine ist schon im Einsatz und alles funktioniert soweit 
wunderbar. Da ich mich verbessern möchte und eigentlich immer was 
dazulernen will, würde ich mich über eure Meinungen (gute und schlechte) 
freuen.

(Die Top und Bottom Masseflächen habe ich wegen der Übersicht nicht 
angezeigt. Die alleinstehenden Vias sind Masse - Verbindungen zw. den 
Layern)

Liebe Grüße,
Manuel

Autor: Smoker (Gast)
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Hast du die Vias von Hand gemacht?
Ich weiss dass es bei Mentor eine Funktion gibt, womit man die Vias 
automatisch setzen lassen kann, wobei man die Grösse und der Abstand 
zwischen den Vias setzen kann. Womit hast du das Layout erstellt?

Ansonsten sieht es auf den ersten Blick gut aus, die Bauteile unten 
Links könnten evtl. noch um 90° gedreht und über dem Stecker platziert 
werden.

Aber ansonsten ist es noch schwierig zu beurteilen wie die Platzierung 
sein sollte, ohne dass man die Funktion und ein Schema zum Layout hat.

Autor: Johannes (Gast)
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> was haltet ihr von dem Routing des angefügten Layouts?

Wenn die Platine funktioniert und gut aussieht, dann ist doch alles in 
Ordnung. Oder hast Du eine spezielle Frage?

Was mir an dem Layout nicht so gut gefällt:

1. Einige Bautile sind sehr nah am Platinenrand. Das kann Probleme beim 
Bestücken geben, hängt aber vom Bestücker bzw. dessen Geräten ab.

2. Auf dem Bottom-Layer sind ziemlich wenig Bauteile. Da würde ich 
versuchen, ob die auch noch auf den Top-Layer passen, dann kann man sich 
einen Arbeitsgang beim Bestücken sparen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ist das da links oben ein Schaltregler? Hast du da mal einen Ausschnitt 
mit Bauteilnamen und -werten (oder einen Schaltplanauszug)?
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo...

Und auch der Quarzoszillator und die Masseanbindung der beteiligten 
Kondensatoren scheint mir noch einen zweiten Blick wert...
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz

Johannes schrieb:
> 2. Auf dem Bottom-Layer sind ziemlich wenig Bauteile. Da würde ich
> versuchen, ob die auch noch auf den Top-Layer passen
Das geht locker (mal von den Steckern abgesehen). Die Packungsdichte ist 
oben noch wesentlich kleiner als 30%... :-o

Autor: Manuel R. (manuel_r)
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Danke für die Antworten,
das Layout wurde in Eagle erstellt.

@Smoker: Ja die Masse Vias wurden per Hand verlegt. Hab leider kein ULP 
in Eagle gefunden der mir diese Vias Verteilt auf der Paltine 
automatisch setzt. (Hab aber auch nicht soinderlich lang danach gesucht)

@Johannes:
> Wenn die Platine funktioniert und gut aussieht, dann ist doch alles in Ordnung. 
Oder hast Du eine spezielle Frage?
Nein, keine spezielle Frage. Will einfach was dazulernen. Ein "guter" 
Layouter wird man nicht von heut auf morgen, das ist für mich ein 
iterativer Prozess, wo man sich bei jedem Layout ein wenig verbessert 
und dabei helfen mir Meinungen anderer natürlich auch sehr weiter.

Das mit den Bauteilen am Rand war mir klar, aber da ich selbst per Hand 
bestücke ist der Abstand daher egal. Und die Stecker waren eine vorgabe, 
dass die so knapp am Rand sind.

Die Bauteilen vom Bootom Layer auf den Top zu geben ist eine gute Idee. 
Das hätte mir viel Arbeit erspart, da ich die Top Seite per Reflow mit 
Lötpaste bestückt habe, und die Bottom Seite konventionell mit Lötkolben 
und Pinzitte (dauert natürlich viel länger dann).

@Lothar: Ja das ist ein Schaltregler. (Siehe Anhang). Das mit dem 
Oszillator dacht ich mir, bis jetzt habe ich versucht den immer so nah 
wie möglich an den µC zu geben (hätte auch näher sein können) und dessen 
Kondensatoren so nah wie möglich an den Quarz. Hat bis jetzt immer gut 
funktioniert, sind aber auch "nur" 70Mhz.

Autor: Frank B. (frankman)
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Gibt recht wenig zu bemängeln:

Ich schreibe immer TOP und BOTT ( gespiegelt) auf die Leiterplatte. So 
kann der geneigte LP-Lieferant nix falschmachen. (kam ja leider schon 
mal vor)

Ich würde versuchen, spitze Winkel zu vermeiden, besonders bei den 
SMD-Pads, so kann da die Ätz-Brühe nicht stehenbleiben. Ist wohl etwas 
besser für die Fertigungsqualität....
aber das sind nur Kleinigkeiten...

Bei den Vias zum durchnageln der GND reicht ja prinzipiell ein Abstand 
von Lamda/20 bis Lamda/10 bezogen auf die höchste zu erwartende 
Frequenz...
Aber hier gilt gottseidank: Viel hilft viel...

Autor: MaWin (Gast)
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> Die Top und Bottom Masseflächen

Also ist das eine 4-lagige Platine, vonwegen doppelseitig.

4-lagig ist bei der winzigen Schaltung sicher nicht nötig,
das sehe ich als das Hauptproblem, viel zu teuer.

Ich komm allerdings mit der Dartellung nicht klar,
beispielsweise die Diode im Schaltregler, ein Pol geht gegen
Masse, aber wie erkenne ich das ? Kein Via geht vom Pad aus,
die liegen alle drumrum. Da die Platine funktioniert,
wird es ein Problem mit der Darstellung der Layer sein.

Ganz allgemien gilt: Vias wie bei der Diode zwischen den Pads
sind eher unglücklich, weil die Lötzinn anziehen und damit
zwischen den Diodenanschlüssen eine Kurzschlussgefhr bilden.
Man erhöht also ohne Not die Anforderungen an der Hersteller.

Mir selbst wären jetzt zu wenig Funktionen auf der Platine,
die sieht ja eher wie eine der üblichen sinnlosen
Experimentierplatinen statt wie eine in einem System
eingesetzte. Ich kenn das eher so, daß uC-Anschlüsse nie
direkt rausgeführt werden, sondern immer über Treiber oder
zumindest ESD-Schutz geführt werden. Aber das hängt natürlich
von der Anwendung ab.

Das, was auf der PLatine ist, lässt sich sicher problemlos
auch auf 2 layern machen, ohne 2 Masselagen. Allerdings muss
man dann z.B. beim Schaltregler die Bauteile anders anordnen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Manuel R. schrieb:
> @Lothar: Ja das ist ein Schaltregler. (Siehe Anhang).
Da kurven dann aber die Schaltströme hübsch auf der ganzen Platine un 
fast schon im Oszillator rum.
Zeichen dir mal die Strompfade ein und geh in dich...

> Das mit dem Oszillator dacht ich mir, bis jetzt habe ich versucht
> den immer so nah wie möglich an den µC zu geben
Und dann gleich mal mit Durchkontaktierungen auf die andere Seite... 
:-/

> und dessen Kondensatoren so nah wie möglich an den Quarz.
Und deren Rückströme direkt an den richtigen uC-Pin...

MaWin schrieb:
> Also ist das eine 4-lagige Platine, vonwegen doppelseitig.
Wie kommst du darauf?
Ich würde sagen, da wurde einfach "ratsnest" noch nicht gemacht...

> Allerdings muss
> man dann z.B. beim Schaltregler die Bauteile anders anordnen.
Das muß man sowieso, damit die Schaltströme auch hübsch beim 
Schaltregler bleiben.


Frank B. schrieb:
> Bei den Vias zum durchnageln der GND reicht ja prinzipiell ein Abstand
> von Lamda/20 bis Lamda/10 bezogen auf die höchste zu erwartende
> Frequenz...
Oder wenigstens die Vias so platzieren, wie der Strom gerne fließen 
würde. sonst macht er einen Umweg und spannt damit eine Leiterschleife 
auf.

Autor: Manuel R. (manuel_r)
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@Lothar: Mhmm also das mit den Schaltströmen möcht ich noch genauer 
wissen, wie die jetzt verlaufen. Dass ich beim 5V Ausgang anch dem 
LC-Glied um die Platine kurve ist doch klar, aber da wird ja nciht mehr 
geschaltet. Und der Schaltausgang des Reglers geht von der Diode zur 
Spule und feritg, also eher kurz. Oder hast du da jetzt was anderes 
gemeint.

> der wenigstens die Vias so platzieren, wie der Strom gerne fließen würde.
> sonst macht er einen Umweg und spannt damit eine Leiterschleife auf.
Wie soll ich die Vias anders anordnen. Im Prinzip wäre es doch am 
besten, wenn an allen möglichen Punkten die beiden Masseflächen 
verbunden sind.

@MaWin: Es ist nur eine 2-seitige Platine, ohne Ausführung von Ratsnest. 
Und es ist keine sinnlose Experimentierplatine. Es ist eine 
Erweiterungsplatine, die modular auf ein bereits bestehendes System 
draufgesteckt wird (desshalb die Größe und die wenigen Bauteile) welche 
per Software PWM - 8 Servos für einen 6Meter (Durchmesser) runden 
Zepelin steuert.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Manuel R. schrieb:
> Mhmm also das mit den Schaltströmen möcht ich noch genauer
> wissen, wie die jetzt verlaufen.
Ich habe dir mal deine Strompfade eingezeichnet.
blau: Laden
lila: Freilauf
grün: Feedback

Du hast so hübsche dicke Leiterbahnen zur Spule und zur Diode...
Aber der Stromkreis muß sich dann immer durch eine Durchkontaktierung 
quälen.

Und dein Feedback-Spannungsteiler misst irgendeine Spannung, aber nicht 
die am Ausgangskondensator. Und zudem ist da nocht der Laststrom im 
selben Pfad mit drin. Das bringt dir eine unruhige Regleung und Rauschen 
in der Ausgangsspannung.

Ich sage es mal so: der Schaltregler wird schon tun. Irgendwie eben... 
:-o

Autor: Manuel R. (manuel_r)
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Mhmm oki, das leuchtet ein. Danke für die tolle Erklärung. Mit dem 
Rauschen liegst du gar nicht mal so verkehrt, besonders wenn viel Strom 
gezogen wird hab ich einiges am Ausgang.


> Aber der Stromkreis muß sich dann immer durch eine Durchkontaktierung quälen.
Wieso "qäult" sich der Strom durch eine Durchkontaktierung. Ist es 
generell schlecht (egal ob Leitung vom Schaltregler oder irgendeine 
Leitung vom µC) Durchkontaktierungen zu verwenden oder eher nur in 
Sonderfällen schlecht, wenn viel Strom gezogen wird z.B.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Manuel R. schrieb:
> Wieso "qäult" sich der Strom durch eine Durchkontaktierung.
Kurze Erklärung:
weil er da um 90° um die Kurve muß... ;-)

Etwas bessere Erklärung:
weil das mit einem Impedanzsprung in der Leitungsführung verbunden 
ist...

Und zudem: auch so eine DK hat einen Widerstand. Und weil da bei einer 
Platine mit 35µm CU nur 17µm aufgekupfert werden, ist der Widerstand 
höher als bei einer gleich langen flachen Leiterbahn...

Autor: Falk Brunner (falk)
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Was soll eigentlich der Unsinn mit den massenhaften VIAs für die 
Masseflächen? Das ist sowieso nur eine Macke des Zeitgeistes, jede 
Popelplatine mit Massefläöchen zuzuschütten.

MFG
Falk

Autor: Manuel R. (manuel_r)
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Da würd ich jetzt aber gern wissen was das für großartige Vorteile 
hätte, keine Massefläche zu verwenden und wo die Grenze ist, damit aus 
einer "Popelplatine" eine Platine wird, die eine Massefläche verdient 
hat.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manuel R. (manuel_r)

>Da würd ich jetzt aber gern wissen was das für großartige Vorteile
>hätte, keine Massefläche zu verwenden

Man wird nicht blöde im Kopf, wenn man eine halbe Million VIAs nicht 
setzen muss. Und man wird nicht wegen mädchenhaftem Design ausgelacht. 
Reicht das?

>und wo die Grenze ist, damit aus einer "Popelplatine" eine Platine wird, >die 
eine Massefläche verdient
>hat.

Wenn du mal einen SD-RAM mit 100 MHz oder was ähnliches auf deiner 
Platine hast, dann wird es Zeit für eine Massefläche. 6 PWM Ausgänge für 
Servos ist Steckbrettniveau. Da tut es so ziemlich jedes miese Layout. 
Selbst dein Schaltregler läuft unter suboptimalen Bedingungen, und auch 
dort hat dein Massefläche nichts verbessert.

MFG
Falk

Autor: Manuel R. (manuel_r)
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Hmm, recht viel Inhalt haben deine Aussagen aber nicht. Im Prinzip nur 
blöd dahergerede, ohne konstruktive Kritik.

Entweder du begründest deine Aspekte ausreichend und gibts einen Grund 
und Verbesserungsvorschläge an (so wie alle anderen hier im Thread auch) 
oder  du hälst besser den Mund!

"Man wir Blöd im Kopf und wird ausgelacht" ist keit guter Grund eine 
Massefläche wegzulassen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Manuel R. schrieb:
> Entweder du begründest deine Aspekte ausreichend und gibts einen Grund
> und Verbesserungsvorschläge an (so wie alle anderen hier im Thread auch)
> oder  du hälst besser den Mund!
Da solltest du dich aber mal ins Auge fassen. Immerhin hat Falk dir hier 
ein paar Zeilen geschrieben und mindestens der letzte Satz solte dir zu 
denken geben. Denn genauso ist es ja... :-o

Manuel R. schrieb:
> "Man wir Blöd im Kopf und wird ausgelacht" ist keit guter Grund eine
> Massefläche wegzulassen.
Der bessere Grund wäre: ein vernünftiges Layout beginnt mit einem 
vernünftigen Versorgungskonzept. Dazu werden erst mal alle 
Versorgungsleitungen so geroutet, dass sie allein schon das Designe gut 
funktionieren lassen könnten.
Und anschliessend wird dort, wo es hilft, z.B. die Masse noch geflutet.

Aber einfach so mit der Masse quer über die Platine, das ist "sich 
selber was in die Tasche gelogen". Denn evtl. sieht das zwar recht 
massiv aus, trotzden fließt ein Strom dann nur über irgendeinen 
Flaschenhals.

Nehmen wir mal deinen Quarzoszillator:
Wenn du mal die Appnotes der IC-Hersteller ansiehst, dann findest du 
früher oder später raus, dass der Quarz (wenn schon, dann) eine lokale 
Massefläche haben muß...

Autor: Manuel R. (manuel_r)
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Ja, mit so einer Kritik kann ich was anfangen, die hilft mir weiter. 
und ich werde die Punkte bei meinem nächsten Layout sicher 
berücksichtigen und mich mehr auf Sachen wie Schaltströme usw. 
konzentrieren.

Aber so wie Falk mir das präsentierte war das eher destruktiv und ich 
hätte wenig bis gar nix dazugelernt und das wäre ja genau das Gegenteil 
was ich mit diesem Forums-Beitrag eigentlich erreichen wollte.

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