Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 'verformempfindliche' SMD Widerstände


von Harry U. (harryup)


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hi,
habe hier ein kleines Problem, vllt. hat einer von euch ja schon 
Erfahrung damit.
Ich habe auf einer Platine einen Instrumentenverstärker (V=200), alles 
SMD.
Drücke ich nun leicht auf die Platine, verformt sie sich und der Output 
des Verstärkers ändert sich, obwohl der Input konstant bleibt.
Also im Grunde eine 'Dehnmessbrücke' erschaffen, wenn das das Ziel mit 
kleinem Budget gewesen wäre, kaum schaffbar.
Das Muster wurde aus altem Bestandsmaterial bestückt, völlig 
druckunempfindlich. Die Null-Serie hat auf allen Platinen dasselbe 
Verhalten, SMD kommt vom Automatenbestücker.
Ich habe mal diverse Hersteller ausprobiert, alles auf Druck 
empfindlich.
Jemand einen Plan, ob es eher die Dickschicht-, Dünnschicht- oder sonst 
eine Beschichtung Typen sind, die solches Verhalten zeigen?
Grüssens & Dank, harry

von foobar (Gast)


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Über Widerstände kann ich nichts sagen, aber die Eigenschaften von MLCCs 
sind von mechanischen Einflüssen abhängig. Hast du Kondensatoren im 
Signalpfad?

von Flex (Gast)


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Wenn du mit der hand drauf drückst dann machst du vielleicht über den 
Widerstand der Haut nen kurzen bzw schaffst ne kapazität. Ein 
Instrumentenverstärker reagiert auf sowas ja sensibel. Oder ne kalte 
lötstelle an nem Widerstand

von Mirco C. (Firma: s@Td) (mcontroller)


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Hi,

drückst du mit der Hand? Wenn sind es evt. eher Einflüsse durch den
Widerstand deines Fingers.

von Harry U. (harryup)


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neenee, der Fingerwiderstand ist es nicht, hätte ich vllt. dazuschreiben 
sollen, dass es wirklich die Widerstände sind.
Fingerwiderstand würde schon bei bloßer Berührung Wirkung zeigen, aber 
weil sich hier einfallsreiche Leutchen tummeln, haben wir auch schon mal 
mit Kunststoff draufgedrückt. Es sind wirklich die Widerstände, Muster 
war ja auch nicht auf Druck empfindlich.
Grüssens, harry

von (c)chrizz (Gast)


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Ich würd auch eher auf kalte, bzw. schlechte Lötstelle tippen. Löte die 
Widerstände mal nach und versuch es dann nochmal.

Gruß
chrizz

von Viktor N. (Gast)


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Das ist in der Tat so.

Ich haette nicht gedacht dass solche Effekte schon bei gain=200 kommen.
Es koennen aber auch thermische Effekte sein. Thermoelementwirkung.

Ein Widerstand kann als Dehnmessstreifen operieren. Deswegen werden 
empfindliche Schaltungsteile mit einer Ausfraesung versehen, damit keine 
mechanischen Spannungen wirken koennen. Allerdings ist so eine 
Anordnungen dann empfindlicher auf mechanische Resonanzen. Und dann hat 
man AC drauf...

Besser man arbeitet von Anfang an schon mit AC. Das wird bei hohen 
Verstaerkungen einfacher. Eine Verstaerkung von 20'000 is zB mit
AC noch gut machbar.

von Anja (Gast)


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Harry Up schrieb:
> Ich habe mal diverse Hersteller ausprobiert, alles auf Druck
> empfindlich.

Sicher daß es nicht der Instrumentenverstärker selbst ist?
In Datenblättern von Referenzspannungs-ICs wird auf die 
Ausgangsspannungsabhängigkeit von mechanischen Einflüssen hingewiesen.

Bei einer 5V-Referenz (SMD) habe ich auch schon mehrere 100uV gemessen 
je nach Verwindung der Leiterplatte.

Gruß Anja

von RAY (Gast)


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Anja schrieb:
> Sicher daß es nicht der Instrumentenverstärker selbst ist?

Darauf hätte ich jetzt auch getippt - im Gehäuse deines Verstärkers 
entstehen durch dessen Größe evtl. größere Spannungen - was ist es denn 
für ein Gehäuse - und was war im Muster der Verstärker auch in SMD?
 Was ist denn an den dem INA angeschlossen?

von Gerd E. (robberknight)


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Wenn es die Widerstände sind: probier mal auf MELF-Typen umzusteigen. 
Durch die Hülle sind die soweit ich weiß nicht so empfindlich für 
mechanische Spannungen.

von MaWin (Gast)


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Natürlich ändern Bauteile ihre Werte wenn sie verformt werden und das 
passiert bei SMD auf Grund der fehlenden Biegsamkeit der 
Zuleitungsdrähte natürlich besonders. Daher baut man 
Präzisionsschaltungen mit bedrahteten Bauteilen und ausreichend langen 
Anschlüssen damit sie leicht biegsam sind. Warum nun deine Nullserie 
nicht so empfinglich ist, ist natürlich unklar, wenn dieselben Bauteile 
drauf sind und ebensogut gelötet wurde gibt es ja keinen Unterschied. 
Vielleicht wurde aber bleihaltig gelötet oder doch Bauteile anderer 
Hersteller oder gar anderer Bauform.

von Arc N. (arc)


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Auch "beliebt": Temperaturgradient zw. den Anschlüssen bspw. des 
Verstärkungs-Widerstands... je nach Typ produzieren die einige 10 nV/°C 
bis mehrere 100 uV/°C.
Kupfer/Kovar liegt bei 40 uV/°C bis 75 uV/°C
Kupfer/Kupferoxid bis zu ~1000 uV/°C

von Harry U. (harryup)


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moinsens,
danke für die vielen Anregungen.
Thermische Einflüsse kann ich für diesen Effekt ausschliessen, nicht, 
dass die Schaltung nicht darauf reagieren würde, aber ziemlich wenig, 
linear und absolut beherrschbar, also kein Problem.
Der Typ ist kein INA, sondern diskret aufgebaut aus 2x LM258, also 
'Sparschaltung', beim INA oder vergleichbarenm Typen hat man ja nur 
einen externen R, mit dem die Verstärkung festgelegt wird.
Tja, Muster wurde tatsächlich mit gutem altem Bleilot gelötet, Serie 
natürlich bleifrei, mag das einen Einfluss haben?
Könnte ich mal versuchen, ein Muster ebenfalls bleifrei zu löten.
Der Tipp mit MELF Gehäuse ist möglicherweise der Bringer, ist in jedem 
Fall ein völlig anderer mechanischer Aufbau und müsste ja bei Verformung 
eine 'koaxiale' Wirkung zeigen, eine Seite längt sich, die andere 
staucht sich, im besten Fall heben sich die Wirkungen auf.
Naja, wie auch immer, wir bleiben am Ball und ich berichte dann, was 
draus geworden ist.
Grüssens & Dank, harry

von Hendi (dg3hda) (Gast)


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Ich rühre nicht gern im Kaffeesatz, hab aber schon was ähnliches in den 
Griff bekommen. Muster zusenden und ich gucke mal ?

Gruß
Hendrik

von Harry U. (harryup)


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gern, wenn uns die Ideen denn völlig ausgehen.
Wir versuchen jetzt mal die MELF Variante, und klar, (MaWins Tipp), 
bedrahtet funtzt natürlich, habe ich schon versucht, lässt aber halt 
leider das Layout ebbes blöd aussehen, technisch wäre es schon perfekt.
Bislang haben wir noch jedes Problemchen in den Griff kriegen müssen, 
wird diesmal auch klappen.
Aber es hätte ja auch sein können, dass jemand diese Wirkung schon bei 
einem seiner Projekte beobachtet hat und schreibt, nimm mal von ABC den 
Typ XY, der tut's dann perfekt.
Ansonsten sollte ich mich mal drum kümmern, ob der Effekt stabil 
reproduzierbar für irgendwas zu gebrauchen ist.
Bis neulich, harry

von Hendi (dg3hda) (Gast)


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Ich arbeite mit einem Kunststoffguru zusammen, der diverse 
Temperaturverläufe für einen Wärmeschrank erstellt hat, die Wunder 
wirken.
(Guru halt :))

Konstruktionsmerkmale die so etwas verschlimmern oder verringern können 
wurden eigentlich alle genannt, außer: Montage überdenken, wenn es nur 
durch Hände passiert angreifen verhindern, wenn durch die Halteschrauben 
die Platine Spannungen von außerhalb abkriegt, Schrauben lösen, an 
kritischen Stellen entfernen und mit Vibrationsproblematik, sofern 
vorhanden, lösen, Schlitze neben Schraublöchern einsägen...
Gruß Hendrik

von Arc N. (arc)


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Harry Up schrieb:
> Ansonsten sollte ich mich mal drum kümmern, ob der Effekt stabil
> reproduzierbar für irgendwas zu gebrauchen ist.
> Bis neulich, harry

"Mechanical stress and deformation of SMT components during temperature 
cycling and PCB bending", Kühl
http://www.emeraldinsight.com/journals.htm?articleid=1455670

"By using the piezoresistive effect in thick film resistors the effects 
of stress on the alumina body can be determined and described..."

und u.a.

"Piezoresistive anisotropy of thick-film resistors", Grimaldi et al.

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