Forum: Platinen hohe Packdichte der Bauteile auf Platine erreichen


von MircoS (Gast)



Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich bewundere immer wieder wie eng Hersteller ihre Bauteile auf Platinen 
anordnen können. Siehe auch hierzu die Bilder im Anhang. Es handelt sich 
hierbei um digitale Lokdekoder für die Modelleisenbahn von der Firma 
Zimo aus Österreich.

Platinen mit ähnlicher Packdichte würde ich auch gerne erreichen, aber 
trotz viel Zeitaufwand stoße ich immer wieder an irgendwelche Grenzen. 
Meistens schlägt der DRC fehl, sprich mein Platinenfertiger unterstützt 
meine Vorhaben irgendwann nicht mehr.

- Gibt es diverse Literatur in Form von PDF oder Büchern, welche 
entsprechende Tipps liefern, wie man so etwas erreichen kann? Also 
speziell unter dem Fokus der Packdichte

- Welche Platinen-Technologien könnten hier Verwendung finden? Der 
Modellbahnsektor ist stark Kostengetrieben. Blind- und Burried-Vias kann 
ich mir schlecht als praktikabel und/oder günstig vorstellen

- Gibt es sonst noch Tricks, die Packdichte zu erhöhen? Bin offen für 
sämtliche Hinweise

Gruß
Mirco

von Max B. (theeye)


Lesenswert?

MircoS schrieb:
> [...] trotz viel Zeitaufwand stoße ich immer wieder an irgendwelche Grenzen.
> Meistens schlägt der DRC fehl, sprich mein Platinenfertiger unterstützt
> meine Vorhaben irgendwann nicht mehr.

Wenn es an den Anforderungen deines Fertigers scheitert, solltest du 
diesen zunächst einmal wechseln ;-)

Gruß Max

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

MircoS schrieb:
> Welche Platinen-Technologien könnten hier Verwendung finden?

Multilayer.

Auf den Aussenseiten sind halt nur noch die Bauteile, alle Verdrahtungen 
sind auf den Innenlagen.

Kannst du privat eh nicht herstellen, und industriell bei Einzelstücken 
zu teuer.

War ja früher auch schon üblich
http://www.hd64180-ecb.de/assets/download2008/BOARD_ECB_0091.JPG
mit 4 bis 6 Lagen, heute bis 16.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


Lesenswert?

Wie viele Lagen hat die Leiterplatte denn? Hier schien eher die Größe 
als die Kosten der zentrale Treiber zu sein (auch wenn dein Argument 
natürlich stimmt).
Widerstände scheinen 0402 zu sein (wenn ich den SOT23 als Größenmaßstab 
nehme). Vias sind kaum zu sehen - vielleicht sind die ja in den Pads? 
Wie sieht die Rückseite aus?

Max

von Max B. (theeye)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Kannst du privat eh nicht herstellen, und industriell bei Einzelstücken
> zu teuer.

Bei den Preisen der Fertiger in China ist das doch gar nicht schlimm. 
Ich habe mich komplett gegen das "private Ätzen" entschieden und 
bestelle ausschließlich professionell gefertigte Platinen in China 
(www.smart-prototyping.com). Bisher immer 2-lagig. Die fertigen dort bis 
6 Layer. Wenn mir der Platz sehr wichtig wäre, würde ich bis 4 Layer 
gehen. 6 wären mir dann doch zu teuer. Hier mal die Kosten einer Platine 
5x5cm, 10 Stück, Stärke 0,8 - 1,6mm. Weitere Einstellmöglichkeiten 
vorhanden, bei Interesse einfach mal selber gucken und spielen.
1
Lagen | Preis [$]
2
1     | 9,90
3
2     | 9,90
4
4     | 29,90
5
6     | 250

Preise jeweils + Versandkosten.

Gruß Max

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


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> mit 4 bis 6 Lagen, heute bis 16.

Eher 30:
http://www.andus.de/produkte/multilayer/leistungsspektrum.php

Oder 32:
http://www.ilfa.de/Leistungsspektrum

Irgendwo habe ich auch schon ein Angebot bis 40 Lagen gesehen, aber 
Papier bzw. Webseiten sind geduldig. Viel wichtiger als nackte Lagenzahl 
sind aber auch die Möglichkeiten und Einschränkungen bezüglich der 
zulässigen Durchkontaktierungen.

von MircoS (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,

meine Platinen sind zwischenzeitlich auch 4-lagig und kommen ebenfalls 
aus China. Ich bekomme aber auch oft das Problem, dass ich dann zu viele 
Vias bekomme, welche dann mit den Leiterbahnen im inneren kollidieren. 
Gibt es hier spezielle Routing-Strategien? Oder basiert das lediglich 
auf der Erfahrung des Layouters?

Im Netz finde ich überwiegend Tipps welche Signale man am besten zuerst 
angeht, aber nirgends etwas bei beengten Platzverhältnissen. Interesse 
sollten daran viele haben - schaue man sich einmal aktuelle Wearables 
und/oder aktuelle Smartphone-Technologie an.

Habe anbei nochmals zwei Bilder angehängt, welche einen weiteren Dekoder 
mit Vorder- und Rückseite zeigen. Auch hier sind wieder ordentlich 
Bauteile auf beiden Seiten drauf gepackt worden. Ich kann nicht wirklich 
erkennen wie das umgesetzt ist.

Wenn ich denn ein Via in das Pad integriere, habe ich dann nicht 
irgendwann Probleme mit dem Löten bezüglich der Paste, die dann in das 
Loch gesaugt wird? Aktuell bin ich noch am Umbau eines Pizzaofen, habe 
daher noch keine Erfahrung diesbezüglich. Anwendung ist bei mir wirklich 
nur für das Hobby, daher scheiden Plugged-Vias oder ähnliche 
Technologien für mich aus.

Gruß
Mirco

von Bernd K. (prof7bit)


Lesenswert?

MircoS schrieb:
> Wenn ich denn ein Via in das Pad integriere,

Unter den Bauteilen ist doch auch noch Platz für Vias.

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

> Wenn ich denn ein Via in das Pad integriere, habe ich dann nicht
irgendwann Probleme mit dem Löten bezüglich der Paste, die dann in das
Loch gesaugt wird?


Dafür gibt es den VIPPO Prozess (via in pad plated over). Dabei wird das 
Loch zuerst mit Epoxy gefüllt und dann wird darüber oben und unten 
wieder alles verkupfert. Man sieht dann praktisch kein Loch mehr. Wenn 
man den Prozess hat, dann kann man die Vias problemlos direkt in die 
Pads setzen. Dieser Prozess kostet natürlich extra.

: Bearbeitet durch User
von Topre (Gast)


Lesenswert?

MircoS schrieb:
> Platinen mit ähnlicher Packdichte würde ich auch gerne erreichen, aber
> trotz viel Zeitaufwand stoße ich immer wieder an irgendwelche Grenzen.
> Meistens schlägt der DRC fehl, sprich mein Platinenfertiger unterstützt
> meine Vorhaben irgendwann nicht mehr.

Zeig mal deine Beispiele.

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


Lesenswert?

Man kann die Vias entweder mit Expoxyd verfüllen (wie von Helmut S. 
erwähnt) oder auch mit Kupfer; letzteres ist aber sehr teuer.

Bei der Verwendung von Sacklöchern gibt es verschiedene Techniken:

- echte Sacklöcher, die von außen bis in eine bestimmte Tiefe gebohrt 
werden
- unechte Sacklöcher, bei denen die Cores wie normale Leiterplatten 
vorgebohrt und durchkontaktiert werden
- Microvias, die wie echte Sacklöcher von außen eingebracht werden, 
jedoch entweder mit einem konischen Bohrer oder per Laser

Welches Verfahren zum Einsatz gelangen kann, hängt ganz empfindlich vom 
Lagenaufbau ab. Bei großen Stückzahlen sind Laser-Microvias recht 
preisgünstig, bei kleinen Stückzahlen jedoch erschreckend teuer. Bei 
Microvias kann man sich in vielen Fällen auch das Verfüllen sparen, da 
es nur winzige Krater gibt.

Bei ungefüllten Sacklöchern in Pads ist nicht etwa das Abfließen der 
Lotpaste ein großes Problem, sondern die Gasblase, die sich beim Löten 
bildet und das Lot herausspritzen lässt.

von Christian B. (luckyfu)


Lesenswert?

Wenn ich mir die Platinen ansehe, besonders die 26_1.jpg dann ist oben 
links, in den 4 Pads, definitiv zu sehen, daß es sich hierbei um 
teilweise gefüllte Micro Vias handelt. Anders ist eine derartige 
Packungsdichte auch nicht zu erreichen, da selbst der Restring eines 
normalen Vias schon zu groß ist um zwischen die Pads der Bauteile zu 
passen, erst recht nicht 2 davon. Die Frage ist jetzt nur noch, wie dick 
ist die Platine? irgendwie müssen ja auch top und Bottom seite verbunden 
werden. Möglich ist sowas mit einem Sequentiellen Aufbau, aber das 
verdoppelt die Platinenpreise nahezu. Wenn jedoch der Bauraum das 
entscheidendste Kriterium ist, ist auch solch ein Aufbau denkbar.
Wenn die Platine aber recht dünn ist, sind auch andere, günstigere 
Technologien denkbar, insbesondere, wenn die Rückseite wenig Bauteile 
hat.

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


Lesenswert?

MircoS schrieb:
> Blind- und Burried-Vias kann
> ich mir schlecht als praktikabel und/oder günstig vorstellen

Ist aber bei den Beispielen so, da wird "Via in Pad" verwendet, und da 
beidseitig bestückt ist, sind das Blind Vias. Damit kann man ohne extra 
Platzbedarf die 1 oder 2 nächsten Multilayer-Lagen erreichen, und das 
auf beiden Seiten. Nicht die Blind Vias an sich sind teuer, sondern das 
Auffüllen. Das muss auch zwischen LP-Fertiger und Bestücker geklärt 
werden.

Für GND, VCC und ein paar andere Leitungen wird man auch durchgehende 
Vias brauchen, aber wenige, die könnte man unter den grösseren Bauteilen 
unterbringen. Dann kommt man vielleicht ohne Buried Vias aus.

Die Strategie richtet sich nach dem zu erreichenden Ziel: man 
positioniert erst mal die Bauteile so dicht wie möglich (kein Epoxid 
mehr sichtbar) mit möglichst optimaler Verbindungsverteilung, und 
beschäftigt sich dann damit die Verbindungen auf den inneren Lagen 
unterzubringen. Es ist natürlich keine Frage, dass dafür Erfahrung und 
Können notwendig sind, das sind keine Anfängerwerke.

Georg

von 6A66 (Gast)


Lesenswert?

MircoS schrieb:
> - Gibt es sonst noch Tricks, die Packdichte zu erhöhen? Bin offen für
> sämtliche Hinweise

Hallo Mirco,

das steht und fällt mit dem Placement. Wenn Du keine allzu komplexe 
Schaltung hast kannst Du das u.U. wunderbar einseitig maximal dicht 
platzieren und dann auch einseitig entflechten. Mache Dir beim 
Platzieren drigend die Mühe alle Bauteile so anzuordnen dass Du 
möglichst viel einseitg SMD verbinden kannst ohne Duko. Klar werden dann 
irgendwann Dukos fällig aber die kannst Du bei Bauteilen ab ca. 0805 
unter das Bauteil legen (0,65 Pad, 0,3  Bohrung).

rgds

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Blind und burried Vias sind immer teurer, sie sind auch nicht sehr 
leicht zum Pruefen. Sind zB im Pool service zB bei eurocircuits nicht 
anwaehlbar. Meine Vias sind daher immer through hole. Ich komm aber 
immer durch damit.

Das minimale Loch ist zB 0.25mm, der Ring muss 0.125 breit sein, macht 
also fuer ein Via 0.5mm

von ... (Gast)


Lesenswert?

Max B. schrieb:
> www.smart-prototyping.com

Da hast du dir aber einen teuren ausgesucht. Vergleiche mal mit 
2pcb.com.

von Schreiber (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Kannst du privat eh nicht herstellen, und industriell bei Einzelstücken
> zu teuer.

bei Serienfertigung, kleinen Platinen und hinreichender Stückzahl sind 
die Preise aber durchaus erträglich. Fertigung in China sorgt für 
weitere Einsparungen...

MircoS schrieb:
> - Welche Platinen-Technologien könnten hier Verwendung finden? Der
> Modellbahnsektor ist stark Kostengetrieben. Blind- und Burried-Vias kann
> ich mir schlecht als praktikabel und/oder günstig vorstellen

das wird alles auch bei Billighandys eingesetzt. Da gibts für 20€ nicht 
nur die Platine sondern auch noch Entwicklung, Display, Akku, Gehäuse, 
Montage...

von Max B. (theeye)


Lesenswert?

... schrieb:
> Max B. schrieb:
>> www.smart-prototyping.com
>
> Da hast du dir aber einen teuren ausgesucht. Vergleiche mal mit
> 2pcb.com.

Habe mal die Daten meiner letzten Bestellung eingegeben. Ergebnis: 
Platine 23$, Versand 25$ (kann hier nur DHL auswählen?!). Bei 
smart-prototyping habe ich für die Platine 16,90$ und für den Versand 
(hat letztes mal 10 Tage gedauert) 6,03$. Ist also (zumindest in meinem 
Fall) billiger gewesen. Sogar wenn man nur die Platinenkosten nimmt.

Gruß Max

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.