Ich habe irgendwo gelesen, dass Leiterbahnen keine scharfen Ecken haben
sollen. Ich weiss nicht mehr genau, warum (fertigungstechnische Gründe?
elektrische Abstrahlung?). Ich würde sie gerne so eckig verlegen, wie im
angehängten Bild vom Zwischenstand. Vorwiegend aus optischen Gründen -
aber auch weil es so bei mir schneller geht. Die harten Ecken sind etwas
abgerundet. Kann ich das im AVR-Bereich, bei max. 20Hz-MCU und
10MHz-SPI-Bus (der läuft hier horizontal durch's Bild), machen? Die
Platine lasse ich bei Profis herstellen, ich hoffe mit modernster
Fertigungstechnik.
Das Problem sind die Signale die an diesen scharfen Ecken reflektiert
werden, das heißt dass die Signale fehlerhaft empfangen werden.
Es gibt auch ein Routingprogramm welches ganz ohne Ecken die Leitungen
verlegt, das sieht zwar etwas komisch und unordentlich aus, aber die
Leitungen werden effizienter verlegt. (kürzer, geringerer
Platzverbrauch, bessere Datenübertragung)
Im GHz Bereich müsstest du dich drum kümmern.
In dem Fall geht es nur um mechanische Kräfte die auf die Ecken wirken.
Nur weiß ich leider nicht in wie fern der normale Betrieb die
Leiterbahnen belastet. Wenn Strom fließt, erwärmen sich die
Leiterbahnen, somit auch das Trägermaterial. Und durch unterschiedliche
thermische Ausdehnung wird die Verbindung zwischen der Leiterbahn und
dem Trägermaterial belastet.
Beim Lötvorgang haben wir das gleiche.
Aber ob das wirklich was aus macht... keine Ahnung
Mike J. schrieb:> Das Problem sind die Signale die an diesen scharfen Ecken reflektiert> werden, das heißt dass die Signale fehlerhaft empfangen werden.>> Es gibt auch ein Routingprogramm welches ganz ohne Ecken die Leitungen> verlegt, das sieht zwar etwas komisch und unordentlich aus, aber die> Leitungen werden effizienter verlegt. (kürzer, geringerer> Platzverbrauch, bessere Datenübertragung)http://www.toporouter.com/
:)
Ich würde generell die Leiterbahnen im 45°Winkel verlegen.
Mit Eagle und Konsorten ist das natürlich nicht ganz so einfach. Deshalb
ein Kompromiss:
Erst alle Leiterbahnen im rechten Winkel verlegen, um diese besser
schieben zu können, dann alle Leitbahnen abschrägen.
Noch besser wäre natürlich ein Radius.
Die Gründe:
- Leiterbahnen mit 45° Winkel sind kürzer.
- Es treten weniger Reflexionen auf.
- Ecken können besser ausgenutzt werden.
Allerdings:
Wenn jemand nur ein paar LEDs ansteuert, sind Reflexionen kein Thema.
(Also statische Signale, niederfrequente Signale unter 100KHz)
Anders sieht die Sache aus bei LVDS-Displays, Busse zum Speicher ect.
Generell sind aber auch spitze Winkel zu vermeiden. Besonders, wenn man
vom PAD weg routet.
Grund: in diesen spitzen Winkeln kann sich die Ätzlösung sammeln, was zu
schlechten /schlechteren Produktionsergebnissen führt.
@ frankman (Gast)
>Ich würde generell die Leiterbahnen im 45°Winkel verlegen.
Sicher, das ist quasi der Normalfall?
>Mit Eagle und Konsorten ist das natürlich nicht ganz so einfach.
Bitte?
>- Leiterbahnen mit 45° Winkel sind kürzer.
Ist hier egal.
>- Es treten weniger Reflexionen auf.
Dito.
>- Ecken können besser ausgenutzt werden.
Ja.
>(Also statische Signale, niederfrequente Signale unter 100KHz)
1GHz.
>Anders sieht die Sache aus bei LVDS-Displays, Busse zum Speicher ect.
Selbst DIE sind deutlich unemfindlicher, asl man so denkt. Die
Masseführung ist deutlich wichtiger. Wenn man ne Massefläche hat ist das
natürlich einfach.
MFG
Falk
frankman schrieb:> Ich würde generell die Leiterbahnen im 45°Winkel verlegen.> Mit Eagle und Konsorten ist das natürlich nicht ganz so einfach. Deshalb
Wieso ist das mit Eagle nicht einfach? Rechte Maustaste beim Routen.
Torsten
Thomas schrieb:> Ich würde sie gerne so eckig verlegen, wie im angehängten Bild
"Eckig" ist da eigentlich der falsche Ausdruck: die Leiterbahnen sind ja
schon gemitert.
Ich sehe da eher das Problem, dass die Leiterbahnen unnötig eng parallel
zueinander geführt sind. Solche schön anzuschauenden Busse bringen eine
erhöhte kapazitive Kopplung. Das tut hier jetzt (noch) nicht weh, aber
was man sich angewöhnt...
Hallo Lothar Miller.
> Ich sehe da eher das Problem, dass die Leiterbahnen unnötig eng parallel> zueinander geführt sind. Solche schön anzuschauenden Busse bringen eine> erhöhte kapazitive Kopplung.
Ja. Aber sie bringen auch eine Platzeinsparung und sorgen für
Übersichtlichkeit.
Die Kopplung ist übrigens nicht nur kapazitiv......
> Das tut hier jetzt (noch) nicht weh, aber> was man sich angewöhnt...
Angewöhnen? Ich denke, in den meisten Fällen wird man aus Platzgründen
dabei bleiben müssen, bis es halt so nicht mehr geht. ;-)
Weiterer Nachteil dieser Verlegeart: Die Leiterbahnen werden leicht
deutlich unterschiedlich lang, was bei schnelleren Signalen zu
unerwünschten Laufzeitunterschieden führt. Aber dem ist noch schwerer
beizukommen als der unerwünschten Kopplung. Umwegschleifen als Ausgleich
koppeln auch gerne und kosten Platz.
Aber in dem Rahmen dieses speziellen Projektes sehe ich kein Problem.
Wenn nichts anderes dagegenspricht: So Aufbauen und Testen, und das nur
Ändern, wenn eh eine Layoutänderung fällig sein sollte, und genug Platz
über ist.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Bernd Wiebus schrieb:> Weiterer Nachteil dieser Verlegeart: Die Leiterbahnen werden leicht> deutlich unterschiedlich lang, was bei schnelleren Signalen zu> unerwünschten Laufzeitunterschieden führt.
Du meinst jetzt Laufzeitunterschiede von wenigen 10 Pikosekunden,
richtig?
Bernd Wiebus schrieb:>> Ich sehe da eher das Problem, dass die Leiterbahnen unnötig eng parallel>> zueinander geführt sind. Solche schön anzuschauenden Busse bringen eine>> erhöhte kapazitive Kopplung.>> Ja. Aber sie bringen auch eine Platzeinsparung und sorgen für> Übersichtlichkeit.
Wie sollen rechteckig geführte und damit längere Leiterbahnen weniger
Platz benötigen. Noch berechnet sich die Fläche nach
Länge*(Breite+Abstand).
Hallo Layouter.
> Bernd Wiebus schrieb:>> Weiterer Nachteil dieser Verlegeart: Die Leiterbahnen werden leicht>> deutlich unterschiedlich lang, was bei schnelleren Signalen zu>> unerwünschten Laufzeitunterschieden führt.> Du meinst jetzt Laufzeitunterschiede von wenigen 10 Pikosekunden,> richtig?
Ja....hier in diesem unkritischen Beispiel. ;-)
>>> Ich sehe da eher das Problem, dass die Leiterbahnen unnötig eng parallel>>> zueinander geführt sind. Solche schön anzuschauenden Busse bringen eine>>> erhöhte kapazitive Kopplung.>> Ja. Aber sie bringen auch eine Platzeinsparung und sorgen für>> Übersichtlichkeit.> Wie sollen rechteckig geführte und damit längere Leiterbahnen weniger> Platz benötigen. Noch berechnet sich die Fläche nach> Länge*(Breite+Abstand).
Es geht (in diesmem Teil thread) nicht um rechteckige, sondern um ENGE
Verlegung. :-)
Die Ecken mit 45 Grad Stücken aufzubauen bringt übrigens nur marginale
Platzeinsparung, wenn der grundsätzliche Bus weiter im
horizontal/vertikal Muster geführt wird.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Joa, das geht halt alles nen bisschen in den esotherischen Bereich der
Elektronik rein, deswegen sag ich dazu nichts mehr, ausser: Ich mache
die grundsaetzlich in 45 Grad einfach schon deswegen weil es schoener
und professioneller aussieht.
Solche Sachen werden erst erwähnenswert, wenn die Wellenlänge in den
Bereich der Leiterlängen kommt. Bei MCU-Raten also uninteressant. Und
selbst wenn, in f-Bereichen wo Reflektionen denkbar werden, hat man eher
noch mit der impedanzkontrollierten Führung, Anpassung, EMV dazwischen
etc. Stress und das wird dann ohnehin völlig anders angefasst.
> Und du meinst wirklich, thermische Probleme sind für die Belange> des OP relevant? ;-)
Wie kommst du darauf? Die Stromdichteverteilung dürfte bei niedrigen
Temperaturen ähnlich sein. Das Bild zeigt aber, dass die Geometrie sehr
wohl wichtig ist.
ArnoR schrieb:>> Und du meinst wirklich, thermische Probleme sind für die Belange>> des OP relevant? ;-)>> Wie kommst du darauf? Die Stromdichteverteilung dürfte bei niedrigen> Temperaturen ähnlich sein. Das Bild zeigt aber, dass die Geometrie sehr> wohl wichtig ist.
Ganz bestimmt.
Kann man ja an Deinem entliehenen PDF-Ausschnitt direkt ablesen.
Mittelgrün: 1.5e9 A/m^2 = 1500A/mm^2
Oder auch 75A durch ne 1mm breite 50u-Kupferauflage-Leiterbahn.
Ganz sicher...
Ach herrje, in der Ecke fließt ja jetzt der 3.3-fache Strom ;)
Vielleicht hättest Du noch eine Empfehlung bezüglich
des Substrats für 150°C?
Glastemperatur von Standard FR4 Material liegt bei 135°C...
Hallo,
das von ArnoR zitierte Bild stammt aus einem Artikel über
Elektromigration.
http://www.ifte.de/mitarbeiter/lienig/fm_part1.pdf
Es geht in diesem Artikel eher um die Lebensdauer einer Leiterbahn als
um den Einfluss eines 90° Knicks auf die elektrischen Eigenschaften der
Leiterbahn.
Mit freundlichen Grüßen
FR3.9999
@ FR3.9999 (Gast)
>das von ArnoR zitierte Bild stammt aus einem Artikel über>Elektromigration.
Was bei 1500A/mm^2 auch ein Problem sein könnte. Aber erst lange nachdem
sie abgedfackelt ist. ;-)
>http://www.ifte.de/mitarbeiter/lienig/fm_part1.pdf>Es geht in diesem Artikel eher um die Lebensdauer einer Leiterbahn als>um den Einfluss eines 90° Knicks auf die elektrischen Eigenschaften der>Leiterbahn.
Tja, Lesen und Verstehen sind halt zwei verschiedenen Dinge. Und
Aussagen aus dem Zusammenhang, aka Kontext, reißen eine dritte.
Der Artikel oben ist halbgar, da er vollkommen diffus das Thema
bearbeitet. Elektromigration an makroskopischen Leiterbahnen?
Kongrenzen in Leiterzügen, welche die Breite des Leiterzugs erreichen.
Auf Platinen? Hä? Hab ich was verpasst oder ist das einfach nur Unsinn?
Weiter unten wird, wenn gleich auch wieder diffus, das Thema in die
richige Richtung gelenkt. Nämlich Verbindungsstrukturen auf ICs! Dort
hat man das Problem tatsächlich, sowohl bei hohen Stromdichten als auch
"Hochspannung" wie 5V bei hochintegrierten ICs mit 3,3V und weniger
Nennspannung. Schaut euch die Bilder auf der 1. Seite an. Dort sind
Leiterbahnen mit 1µm (MIKROMETER) Breite abgebildet. Und nicht mal dort
sind im Bild Korngrenzen mit voller Breite sichtbar.
Also mal locker bleiben und nicht immer Argumente an den Haaren
herbeiziehen.
MFG
Falk
--->Falk
>>Mit Eagle und Konsorten ist das natürlich nicht ganz so einfach.> Bitte?
--> Natürlich kann man in Eagle Leiterbahnen im 45°-Winkel verlegen,
aber ( das ist schon lange her, möglicherweise geht das ja jetzt) wenn
man bei Eagle Leiterbahnen schieben möchte, die schon einen 45°-Winkel
haben, hat es den immer vermurkst, deshalb hatte ich (damals) immer alle
im 90°-Winkel verlegt und dann später erst mit einem 45°-Winkel
versehen.... kann aber schon besser geworden sein, das weiss ich aber
nicht
>>- Leiterbahnen mit 45° Winkel sind kürzer.> Ist hier egal.
--> Ja, stimmt, aber hier gehts um Prinzip :-)
>>(Also statische Signale, niederfrequente Signale unter 100KHz)> 1GHz.
--> Wenn man z.B. ein LVDS-Interface routet ist der Pixel-Takt z.B.
52MHz, da ist es nicht mehr egal. Die sind dann auch als Diff-Pair
ausgeführt, mit definierter Impedanz, Länge, Via-Count und "matched
Length" unter den Paaren....Da würde ich sogar noch weiter gehen und nur
Radien routen, Keine 45°-Ecken.
>>Anders sieht die Sache aus bei LVDS-Displays, Busse zum Speicher ect.>> Selbst DIE sind deutlich unemfindlicher, asl man so denkt. Die> Masseführung ist deutlich wichtiger. Wenn man ne Massefläche hat ist das> natürlich einfach.
--> Ja, das mag stimmen, aber wenn man solche Signale hat, kann man sich
erst mal eine Seite Constraints durchlesen.
Das dann nach dem Stecker womöglich jemand ein Flachbandkabel
dranknippert, und es trozdem geht, ist wieder eine andere Sache....
@ frankman (Gast)
>>>(Also statische Signale, niederfrequente Signale unter 100KHz)>> 1GHz.>--> Wenn man z.B. ein LVDS-Interface routet ist der Pixel-Takt z.B.>52MHz, da ist es nicht mehr egal.
Es ist bei 52 MHz noch SEHR entspannt.
> Die sind dann auch als Diff-Pair>ausgeführt, mit definierter Impedanz, Länge, Via-Count und "matched>Length" unter den Paaren....
jaja, die deutsche Gründlichkeit. Andere nennen es Pedanterie.
http://de.wikipedia.org/wiki/Pedanterie>Da würde ich sogar noch weiter gehen und nur>Radien routen, Keine 45°-Ecken.
Siehe oben. Gerade das Papier hier zeigt den ganzen Bedenkenträgern mal
schön den Mittelfinger.
Beitrag "Re: Scharfe Ecken in Leiterbahnen - verboten?">--> Ja, das mag stimmen, aber wenn man solche Signale hat, kann man sich>erst mal eine Seite Constraints durchlesen.
Jain. Auch dort wir nur allzugern der Teufel an die Wand gemalt, damit
ja nicht ein Depp angeschissen kommt, weil sein LCD nicht läuft.
Amerikanische Produkthaftungsphilosophie.
MfG
Falk
--> Falk:
prinzipiell bin ich exakt Deiner Meinung. Ich persönlich habe mich schon
tierisch aufgeregt, dass das o.g. LVDS-Interface trozdem mit dem
Flachbandkabel funktioniert und man sich vorher tagelang mit den
"Vorgaben" rumgeärgert hat....
Aber mit dem entsprechenden Tool ist es mir ja vollig wurscht, wie die
Leiterbahn nachher ausschaut. Das kostet mich ja nur einen Klick mehr
und frisst ja nachher kein Grass.
Aber wenn der Thread-Starter wissen will, warum und wieso, dann kann man
Ihm ja sagen wie es richtig geht. Ob es nun notwendig ist, oder nicht
ist ja eine andere Sache.
Ist halt, wie in der Fahrschule, da lernt man auch, dass man das Lenkrad
mit beiden Händen festhalten soll und man fällt nicht tot um, wenn man
es nicht tut.
Kommt halt immer auf die Situation an.
@ frankman (Gast)
>Aber mit dem entsprechenden Tool ist es mir ja vollig wurscht, wie die>Leiterbahn nachher ausschaut. Das kostet mich ja nur einen Klick mehr>und frisst ja nachher kein Grass.
Sicher.
>Aber wenn der Thread-Starter wissen will, warum und wieso, dann kann man>Ihm ja sagen wie es richtig geht.
Ja, aber . . .
> Ob es nun notwendig ist, oder nicht ist ja eine andere Sache.
Eben, und hier wird oft übertrieben.
frankman schrieb:> --> Wenn man z.B. ein LVDS-Interface routet ist der Pixel-Takt z.B.> 52MHz, da ist es nicht mehr egal.
Meinst du MHz oder GHz?
Bei 52 Mhz geht noch jeder abgeknipste Klingeldraht ohne nennenswerte
Probleme, jedenfall in der Praxis.
> Elektromigration an makroskopischen Leiterbahnen?> Kongrenzen in Leiterzügen, welche die Breite des Leiterzugs erreichen.> Auf Platinen? Hä? Hab ich was verpasst oder ist das einfach nur Unsinn?
Du hast was verpasst, gibts wirklich. Natürlich nur bei höheren Strömen
und Spannungen. Ich habe sowas am Rande bei einem DC-DC-Konverter
mitbekommen, wo sich das Kupfer der Viahülse in den Innenschichten
"weitergefressen" hat und nach einiger Zeit einen Kurzschluss mit der
umgebenden Lage produziert hat.
@ Georg A. (Gast)
>> Elektromigration an makroskopischen Leiterbahnen?>> Kongrenzen in Leiterzügen, welche die Breite des Leiterzugs erreichen.>> Auf Platinen? Hä? Hab ich was verpasst oder ist das einfach nur Unsinn?>Du hast was verpasst, gibts wirklich. Natürlich nur bei höheren Strömen>und Spannungen. Ich habe sowas am Rande bei einem DC-DC-Konverter>mitbekommen, wo sich das Kupfer der Viahülse in den Innenschichten>"weitergefressen" hat und nach einiger Zeit einen Kurzschluss mit der>umgebenden Lage produziert hat.
War das WIRKLICH Elektromigration oder Elektrolyse durch
Verschmutzungen/Ätzrückstände? Siehe Stromdichte im Dokument!
MfG
Falk
Georg A. schrieb:> Ich hab es jedenfalls so verstanden.
Da wird sich jemand rausgeredet haben... Die Innenwand eines VIAs zu
untersuchen, ist etwas schwierig - da bietet sich sowas doch geradezu
an.
Hallo Georg A.
> Ich hab es jedenfalls so verstanden. Es hat auch einen recht harten> Kurzschluss produziert, war nicht nur etwas lästiger Leckstrom.
Naja. Ich habe es so verstanden, daß es um dabei um Stromdichten im
Bereich
von 1500A/mm² geht. Das ist schon heftig.....vermutlich dürften sich die
elektrischen Feldstärken in ähnlich extremen Größenordnungen bewegen.
Da können die merkwürdigsten Sachen passieren.....
In "normalen" Platinen dürften diese Verhältnisse auch als Puls selten
erreicht werden. Wo ich mir aber so etwas Vorstellen könnte, wäre in der
Allerfeinstleitertechnik oder auch in Halbleiterstrukturen.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Hallo UHFler.:
>> --> Wenn man z.B. ein LVDS-Interface routet ist der Pixel-Takt z.B.>> 52MHz, da ist es nicht mehr egal.> Meinst du MHz oder GHz?> Bei 52 Mhz geht noch jeder abgeknipste Klingeldraht ohne nennenswerte> Probleme, jedenfall in der Praxis.
In der Praxis ausprobiert geht es auch noch bei 430MHz mit abgeknipstem
Klingeldraht.
Allerdings sollte man schon halbwegs genau wissen, wo man den Draht
abknipst. ;-)
Epoxid und PVC haben in den Bereichen (PVC schon viiiel früher) schon
recht hohe dielektrische Verluste. Bei kleinen Leistungen aber noch
tolerierbar, solange genug auf der anderen Seite ankommt. ;-)
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
> Stromdichte.png
Interessant. Allerdings meinte ich in der Ursprungsfrage mit "scharfen
Ecken" eher das Layout im ganzen, also Argumente gegen
90-Grad-Vorzugsrichtungen bei 20MHz-Layouts, nicht die Ecken an sich
(die habe ich mit 15mil-Radien abgerundet, so dass es, aus nächster Nähe
betrachtet, keine Querschnittsprünge gibt - nur die
25mil-Versorgungsleitungen sind scharfkantig). Ich persönlich finde
90-Grad-Vorzugrichtung einfacher zu verlegen und schöner. PS: Dass das
Layout teilweise unsinnig eng aussieht, ist dem Zwischenstand
geschuldet, da kommt noch was dazu. Lockerer kann man es später noch
machen.
pcb.gif
(17 KB)
