Hallo, aktuell habe ich folgenden Lagenaufbau und bin nicht sicher welchen Effekt die schirmende Decklage tatsächlich hat. 1 PE 2 +3,3/Signal 3 GND 4 +5V 5 Signal 6 PE PE(Lage 1), PE(Lage 6) und GND sind an einer Stelle der Platine per Via gekoppelt. Sonst befinden sich keine Vias zwischen den PE Lagen. Für mich ist es fraglich ob die PE Lagen an den Ecken abstrahlen, da sie, entfernt vom Kopplungspunkt unterschiedliche Potentiale aufweisen könnten. Vielleicht kann mir jemand sagen in welchen Buch, skript, etc. ein Konzept wie dieses dokumentiert ist, ich habe auch nach exzessiven googeln keinen Vorschlag gefunden der dies zeigt. Wenn Außenlagen, dann GND Lagen die an vielen Stellen per Via verbunden sind. Vielen Dank. Seppel
mit PE meinst du PotentialEarth? Das mit dem Gelb/Grünen Draht? Was willst du damit auf deiner Leiterplatte?
Den 6 Lagenaufbau würde ich wie folgt machen Signal GND 100ym Prepreg VCC Kern VCC 100ym Prepreg GND Signal Schau mal bei ILFA im Netz vorbei. Der Aufbau oben ist am besten, was EMV betrifft. Du hast für alle Lagen Massebezug ect.
Man müsste auch erstmal wissen was für Signale und Komponenten auf der Platte so vorhanden sein werden... danach richtet sich ja auch der Lagenaufbau. So siehts jedenfalls sehr strange aus mit der GelbGrünen Fläche ;)
Ach ja, und du kannst problemlos auch die komplette Kante metallisieren lassen, einfach die Massefläche über den Rand malen und bem LP-Hersteller angeben, das die Kanten metallisiert werden sollen. Du musst nur an einigen Stellen einen Steg vorsehen. so etwa 3-4mm, am besten so alle 100-200mm. Oder Du sagst dem LP-Hersteller, er soll die Stege für dich setzen. Können tun das: CONTAG und ILFA
Hallo, es ist nicht wirklich PE, es ist nur so benannt. Es ist nur mit GND verbuden und das kommt aus einem Akku. Seppel
P.S. @frankman 1 GND 2 Signal 3 +3,3/5V 4 GND 5 Signal 6 GND Ich benötige nicht in allen Bereichen +3,3 oder 5V, vor allem selten beides, also könnte man die Plane teilen. Wichtig ist ein gutes EMV-Verhalten, also sollte in der Leiterplatte geroutet werden. Auch stellt sich mir die Frage: nur innen Routen oder innen soweit wie möglich und vor den IC's "Abbrems"Widerstände. Grüße Seppel
Wenn du 6 Lagen hast, könntest du auch embedded Widerstände sowie Kondensatoren machen, oder zumendest nur Kondensatoren.
> Wenn du 6 Lagen hast, könntest du auch embedded Widerstände sowie > Kondensatoren machen, oder zumendest nur Kondensatoren. Hast du Besuch vom Aussendienst gehabt ?
> aktuell habe ich folgenden Lagenaufbau und bin nicht sicher welchen > Effekt die schirmende Decklage tatsächlich hat. Allgemein reicht ja: 1. SIGNAL 2. GND 3. VCC 4. SIGNAL Dort hast du den besten Schirm der Lagen 1 & 4. Wenn es um EMV geht ist das im allgemeinen ausreichend. Deine PE Lage ist nur ein Schirm, über den je nach Einstreuung der Signallagen, Ströme fliessen können. Diese gehen dann natürlich über alle anderen Signale ;-( und können Störungen verursachen. Soviel zur Theorie ...
Interne Widerstände und Kondensatoren sind bei uns kein Standard, und außerdem sehr teuer, davon abgesehen denke ich nicht das wir das brauchen. Seppel
>Ich benötige nicht in allen Bereichen +3,3 oder 5V, vor allem selten >beides, also könnte man die Plane teilen. Wenn du die teilen kannst, warum dann nicht einfach vier Lagen? - Signal - 5V/3V3 - GND - Signal >Wichtig ist ein gutes EMV-Verhalten, also sollte in der Leiterplatte >geroutet werden. Sehe ich nicht unbedingt. Für gutes EMV ist meineswissens nach wichtig, dass jedes Signal eine zugehörige GND direkt unten drunter hat. Das ist bei dem vierlagigen aufbau gegeben, unter der Bedingung dass GND und UB ordentlich entkoppelt sind. (dann sind beide AC-mäßig gleich GND)
> Für gutes EMV ist meineswissens nach wichtig, dass jedes Signal eine > zugehörige GND direkt unten drunter hat. > Das ist bei dem vierlagigen aufbau gegeben, unter der Bedingung dass GND > und UB ordentlich entkoppelt sind. Kommt auf den Lagenaufbau an. Willst du deine Spannungsversorgung niederohmig/ niederinduktiv halten, so sollten die beiden Innenlagen (Vcc/ GND) möglichst dicht beieinander sitzen ( wenigstens 100µm, besser 50µm). Dann sind aber die Aussenlagen "weit" entfernt, wenn wir von einer Standartstärke von 1.5 mm für die Platine ausgehen. Ausserdem benötigt man hier viele Prepregs, um auf die 1.5mm Platinenstärke zu kommen. Und sowas "schwimmt" in der Multilayerpresse (Lagenversatz). Willst du aber die Signale dicht über dem Bezugspotential verlegen (Signalintegrität, Impedanzen), so musst du logischerweise einen dicken Kern (1.1mm z.B.) verwenden. Dann ist deine Stromversorgung aber nicht mehr niederohmig. Beides ist aber für ein gutes EMV-Verhalten wichtig. Entweder geht man einen Kompromiss ein und endscheidet sich für eine Variante, oder, wenn man beides benötigt, dann sollte man einen 6 Lagen-Aufbau wählen. Darf die Platine dünn sein, dann geht auch hier ein 4 Lagen Board. Allerdings ist die Platine sehr "schwabbelig", nicht immer gewünscht. Was im Endeffekt benutzt wird, hängt natürlich von den Anforderungen der Schaltung ab - und den Kosten. Gruss Uwe
Hallo, die Platine ist eingeschoben ca. 1,5mm +-0,2 Enddicke sind geforrdert. Aber um mal die Diskussion wieder auf den Punkt zu bringen, eine GND Außenlage, die nur über ein Via mit der sich im Kern befindlichen GND Lage verbunden ist, ansonsten mit keinem Bauteil oder sonst was, das Konzept scheint auch hier niemand zu kennen. Gestern Abend habe ich mit einer bekannten telefoniert, Fazit war auch hier, Konzept unbekannt, kann nur Nachteile haben. Bliebe da noch die Frage mit den widerständen vor den Logik-Bauteilen. Ich hate es für sinnvoller auf Innenlagen zu routen, Microvias im Pad, und nicht aus der innenlage nach außen, auf einen Widerstand und dann an das Logik-Bauteil. Der Widerstand strahlt auch ab, hat eine Induktivität, aber ich kenne keinen Vergleich(Messungen) zwischen direktem Routing und Widerstand. Grüße Seppel
@ Seppl, > Ich hate es für sinnvoller auf Innenlagen zu routen, ... Aha, und auf den Aussenlagen die Stromversorgung. Halte ich für suboptimal, da deine Stromversorgung zwangsläufig aufgesplittet wird. Eleganter ist es, die Signale auf den Aussenlagen zu routen und die Innenlagen schön als kompakte Fläche zu belassen. > Microvias im Pad, .... Wie dicht ist eigentlich dein Layout ? Ich habe das Gefühl, du schiesst mit Kanonen auf Spatzen. Wenn du deine Vias in das Pad setzt, musst du entweder Pluggen (sehr teuer) oder 100µm Vias (100µm Drill) verwenden, da ansonsten dein Lötdepot wegläuft. > ... und nicht aus der innenlage nach außen, auf einen Widerstand und > dann an das Logik-Bauteil. Dieser Satzteil ist schwer verständlich, redest du hier über Blind-Vias oder Burried-Vias ? Das würde dein Layout nochmals verteuern - aber das weisst du ja. Wenn du tatsächlich Blind Vias verwenden willst, dann achte auf das Aspect-Ratio - ein gerne und häufig gemachter Fehler. > Der Widerstand strahlt auch ab, hat eine Induktivität, aber ich kenne > keinen Vergleich(Messungen) zwischen direktem Routing und Widerstand. Deine GND-Plane auf den Aussenlagen strahlt auch wunderbar, zumal du anfänglich vorhattest, diese mit einem einzigen Vias zu kontaktieren. Ich denke, es ist schwierig die Situation zu beurteilen, wenn wir hier nicht die Anforderungen und die Komplexität deines Designs kennen. Gruss Uwe
Hallo, GND ist zwar auf den Außenflächen, aber die Versorung der Bauteile kommt von der inneren GND Lage. Die äußere hat nur EINEN Anschluss, EIN Via an GND der Innenlage und an die ander "PE" Außenlage. Na ja, Kosten sind nicht direkt das Thema und ja, wir nehmen relativ kleine Blind Via's, die sind nicht das Probelm. Die Packungsdichte ist relativ gering, nur an einem BGA geht's etwas enger zu, aber ist im grünen bereich. Ich möchte darauf hinweisen das nicht ich die Idee hatte die äußeren Plane's nur an einem Via anzuschließen, ich kenne solch ein Konzept gar nicht. Auch finde ich die Bezeichnung "PE" ungünstig, was ja auch hier zu massiver Verwirrung geführt hat, der begriff ist aja duch die Norm anderweitig belegt. Normalerweise alle 1/20 der Wellenlänge der maximalen Frequenz ein Via, vorausgesetzt es geht. Auf jedne Fall an den Ecken Vias, am Rand,.... . Ich halte das Konzept für ungeeignet, aber ich bin nicht der Chef. Da ich nicht dumm sterben möchte, lasse ich mir das am Freitag mal erklären, ich bin sehr gespannt wie man mir die Sinnhaftigkeit faktisch belegen wird. Eigentlich bin ich Informatiker, aber ich habe auch schon mit NWA, TDR,... bei einer größeren Firma gemessen, aber hier habe ich nicht das Equipment, und auch nicht die Zeit um "Jugend Forscht" zu betreieben. Was die Widerstände angeht, da ist die Flankensteilheit nicht das Problem, maximal geht's um 10Mbit, eventuell später mal um 25Mbit. Die Frage ist was bringt es EMV-Mäßig und wie groß dürfen die Widerstände sein. Grüße Seppel
Hallo Seppl, > wir nehmen relativ kleine Blind Via's, die sind nicht das Probelm. Was bedeutet "relativ klein" ? Kleiner Bohrdurchmesser ? Beschreibe mal genauer, was du meinst: den (kleinsten) Bohrdurchmesser für Blind Vias und wie tief sollen die gehen ? Lagenaufbau schon klar ?? > Was die Widerstände angeht, da ist die Flankensteilheit nicht das > Problem, maximal geht's um 10Mbit, eventuell später mal um 25Mbit. Ob 10MBit oder 25MBit - die Flankensteilheit ist DAS Problem !!! Und ja, die Flankensteilheit hat mit den R's nix zu tun, das ist eine Frage der Chip-Technologie - im Gegenteil: als serielle Terminatoren verringern die R's die Flankensteilheit sogar. Nicht viel, aber messbar ... > Die Frage ist was bringt es EMV-Mäßig ... Sorry für mein Prasslichkeit, aber was soll was bringen ? > ... und wie groß dürfen die Widerstände sein. Ich geh davon aus, das du die Bauform meinst. Ja nun - so klein es geht: ich denke 0603 oder 0402 sollte kein Thema sein, die haben eine kleine Anschlussinduktivität/ Kapazität. Gruss Uwe
Hallo, ich bin nicht sicher, ich sehe die Leiterplatte nur im View Modus, aber mich nicht alles täuscht sind es 100µm Vias. Eine gewisse Flankensteilheit darf man nicht unterschreiten, das ist schon klar, im Datenblatt steht auch welche. Falls die unzulässigerweise unterschritten wird, kann es böse Folgen haben, das ist aber nicht de Fall, habe schon mal mit einer active Probe gemessen(direkt kontaktiert auf die leiterplatte, ohne Kabel mit Klemme welche mir sonst die Bandbreite der Probe kaputt machen würde. Das ist alles ok. Im Grund handelt es sich um eine " Series Termination", optimalerweise an die Leitung und an die Eingangsimpedanz des Bausteins angepasst. Vorteil der Widerstände ist ein geringerer Spitzen-Strom, damit weniger Flankensteilheit, weniger hohe Frequenzanteile im Signal und damit weniger Reflexionen am Bauteil, etc. . Die treibenden Bausteine benöigen auch etwas weniger Strom beim Schalten, damit gibt es weniger Störungen auf den Versorgungslagen. Ein Bauteil(wir verwenden 0603) hat immer eine höhere Induktivität als eine Leiterbahn, und ich kann es nur oben platzieren, folglich strahlt es ab. Ob ich mit einem geringen Treiber-Strom den ich programmiert habe, die Vorteile der Series-Termination überhaupt nutze und nicht eher die Nachteile überwiegen, fraglich. Bei anderen Bauteilen bei denen ich das nicht einstellen kann, könnte es sein das die Vorteile überwiegen Grüße Seppel
@ seppl, ok, ich versuchs ein letztes Mal: Wie tief gehen die Blind-Vias ? Es geht mir bei meiner Frage darum, ob du weißt, das deine Lage, die du mit einem 100µm Blind Via kontaktieren willst auch nur 100µm entfernt sein darf !! -> ASPECT RATIO Maximale Tiefe Blind Vias = Bohrdurchmesser ! d.h. z.B. 200µm Drill entspricht max. Bohrtiefe 200µm. Mit Bohrdurchmesser ist im schlechtesten Fall der Enddurchmesser gemeint, also der, den du in deinen CAD-Daten angibst. (Je nach Pcb Hersteller kannst du vielleicht noch 100µm draufgeben, da kontaktierte Drills grösser als angegeben gebohrt werden (Stichwort Galvanik)) Erkundige dich bei deinem Pcb-Hersteller danach !! Gruss Uwe
Hallo Uwe, ich bin nicht der Layouter, der ist momentan außer Haus, aber ich gehe davon dass das berücksichtig wurde, denn das Ding fertifg aufgebaut auf meinem Schreibtisch, Firmware geflashed, funktionale Tests sind erfolgreich angeschlossen. Es ist nicht die erste LP mit Microvias die bei uns gemacht wird, aber das GND Konzept wurde verändert, mit den "PE" Lagen und wir haben die quasi "Serial terminations" eingeführt. Das ist es worum es mir geht, nicht die Fertigungtechnologie, die haben wir im Griff, keine Sorge. Danke das Du sich so bemühst. Grüße Seppel
Hallo, das einzige Konzept mit PE, das mir in der Praxis begegnet ist, verwendet PE als Bezugspunkt zur Entstörung und daher ist PE tatsächlich mit dem Metallgehäuse verbunden (ob auch mit dem Schutzkontakt des Steckers ist in diesem Zusammenhang nebensächlich). Dabei kommt es aber darauf an, dass PE so massiv und niederohmig (niederinduktiv!) wie möglich verlegt wird, von wegen 1 Via, das ist Unsinn, sondern möglichst viele und ringsum. Alle hereinkommenden Signale haben direkt am Stecker (!) einen Entstörkondensator nach PE. Zugegebenermassen beruht das auf den Erfahrungen einer Kundenfirma und nicht auf theoretischen Berechnungen. Die meisten Kunden verwenden kein getrenntes PE-Potential, sondern GND als Entstör-Ableitung. Es gibt Konzepte mit aussenliegenden GND-Flächen, die auch gut funktionieren, aber das bedeutet i.A. mehr Lagen. Leitungen innerhalb des IC-Gehäuses können aber sowieso nicht damit geschirmt werden. Der gesunde Menschenverstand führt bei HF ohnehin leicht in die Irre: die Abschirmwirkung einer GND-Fläche unterhalb einer Leiterbahn ist etwa gleich der Abschirmung durch eine darüberliegende GND-Fläche. Daher machen die Konzepte mit einer äusseren Signallage über GND durchaus Sinn. Die vorgesehenen PE-Lagen ohne massive Vernetzung sind meiner Meinung nach sinnlos, aber wenigstens richten sie keinen Schaden an. Gruss Reinhard
Gute Abschirmung geht sowieso nur mit einem weissblech Deckel oben drüber dann sind auch die Bauteile abgeschirmt.
Hallo, ja, sehe ich auch so. Eine Signallage Außen und eine geschlossene, "nicht unterbrochene"! GND Lage darunter, macht schon sehr viel, besonders wenn der Abstand der Lagen gering ist. Außen GND ist ein bisschen besser, aber eben teurer. In meinem Fall haben wir uns für den teureren, in der EMV etwas besseren Weg entschieden. Ich würde sofort ein Weißblechgehäuse auf meine Leiterplatte setzen, aber ich habe von der Leiterplatte zum Gehäuse nur 4mm Höhe. Und ja, die Bauteile(IC's, Kondensatoren,...) koppeln sicher auf das Gehäuse über, die Oberseite der Tantals sind 1mm vom Gehäuse entfernt. Weißblechgehäuse geht nicht, ich darf kein größeres Gehäuse verwenden, und in dem wenig EMV dichten Alu-Gehäuse ist kein Platz. Gern würde ich einen Mehr-Kammer Aufbau wählen. Grüße Seppel
Ich hab hier eine alte Handy Platine auf meinem Tisch liegen die hat mit Platine+Weissblech Abdeckung (beides zusammen) weniger als 4mm höhe ;) Aber man weiss ja nicht was Du für große Bauteile verwendest.
Hallo Seppl,
die Sache ist eigentlich durch, aber eine Frage hab ich noch:
> Außen GND ist ein bisschen besser, aber eben teurer.
Wieso ist GND auf den Aussenlagen teurer ?
Gruss Uwe
> > Außen GND ist ein bisschen besser, aber eben teurer.
Wieso sollte GND auf den Außenlagen besser sein? Die Flächen werden doch
durch die Bauteile aufgerissen. Außerdem brauchst du für jedes Signal
eine Duko.
Reinhard Kern 26.08.2009 18:32 >das einzige Konzept mit PE, das mir in der Praxis begegnet ist, >verwendet PE als Bezugspunkt zur Entstörung usw.. Kleine Verständnissfrage: PE ist doch der Schutzleiter, legt somit das Gehäuse elektrischer Geräte auf gleiches Potential wie den Fußboden damit niemand einen gewischt kriegt. Das ganze wird in der Wand mit einem Kupferdraht 1,5mm² bis zum Verteiler über eine unbekannte Menge von Verbindern Lüsterklemmen usw. realisiert. Da wird er dann mit dem Nullleiter verbunden damit die Sicherung rausfliegt wenn die Phase gegen Gehäuse kommt. Dieser Draht hat aber eine unbekannte Länge und Impedanz (außer seinem VDE vorgeschriebenen Maximalwiderstand bei 0-50 Hz). Netzkabel und den Schuko-Kontakt mal ganz außen vor. Dann ballern noch alle möglichen nicht erdbezogenen Störungen ins Gerät rein (ab UKW sind es glaub ich alles Dipolstrahler). Mein Radio hat jedenfalls nur bis Mittelwelle einen Draht den ich an die Heizung klemmen soll. Wie soll dieser arme kleine Kupferdraht, der alles andere als ein HF-Design hat, da etwas bewirken? Umgekehrt gefragt, wird nicht die Einstrahlung durch den "HF-Widerstand" auf der PE , Leitung und deren Antennenwirkung sogar höher.
@ WunderDerPcWelt, ich denke, Reinhard meint mit Enstörung eher EMV-Ereignisse. Z.B. wenn du an einem Gerät einen Stecker anschließt - hierbei kommt es häufig zu Entadungen durch die unterschiedlichen Potentiale. Desahlb ist es besser, man führt diese GND Leitung (die im Zweifelsfall das selbe GND-Netz ist wie der Rest der Schaltung) über eine getrennte Leitung direkt zum Sternpunkt der Stromversorgung. Dies ist in der Praxis meist nicht so einfach zu realisieren ... Mit HF-Einstreuung/ Schirmung hat das weniger bis garnix zu tun. Auch die PE Leitung in deiner Wohnung schützt dich nicht vor böser HF (wie auch) - es ist "einfach" eine Schutzfunktion gegen Ströme, die sonst im Falle eines Falles durch deinen Körper laufen würden. Gruss Uwe
Hallo @ WunderDerPcWelt : Das Signal hat m´mit einem Schutzleiter PE nichts tu tun, siehe oben im Text. @Uwe´: Teurer kann es sein weil man ebentuell mehr Lagen benötigt. @Gast: Kurze Signale kann man außen routen, aber es hat Vorteile komplett innen zu routen. Und man benötigt Durchkontaktierungen, aber die kann man unter Bauteilen setzen, bzw. Microvias am BGA. Auch das bringt was. @// : Also das ist sehr eng, 1mm Platz von einem Tantal zum Gehäuse. Ein größeres Gehäuse würde das Problem beheben. Aber das ganze Design kann so nicht unter ein weißblechgehäuse, kann man das gesamte Desgn in die wegwerfen. Grüße Seppel P.S. Für mich ist der Beitrag hiermit ebenfalls geschlossen, vielen Dank an alle die sich beteiligt haben.
WunderDerPcWelt schrieb: > Kleine Verständnissfrage: > PE ist doch der Schutzleiter, legt somit das Gehäuse elektrischer Geräte > auf gleiches Potential wie den Fußboden damit niemand einen gewischt > kriegt. Ja, eben deswegen wird so ein Anschluss oft als PE bezeichnet, hat aber mit der Schutzfunktion (Schuko-Stecker) eigentlich nichts zu tun. Es ist aber in der Regel am sinnvollsten, Ableitmassnahmen gegen EMV und zerstörerische Überspannungen (z.B. Funken bei Berührung) mit dem metallischen Gehäuse zu verbinden, genauso wie PE. War übrigens nicht meine Idee, meinerwegen könnte man das Potential auch "Shield" nennen oder sonstwie. Und dass dieses Potential auf die Art mit dem echten PE und damit mit dem ganzen Gebäude-Potentialausgleich verbunden ist, ist ja völlig ok, z.B. bei einem Blitzeinschlag in der Nähe. Gruss Reinhard PS "gleiches Potential wie den Fußboden" würde ich eher nicht unterschreiben, baue grade Laminat ein.
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