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
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
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.
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
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.
