Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik kompakter TH-Durchmesser für header pins


von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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Hallo! Welchen Durchmesser muss ein drill hole (TH-pad) haben, damit ein
normaler header pin (0.92mm Durchmesser, soweit ich weiss) da gerade so 
durchgeht aber auch fest stecken bleibt ohne durchzurutschen.

1mm scheint ja default zu sein, ist aber viel zu lose. Mein Bauchgefühl 
sagt mir 0.8mm, aber das kann ja nach Adam Riese nicht sein? Oder doch?

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von Georg (Gast)


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Claudio S. schrieb:
> damit ein
> normaler header pin (0.92mm Durchmesser, soweit ich weiss) da gerade so
> durchgeht aber auch fest stecken bleibt ohne durchzurutschen.

Das geht i.A. garnicht, wenn nicht der Pin in irgendeiner Weise 
Federeigenschaften hat, also entsprechend gebogen ist oder aufgespaltet. 
Bohrungen in Leiterplatten sind keine Passungen wie in Metall, die haben 
Toleranzen von 0,1 mm oder mehr, da ist es mehr oder weniger Zufall, 
wenn ein Pin sauber reingeht, aber festgeklemmt wird. Versuchst du das 
trotzdem, so hast du das Risiko dass du das Bauteil bei Minustoleranz 
nur noch mit Gewalt reinkriegst.

Georg

von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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Hallo Georg. Dass mit der +-0,1mm Ungenauigkeit in Fertigung ist der 
Knackpunkt. Realiter sind es wohl meist +0,1 als -0,1mm oder?. Ich habe 
auch kein Problem damit auch Gewalt anzuwenden, die TH-pads sind nur für 
einmaligen Gebrauch (Flashen des Mikrocontrollers) vorgesehen. Ausserdem 
sind die Pins doch auch an der Spitze zugespitzt? Ich denke ich werde 
0,8mm Bohrlöcher nehmen, da in der Fertigung dann noch 0,1mm 
draufgeschlagen werden. Demnach müssten reale 0,92mm Pins in 0,8mm 
spezifizierten Bohrlöcher dann fest ansitzen.

: Bearbeitet durch User
von Tr (Gast)


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von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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https://www.sparkfun.com/tutorials/114

Das habe ich auch schon gesehen, bringt mir aber nicht viel, weil er 
eben die Bohrlöcher nicht verkleinert sondern eine Methode für eine 
Reihe von Pins entwickelt hat. Nicht schlecht. Aber ich habe einzelne 
Pins, und möchte die Bohrlöcher verkleinern.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Claudio S. schrieb:
> die TH-pads sind nur für einmaligen Gebrauch (Flashen des
> Mikrocontrollers) vorgesehen.

Das ist Pfusch. Dafür gibt es "Pogo-Pins" (Federkontaktstifte), die 
brauchen noch nicht mal eine Bohrung, und geben zuverlässigen Kontakt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Claudio S. schrieb:
> Hallo! Welchen Durchmesser muss ein drill hole (TH-pad) haben, damit ein
> normaler header pin (0.92mm Durchmesser, soweit ich weiss) da gerade so
> durchgeht aber auch fest stecken bleibt ohne durchzurutschen.

Was zum Teufel ist denn ein "normaler header pin"?

> 1mm scheint ja default zu sein, ist aber viel zu lose. Mein Bauchgefühl
> sagt mir 0.8mm, aber das kann ja nach Adam Riese nicht sein? Oder doch?

Wenn der Stift eine quadratische Form hat, dann kann man ein Loch so 
bohren, daß er darin klemmt. Der Durchmesser des Lochs muß mindestens 
die Kantenlänge des Quadrats sein und höchstens dessen Diagonale. Wie 
groß die Diagonale eine Quadrats ist, verrät dir der Satz des 
Pythagoras. Praktisch ist die Diagonale etwas kleiner, weil die Ecken 
des Quadrats nicht wirklich eckig sind, sondern etwas abgerundet.

Innerhalb der gegebenen Grenzen kannst du einen Lochdurchmesser passend 
zu deinen Möglichkeiten (respektive denen deines Fertigers) wählen. Je 
kleiner das Loch, desto strammer sitzt der Stift. Hängt aber natürlich 
auch vom Leiterplattenmaterial ab. FR4 ist viel fester als Hartpapier, 
da muß man den Durchmesser also etwas größer wählen.

Die handelsüblichen Stiftleisten haben Stifte mit 0.64mm im Quadrat. In 
ein 0.9mm Loch gehen die saugend rein, wenn man das Loch allerdings von 
Hand gebohrt hat, ist es tendenziell etwas größer. Mit 0.8mm sollte der 
Stift dann gut klemmen, wenn man ihn denn noch reingedrückt kriegt.

von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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Hallo Axel, mit "normaler header pin" meinte ich dasselbe was du "Stift 
einer handelsüblichen Stiftleiste" genannt hast. Ja, nach Pythagoras 
sind's 0,92 durchmesser der Pins. Du hast gesagt die Kanten sind real 
abgerundet, dann werdens wohl um die 0,9mm sein. Was meinst du mit 
"saugend rein"? So wie ich zw. den Zeilen lese könnten 0,8 bissl zu 
knapp sein, und 0,9 bissl zu lose, also vllt 0,85?

von Thomas E. (picalic)


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Die Formel für einen Kreis um ein Quadrat ist Radius = 
Seitenlänge/Quadratwurzel(2),
also muss das Loch bei 0,64 mm Pins 0.9mm Durchmesser haben. In 0,8mm 
Löcher bekommt mam die nur mit sehr roher Gewalt, das wäre mir zu mühsam 
und außerdem wird die Platine dabei sicher auch beschädigt 
(Durchkontaktierungen reissen evtl. von den Pads ab).

von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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Und in welchen Durchmesser bekommt man sie mit "sanfter Gewalt" rein?

von Thomas E. (picalic)


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Claudio S. schrieb:
> Und in welchen Durchmesser bekommt man sie mit "sanfter Gewalt" rein?

0,9 mm funktionieren nach meiner Erfahrung in der Praxis gut. Wenn die 
PCB Hersteller ihre Toleranzen allerdings auch nach unten ausnutzen, 
wäre das schon zu knapp - für ein Massenprodukt mit den üblichen 
Fertigungstoleranzen beim Lochdurchmesser wäre 0.9mm eher zu klein.

: Bearbeitet durch User
von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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Hallo Thomas, danke, mir fällt grad ein ich produziere mal ne Test-PCB
mit dummy löchern
8,4mm
8,5mm
8,6mm
8,7mm
8,8mm
8,9mm
9,0mm
Und guck dann was am besten passt mit header pins. Toleranzen hin oder 
her, nach der Gaussschen normalverteilung kann es ja mathematisch nur 
einen perfekten Wert geben der in der Praxis durchschnittlich am 
tauglichsten ist.

von Wolfgang (Gast)


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Claudio S. schrieb:
> ... die TH-pads sind nur für einmaligen Gebrauch (Flashen des
> Mikrocontrollers) vorgesehen

Ich nehme dafür meist einen gewinkelten Wannenstecker. Wenn man den mit 
den normalerweise zum Einlöten vorgesehenen Beinen in die THT-Löcher 
steckt und etwas verspannt, sorgt die Federwirkung der Beine für 
sicheren Kontakt, auch ohne dass die Löcher mit einer sonderlich engen 
Toleranz gefertigt sind.

von Thomas E. (picalic)


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Wenn Du das Ganze als Programmierstecker benutzen willst (mit Pins am 
Programmiergerät), ohne Pogo-Pins zu verwenden, könntest Du als 
Bastellösung die Pins auch einfach kröpfen, so, daß jeder 2.Pin in die 
entgegengesetzte Richtung gebogen ist, aber die Spitzen wieder ihre 
Sollposition haben. So wird eine gewisse Federwirkung erreicht und die 
Pins drücken jeweils gegen die Wand der Durchkontaktierung. Die Löcher 
können dann auch 1mm sein.

von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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@Wolfgang Das klingt intelligent. Da müsst ich erstmal schaun wo ich so 
nen 6-poligen gewinkelten Wannenstecker mir für die ISP-pinouts 
herbekomme..

von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


Angehängte Dateien:

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@Thomas Du meinst so gebogen:
http://imgur.com/XuW0yux

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


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So ungefähr. Die Platine wird für den besten Kontakt idealerweise nur 
soweit auf die Pins geschoben, bis wo die maximale Auslenkung ist.
Ich war gedanklich eher von einer einreihigen Pinleiste (meist hat man 
ja nur 5 Pins oder so für ICSP) ausgegangen. Die Dinger so rund zu 
biegen, dürfte eher umständlich sein, aber zwei Knicke im Pin tun es 
auch.

von Claudio (Firma: privat) (knuspel)


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Thomas, du hast recht, warum habe ich meinen ISP-breakout-footprint 
eigentlich 2-reihig? 1-reihig wäre wohl einfacher, gerade was jetzt das 
Biegen der pins angeht ... Werde den footprints mal 1-reihig machen!

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