Forum: Platinen Custom Layerstack für Impedanz-Kontrolle China/Günstig ?


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von Marius (Gast)


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Hallo Leute,

für ein Hobbyprojekt suche ich gerade einen Platinenfertiger wie zb 
Elecrow wo ich das Layer Stack selbst bestimmen kann. Die PCB soll 4 
lagig werden, will hauptsächlich ein bisschen mit HDMI, LVDS und USB 
rumspielen.

Da ich armer Stundent bin habe ich natürlich nicht das große Geld da mal 
eben ein paar Hunderter hinzublättern.

Schlussendlich brauch ich ja auch nicht komplett Custom aber es sollte 
ein Layerstack sein das sinnvolle Impedanzkontrolle  ermöglicht.

Möglichkeit 2 ist natürlich einfach mal auf gut Glück eine normale PCB 
zu nehmen und hoffen dass es läuft aber würde es schon gerne mal richtig 
machen.

Danke für Tipps & Gruß

von Horst (Gast)


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Wäre ich auch dran interessiert. Muss nicht unbedingt Custom Layer Stack 
sein, aber nach Möglichkeit nen gescheites Dielektrikum mit 
verlässlichen Eigenschaften.

Was ich bisher als Kompromiss kenne, sind die 4 Layer PCBs von OSHpark. 
Die haben auch ein etwas besseres Trägermaterial als Standard FR4.

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


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Die Hersteller mit Billigangeboten arbeiten üblicherweise im 
Pool-Dienst, d.h. sie packen die Leiterplatten etlicher Kunden auf einen 
Nutzen. Benötigt man einen eigenen Lagenaufbau, steigt der Aufwand auf 
Seiten des Herstellers immens an, und das wird teuer.

Bei impedanzkontrollierten Leiterplatten muss man die folgenden 
Leistungen des Leiterplattenherstellers unterscheiden:

- Beratung bei der Auswahl geeigneter Materialien

- Simulation/Verifikation des eingereichten Layout; ggf. Korrekturen am
  Layout oder den Schichtdicken der Leiterplatte

- Erstellung von Impedanztestcoupons

- die eigentliche Produktion der Leiterplatte mit engeren Toleranzen als
  bei Standardprozessen

- anschließende Vermessung der Leiterplatten anhand von Testcoupons und
  ausgewählten Leiterbahnen der echten Schaltung

Je nachdem, welche dieser Leistungen man benötigt, unterscheiden sich 
die Preise ggf. recht deutlich. Wenn Lieferanten jedoch nicht so richtig 
klarstellen, welche dieser Leistungen jeweils enthalten sind, sollte man 
vorsichtig sein. Erfahrungsgemäß gibt es bei guten Herstellern mehrere 
Rückfragen zum Layout, Korrekturvorschläge, usw..

: Bearbeitet durch User
von Uwe N. (ex-aetzer)


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Andreas S. schrieb:
> - Simulation/Verifikation des eingereichten Layout; ggf. Korrekturen am
>   Layout ...

Welcher LP-Fertiger bietet denn sowas an?
Das ist eher was für spezialisierte Firmen und nur mit Gerberdaten wird 
das nix. Mehr als das (und manchmal den Stackup)  bekommt der 
LP-Fertiger normalerweise auch nicht.

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


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Uwe N. schrieb:
> Welcher LP-Fertiger bietet denn sowas an?
> Das ist eher was für spezialisierte Firmen und nur mit Gerberdaten wird
> das nix. Mehr als das (und manchmal den Stackup)  bekommt der
> LP-Fertiger normalerweise auch nicht.

Bei impedanzkontrollierten Leiterplatten bietet das z.B. Brockstedt(*) 
an. Erst kürzlich, d.h. vor ca. einem Monat, hatte ich (genauer: unser 
Kunde) dort einige impedanzkontrollierte Leiterplatten fertigen lassen, 
bei denen genau solche Feinabstimmungen auf Basis der Gerber-Daten 
stattfanden. Man reicht bei denen einen Lagenaufbau ein und erhält 
umgehend einen Realisierungsvorschlag, in dem die zu erwartenden 
Schichtdicken aufgeführt sind. Und nach Erstellung/Anpassung des eigenen 
Layouts auf Basis dieses Realisierungsvorschlages führt der Hersteller 
dann noch weitere Prüfungen der Fertigbarkeit und Impedanzen durch und 
teilt einem mit, wo er noch minimalste Korrekturen durchführen möchte. 
Eine derart akribische Kontrolle und Prozesskontrolle habe ich bisher 
bei noch keinem anderen Leiterplattenhersteller erlebt. Allerdings ist 
der Spaß auch nicht ganz billig.

Mit einem anderen Hersteller (Andus) zusammen hatten wir eine sehr 
komplexe Dickkupferleiterplatte, die gleichzeitig Feinleiterstrukturen 
und Microvias enthielt, entwickelt. Dort ging es zwar nicht um die 
Impedanzkontrolle, sondern um die Steuerung des Ätzverlaufes, bei dem 
auch durch den Hersteller noch Anpassungen der Gerber-Dateien 
durchgeführt wurden, da einige Sonderfälle nicht durch die normalen 
Design Rules abgedeckt waren. Aus prozesstechnischen Gründen wurden 
einige Löcher dann auch noch mit konischen Bohrern gebohrt, was auch 
noch ein paar Korrekturen erforderte.

Gibt es eigentlich schon Layoutsysteme, die konische Bohrungen 
unterstützen? Sind diese irgendwo in RS-274X oder ODB++ definiert? 
Altium Designer beherrscht meines Erachtens nur zylindrische Löcher.

Zu (*): Brockstedt war zwar zwischenzeitlich insolvent, hat aber vor ein 
paar Wochen einen neuen Investor gefunden, so dass der Betrieb jetzt 
wieder voll weiterläuft. Die Webseiten (http://www.brockstedt.de/) 
weisen derzeit noch einen leichten Retro-Stil auf, aber ich gehe davon 
aus, dass die derzeit komplett erneuert werden.

: Bearbeitet durch User
von Marius (Gast)


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Habe eben jetzt nochmal nach gerechnet und habe hier mal den Aufbau der 
standard 4-layer elecrow Platine angehängt.

Wenn ich jetzt nicht grob falsch gerechnet habe müsste man mit dem Stack 
Aufbau mit relativ realistischen Werte differenzielle 100 ohm Leitungen 
machen können. Ich frage mich nur ob das mit der single-microstrip 
Leitung passt die für ca 50 ohm recht breit ist. Kann das jemand 
verifizieren evtl.?

von Uwe N. (ex-aetzer)


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Hallo Andreas,

meine Frage bezog sich eher auf den von mir zitierten Textabschnitt :)

> - Simulation/Verifikation des eingereichten Layout; ...

Simulationen/Verifikation - zumindest, das was ich darunter verstehe - 
gehört nicht zum Standard-Repertoire der LP-Fertiger.
Aber es mag Ausnahmen geben.

Sowas kann man z.B. mit Hyperlynx aus dem Mentor Imperium machen. I.d.R. 
werden solche Sachen aber In-House gemacht.

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


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Du hast bei Deinen Rechnungen den recht großen Einfluss des 
Lötstopplacks vergessen, der immerhin ein e_r von ca. 3,5 besitzt. Durch 
die Oberflächenspannung bzw. Kapillarkräfte kann man bei differentiellen 
Leitungspaaren durchaus davon ausgehen, dass 50%-70% des Spaltes mit 
Lack gefüllt sind.

Bezüglich der Single-Ended-Impedanz zur nächsten Masselage spielt der 
Lötstopplack aber keine relevante Rolle.

: Bearbeitet durch User
von Marius (Gast)


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Das heißt?

Lötstopplack weg lassen am besten dort wo die differentiellen Pärchen 
sind? Oder einfach ignorieren haha

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


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Marius schrieb:
> Lötstopplack weg lassen am besten dort wo die differentiellen Pärchen
> sind?

Nein, denn dann oxidieren ggf. die Leiterbahnen, so dass sich auf Grund 
des Skineffektes die Dämpfung erhöht.

> Oder einfach ignorieren haha

Nein, in die Impedanzberechnung einbeziehen.

von Georg (Gast)


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Uwe N. schrieb:
> Das ist eher was für spezialisierte Firmen und nur mit Gerberdaten wird
> das nix

Uwe N. schrieb:
> Simulationen/Verifikation - zumindest, das was ich darunter verstehe -
> gehört nicht zum Standard-Repertoire der LP-Fertiger.

Offensichtlich bist du bei Impedanzkontrolle völlig unerfahren. 
Natürlich gibt es LP-Hersteller, die das nicht anbieten, aber ebenso 
welche, für die das Routine ist, die Behauptung das gehöre nicht zum 
Lieferumfang gilt wohl nur für die dir bekannten Hersteller (China, 
billig?).

Ohne Vorabprüfung, also Verifikation der gelieferten Daten, wird es kein 
Hersteller,der noch alle beieinander hat, riskieren in die Fertigung zu 
gehen. Das gehört also SELBSTVERSTÄNDLICH dazu. Und in der Regel hat das 
auch Anpassungen zur Folge, etwa weil der beim Hersteller realisierbare 
Stack nicht genau mit dem übereinstimmt, der der Berechnung beim 
Layouter zugrunde liegt - Prepregs sind zwar ein bisschen 
standardisiert, haben aber nicht identische Daten bei verschiedenen 
Herstellern. Das bedingt dann meistens kleinere Modifikationen z.B. an 
der Leiterbahnbreite, und im Gegensatz du deinen Behauptungen geht das 
natürlich mit Gerberdaten. Der Layouter muss das natürlich mit vorsehen, 
ich habe z.B. die Breite solcher Leiterbahnen um jeweils 0,01 mm anders 
definiert als bei normalen Leiterbahnen, damit die CAM-Abteilung die 
impedanzkontrollierten Leitungen einfach selektieren und ggf. ändern 
kann.

Wenn es grössere Abweichungen gibt oder sich der Layouter komplett 
verrechnet hat, gibt es bei vernünftigen Herstellern (andere bieten 
Impedanzkontrolle nicht an) eine Rückfrage an den Layouter.

Und selbstverständlich gehört auch das Messen der Leiterbahnen oder 
entsprechender Teststreifen inklusive Dokumentation zum Lieferumfang, 
sonst sind das keine impedanzkontrollierten Leiterplatten, ohne 
Kontrollmessung ist das ganze ja völlig unverbindlich. Dann trägt der 
Besteller ganz allein das Risiko, dass die Impedanz nicht stimmt, und 
braucht den Hersteller garnicht erst mit Impedanzfragen belästigen. Das 
ist dann eine ganz gewöhnliche LP ohne Garantie für eine bestimmte 
Impedanz. Natürlich kann das durchaus gutgehen, aber eine ganze 
Fertigungscharge zu verwerfen, weil man sich die Impedanzkontrolle 
sparen wollte kann sehr teuer werden, auf ein solche Idee können nur 
BWLer kommen.

Georg

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


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Uwe N. schrieb:
> Sowas kann man z.B. mit Hyperlynx aus dem Mentor Imperium machen. I.d.R.
> werden solche Sachen aber In-House gemacht.

Das kann man sicherlich auch selbst machen, aber es ist eine Frage des 
Aufwandes, insbesondere auch der Einarbeitung, ob sich das wirklich 
lohnt. Mittlerweile gibt es doch eine größere Zahl von einfachen 
Impedanzrechnern. Sicherlich mag es auch Großunternehmen geben, die 
hierfür ganze Abteilungen bereithalten, aber wenn man pro Jahr nur eine 
Handvoll unterschiedlicher Leiterplatten neu einführt, lohnt sich der 
Aufwand nicht.

Außerdem weiß der Leiterplattenhersteller viel besser, welche 
Materialien für welchen Leiterplattentyp geeignet sind. Und er kann dann 
schnell nachrechnen, wie sich die Impedanzen/Dämpfungen verhalten, wenn 
er Änderungen an den Materialien durchführt. Wichtig ist nur, dass diese 
Vorgänge lückenlos dokumentiert und dem Kunden mitgeteilt werden, damit 
bei Nachbestellungen oder Neubestellungen ähnlicher Baugruppen auf die 
alten Erkenntnisse zurückgegriffen werden kann.

von Uwe N. (ex-aetzer)


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Den Teil mit der "Simulation/ Verifikation" habe ich schlichtweg falsch 
gedeutet. Der Begriff "Simulation" ist mir in dem Zusammenhang mit CAM 
noch nie untergekommen.
Ich habe dies mit der funktionalen Simulation (Signalintegrität) der 
Leiterplatte verwechselt, deshalb erwähnte ich ja HyperLynx.

Das der LP-Fertiger im Vorfeld deine Daten auf Fertigbarkeit prüft, dich 
beim Stackup berät etc. ist klar.

Sorry für die Verwechslung meinerseits.

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