Forum: Platinen 10A über Leiterbahn - Kupferfolie auflöten?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von stromdieb (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich habe eine Platine, die nachher vom Chinesen gefertigt werden soll 
(10x10 cm).

Aufgabe der Platine ist es, zwischen Netzteil- und Batterie 
umzuschalten. Versorgt wird damit ein kleiner Digital-Verstärker. 
Außerdem ist noch ein wenig Steuerungskram drauf und ein Anschluss für 
ein Batterielademodul.

Im Leistungsteil habe ich im worst case ca. 4A aus dem Batterieladegerät 
und den 200W-Verstärker, der dann irgendwas um die 20-30W, also 1A 
Dauerlast ziehen wird. Impulse werden vermutlich in die 5A-Region 
kommen.

Ich würde meine Leiterbahnen gern dementsprechend auslegen.

Stückzahl 1, Spannung maximal 36V. Deshalb würde ich ungern auf eine 
teure Industrielösung zurückgreifen, sondern was basteln. Mehr als 3mm 
Leiterbahnbreite sind konstruktiv nicht drin, was wahrscheinlich zuwenig 
sein dürfte.

Das einfachste wäre das Auflöten von Massivdraht - leider geht das 
nicht, weil die leistungsführenden Leiterbahnen auch oben verlaufen und 
sich Stecker bzw. ein Relais darüber befinden.

Gibt es eine Art Flachdraht oder Folie speziell dafür, die man mit einem 
normalen Lötkolben (60W) auflöten könnte?

Wäre stattdessen auch aufgelötetes Geflecht wie bei einer Entlötlitze 
denkbar? Wichtig wäre eben, dass sich die Höhe der Leiterbahn nicht zu 
sehr erhöht, damit die Bauteile wie vorgesehen montiert werden können.

Danke

von Peter II (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es gibt doch leiterplatten mit 70µC Cu dazu einfach etwas breiter machen 
und gut ist. 10A sind doch nicht wirklich viel.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite

von stromdieb (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peter II schrieb:
> Es gibt doch leiterplatten mit 70µC Cu dazu einfach etwas breiter
> machen
> und gut ist. 10A sind doch nicht wirklich viel.
>
> https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite

Breiter geht nicht. 70 µm hilft, löst aber bei max. 3mm das Problem 
nicht.

von Peter II (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Breiter geht nicht. 70 µm hilft, löst aber bei max. 3mm das Problem
> nicht.

3mm bei 30k Erwärmung sind 19A - wo ist nun das Problem?

von Joachim B. (jar)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
mehr Cu, breiter, bessere Leiterbahnführung damit Auflöten funktioniert.

Alles ist machbar.

Peter II schrieb:
> Es gibt doch leiterplatten mit 70µC Cu

gibts auch noch dicker, ich habe was von 105µ Cu im Hinterkopf, 
vermutlich geht auch mehr, ggffs mit aufgalvanisieren.

von MiWi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich habe eine Platine, die nachher vom Chinesen gefertigt werden soll
> (10x10 cm).

Dann laß die Platine nicht vom Chinesen sondern von einem Europäer 
fertigen, der klatscht Dir 70, 105 oder sogar 210u Cu auf Deine Platine.

Damit sollten dann Deine 10A auch bei schmalen Leiterbahnen ohne 
nennenswerte Erwärmung machbar sein.

MiWi

von Michael L. (michaelx)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joachim B. schrieb:
> gibts auch noch dicker, ich habe was von 105µ Cu im Hinterkopf,

Richtig, das gibt es auch noch, und sollte dem TO dann so langsam 
reichen, macht aber evtl. nicht jeder Platinenfertiger.

Zu baechten ist für die Design-Regeln, dass dann auch die Mindestbreite 
und der Mindestabstand von Leiterbahnen größer ausfallen.

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (vivus)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
2-lagig? Dann nutze doch die Unterseite => "6mm"

von Uwe N. (ex-aetzer)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Mehr als 3mm Leiterbahnbreite sind konstruktiv nicht drin, was
> wahrscheinlich zuwenig sein dürfte.

Es ist schon recht wenig - geht aber mit 3mm LBs @ 35µm Cu. Dabei 
erwärmt sich die LB auf ca. 40 Grad Celsius über die Temperatur der 
Umgebung.
Breiter ist natürlich besser.

Du kannst gerne hier mal nachrechnen (lassen):

https://www.leiton.de/leiton-tools-leiterbahnerwaermung.html

von stromdieb (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peter II schrieb:
> stromdieb schrieb:
>> Breiter geht nicht. 70 µm hilft, löst aber bei max. 3mm das Problem
>> nicht.
>
> 3mm bei 30k Erwärmung sind 19A - wo ist nun das Problem?

Es handelt sich um ein batteriebetriebenes Gerät.
Ich würde einfach gerne den Strom nicht in der Leiterplatte, sondern im 
Gerät verheizen.

von stromdieb (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Christian S. schrieb:
> 2-lagig? Dann nutze doch die Unterseite => "6mm"

Die ist bereits im Einsatz.

von Peter II (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Es handelt sich um ein batteriebetriebenes Gerät.
> Ich würde einfach gerne den Strom nicht in der Leiterplatte, sondern im
> Gerät verheizen.

Hast du mal gerechnet wie viel das ausmacht?

20cm 70µ 2 mal 3mm = 10mOhm bei 10A sind das weniger als 1W.

von Volle (Gast)


Bewertung
3 lesenswert
nicht lesenswert
Deswegen würde ich bei einer so kleinen Platine den Strom gar nicht über 
die Platine führen sondern über Leitungen und auf der Platine nur Steuer 
und Messsignale von den diskreten Leitungsbauteilen.

von stromdieb (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist auch die Absicht - allerdings muss ich eben mehrere Module 
verbinden, von denen vor allem der Ladeteil für die Batterie seinen 
Dauerstrom zieht.

Ich habe das schonmal mit diskreten freifliegenden Kabeln gemacht, das 
war ein Chaos sondersgleichen.

Deshalb würde ich das gerne auf die LP auslagern, damit ich da an- und 
abstecken kann.

von Michael (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das Einfachste, was wir früher gemacht haben, waren so gestanzte 
Kupferbleche,,die mit bestückt wurden.

"Mini-Stromschienen" quasi.

Wenn du jemanden mit ner Stanz-Nipple Maschine im Gewerbegebiet hast, 
macht der dir die gegen Kaffekassenspende oder halt günstig falls 
Stückzahl.

von Wolfgang (Gast)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Es handelt sich um ein batteriebetriebenes Gerät.
> Ich würde einfach gerne den Strom nicht in der Leiterplatte, sondern im
> Gerät verheizen.

Du redest von 1A Dauerlast. Das ergibt eine Verlustleistung von 0.1W
Bei den von dir genannten Peaks von 5 A ergeben sich 0.5W, was sich in 
Relation zu dem genannten 200W-Verstärker eher nicht so wirklich 
nennenswert auf die Batteriebetriebsdauer auswirken wird.

Peter II schrieb:
> 20cm 70µ 2 mal 3mm = 10mOhm bei 10A sind das weniger als 1W.

von Hmm (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Billigvariante:
Man nehme 75µm Basiskuper und mache 6 Lagen. Schon ist man die Probleme 
los. 3mmx6x0,075mm -> 1,35mm².
Da gehe 10A ohne merkliche Erwärmung drüber.

Reicht nicht?
Nimmst du halt 8 oder 10 Lagen.
DAs ist weniger teuer, als man glauben sollte.

Natürlich gibt es diverse andere Lösungen, wie das hier:
http://www.ats.net/de/produkte-technologien/technologien/hsmtec/

von Cyborg (Gast)


Bewertung
-3 lesenswert
nicht lesenswert
Der Stromkreis hat wohl keine Sicherung. Wer pfuscht denn da wieder
rum?

von Richard (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht passt ja Entlötlitze unter die Bauteile?

von Leistungshalbleiter (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da kommt mir fast schon das Lachen aus ... was denkst du wie man sonst 
bei 70 oder 100 um Kupfer in Netzteilen bei 90°C Umgebungstemperatur 50A 
und mehr über doppelseitige Leiterplatten zieht.
Man sollte bloß dauerhaft die Leiterplatte nicht über 120°-130° ziehen, 
da man sonst die glasübergangstemperatur von standard FR4 überschreitet.

von Joey5337 (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zu den 3mm: es wird ja nicht an allen Stellen so eng sein. Mach sie 
breiter wo Platz ist, das sind dann die Kühlflächen für die (hoffentlich 
kurzen) schmalen Leiterbahnstücke. Anschlussdrähte und Bauteile (je nach 
dem) entwärmen ggf. auch noch ein bischen.

von Wolfgang (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Mehr als 3mm Leiterbahnbreite sind konstruktiv nicht drin, ...

Dann zeig doch mal das Layout, ob da nicht doch noch etwas zu holen ist 
;-)

von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ach so, noch was: wenn eine Leiterbahn schmal sein muss kann flächiges 
Kupfer in der Nachbarschaft oder auf der anderen Platinenseite helfen, 
die Wärme zu verteilen.

Auch mich würde das (bisherige) Layout interressieren.

Deiner Beschreibung nach hat die Platine 3, maximal 4 2-polige 
Leistungsanschlüsse. Es würde mich sehr wundern wenn sich da nicht noch 
ein bischen Platz finden ließe.

von stromdieb (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bitte nicht hauen :)

von stromdieb (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Stellen, an denen nennenswert Strom fließt, sind gelb markiert.

von Carl D. (jcw2)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Bitte nicht hauen :)

Immerhin ahnst du, daß man das in Erwägung ziehen könnte ;-)

Da gibt es doch einige Stellen, wo die fehlende Breite eher durch 
ungeschicktes Layout entsteht. Ich würde erst die Hochstromteile 
platzieren und verbinden, und dann den Rest drum herum machen.
Der "Batterie"-Stecker? muß genau dort sein und an den zweiten 
Kontaktsatz des Relais kann man nur zwischen den Anschlüssen ran und 
nicht außen rum?
Insgesamt sind die "Hochstrom"-Leiterbahnen eher kompakt, da würd ich 
mir nicht ins Höschen machen.

von stromdieb (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stimmt, da könnte ich auch noch zusätzlich außenrum fahren.
Bei 36V in seh ich auch grad, dass ich da ein Dreieck setzen könnte 
statt den 90-Grad-Winkeln der Leiterbahnen.

Aber wenn das so kompakt ist, dann genügt vielleicht auch dieses Layout 
schon (mit den angesprochenen Verbesserungen)? Würde ungern nochmal 
alles neu machen.

Das dann auf 105µ-Kupferdicke.

von Carl D. (jcw2)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, eigentlich ist alles doch sehr kompakt.
Ich würde die "36Vin" etwas hochziehen und die "Batterie" etwas runter 
und nach rechts une am Relais außen rum zur anderen Seite.
Dann sind alle Leiterbahnen entweder so kurz, daß die Bauteile einen 
großen Teil der Wärme aufnehmen oder können breiter gemacht werden.
Und keine Panik! Deine Probleme sind tatsächlich eher klein.

von Klaus (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
stromdieb schrieb:
> Das dann auf 105µ-Kupferdicke.

Ich würd es auch noch mal in 35µ machen und versuchen rauszumessen, 
wieviel schlechter das Gesamtsystem dadurch wird. In 35µ kosten 5 
Platinen incl. Porto rund 15€, ist ja nicht die Welt. Darfst dich dann 
aber über die Extrakosten für die möglicherweise unnötigen 105µ nicht 
beschweren.

Ist halt immer die Frage: "good enough" oder "as good as possible".

MfG Klaus

von stromdieb (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, ich war nochmal kurz dran.
Die dünnste Stelle ist jetzt 3 mm, und das auch nur sehr kurz.

von stromdieb (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
...vergessen.

von Joey5337 (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sieht doch jetzt ganz gut aus.
Wenn überhaupt dickeres Kupfer, dann würde ich nur 70u nehmen.

Das Kupfer wird ja auch im Steuerungsteil dicker, und da lässt sich dann 
schlechter löten bzw. braucht gröbere Design Rules.

von stromdieb (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Na gut, danke. 70µ kostet dann doch deutlich weniger als 105.

von Wolfgang (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Du titelst was mit 10A und schreibst was von Peaks mit 5A.

stromdieb schrieb:
> Impulse werden vermutlich in die 5A-Region kommen.

Da würde ich mit dem jetzigen Design einfach mal beim Chinesen einen 
35µm-Auftrag für eine Probe-Batch plazieren. Hinterher guckst du dir das 
mal bei Peak-Belastung mit einer IR-Kamera an. Vermutlich passiert da 
gar nichts.

Im blauen Layer, unter dem Relais hast du die Leiterbahn unnötig 
verengt. Die könnte fast bis zum "a" von "Batterie" ausgedehnt werden.

Im roten Layer wirst du unterhalb von K21 auch noch unnötig schmal.

Je kürzer die Engstellen und je größer die Kühlfläche, um so geringer 
wird die thermische Belastung.

von Chris F. (chfreund) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Alles Panikmache bei 1A mit ein paar Lastspitzen zwischendurch. 70µm 
kann man machen, muss man aber nicht.

Ich würde sagen: führt rechts einfach die Leiterbahn zwischen "1" und 
"4" unterhalb von "7" durch, dann sind die Breiten auch beim ersten 
Layout kein Problem.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.