VIAs als Faradyscher Käfig

[Bernd Stromberg (Gast)]

Hallo,

zum Thema EMV und der Verlegung von Masse habe ich schon einiges gelesen 
und aber auch gesehen. In diesem Artikel 
(http://www.all-electronics.de/emv-probleme-schon-waehrend-der-entwicklungsphase-vermeiden/) 
wird beschrieben, dass man VIAs am Platinenrand setzen kann und diese 
wie ein Faradyscher Käfig wirken. Ich habe das in der Tat schon einmal 
gesehen, jedoch ist mir die Wirkungsweise nicht ganz klar.
Werden dann Störungen von Außen kurzgeschlossen oder die verursachten 
Störungen von Innen oder sogar beides?
Über eine Klarstellung würde ich mich freuen :)

Danke

[Stefan F. (Gast)]

beides.
Sie werden nach GND abgeleitet.

[Clemens L. (c_l)]

Bernd Stromberg schrieb:
> Werden dann Störungen von Außen kurzgeschlossen oder die verursachten
> Störungen von Innen oder sogar beides?

Solche Schutzmaßnahmen können grundsätzlich in beide Richtungen wirken.

Siehe auch https://electronics.stackexchange.com/q/36837/29811. (Bei 
einer Zwei-Layer-Platine ist Via-Stitching aber ziemlich sinnlos ...)

[Georg (Gast)]

Clemens L. schrieb:
> (Bei
> einer Zwei-Layer-Platine ist Via-Stitching aber ziemlich sinnlos ...)

Und bei einem seriellen Interface eher für die Optik gedacht.

Georg

[Bla (Gast)]

So weit wie da die Anschlüsse rausstehen ist das auch egal wie gut die 
PCB abgeschirm ist. Es könnte aber für ESD helfen wenn man seitlich 
anfasst.

[Bernd Stromberg (Gast)]

Clemens L. schrieb:
> (Bei
> einer Zwei-Layer-Platine ist Via-Stitching aber ziemlich sinnlos ...)

Warum? das ging aus der Seite nicht so ganz hervor.

[Clemens L. (c_l)]

Bernd Stromberg schrieb:
> Clemens L. schrieb:
>> (Bei einer Zwei-Layer-Platine ist Via-Stitching aber ziemlich sinnlos ...)
>
> Warum? das ging aus der Seite nicht so ganz hervor.

Ein Käfig soll die bösen Signale ein- (oder aus-)sperren. Aber bei nur 
zwei Layern gibt es keine Abschirmungs-Massefläche oben oder unten. (Und 
beim Adapter im Bild oben sind die Anschlüsse eh außerhalb ...)

[Bernd Stromberg (Gast)]

Clemens L. schrieb:
> Ein Käfig soll die bösen Signale ein- (oder aus-)sperren. Aber bei nur
> zwei Layern gibt es keine Abschirmungs-Massefläche oben oder unten. (Und
> beim Adapter im Bild oben sind die Anschlüsse eh außerhalb ...)

Ergibt Sinn. Danke :)

[Christian B. (luckyfu)]

Wenn möglich, kann man aber auch die Platine komplett außen verkupfern 
lassen. Das an GND auf TOP und BOT angeschlossen ergibt einen sehr 
dichten Käfig, welcher keinen Platinenplatz benötigt. Kostet auch nichts 
weiter, wenn der Hersteller das Handeln kann. Man muss sich dann halt 
beim Layout schon Gedanken machen, wo man die Nutzenstege setzt.

[Joachim B. (jar)]

Christian B. schrieb:
> Wenn möglich, kann man aber auch die Platine komplett außen verkupfern
> lassen.

wenn die Platine ML und dick genug wird können die Bauteile ja in inner 
Layer sitzen :)

[Horst (Gast)]

Clemens L. schrieb:
> (Bei einer Zwei-Layer-Platine ist Via-Stitching aber ziemlich sinnlos
> ...)

Nein, ist es nicht!
Erst denken, dann schreiben, bitte.
Um vernünfitge Masseanbindungen auch für HF zu haben, macht 
Via-Stitching auch bei 2 Layern Sinn. Das hat dann nichts mit dem Käfig 
für die inneren Layer zu tuen. Aber wenn alle HF-Groundströme über ein 
einziges Via am anderen Ende der Platine müssen, dann mögen die das 
garnicht gern und machen dann durch EMV-Probleme auf ihr Unbehagen 
aufmerksam.

[Bernd W. (berndwiebus)]

Hallo Bernd und Horst.

Bernd Stromberg schrieb:

> wird beschrieben, dass man VIAs am Platinenrand setzen kann und diese
> wie ein Faradyscher Käfig wirken. Ich habe das in der Tat schon einmal
> gesehen, jedoch ist mir die Wirkungsweise nicht ganz klar.
> Werden dann Störungen von Außen kurzgeschlossen oder die verursachten
> Störungen von Innen oder sogar beides?

Die Masseflächen oben und unten bilden zusammen mit den Stitching-Vias 
eine Leiterschleife.
Jedes hindurchtretende sich ändernde Magnetfeld induziert darin gemäß 
der Lenzchen Regel einen Strom, der dem erzeugenden Magnetfelt entgegen 
wirkt.

Daraus folgt, dass sich ändernde Magnetfelder geschwächt werden. Am 
besten geht das natürlich mit geschlossenen Flächen aus gut leitenden 
Materialien.
Die Gitterstäbe des Stitchings sind dabei halt nur ein Kompromiss.
Darum gibt es auch noch Kantenvergoldung/Verkupferung, wo die Kantenm 
der Leiterplatte verkupfert/vergoldet werden und mit den Masseflächen 
oben und unten eine Einheit bilden.

Die Schirmung gegen elektrische Felder wirkt dadurch, dass sich die 
Ladungen im Metall der Schirmung frei bewegen könnern und sich durch ein 
äußeres elektrisches Feld immer so verschieben, dass dieses Feld 
kompensiert wird.

Die Grenzen bilden hier auch das Gitter, durch dass ein Restfeld treten 
kann, und der Zeitverzug durch die begrenzte Beweglichkeit der 
Elektronen bzw. Löcher (die sind im gleichen Material noch langsamer). 
Eine geschlossene Fläche aus gut leitendem Material ist auch hier 
besser.

Stitching aus Via-Reihen wirkt leider auch mechanisch wie eine 
Sollbruchstelle (Briefmarkenperforation). Um diesen Effekt 
abzumildern, werden Vias darum auch gerne im Zickzack gesetzt.

> Über eine Klarstellung würde ich mich freuen :)

Ich hoffe, das war klärend.

Horst schrieb:

>> (Bei einer Zwei-Layer-Platine ist Via-Stitching aber ziemlich sinnlos

> Nein, ist es nicht!
~~
> Um vernünfitge Masseanbindungen auch für HF zu haben, macht
> Via-Stitching auch bei 2 Layern Sinn. Das hat dann nichts mit dem Käfig
> für die inneren Layer zu tuen. Aber wenn alle HF-Groundströme über ein
> einziges Via am anderen Ende der Platine müssen, dann mögen die das
> garnicht gern und machen dann durch EMV-Probleme auf ihr Unbehagen
> aufmerksam.

Richtig. Aber natürlich ist es dann mühevoller und weniger wirksam.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de