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Forum: Platinen Größenordnung Leckstrom/-Widerstand auf Platinen


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Autor: Dussel (Gast)
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Moin,

wie groß sind die Leckströme bei geringer Gleichspannung auf normalen 
Platinen etwa? Ich habe nur Angaben gefunden, dass die bei Strömen im 
µA-Bereich zu vernachlässigen sind und dass man sich im nA-Bereich 
darüber Gedanken machen sollte. Außerdem gibt es einen standardisierten 
Test, der aber mit relativ hohen Spannungen und Strömen arbeitet.

Um einem 'kommt drauf an' zuvorzukommen, gebe ich einfach mal zwei 
Beispielanordnungen an. Die sind nur als Anhaltspunkt zu sehen, wenn 
jemand andere Erfahrungen hat, gerne auch.

Zwei parallele, 10 mm lange, Leiterbahnen mit 1 mm Breite und Abstand 
auf FR4 ohne Schutzlack und Ausfräsungen bei 5 V zwischen den Bahnen.

Jeweils auf Vorder- und Rückseite gegenüberliegend eine Kupferfläche von 
einem Quadratzentimeter auf FR4 und auch mit 5V.

Beides in Haushaltsumgebung, also weder besonders sauber, noch dem 
Kontakt mit Salzwasser oder Öl ausgesetzt.

Wie gesagt, mir geht es nur um eine Größenordnung.

Autor: ... (Gast)
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> Zwei parallele, 10 mm lange, Leiterbahnen mit 1 mm Breite und Abstand
> auf FR4 ohne Schutzlack und Ausfräsungen bei 5 V zwischen den Bahnen.

Da sollte auch ein Ohmmeter im GOhm-Bereich nichts anzeigen.
Solange der Kram sauber und nicht verkeimt ist.

Autor: Dussel (Gast)
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... schrieb:
> Da sollte auch ein Ohmmeter im GOhm-Bereich nichts anzeigen.
Das wären ja immer noch bis zu 5 nA. Das schließt 4 nA und 1 pA ein.

... schrieb:
> Solange der Kram sauber und nicht verkeimt ist.
Was heißt sauber? Klinisch sauber oder nur nicht öl- und salzverdreckt.

Autor: ... (Gast)
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> Klinisch sauber
[x]

Am besten noch hermetisch gekapselt.
Soll ja eine Weile halten.

Oder nicht?

Autor: ... (Gast)
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> nichts anzeigen

Also nicht mal zucken!

Auf meinem "besten" koennte ich da 10 GOhm mit Skalenstrich ablesen.
Nicht mal zucken: Vermutlich 1 TOhm.

Strommaessig gibt das Geraet aber nur 150 nA Endausschlag her.

FR4 ist schon ein guter Isolator.

Autor: Dussel (Gast)
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... schrieb:
> FR4 ist schon ein guter Isolator.
Das Problem ist wohl eher die Oberfläche, so dass man die 
Isolationsfähigkeit nicht direkt als Maß nehmen kann.

Danke aber schonmal für die Antworten.

Autor: Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)
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Einfache E-Tests setzen den minimalen Leiter-Leiter-Isolationswiderstand 
bei 10MOhm an - man kann aber auch bis 50Mohm gehen.

Autor: ... (Gast)
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> setzen den minimalen Leiter-Leiter-Isolationswiderstand bei 10MOhm an

Wir reden hier von FR4 und nicht von feuchtem Pertiknax.

Autor: Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite
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Einstieg fürs Selbststudium:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kriechstromfestigkeit
Und bei den Leiterplattendaten "CTI".

Autor: ein anderer (Gast)
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... schrieb:
> Wir reden hier von FR4 und nicht von feuchtem Pertiknax.

Was interessiert das Basismaterial, wenn der Strom auf Grund der 
Luftfeuchte entlang der Oberfläche fließt.
Hast du mal Experimente mit elektrostatischen Ladungen gemacht?
Dann würdest du wissen, dass der Strom bei weitem nicht nur vom 
Trägermaterial abhängt.

Nicht ohne Grund arbeitet man bei hochohmigen, empfindlichen Signalen 
oft mit Guard-Ring auf der Platine.

Autor: Sebastian S. (amateur)
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Wir hatten vor Jahren mal einen integrierenden A/D-Wandler als Detektor, 
von Strahlung mittels Photodioden, in der Mache.
Den haben wird nur durch viel Abstand und putzen, dichten sowie putzen 
zum Laufen bekommen. Also die neue Platine odentlich reinigen; dafür 
sorge tragen, dass beim Löten nichts unter die Bauteile kommt (notfalls 
dichten); nach dem Löten nochmal ordentlich reinigen. Zum Abschluss 
besonders gut trocknen/verdunsten und natürlich versiegeln.
20% waren trotzdem noch Ausschuss.

Autor: Dussel (Gast)
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Marcus H. schrieb:
> Einstieg fürs Selbststudium:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Kriechstromfestigkeit
> Und bei den Leiterplattendaten "CTI".
FR4 hat einen CTI von 250. Bei 250 V fließen 0,5 A. Also hat FR4 einen 
Widerstand von 500 Ω.
Irgendwie nicht so ganz. Deshalb habe ich hier nachgefragt.

ein anderer schrieb:
> Nicht ohne Grund arbeitet man bei hochohmigen, empfindlichen Signalen
> oft mit Guard-Ring auf der Platine.
Das wäre ein Grund für die Frage. Ab wann sind Guardringe notwendig.

Sebastian S. schrieb:
> Wir hatten vor Jahren mal einen integrierenden A/D-Wandler als Detektor,
> von Strahlung mittels Photodioden, in der Mache.
Um welche Ströme ging es da?

Autor: Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite
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Dussel schrieb:
> Marcus H. schrieb:
>> Einstieg fürs Selbststudium:
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Kriechstromfestigkeit
>> Und bei den Leiterplattendaten "CTI".
> FR4 hat einen CTI von 250. Bei 250 V fließen 0,5 A. Also hat FR4 einen
> Widerstand von 500 Ω.
> Irgendwie nicht so ganz. Deshalb habe ich hier nachgefragt.

Dann lass Dich nochmal anschieben: Wir haben es hier nicht mit einem 
Bauteil zu tun, dessen primäre Eigenschaft "Widerstand" ist. Vielmehr 
treten auf den Oberflächen von LPs Ströme in Abhängigkeit von vielen 
Parametern auf.
Wenn Dir diese Ströme in Deiner Anwendung zu hoch werden, musst Du vom 
Design her was dagegen unternehmen. Ausparungen, Lack, Kapselung, 
Guardring,...

Schau Dich mit den Stichworten einfach nochmal um.

Autor: Bauform B. (bauformb)
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Dussel schrieb:
> Marcus H. schrieb:
> Einstieg fürs Selbststudium:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Kriechstromfestigkeit
> Und bei den Leiterplattendaten "CTI".
>
> FR4 hat einen CTI von 250. Bei 250 V fließen 0,5 A. Also hat FR4 einen
> Widerstand von 500 Ω.
> Irgendwie nicht so ganz.

Du hast das magische Wort unterschlagen: Elektrolytlösung. Auf Glas o.ä. 
perlt die ab, FR4 saugt sie auf. Nebenbei: FR4 mit CTI250 gibt's nur auf 
Sonderwunsch.

Autor: Dussel (Gast)
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Marcus H. schrieb:
> Schau Dich mit den Stichworten einfach nochmal um.
Ja, habe ich ja. Da finde ich aber nur Informationen allgemein, was 
Kriechströme sind und eben diesen standardisierten, aber wenig 
aussagekräftigen Test.

Natürlich kann man das nicht in MΩ pro mm angeben, aber eine 
Größenordnung wäre interessant. Sind das Nanoampere oder Pikoampere, 
bzw. GΩ oder TΩ oder noch kleiner/größer?

Autor: Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite
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Dieser Link - und mein Text im letzten Post...
https://www.multi-circuit-boards.eu/support/download/datenblaetter.html

Autor: Bauform B. (bauformb)
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Sebastian S. schrieb:
> Wir hatten vor Jahren mal einen integrierenden A/D-Wandler als
> Detektor,
> von Strahlung mittels Photodioden, in der Mache.
> Den haben wird nur durch viel Abstand und putzen, dichten sowie putzen
> zum Laufen bekommen. Also die neue Platine odentlich reinigen; dafür
> sorge tragen, dass beim Löten nichts unter die Bauteile kommt (notfalls
> dichten); nach dem Löten nochmal ordentlich reinigen. Zum Abschluss
> besonders gut trocknen/verdunsten und natürlich versiegeln.

Das erinnert mich an analoge Bandpassfilter ab 0.1mHz mit 270M 
Widerständen. Auf die Art und Weise funktioniert sowas auf FR4. Ein 
anderes Erlebnis war ein Schalter mit Pull-Up an einem uC, alles total 
gewöhnlich und normal. Der sah gelegentlich wegen Kriechströmen 
eingeschaltet aus. Soviel zu eine Größenordnung.

Dussel schrieb:
> Natürlich kann man das nicht in MΩ pro mm angeben, aber eine
> Größenordnung wäre interessant.

Autor: Dussel (Gast)
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Marcus H. schrieb:
> Dieser Link […]
> https://www.multi-circuit-boards.eu/support/download/datenblaetter.html
Danke. Der ist gut. Da stehen mal Zahlenwerte drin.
Also doch im TΩ-Bereich.

Autor: ... (Gast)
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> Also doch im TΩ-Bereich.

Wenn es um das Seelenheil eines einzelnen Elektrons geht,
kann man auch freitragend bauen (sogar einen Guardring drumrum).
Dafuer gibt es u.a. Teflon-Loetstuetzpunkte.
Aber auch die muessen sauber sein und bleiben.

Probleme bereiten dann allenfalls die Zu- und Ableitungen.

Autor: Sebastian S. (amateur)
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@Dussel
>Um welche Ströme ging es da?
Um fA.
Hatte ich vorher, außerhalb eines Fachbuchs, noch nicht gesehen.
Die Bauteile: Einmal schief ansehen und schon waren sie im Nirwana.

Autor: Dussel (Gast)
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... schrieb:
> Wenn es um das Seelenheil eines einzelnen Elektrons geht,
> kann man auch freitragend bauen
Bei meiner Suche habe ich auch einen Beitrag über den Widerstand von 
Luft gefunden. Ich weiß nicht mehr, wie groß der war, aber ich fand ihn 
erstaunlich niedrig. Allerdings weiß ich auch nicht, ob das richtig war.

Sebastian S. schrieb:
> Um fA.
Das ist halt schon im Verhältnis zum Alltag extrem niedrig. Da hat man 
nur noch so 10000 Elektronen pro Sekunde.
Oder habe ich mich vertan?

Ich denke aber eher in µA.

Autor: Sebastian S. (amateur)
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@Dussel
>Ich denke aber eher in µA.

Das wäre mir auch lieber gewesen, aber aus einer relativ kleinen 
Ionisationskammer (mit Luft statt Gas), die unter einem Beschleuniger 
liegt ist nicht mehr zu erwarten.

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