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Forum: Platinen Faustregeln zum Platinendesign


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Autor: dudelsack (Gast)
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Moin,
ich erstelle gerade meine ersten Platinen mit KiCAD. Dabei sind mir ein 
paar Fragen gekommen, für die ich gerne ein paar Faustregeln an der Hand 
hätte.

Wie breit soll die Leiterbahn sein?
Wie groß sollen das Via/DoKu-Loch und der Kupferring sein?
Wie groß sollen die Befestigunglöcher für die Platine sein, M3?


Wie gesagt, ich bin Anfänger, bitte nicht gleich hauen ;)

Vielen Dank und viele Grüße

Autor: Nikolaus S. (Firma: Golden Delicious Computers) (hns)
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Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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dudelsack schrieb:
> ich erstelle gerade meine ersten Platinen mit KiCAD.
Wie komplex? Welche Technologie?

> Wie breit soll die Leiterbahn sein?
Bei der Versorgung: so breit wie möglich. Signale im Normalfall 
mindestens 0,4mm. Und fahre wenn möglich Signale vom IC nach aussen weg. 
Sonst bekommst du den Koller, wenn du auf dem Prototypen mal was ändern 
willst.

> Wie groß sollen das Via/DoKu-Loch und der Kupferring sein?
Kommt drauf an. Normalerweise so wie die Leiterbahn breit ist. Der 
Restring um so viel breiter, wie es der Fertiger braucht.

> Wie groß sollen die Befestigunglöcher für die Platine sein, M3?
So, dass sie gut zum Gehäuse passen. M2,5 oder M3 sind dann üblich.

Und zwischendurch schaltest du mal alle Layer aus und nur 1 Kupferlayer 
ein und schaust nach, ob die Sache dort "rund" aussieht. Dann machst du 
das mit dem anderen Kupferlayer.

Im Besonderen schaust du dir die Versorgung an: gibt es da irgendwo eine 
Schmalstelle, die dir die hinterher so "liebevoll" geflutete Masse in 2 
getrennte Masseflächen aufteilt?

Autor: Wolfgang (Gast)
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dudelsack schrieb:
> Wie breit soll die Leiterbahn sein?

So breit wie nötig, nicht schmäler als nötig und natürlich nicht 
schmäler als möglich.
Kurz: Es kommt u.a. auf Strom und Fertigungsprozess an.

> Wie groß sollen das Via/DoKu-Loch und der Kupferring sein?
Das kommt auf den Strom (elektrisch/Wärme), auf die Füllung (Cu?) und 
auf den Fertigungsprozess an.

> Wie groß sollen die Befestigunglöcher für die Platine sein, M3?
Meist passt M3, bei extrem schweren Platinen auch mal mehr.

Autor: Dr.Who (Gast)
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dudelsack schrieb:
> für die ich gerne ein paar Faustregeln an der Hand
> hätte.
> Wie gesagt, ich bin Anfänger, bitte nicht gleich hauen ;)

Wird nicht gehen weil die Faust nun mal Bestimmungsgemäß
zum Hauen da ist.  ;)

> Wie breit soll die Leiterbahn sein?
> Wie groß sollen das Via/DoKu-Loch und der Kupferring sein?
> Wie groß sollen die Befestigunglöcher für die Platine sein, M3?
>

Erst mal brauchst du eine Schaltung, besser einen Schaltplan.
Den kannst du im Eeschema-Editor von Kicad eingeben. Alle Bauteile
die man im PCB-Designer braucht, müssen im Schaltplan mit passenden
Footprints referenziert werden. Man kann zwar auch PCBs ohne Schaltplan
designen, aber dann funktioniert der Design Rule Check nicht und
darauf sollte man nicht verzichten.

Ein Tip der besonderen Art: Vertraue nicht den Symbolen/Footprints,
die in den Bibliotheken sind, die Kicad mitliefert. Die Herkunft ist
unbekannt und einiges ist da auch Fehlerhaft.
Was man braucht, kopiert man sich in eine eigene z.B."myProjlib", und
wenn man sich sicher ist, das alles in Ordnung ist und mit den 
Datenblättern der Hersteller kompatibel ist, benutzt man nur diese.

Bevor es ans Layouten geht, muss man sich Gedanken über die Kontur
der Leiterplatte machen. Wenn die Baugruppe in ein Gehäuse kommt
sind die Befestigungslöcher festzulegen. Bauteile/Leiterbahnen
kann man mit respektabler Distanz dann überall platzieren/verlegen.

Footprints von Bauteilen, die Kontakt zur Außenwelt benötigen, müssen 
Fix-Plaziert werden, eben da, wo im Gehäuse die Ausschnitte geplant 
sind. Die restlichen Bauteile platziert man so, dass 
Verbindungen(Leiterbahnen) möglichst kurz und ohne Kreuzungen verlegt 
werden können.
Die Luftlinien im PCB-Designer können dabei helfen und mit "Drehen"
und "Verschieben" kann man Verbindungen und so das Layout optimieren.

Die Leiterbahnbreite legt man einerseits nach den Vorgaben eines
erwählten Herstellers fest und berücksichtigt die mögliche größte
Stromstärke die auch im Kurzschlussfall maximal fließen kann,
ohne das die Leiterplatte im Störfall gleich beschädigt wird.
In Tabellen kann man die Grenzwerte für die maximale Stromstärke
von Leiterbahnen nachlesen. Das gleiche gilt auch für Vias.

Befestigungslöcher orientieren sich nach den Befestigungspunkten
(Gewindeeinsätze)im Gehäuse. Da muss du den Hersteller deines
Gehäuses fragen. Sicher hat der ein Datenblatt oder eine 
Konstruktionszeichnung zum Download. Ansonsten muss man eben
Bohrungen für Leiterplattenbefestigung vorsehen.
Diese Befestigungsbohrungen sollten im PCB allerdings keine Duko sein,
weil sich Schrauben durch das vergleichsweise weiche Zinn in Dukos 
schneller wieder lösen, als es einem lieb wäre.

Autor: soul e. (souleye)
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dudelsack schrieb:

> Wie breit soll die Leiterbahn sein?

So breit wie möglich. Der Leiterplattenhersteller kann üblicherweise bis 
0,15 oder 0,2 mm runter. Wenn Du genug Platz hast, mach 0,4 für Signale 
und 1 mm für Masse und Betriebsspannung.

Leiterbahnen verlegt man in 45°-Winkeln. 90°-Knicke sind unschön und 
können bei mechanischer Beanspruchung reissen. Guck Dir professionelle 
Platinen an, wie die gemacht sind.


> Wie groß sollen das Via/DoKu-Loch und der Kupferring sein?

0,3 - 0,6 mm Loch, den Ring macht Dein Programm selber. Vorher 
importierst Du die Designregeln Deines Leiterplattenherstellers, da 
steht die Mindestbreite drin.


> Wie groß sollen die Befestigunglöcher für die Platine sein, M3?

Für M3 nimmt man 3,2 oder 3,5 mm. Denk dran dass Schrauben Köpfe haben 
und die Platz brauchen. Da sollten keine Bauteile im Weg sein und keine 
Leiterbahnen drunter herlaufen.

Man fängt immer mit der Mechanik an. Leiterplattengeometrie passend zum 
Gehäuse, Schraublöcher an der richtigen Stelle. Dann Potis, Schalter, 
LEDs und Stecker plazieren, alles was Kontakt zur Aussenwelt hat. Jetzt 
die Platine einmal ausdrucken, auf Pappe kleben und eine Probemontage 
machen. Sitzt alles an der richtigen Stelle? Geht das Ding auch noch ins 
Gehäuse wenn die Bauteile verlötet wären?

Die Stellen markieren wo Höhenbegrenzungen vorhanden sind. Du kannst 
keinen hohen Elko dahin setzen, wo von links eine Buchse aus der Wand 
kommt. Ein flacher Widerstand passt aber drunter.

Dann am PC die Bauteile plazieren und die ersten Leiterbahnen verlegen. 
Jetzt nochmal ausdrucken und das Pappmodell mit den großen Bauteilen 
bestücken. Passt immer noch alles ins Gehäuse? Lässt sich die Platine 
montieren wenn die Bauteile verlötet sind?

Bauteilpositionen korrigieren, dann die restlichen Leiterbahnen 
verlegen.

Autor: Arno (Gast)
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soul e. schrieb:
> Wenn Du genug Platz hast, mach 0,4 für Signale
> und 1 mm für Masse und Betriebsspannung.

Wenn du genug Platz hast, nimm 1mm für Signale und 3-5mm für Masse, 
Betriebsspannung und Leistungsleitungen. Oder noch mehr. Dann kannst du 
auch mit Fädeldraht reparieren.

Wenn du nicht genug Platz hast, reicht 1mm Breite für bis zu 2-3A, kurze 
Stückchen (<5mm) dürfen auch schmaler sein, und Signale so schmal wie 
der Hersteller kann (bei den billigen Chinesen typisch 6mil = 0,15mm).

Aber lieber etwas schmalere Leiterbahnen nehmen und dafür Vias 
vermeiden.

MfG, Arno

Autor: Maxim B. (max182)
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dudelsack schrieb:
> Wie breit soll die Leiterbahn sein?
Je nachdem wie dicht deine Platine ist. Willst du zwischen Pins von SOIC 
noch Leiterbahn machen oder zwei zwischen Pins von DIP, dann ist 8 mil 
(0,203 mm) richtig. Wenn du aber mehr Platz hast, dann nimm lieber mehr.
Für Power in jedem Fall mehr.

> Wie groß sollen das Via/DoKu-Loch und der Kupferring sein?
Für Signal reicht 0,3 oder 0,4 mm. Für Kupferring mindestens + 0,2 mm. 
D.h. für 0,3 mm - Loch sollte Ring 0,7 mm sein. Für Power lieber mehr.

> Wie groß sollen die Befestigunglöcher für die Platine sein, M3?
Nimm etwas mehr. Für M3 kannst du 3,2 mm nehmen. So wird es später 
einfacher, wenn Gehäuse nicht zu genau gemacht wird.

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