Widerstand von Vias: Wie hoch? Genauigkeit? Temperaturabhängigkeit?

Hans schrieb:
> Hat jemand Erfahrungen, wie "gleichmäßig" Vias gefertigt sind?
> Unterscheidet sich die Dicke der Kupferschicht (und damit der
> Widerstand) von Via zu Via? Platine zu Platine? Charge zu Charge?
> Wie Temperaturabhängig ist Kupfer als Shunt-Material?

Das ist durchaus Schwankungen unterlegen. Normal gefertigte Platinen 
haben eine Lochwandungsstärke von 20-25µm. Mit erhöhten Anforderungen 
bis 30µm. Allerdings ist das nicht bei jedem Via so. Es gibt hier 
physikalisch bedingt im Abscheidungsprozess Unterschiede. Auch ist die 
Wandung nicht so glatt wie ein Rohr. Es gibt auch Schwankungen von 
Platine zu Platine, von Fertigungslos zu Fertigungslos, von Fertiger zu 
Fertiger. Allerdings sollten die Änderungen im µOhm Bereich liegen. Das 
hat also eher keinen Einfluss.

Auf die Strommessung sowieso nicht, da der Strom so oder so komplett 
durch den Shunt muss. Egal wie viel Widerstand die Leitung dahin hat, 
geht halt die Gesamtspannung hoch. Am Shunt selbst misst man 
üblicherweise mittels OPV den Spannungsfall. Dem ist das ebenfalls egal, 
da allein die Bauteile, welche du zum OPV benötigst, sowie dieser 
selbst, viel höheren Schwankungen unterliegen als die LP das tut. Wenn, 
dann ist das ein rein akademisches Problem.

Hans schrieb:
> Ich plane eine sehr kurze Leiterbahn als Shunt zu verwenden, vor allem
> aus Kostengründen. Der Messpfad besteht dabei hauptsächlich aus Vias,
> diese machen ca. 50% des Weges des Stroms aus.

Das würde ich mir nochmal gut überlegen. Das wird vermutlich nichts. Die 
Vias sind in dem Fall nicht das Problem, allein die Leiterzüge haben 
einen Kupferauftrag, welcher eine Toleranz von +100% hat. Als Shunt ist 
eine Leiterbahn genauso wenig zu gebrauchen wie als Sicherung.
Versteh mich nicht falsch, das kann schon funktionieren aber dazu 
brauchst du mehr als ein Versuchsmuster. Spare lieber an anderer Stelle 
und nutze einen dedizierten Shunt. Notfalls ein Stück definierten 
Kupferdraht (viel anderes sind die Shunts auch nicht). Andernfalls musst 
du dich darauf Einstellen, dass du jede Platine bei der Inbetriebnahme 
abgleichen musst. Der Zeitaufwand dafür ist vermutlich höher als die 
gesparten Cent.

Hallo Hans.

Hans schrieb:

> Ich plane eine sehr kurze Leiterbahn als Shunt zu verwenden, vor allem
> aus Kostengründen. Der Messpfad besteht dabei hauptsächlich aus Vias,
> diese machen ca. 50% des Weges des Stroms aus.

Das ist eine doofe Idee. Kupfer hat natürlich Temperaturgang, und wenn 
Du den Shunt als Via auch noch mit Platinenmaterial isolierst, läuft Dir 
der Wert bei Belastung extra stark weg.

Für Messzwecke sieht man z.B. zu, dass der Shunt an einen dicken 
Kühlkörper geschraubt ist, um ihn dichter an der Umgebungstemperatur zu 
halten, und das Wegdriften über die Wärmeträgheit des Kühlkörpers zu 
verlangsamen.

Vias streuen von ihren Eigenschaften eh ser stark. Du müstest jeden 
Shunt einzeln kalibrieren, unabhängig davon, dass er Dir thermisch 
wegdriftet.

Du für Deine 30-100A solltest schon in einen einen 1% CuNi44 
Metallbandwiderstand von 0,0002 Ohm Wiederstand in 3920 SMD Bauform 
verwenden.
Für ungenaue Betriebsmesszwecke kannst Du auf explizite Kelvinanschlüsse 
am Widerstand verzichten, und behelfsmäßige Kelvinanschlüsse innen an 
den Längstseiten der Pads vorsehen. Aber dann merkst Du schon deutliche 
Unterschiede im Verhalten in Abhängigkeit davon, wie gut die Teile 
verlötet
sind.

> Hat jemand Erfahrungen, wie "gleichmäßig" Vias gefertigt sind?

Wie gleichmäßig werden "Bohrungen" die Du mit einer Schrotflinte in eine 
Sperrholzplatte schießt? Ähnlich gleichmäßig fällt der Widerstand von 
Vias aus.

> Unterscheidet sich die Dicke der Kupferschicht (und damit der
> Widerstand) von Via zu Via? Platine zu Platine? Charge zu Charge?

In der Kupferschicht sind ein dutzend u drin. 35u Kupferauflage kann an 
schlechten Stellen auf 20 u heruntergehen und auf 50 u ansteigen.
Vias sind noch ungenauer.

> Wie Temperaturabhängig ist Kupfer als Shunt-Material?

Nimm CuNi44 (Isotan, Konstantan)

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