Forum: Platinen Lötplatine mit nicht leitender Rückseite


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 Stefan F. (stefan_f998)


Lesenswert?

Hallo

Ich kreiere meine erste Platine mit KiCad, welche auf eine 
Metalloberfläche geschraubt werden soll. Die Vorderseite ist 
ausschliesslich mit SMD Bauteilen bestückt. Jetzt frage ich mich, wie 
ich die Rückseite konstruieren muss, damit diese nicht leitend ist, also 
so, dass ich sie auf den Metalluntergrund schrauben kann. Ich weiss 
nicht mal, wonach ich suchen muss. Mir fehlen dazu die Stichworte. Bei 
Bedarf kann ich auch die Gerber Files mit euch teilen.

Danke und Gruss, Stefan

von Max B. (citgo)


Lesenswert?

Wenn du doch ausschließlich SMD Bauteile verwendest, dann hat die 
Rückseite doch weder Lötpads noch Vias!?

Trotzdem würde ich Abstandsbolzen verwenden bei so einer Montage.

von crimpologielöter (Gast)


Lesenswert?

Wenn auf  der "Rücksite der Leiterplatte Leiterbahnen verlaufen, dann 
solltet Du die zu der Metallplatte hin isolieren. Der Lötstoplack hat 
Grundsätzlich keine spezifizierten Isolationseigenschaften - der ist 
halt nur ein LÖT-STOP-Lack damit das Lötzinn nicht von den Pads weg 
läuft, sich also geometrisch definierte Lötstellen Bilden können. 
(Meniskus)

Entweder machst du das Layout so, das auf der Unterseite keine 
Leiterbahnen (+DK Bohrungen) sind (Multilayer mit Buried), das ist aber 
schlecht weil die Leiterplatte dadurch arg unsymmetrisch wird und sich 
bei derHerstellung/Lötprozessen verbiegen "kann".
Im Professionellen umFeld verwedet man daher z.B.:
- sog Coverlayer aus Polyamid, die kannst du per Gerber zeichnen 
(vorgaben vom Hersteller beachten, gehen nicht endlos  kleine 
Strukturen)
"Flexible Schutzfolien" 
http://www.contag.de/leiterplatten.php?leiterplatten_produkte_flex.html
- alles wie gewohnt machen und eine Lager isolierende Folie dazwischen 
kleben, z.B. wärmeleitfolien sind oft isolierend.

von Stefan F. (stefan_f998)


Lesenswert?

Danke. Die Platine hat tatsächlich Leiterbahnen auf der Rückseite, so 
war es am einfachsten zu bauen. Somit sind auch Via's auf der Platine. 
Der Tipp mit den Folien werde ich wahrscheinlich umsetzen. Danke für 
eure Antworten.

von Lasse F. (Gast)


Lesenswert?

crimpologielöter schrieb:
> Wenn auf  der "Rücksite der Leiterplatte Leiterbahnen verlaufen, dann
> solltet Du die zu der Metallplatte hin isolieren. Der Lötstoplack hat
> Grundsätzlich keine spezifizierten Isolationseigenschaften - der ist
> halt nur ein LÖT-STOP-Lack damit das Lötzinn nicht von den Pads weg
> läuft, sich also geometrisch definierte Lötstellen Bilden können.
> (Meniskus)

Bei kleinstspannungen kann man schon annehmen, dass Lötstopplack 
ausreichend isoliert, wenn man nicht den allerbilligsten fertiger 
auswählt. Das wird bei RF gehäusen übrigen oft gemacht um die Spannung 
in das Gehäuse zu bekommen. Da liegt das gehäuse direkt auf der 
Oberfläche und Leiterbahnen sind dann mit Stopplack versehen.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Stefan F. schrieb:
> Jetzt frage ich mich, wie ich die Rückseite konstruieren muss, damit
> diese nicht leitend ist

eine einseitige Platine herstellen, dann ist dort kein Kupfer und kein 
Via.

Stefan F. schrieb:
> Die Platine hat tatsächlich Leiterbahnen auf der Rückseite, so war es am
> einfachsten zu bauen. Somit sind auch Via's auf der Platine.

Tja, verloren.

> Der Tipp
> mit den Folien werde ich wahrscheinlich umsetzen.

Wird wohl. Sind 230V~ aus dem Netz auf der Platine ?

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


Lesenswert?

Hallo Lasse.

Lasse F. schrieb:

> Bei kleinstspannungen kann man schon annehmen, dass Lötstopplack
> ausreichend isoliert, wenn man nicht den allerbilligsten fertiger
> auswählt. Das wird bei RF gehäusen übrigen oft gemacht um die Spannung
> in das Gehäuse zu bekommen. Da liegt das gehäuse direkt auf der
> Oberfläche und Leiterbahnen sind dann mit Stopplack versehen.

Na, NICHT "annehmen", sondern Testen (Sichtkontrolle ist sowieso 
obligaritorisch), und auch nur bei Kleinsspannungen.
Für sehr zuverlässige Strombegrenzung sorgen.

Bedenke, es geht nicht nur um eine Isolierung für jetzt und gleich, 
sondern sie soll auch nach Alterung und Erwärmung noch ausreichend sein, 
und ein Dekckel könnte auch scheuern. Nicht nur bei der Montage, sondern 
auch bei vibrationen.

Lötstopplack ist eigentlich auch ein Epoxidharz mit guten elektrischen 
Eigenschaften. Aber es ist nur eine dünne Schicht, die auch mal Poren 
haben kann, und das mit dem Epoxid ist zwar aktuell so, aber wer weiss, 
was die Zukunft bringt, oder zu welchen Sparmassnahmen ein Hersteller 
greift?
z.b. ein anderes Material oder ein anderes "Streckmittel".

Also vorher mit dem Hersteller absprechen.
Dokumentieren nicht vergessen!

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

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (stefan_f998)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Wird wohl. Sind 230V~ aus dem Netz auf der Platine ?

Nein, es handelt sich um eine Platine mit einem Seeeduino XIAO (5V) und 
einem Schrittmotortreiber (5V Versorgung und 12V für den Stepper). Die 
Leiterbahnen auf der Rückseite sind eigentlich nur für GND.

von Sascha S. (dec)


Lesenswert?

Hallo,

Klebe einfach hinten eine Kaptonfolie auf und alles ist gut.

Grüße

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Stefan F. schrieb:
> Nein

Dann ist die Dicke und Isolierfähigkeit der hinterlegten Folie letztlich 
egal, nimm irgendein Plastik, Overheadfolie, aber vertraue nicht auf den 
Lötstopplack.

von Georg (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> nimm irgendein Plastik

Da braucht man keine Spezialfirma, es gibt jede Menge brauchbare Folien 
im Schreibwarenladen. Wahrscheinlich liegt sowas sowieso rum, z.B. 
Klarsichthüllen.

Georg

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Bernd W. schrieb:
> Aber es ist nur eine dünne Schicht, die auch mal Poren
> haben kann ...

Und wieso sollten die Poren stören?
Es ist doch hoffentlich kein Elektrolyt zwischen Leiterplatte und 
Gehäuse, der in die Poren eindringt und dann eine leitende Verbindung 
herstellt.

von pegelwendler (Gast)


Lesenswert?

Wenn auf der Rückseite nur GND ist, kann es dir doch egal sein, ob es da 
einen Kurzen auf das Gehäuse gibt.

Vorausgesetzt dein Gehäuse soll nicht irgendwelche anderen Pegel haben.

von Christian B. (luckyfu)


Lesenswert?

Lasse F. schrieb:
> Bei kleinstspannungen kann man schon annehmen, dass Lötstopplack
> ausreichend isoliert, wenn man nicht den allerbilligsten fertiger
> auswählt.

Ganz genau, man kann es annehmen. Sich darauf verlassen sollte man aber 
nicht. Es ist so, dass die IPC Lötstopplackdicken fordert. Allerdings 
sind diese unterschiedlich und können bis auf wenige µm an den Kanten 
von Leiterzügen zurückgehen. Wenn dann dieses Konstrukt noch Vibrationen 
ausgesetzt ist oder argem thermischen Stress, ist es nur eine Frage der 
Zeit, bis aus µm nm werden und irgendwann ist dann Essig. Laut 
Datenblatt für LSL (kann man z.B. bei den Lackwerken Peters einsehen / 
anfordern) ist Lötstopplack (wie übrigens auch Bestückungsdruck) einzig 
als Coating zu verwenden um 2 Dinge zu erfüllen: Das ungeschützte Kupfer 
der Leiterbahnen vor Oxidation zu schützen (Weshalb Poren einigermaßen 
ausgeschlossen sind und einen Mangel darstellen würden) und gleichzeitig 
eine kohäsive Schicht für flüssiges Lot zu schaffen. er soll weder vor 
mechanischen Schäden schützen noch isolierend wirken, wenngleich er 
beides tut ist es eben nicht definiert, wie gut denn das hängt neben der 
Zusammensetzung auch immer von der Dicke ab. Wo es gehen könnte, währe 
wenn man Lötstoppfolie verwendet. Allerdings ist mir kein Serienfertiger 
bekannt, der das in seinem normalen Prozess anbietet.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


Lesenswert?

Hallo wolfgang.

Wolfgang schrieb:

> Und wieso sollten die Poren stören?
> Es ist doch hoffentlich kein Elektrolyt zwischen Leiterplatte und
> Gehäuse, der in die Poren eindringt und dann eine leitende Verbindung
> herstellt.

Das mit dem "kein Elektrolyt", das ist nicht wirklich sicher, wenn man 
einmal über Betauung z.B. nachdenkt.
Und langfristig hättest Du bei solch geringen Abständen schon Probleme 
mit stark erhöter Korrosion, wenn sich der Kram in einer feucht klammen 
Umgebung befindet.

In solchlchen Umgebungen gibt es ja schon Probleme mit normalem 
Platinenmaterial und üblichen Abständen bei sehr hochomigen Schaltungen, 
z.B. hochomige OpAmp eingänge oder sehr hochomige digitale Eingänge.

Und letztlich können die Feldstärken im Spalt bei sehr kleinen Abständen 
auch bei relativ niedrigen Spannungen unangenehm hoch werden......da 
treten dann durchaus Ionisierungen und Teilentladungen auf.

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

: Bearbeitet durch User
von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


Lesenswert?

Hallo Pegelwandler.

pegelwendler schrieb:
> Wenn auf der Rückseite nur GND ist, kann es dir doch egal sein, ob es da
> einen Kurzen auf das Gehäuse gibt.
>
> Vorausgesetzt dein Gehäuse soll nicht irgendwelche anderen Pegel haben.

Unter Gleichspannungsgesichtspunkten ja, unter 
Wechselspannungsgesichtspunkten nein. Denke bei NF z.B. an die allseits 
beliebten Brummschleifen. Und HF ist wieder ein ganz anderes, stark 
frequenzabhängiges Kapitel.

Also Misstrauen ist da schon angebracht, sofern bei der Entwicklung 
speziell so etwas nicht bedacht wurde.

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

von Stefan F. (stefan_f998)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

MaWin schrieb:
> eine einseitige Platine herstellen, dann ist dort kein Kupfer und kein
> Via.

Ich habe es tatsächlich geschafft, mit genug Geduld und Kreativität eine 
einseitige Platine zu konstruieren. Es ist eine relativ einfache 
Schaltung, also sind auch nicht zu viele Verbindungen drauf. Meine erste 
Platine kann hergestellt werden. Danke euch trotzdem für euere Tipps.

: Bearbeitet durch User
von pegelwendler (Gast)


Lesenswert?

Ich würde ganz spontan noch die spitzen Winkel mit einem zusätzlichen 
Knick entschärfen.

Lässt sich besser fertigen.

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

pegelwendler schrieb:
> Ich würde ganz spontan noch die spitzen Winkel mit einem zusätzlichen
> Knick entschärfen.
>
> Lässt sich besser fertigen.

A biserl dickere Leiterbahnen, wären auch nicht schlecht.
Ohne Not, macht man Leiterbahnen nicht so dünn.

von Christian B. (luckyfu)


Lesenswert?

Teo D. schrieb:
> A biserl dickere Leiterbahnen, wären auch nicht schlecht.
> Ohne Not, macht man Leiterbahnen nicht so dünn.

betrifft auf jeden Fall die 4 Schrittmotorzuleitungen und die 
Spannungsversorgung des Treibers. Die werden das nicht lange mit machen 
bevor sie erst der Platine ordentlich einheizen und dann komplett 
aufgeben werden. Über die Massefläche kann man auch geteilter Meinung 
sein, stellenweise ist die Verbindung sehr klein, was für Probleme 
sorgen kann.

@TO Such mal bitte nach "Strombelastbarkeit von Leiterbahnen" da 
solltest du genug Material finden. Du kannst bei einer Standard- 
durchkontaktierten Platine von 50µm Endkupferdicke ausgehen, bei 
Einlagig gefertigter Platine von 31µm. Diese Angaben sollten dir helfen 
die richtigen Dicken zu finden. Woher der Unterschied kommt kann ich 
gern in einem separaten Posting erläutern, wenn gewünscht. Nur soviel: 
Das liegt an der Prozessierung.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Stefan F. schrieb:
> eine einseitige Platine zu konstruieren.

Na ja, du gehst an 1 Stelle zwischen SMD pads hindurch, dabei muss das 
nicht sein, du bekommst nur ein Problem beim Löten.

Und du ignorierst Masse, sondern glaubst die hinterher durch zugiessen 
gratis zu bekommen, dabei ist das die wichtigste Verbindung die man 
zuerst legt.

Ich würde es nochmal machen bevor ich es zur Fertigung gebe.

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Stefan F. schrieb:
> Ich habe es tatsächlich geschafft, mit genug Geduld und Kreativität eine
> einseitige Platine zu konstruieren.

Wie sieht es aus mit MEHR Kühlfläche am AMS1117? Hast Du mal 
Stromaufnahme bzw. Verlustleistung kalkuliert?

Tipp: Dort die Kupferfläche vergrößern, Platz hast Du ja,
und damit bessere Kühlung ermöglichen.

von Walter T. (nicolas)


Lesenswert?

Wie sähe die Geschichte eigentlich aus, wenn auf der Rückseite 
Leiterbahnen wären und die Metalloberfläche als Kühlfläche genutzt 
sollte?

Wären die üblichen Wärmeleitfolien dazu in der Lage, den Dickenausgleich 
zwischen Vias, Leiterbahnen, kupferfrei herzustellen?

(Ich habe Wärmeleitfolie noch nie großflächig genutzt und konnte 
deswegen immer soviel Druck aufbringen, dass an der Seite sich etwas 
herauswölbt. Das geht bei flächiger Verwendung natürlich nicht.)

von Stefan F. (stefan_f998)


Lesenswert?

Oh, ich sehe, da kommt noch einiges auf mich zu ...

Erstmal vielen Dank für Euer Feedback, das weiss ich sehr zu schätzen.

pegelwendler schrieb:
> Ich würde ganz spontan noch die spitzen Winkel mit einem zusätzlichen
> Knick entschärfen.

Ich habe darauf geachtet, dass ich nur 45° Winkel gemacht habe. Welche 
Winkel meinst du genau?

Teo D. schrieb:
> A biserl dickere Leiterbahnen, wären auch nicht schlecht.
> Ohne Not, macht man Leiterbahnen nicht so dünn.

Bisher waren die Leiterbahnen 0.25mm. Habe jetzt alle auf 0.4mm 
angepasst. Hoffe das reicht so.

MaWin schrieb:
> Na ja, du gehst an 1 Stelle zwischen SMD pads hindurch, dabei muss das
> nicht sein, du bekommst nur ein Problem beim Löten.

Das habe ich so gemacht, weil ich mal irgendwo gelesen habe, dass man 
die Leiterbahnen so kurz wie möglich halten soll. Scheint gar nicht so 
einfach zu sein.

MaWin schrieb:
> Und du ignorierst Masse, sondern glaubst die hinterher durch zugiessen
> gratis zu bekommen, dabei ist das die wichtigste Verbindung die man
> zuerst legt.

Bin mir jetzt nicht ganz sicher, was das genau bedeutet. Aber ich mache 
noch einmal eine Version und fange dabei mit Masse (GND) an.

Andrew T. schrieb:
> Wie sieht es aus mit MEHR Kühlfläche am AMS1117? Hast Du mal
> Stromaufnahme bzw. Verlustleistung kalkuliert?

Mein Schrittmotor (Nema 17 17HS13-0404D) wird mit max. 0.4A betrieben. 
Der Treiber ist sogar so eingestellt, dass er nur etwa 0.25A braucht. Im 
Dauertest wurde der AMS1117 kaum Handwarm. Daher mache ich mir keine 
Sorgen. Aber du hast schon Recht, könnte verbessert werden.

Leider war ich gestern etwas zu ungeduldig und habe die Platinen bereits 
in Auftrag gegeben. Da es sich aber nur um einen Prototypen handelt, 
werde ich die nächste Version besser machen.

Gruss, Stefan

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Bernd W. schrieb:
> Das mit dem "kein Elektrolyt", das ist nicht wirklich sicher, wenn man
> einmal über Betauung z.B. nachdenkt.
> Und langfristig hättest Du bei solch geringen Abständen schon Probleme
> mit stark erhöter Korrosion, wenn sich der Kram in einer feucht klammen
> Umgebung befindet.

Ich habe den Eindruck, du verwechselst die Funktion von Lötstopplack mit 
der von conformal coating. Keiner erwartet von Lötstopplack IP67.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


Lesenswert?

Ähm. falls es noch niemand bemerkt hat, aber ist das beabsichtigt das 
der Mittlere Pin(HAL) ein bisschen sehr langer Weg(Schlangenlinien-Pfad) 
bis zum GND hat?

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Das sieht so aus, als baust Du eine Stundenuhr, nur dass sich die 
Scheibe, statt dem Zeiger dreht.

von Stefan F. (stefan_f998)


Lesenswert?

Dieter schrieb:
> Das sieht so aus, als baust Du eine Stundenuhr, nur dass sich die
> Scheibe, statt dem Zeiger dreht.

Nicht schlecht. Letztendlich soll ein sog. "Split Flap Display" daraus 
entstehen. Ein einziges Modul ist hier zu sehen:
https://www.youtube.com/watch?v=LnspAf8E0c0

Ein paar Dutzend davon sollen dann in Reihen und Kolonnen ein 
originelles Vintage-Display geben. Daher habe ich auch ein bisschen 
Platznot, weil der Hall Sensor zwischen Gehäuse und Karussell platziert 
wird und die vier Anschlüsse für den Stepper innerhalb des Karussells zu 
liegen kommen.

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.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.