Forum: Platinen Via Durchmesser für 5A?


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von  Kybermatrix  . (l_0_l)


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Darf man Via Durchmesser auf 1.8mm statt 0.62mm wählen, während die 
Bohrung immer noch bei 0.310mm bleibt? Oder muss die Bohrung auch größer 
sein? Es geht um dem Stromdurchfluss von 5 Ampere.

In EasyEDA habe ich das so eingestellt, siehe Screenshot bei D1 
(D2,D3,D4 soll auch so gemacht werden) aber ich weiß nicht ob man das so 
richtig macht ob das bei JLCPCB mit SMD-Bestückung so durchgeht?

von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Fertigungstechnisch bedingt wird bei einem Via Kupfer nur an der 
Lochwandung aufgetragen. Wie viel Kupfer das ist, hängt im Wesentlichen 
vom Durchmesser des Loches ab.
Das was du auf deinem Bild hast ist ein größerer "Restring". Der sorgt 
dafür, dass oben und unten Kupfer ist, Aber das hättest du eh, bei 
deinen dicken Leiterbahnen.

von Jens M. (schuchkleisser)


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1,8mm 35µ Leiterbahn hat 0,06mm² Querschnitt.
Ein Kreis mit 0,31mm Durchmesser hat 0,97mm Umfang, wenn man etwa 
gleiche Kupferstärke ansetzt also ca. den halben Querschnitt. 
Durchverzinnt oder -verkupfert aber 0,075mm² Querschnitt.
Ein 0,6mm-Loch hätte auch ca. 1,9mm Umfang und damit auch hohl etwa den 
Querschnitt der Leiterbahn.

von Arno H. (arno_h)


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Kleiner Freeware-Helfer zur Berechnung rund um die Leiterplatte:
https://saturnpcb.com/saturn-pcb-toolkit/

Arno

von Roland E. (roland0815)


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Im Zweifel einfach mehrere Durchsteiger benutzen.
Es macht uU Sinn, keinen extra Werkzeugdurchmesser für mehr Strom zu 
verwenden. Wenns drauf ankommt spart das Geld weil ein oder mehrere 
Werkzeugwechsel entfallen.

von  Kybermatrix  . (l_0_l)


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Interessantes Programm danke.

Okay gute Idee, also mehrere Via's. Wie nah dürfen die nebeneinander 
platziert sein?

Kann ein SMD auf dieses Via draufplatziert sein? Also auch da wo die 
Pads drauf kommen? Siehe Screenshot

von Christian B. (luckyfu)


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Via in Pad geht nur bei entweder Handlötung der Bauteile oder wenn die 
Vias gepluggt sind. So standard Vias würden die aufgedruckte Lötpaste 
aufsaugen und für das Bauteil bliebe nichts mehr übrig. Also im 
Zweifelsfalle nicht machen. Der Abstand zwischen 2 Vias sollte in den 
Fertigungsrichtlinien des entsprechenden Herstellers zu finden sein. Als 
groben Richtewert kannst du 2x Restring als Minimumwert annehmen, da 
machst du nichts falsch.

von Rainer W. (rawi)


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Jens M. schrieb:
> Durchverzinnt oder -verkupfert aber 0,075mm² Querschnitt.

Dann musst du dem Strom nur irgendwie beibringen, dass er auch durch das 
Zinn durchfließen soll. Die Leitfähigkeit von Zinn ist etwa einen Faktor 
7 schlechter als die von Kupfer. Es wird also nur ein kleiner Anteil des 
Stromes durch die Durchverzinnung fließen. 80% des Strom fließen weiter 
durch das Kupfer. Durchverzinnen hat nur einen begrenzten Nutzen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Rainer W. schrieb:
> Die Leitfähigkeit von Zinn ist etwa einen Faktor
> 7 schlechter als die von Kupfer.

Das mag zwar zutreffen, wenn aber deutlich mehr Zinn als Kupfer 
vorhanden ist, interessiert sich der Strom dafür nicht. Die Viawandung 
ist im Vergleich zum Zinnpfropfen im Via sehr dünn.

von ArnoNym (bergler)


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Harald K. schrieb:
> Das mag zwar zutreffen, wenn aber deutlich mehr Zinn als Kupfer
> vorhanden ist, interessiert sich der Strom dafür nicht. Die Viawandung
> ist im Vergleich zum Zinnpfropfen im Via sehr dünn.

Die Idee nicht sinnvoll.
Erst einmal ist die Dicke Des Zinns nich genau kontrollierbar: Da wird 
man Voids haben. Zweitens bringt das Zinn nicht soviel wie du glaubst. 
Man braucht ein vielfaches von Zinn (oben wurde Faktor 7 genannt). Das 
hieße, um 35µ Kupfer zu ersetzen, braucht man 245µ Zinn.
Wie dick die Bohrung sein muss, damit die Leitfähigkeit des Zinns so 
groß ist wie die vom Kupfer darfst du selber ausrechnen, aber ich wette, 
dass man mit mehreren kleinen Vias und den üblichen Bohrdurchmessern 
mehr Leitfähigkeit auf der gleichen Fläche unterbringt.
Es ist sogar finanzieller Unsinn, weil Zinn viel teurer ist als Kupfer.

Dabei stellt sich die Frage sowieso nicht:
Normale Vias sind Standardtechnologie. Die machen keine Mehrkosten (im 
vernünftigen Rahmen genutzt). Dein Zinntgepatze ist entweder 
Spezialtechnik wenn es der Hersteller machen soll, oder erfordert 
Handarbeit.

Die Lösung heißt als in der Regel, man nimmt genug Vias parallel. Wie 
nahe man die zusammensetzen kann, weiß der Hersteller (drill-distance).
Und wieviele Vias man braucht, kann man googlen. Eine Daumenregel 
scheint 0,5A pro Via zu sein. Oder man nutzt Tools dafür:
https://circuitcalculator.com/wordpress/2006/03/12/pcb-via-calculator/

Ich habe noch nie eine Platine gesehen, die mit Zinn gefüllte Vias 
genutzt hat, um mehr Strom durchzubringen. Und ich habe viel mit 
Leistungselektronik zu tun.

Gleiches gilt für das Zinnvoodoo bei Leiterbahnen. Aus ähnlichen 
Gründen.

von Roland E. (roland0815)


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Bei den Abständen der Durchsteiger den Mindestbohrabstand des 
Leiterplattenfertigers einhalten. Sonst gibts da keine Einschränkungen.

Via in Pad ist heute quasi Standard. Viele Chips brauchen das heute um 
die Wärme in die Platine zu bekommen. Bei Bohrer 0,3..0,34 (Fertigloch 
0,2..0,3) tropft da üblicherweise auch kein Zinn durch, selbst wenns 
nicht verschlossen ist. Es wird nicht viel Strom übers Zinn fließen, 
aber es gibt einen Kühleffekt, der letztlich die Stromtragfähigkeit des 
Kupfers erhöht.

Für Billig reicht es uU, den Durchsteiger an der Unterseite mit Lötstop 
zu überdrucken, das geht bis Fertigloch 0,3 recht gut. Dann tropft auch 
nix durch.

von Harald K. (kirnbichler)


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ArnoNym schrieb:
> Die Lösung heißt als in der Regel, man nimmt genug Vias parallel.

Natürlich. Seitdem Bohrungen nicht mehr einzeln berechnet werden, muss 
man da keine Hilfskonstruktionen mehr basteln.

von Rainer W. (rawi)


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Harald K. schrieb:
> Das mag zwar zutreffen, wenn aber deutlich mehr Zinn als Kupfer
> vorhanden ist, interessiert sich der Strom dafür nicht.

Dann rechne mal nach.
Bei einem Via mit Enddurchmesser von 0,3mm mit 35µm Cu hast du einen 
Kupferquerschnitt von 0,037mm². Das Zinn darin hätte einen Querschnitt 
von 0,07mm². Die Widerstände verhalten sich also etwa wie 1:4.
Das interessiert den Strom schon, weil der Widerstand des Zinns rund 
einen Faktor vier höher ist.
Oder sollte ich mich da irgendwo verrechnet haben?

von Jens M. (schuchkleisser)


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ArnoNym schrieb:
> Ich habe noch nie eine Platine gesehen, die mit Zinn gefüllte Vias
> genutzt hat, um mehr Strom durchzubringen. Und ich habe viel mit
> Leistungselektronik zu tun.

Wenn die LP über die Welle fährt, sind die Vias gefüllt. Das ist kein 
Extra Prozess.
Aber die Geschichten mit denen du da zu tun hast sind von Leuten die 
nicht fragen müssen ob es was bringt des Restring hochzusetzen. ;)

ArnoNym schrieb:
> Gleiches gilt für das Zinnvoodoo bei Leiterbahnen. Aus ähnlichen
> Gründen.

Das hab ich schon öfter gehört.
Die Menge an chinesischen Netzteilen auch renommierter Marken die 
verzinnte Leiterbahnen haben sagt mir, das es doch was bringen muss.
Und wenns nur darum geht, den Langnasen das alte Giftzeug unterzujubeln 
ohne das die das merken.

Roland E. schrieb:
> den Durchsteiger an der Unterseite mit Lötstop
> zu überdrucken, das geht bis Fertigloch 0,3 recht gut.

Dafür kann dir die eingeschlossene Luft beim Reflow das Bauteil 
hochdrücken.
Und: manche Hersteller machen das nicht mehr, weil der Lötstop jetzt in 
einem anderen Prozess aufgebracht wird (die liebe Umwelt und die 
Kosten), und sich die Löcher nicht sicher füllen lassen, egal wie klein. 
Da muss man geschlossene Vias dann extra layern und bestellen, getrennt 
in "mit Lack" und "mit Kupfer". Sieht man dann auch, auf den Vias ist 
ein Deckel aufgeklebt, den man im Pad oder Lötstop sehen kann.

von Harald K. (kirnbichler)


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Rainer W. schrieb:
> Dann rechne mal nach.
> Bei einem Via mit Enddurchmesser von 0,3mm mit 35µm Cu hast du einen
> Kupferquerschnitt von 0,037mm².

Nur am Rande gefragt: Kann man sich bei Vias darauf verlassen, daß die 
tatsächlich eine Materialstärke von 35 µm haben?

Das scheint von Leiterplattenhersteller zu Leiterplattenhersteller 
unterschiedlich zu sein.

Hier beispielsweise (Klicken auf "Base Material FR4")
https://us.beta-layout.com/pcb/technology/specifications/#1
steht

> 4. Chem. NiAu / Tin in Barrel 3 - 9 µm HAL
> 5. Copper in Barrel min. 18 µm


Bei jlcpcb habe ich keine Beschreibung der Vias finden können.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Das das Basismaterial üblicherweise 18µm Cu hat und das dann auf 35µm 
aufgekupfert wird, kommen schon mal mindestens 17µm Kupfer in das Loch.
Dazu das in die Bohrung eingebrachte leitfähige Material, was und wie 
stark auch immer das ist.
35µm im Loch anzunehmen ist best case, aber es ist mehr als 18.
Um so mehr rechnet sich eine Verzinnung doch! ;)

von Christian B. (luckyfu)


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bei in Europa gefertigten Platinen kannst du in der Regel davon 
ausgehen, dass du mindestens 20µm Kupfer in der Lochwandung hast. Das 
bedeutet aber auch, dass du am Ende ca. 50µm dicke Leiterbahnen auf den 
Außenlagen hast. Zumindest beim Standardprozess, welcher mit 18µm 
Grundkupfer startet. Davon bleiben dann vor der Galvanik noch 15µm übrig 
und wenn du 20µm in die Hülse bekommen willst, dann bedeutet das, dass 
du fast das doppelte auf den Außenlagen aufkupferst. Wenn du dieses dann 
nicht rückätzt oder direkt mit 9µm oder 5µm Folie startest (was teurer 
ist, da diese nur mit Trägerfolie verarbeitet werden können) hast du auf 
den Außenlagen mindestens 50µm Kupfer. (15µm + 20µm +20µm*80%) Startet 
man mit 35µm Folie, erhält man entsprechend 70µm auf den Außenlagen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Christian B. schrieb:
> bei in Europa gefertigten Platinen kannst du in der Regel davon
> ausgehen

Welche Leiterplattenfertiger fertigen denn tatsächlich noch in Europa, 
und welcher Bastler kann sich eine Platine von denen leisten?

von Christian B. (luckyfu)


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Harald K. schrieb:
> Welche Leiterplattenfertiger fertigen denn tatsächlich noch in Europa,
> und welcher Bastler kann sich eine Platine von denen leisten?

bei erster Frage fallen mir z.B. Würth und KSG ein, Multi CB auch, wobei 
das etwas undurchsichtiger ist. Aber da gibt es garantiert noch deutlich 
mehr.

Wer sich das als Hobbyjaner leisten kann, ist eine andere Frage. Es 
steht aber nicht da, dass der TO das zu Hobbyzwecken haben will. Ich 
weiß aus eigener Erfahrung, dass selbst erfahrene Layouter manche 
Zusammenhänge der Leiterplattenfertigung (und damit einhergehender 
Restriktionen beim Layout) nicht verstehen oder kennen. Derartige Fragen 
sind also nicht zwingend nur Hobbynutzern zuzuordnen.

von ArnoNym (bergler)


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Harald K. schrieb:
> Welche Leiterplattenfertiger fertigen denn tatsächlich noch in Europa,
> und welcher Bastler kann sich eine Platine von denen leisten?

Ich bestelle regelmässig bei Ätzwerk. Das ist schon teurer, aber auch 
nicht unleistbar. 3 Stück Platinen kommen so auf 40-50€.
Wenn man will, kann man sich das leisten. Als Bonus ist die Lieferzeit 
besser.
Aber man will nicht. Man bestellt dann das 5€-Angebot in China für real 
20€ (weil, Versand  berücksichtigen wir ja nicht), und jammert dann 
herum, dass es hierzulande nichts mehr gibt.

Jens M. schrieb:
> Wenn die LP über die Welle fährt, sind die Vias gefüllt. Das ist kein
> Extra Prozess.

Ich habe das noch nie gesehen. Wirklich nicht. Und nochmal: Zinn ist 
teurer als Kupfer *1) und "Vias sparen" bringt bei der Leiterplatte 
keinen Kostenvorteil, zumindest solange man nicht komplett durchdreht 
bei der Anzahl an Vias.
Wer so oder so für die Leiterplatte bezahlt, setzt schlicht die nötige 
Anzahl an Vias. Die Vias kosten 0,0€. Warum, zum Teufel, sollte man 
irgendwelches dämliches Voodoo betreiben?

Jens M. schrieb:
> Die Menge an chinesischen Netzteilen auch renommierter Marken die
> verzinnte Leiterbahnen haben sagt mir, das es doch was bringen muss.
> Und wenns nur darum geht, den Langnasen das alte Giftzeug unterzujubeln
> ohne das die das merken.

Das beweist nur, dass es draußen eine Menge inkompetenter Leute gibt. 
Das sieht man bei billigen chinesischen Netzteilen, die eine 1-Lagiag 
Pertinax-Platine verwenden, und Zinn draufschmieren, weil der (billige) 
Entwickler nicht rechnen kann.

*1) Zinn liegt bei 26€/kg, Kupfer bei 8,2€/kg. Wenn man die schlechte 
Leitfähigkeit berücksichtigt, dann ist Zinn als Leiter um Faktor 22 
teurer. Das ist sogar wirtschaftlich komplett dämlich.

von Jens M. (schuchkleisser)


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ArnoNym schrieb:
> Ich habe das noch nie gesehen. Wirklich nicht.

Komisch. Ich seh das jeden Tag...

ArnoNym schrieb:
> Zinn ist
> teurer als Kupfer

Tja, der EMS muss fressen was er bekommt. Wenn die Vias hohl sind und 
einen Restring haben, ist da hinterher Zinn drin.
Kupfer-Plugging kostet aber auch extra, nur eben beim 
Leiterplattenfritze, nicht beim Zusammenbauerfritze.

ArnoNym schrieb:
> "Vias sparen" bringt bei der Leiterplatte
> keinen Kostenvorteil, zumindest solange man nicht komplett durchdreht
> bei der Anzahl an Vias.

Das ist richtig.

ArnoNym schrieb:
> Warum, zum Teufel, sollte man
> irgendwelches dämliches Voodoo betreiben?

Stell dir die Frage ob jemand der fragt ob ein großer Restring was 
bringt das weiß.

ArnoNym schrieb:
> Das beweist nur, dass es draußen eine Menge inkompetenter Leute gibt.

Jaaaaa
Haben wir immer schon so gemacht, geht auch weiterhin.

von Harald K. (kirnbichler)


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ArnoNym schrieb:
> Ich bestelle regelmässig bei Ätzwerk.

Aber die fertigen nicht in .de, oder sie haben chinesische Mitarbeiter. 
Denn auf den Plastikfolien, in die die ihre Platinen einschrumpfen 
lassen, stehen des öfteren chinesische Hinweise ...

von ArnoNym (bergler)


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Harald K. schrieb:
> ArnoNym schrieb:
>> Ich bestelle regelmässig bei Ätzwerk.
>
> Aber die fertigen nicht in .de, oder sie haben chinesische Mitarbeiter.
> Denn auf den Plastikfolien, in die die ihre Platinen einschrumpfen
> lassen, stehen des öfteren chinesische Hinweise ...

Stimmt leider. Das haben sie geändert, bis vor einiger Zeit war das noch 
so. Naja, dann zukünftig eben nicht mehr.

von Harald K. (kirnbichler)


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ArnoNym schrieb:
> Aber man will nicht. Man bestellt dann das 5€-Angebot in China für real
> 20€ (weil, Versand  berücksichtigen wir ja nicht), und jammert dann
> herum, dass es hierzulande nichts mehr gibt.

Ich gestehe es ja, bei jlcpcb bestellt zu haben. Aber da sahen die 
Preise anders aus. 5 Stück zweilagige 10x10cm für etwa 6 Euro. Inklusive 
Versand, Einfuhrumsatzsteuer und Paypalgebühr, und 5 Stück vierlagige 
10x10 für etwa 12 Euro, wieder inklusive Versand, Einfuhrumsatzsteuer 
und Paypalgebühr.

Als Hobbyist ist mir mein Geldbeutel näher als die politische 
Einstellung, so unschön das auch schmecken mag. Und die Entscheider in 
meiner Firma (die bei Ätzwerk bestellt, weil jemand mal deren 
Selbstdarstellung als "fertigt in Europa" gesehen hat) sind auch nicht 
völlig frei in ihren Entscheidungen.

Immerhin, so verdient mit Ätzwerk noch ein Zwischenhändler an uns.

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