Es geht um digitale Hobbyschaltungen mit Mikrocontrollern (Einzelstücke ohne HF). Nachdem ich mein Leben lang mit Lochraster-Platinen, Papier und Bleistift gearbeitet habe, lief mein erster Versuch mit einer 2-Layer Platine bei JLCPCB zufriedenstellend ab. Inzwischen habe ich bemerkt, daß 4-Layer im Vergleich zu den Gesamtkosten nur marginal teurer sind, dafür aber viel leichter zu routen. Ich würde die beiden inneren Layer zur Stromversorgung nutzen. Gibt es wichtige Argumente gegen 4-Layer, die ich wissen sollte? Zweite Frage: Wenn ich THT Bauteile (z.B. Schraubklemmen) für die Stromversorgung benutze, wie zuverlässig/belastbar sind deren Kontakte zu den inneren Lagen? Im Gegensatz zu 2-Layer, wo ich die Lötstellen selbst unter Kontrolle habe und sehen kann, spielt sich das bei 4-Layern ja nur innen in den Durchkontaktierungen ab. Oder macht man das anders?
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Nemopuk schrieb: > Wenn ich THT Bauteile (z.B. Schraubklemmen) für die Stromversorgung > benutze, wie zuverlässig/belastbar sind deren Kontakte zu den inneren > Lagen? Im Gegensatz zu 2-Layer, wo ich die Lötstellen selbst unter > Kontrolle habe und sehen kann, spielt sich das bei 4-Layern ja nur innen > in den Durchkontaktierungen ab. Oder macht man das anders? Je nach Strombelastung (sehr) viele Durchkontaktierungen. Sinnvoller ist aber oft, die Versorgung auf den Aussenflächen zu führen, um thermale Probleme zu vermeiden.
Nemopuk schrieb: > Zweite Frage: > Wenn ich THT Bauteile (z.B. Schraubklemmen) für die Stromversorgung > benutze, wie zuverlässig/belastbar sind deren Kontakte zu den inneren > Lagen? Genau so wie zu den äußeren, denn sie werden IDENTISCH über die Kupferhülsen kontaktiert. > Im Gegensatz zu 2-Layer, wo ich die Lötstellen selbst unter > Kontrolle habe und sehen kann, spielt sich das bei 4-Layern ja nur innen > in den Durchkontaktierungen ab. Das reicht ja. Nur bei den old school Platinen OHNE Durchkontaktierungen erfolgt die Kontaktierung über die Lötaugen der Außenlagen. > Oder macht man das anders? Nö.
Alexander schrieb: > Warum ist 4-Layer einfacher zu routen? Bis Du noch Freiluftverdrahtung gewohnt? :-)
Alexander schrieb: > Warum ist 4-Layer einfacher zu routen? Weil die Leitungen der Stromversorgung nicht mit den Signalen um Platz konkurrieren.
Alexander schrieb: > Warum ist 4-Layer einfacher zu routen? Gut, wenn Du nur die Ziffern 1 und 2 kennst, dann wird es schon etwas schwieriger ...
Ralf X. schrieb: > Je nach Strombelastung (sehr) viele Durchkontaktierungen. > Sinnvoller ist aber oft, die Versorgung auf den Aussenflächen zu führen, > um thermale Probleme zu vermeiden. Ich würde es eher vermeiden die Versorgung außen zu routen. Bad Practice. Es ist naheliegender dass man irgendwie etwas beim Logikteil verbockt hat und dort an die Traces muss. Oder im späteren Verlauf eines Produktlebens leidet die Reparierbarkeit. Wenn Signale innen liegen, hat man meist verloren. Hatte selbst privat auch noch nie Probleme mit dem JLCPCB 17um Kupfer für die Versorgung diverser Komponenten. Geschäftlich nehme ich aber trotzdem immer 35um für alle Layer. Typischer Layeraufbau für 4 Lagen ist Signal, GND, Power und Signal. Und es spricht absolut gar nichts gegen 4 Lagen
Johannes schrieb: > Und es spricht absolut gar nichts gegen 4 Lagen Vergessene Thermals an den Innenlagen wären erstmal das Einzige, was mir einfiele. ;-) Die können einem das Löten schon ziemlich erschweren. Falls eine Innenlage doch mal noch für den einen oder anderen Leiterzug zum Routen benutzt werden soll, muss man halt drauf achten, dass insgesamt trotzdem große zusammehängende Flächen übrig bleiben. Schlechtere Korrekturmöglichkeit bei Layout-Fehlern wurde ja schon genannt.
Selbst wenn eine Platine 2-lagig zu entflechten wäre, mir ist es zu blöd. Die paar Cent mehr stell ich dem Zeitgewinn gegenüber. Und der Zeitgewinn schlägt immer. Wenn man 2-lagig routet, muss man sich mehr Gedanken zum routing der Stromversorgung machen. Da bin ich zu faul dazu. Und 4-lagig geroutet kann man die Platine oft kompakter entwerfen, also auch wieder ein Plus. Ja, das ist sehr allgemein und es gibt 100 Gegenargumente von Sparsocken. Um darauf antworten zu können, bräuchte es aber eine konkrete Schaltung. Die Frage mit den Lötstellen usw. stellt sich eigentlich nicht. Gelötet wird bei THT nach wie vor auf der Lötseite (üblicherweise unten). Wenn du ein vernünftiges CAD verwendest, lösen sich die Fragen alle automagisch. Probiers einfach aus und schau dir danach die 4 Lagen an.
Jörg W. schrieb: > Vergessene Thermals an den Innenlagen wären erstmal das Einzige, was mir > einfiele. Guter Punkt. Ich hoffe, darum kümmert sich Kicad automatisch. Jlcpcb behauptet auf einer Werbeseite, daß bei anderen Anbietern die 4-Layer Platinen doppelt so viel kosten, wie 2-Layer. Ist das glaubwürdig?
Ja, ist es. Bei PCBWay zb kosten 4 Lagen erheblich mehr als bei JLCPCB. Aber, dort sind alle Lagen 35um. Wenn man das will, zahlt man auch bei JLC mehr
> Ich hoffe, darum kümmert sich Kicad automatisch.
Man muss schon das einstellen was man will. Thermals sind aber per
default an.
4 Lagige Platinen mit SMD Bestückung route ich gerne so:
TOP: Bauteile und lokales Routing
IN1: GND
In2: routing über größere Strecken (*) vertikal
BOT: --- " --- horizontal
(*) d.h. nicht nur bis zum Nachbarbauteil
Johannes schrieb: > Bei PCBWay zb kosten 4 Lagen erheblich mehr als bei JLCPCB Gerade probiert: 2/4 Layer kosten laut deren Online Rechner fast das Gleiche, wenn die Innenlagen (wie bei Jlcpcb) dünner sind.
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Alexander schrieb: > Meine Version von Target kann nur 2-lagig. Hinweis : wechsele doch z.B. zu KiCAD - dann hast Du 4 Lagen und noch viel mehr :-)
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Hab ich schon versucht. Aber mangels Zeit dann doch wieder mit Target 2-lagig gemacht.
Ich hatte vor Jahren (Ende der 90er) mit TARGET angefangen und bis vor ca. 10 Jahren "durchgehalten". Inzwischen mache ich alles mit KiCAD und damit auch umfangreiche Projekte hauptsächlich in SMD. Da reichen manchmal die Beschränkungen von TARGET nicht aus und ein paar Lagen mehr zu haben ist auch ganz nett.
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Alexander schrieb: > Meine Version von Target kann nur 2-lagig. Der TO hat sich bis jetzt nicht darüber ausgelassen, welche Software er verwendet. Nachdem er wohl erst ganz am Anfang mit ECAD steht, schlag auch ich ihm vor sich KiCAD anzusehen. Ja, ich bin ein KiCAD-Fanboy.
Nick schrieb: > Da bin ich zu faul dazu. Und 4-lagig geroutet > kann man die Platine oft kompakter entwerfen, .... > ... > Die Frage mit den Lötstellen usw. stellt sich eigentlich nicht. Gelötet > wird bei THT nach wie vor auf der Lötseite (üblicherweise unten). Du sagst es - es gibt viel Argumente. Gerade kompakter Entwurf und THT sind verschiedene Ecken des magischen Dreiecks.
Rainer W. schrieb: > verschiedene Ecken des magischen Dreiecks. Das sind wohl mehr als 3 Ecken. :-) Es gibt offensichtlich sogar Rahmenbedingungen die Hersteller kommerzieller Produkte zu einlagigen Platinen aus Hartpapier mit SMD und Drahtbrücken treiben. Die Bohrungen werden dann natürlich gestanzt. Ich vermute, dass man das Routing dann auch mit MS-Paint hinbekommt.
Nick schrieb: > Der TO hat sich bis jetzt nicht darüber ausgelassen, welche Software er > verwendet. Doch habe ich: Kicad Aber das ist für meine Frage irrelevant.
Angehängte Dateien:
Nemopuk schrieb: > Aber das ist für meine Frage irrelevant. Naja, die Frage ist so auch nicht richtig zu verstehen, Stefan. Wenn du etwas mechanisch Belastbares haben willst, muss es entsprechend konstruiert sein – bei großen Belastungen halt auch mit Schrauben gegengehalten. Ansonsten dürfte die höhere Lagenzahl da eher zu mehr Stabilität beitragen, denn die Durchkontaktierungen gehen ja eh über alle Lagen, und die Hülsen werden normalerweise beim Löten komplett mit Lot gefüllt. Wenn du dir Sorgen machst, ob die Stromtragfähigkeit ausreicht, kannst du immer noch auf den Außenlagen kurze Hilfsleiterzüge unterbringen und dann (wie schon vorgeschlagen) mit mehreren zusätzlichen Vias auf die Innenlagen verteilen. Im Bild mal ein quick&dirty Beispiel dafür.
Jörg W. schrieb: > Wenn du dir Sorgen machst, ob die Stromtragfähigkeit ausreicht, kannst > du immer noch auf den Außenlagen kurze Hilfsleiterzüge unterbringen und > dann (wie schon vorgeschlagen) mit mehreren zusätzlichen Vias auf die > Innenlagen verteilen. Im Bild mal ein quick&dirty Beispiel dafür. Danke für den Tipp
Also ich bleibe für meine Bastelplatinen bei 2 Lagen, obwohl manche auch HF sind. Wie macht man das, wenn man bei einer Innenlage mal einen Fehler hat und ein Signal umgeroutet werden soll oder aufgetrennt werden muss. Dann sind halt die 5 Euro und 10 Tage im A... Nach dem dritten Versuch könnte ich mich dann doch direkt dahin beißen. Ich habe es bisher immer geschafft, auf 2 Lagen zu routen. Darf man halt nicht alles dem Autorouter überlassen, sondern muss auch mitdenken.
Helmut -. schrieb: > Wie macht man das, wenn man bei einer Innenlage mal einen Fehler hat und > ein Signal umgeroutet werden soll oder aufgetrennt werden muss. Indem man innen nur die Stromversorgung hat und die Signale außen. > Ich habe es bisher immer geschafft, auf 2 Lagen zu routen. Sportlicher Ehrgeiz.
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Helmut -. schrieb: > Also ich bleibe für meine Bastelplatinen bei 2 Lagen, obwohl manche auch > HF sind. Ich mach auch vieles mit 2 Lagen, aber einigermaßen preiswert 4 Lagen zu haben, kann schon gut ein Gewinn sein. Allerdings merkt man dann auch schnell, dass Vias irgendwie im Vergleich zu „Hühnerfutter“ doch ganz schön viel Platz brauchen.
Helmut -. schrieb: > wenn man bei einer Innenlage mal einen > Fehler hat und ein Signal umgeroutet werden soll oder aufgetrennt werden > muss. Ist mir auch schon passiert. Ich konnte dann die Bahn in der zweiten Lage mit einem "Dremmel" durchtrennen und meinen Fehler mit Fädeldraht hinbiegen. Das war eine ziemlich dicht bepackte zweiseitig bestückte Platine die ich bei meinem Bestücker tw. Dampfphasenlöten lassen musste. In anderen Fällen gings mit Pin hochbiegen. Ich denk da bin ich nicht alleine mit solch "kreativen" Lösungen. Und dann natürlich der Vorsatz beim nächsten Mal das DaBla doch noch besser zu lesen. Das ist aber eine ziemlich banale Lehre daraus.
Ich habe mich auch recht schnell an 4-lagig gewöhnt, wobei ich im Wesentlichen herkömmliches Audio-Geraffel route. Ich verlege gern alle Signallagen nach innen um max Abschirmung gegen Handy-Störungen zu erreichen wohl wissend wie ärgerlich es ist am Anschluß Fehler zu beheben. Der PC mit PCB-Layout steht bei der Inbetriebnahme auf dem Arbeitstisch. In vielen Fällen finden sich Durchkontierungen die nur aufgebohrt werden müssen und dann wird mit Fädeldraht verlegt.
Signallagen außen und die Spannungsversorgung auf die Innenlayer. Da können zur Not leichter Korrekturen vorgenommen werden.
Alexander schrieb: > Hab ich schon versucht. Aber mangels Zeit dann doch wieder mit Target > 2-lagig gemacht. Da du offensichtlich noch nicht viel Erfahrung im Bereich PCB-Layout hast, wird der Umstieg zu Kicad schnell gehen und den real gemessen geringen Mehraufwand wirst du schon mit 1-2 4-lagigen Layouts wieder raus haben. Vier Lagen machen das Leben viel einfacher.
Jens G. schrieb: > Gut, wenn Du nur die Ziffern 1 und 2 kennst, dann wird es schon etwas > schwieriger ... 😂😂😂😂 Der ist gut! Aber mal im Ernst. Ich habe auch immer nur Lochstreifenraster gemacht und jetzt, da das alles bezahlbar und einfach geworden ist, kommt man natürlich auch auf die Idee mehrere Layer zu benutzen, auch im völlig privaten Bereich. Dass das für die, die auch beruflich so arbeiten gar keine Frage mehr ist, ist sicher klar. Aber jeder der anfängt seine Platinen machen zu lassen, der entwickelt sich dann auch mit der Zeit darin weiter.
> Gibt es wichtige Argumente gegen 4-Layer, die ich wissen sollte? Kriechströme, Überschlage bei "Hoch-" spannung, also in der Nähe vom 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. Wobei das weniger eine Frage der Kupferlage, als eine Eigenschaft (Spannungsfestigkeit) des Prepreg zwischen den Kupferlagen ist. > Zweite Frage: > Wenn ich THT Bauteile (z.B. Schraubklemmen) für die Stromversorgung > benutze, wie zuverlässig/belastbar sind deren Kontakte zu den inneren > Lagen? Im Gegensatz zu 2-Layer, wo ich die Lötstellen selbst unter > Kontrolle habe und sehen kann, spielt sich das bei 4-Layern ja nur innen > in den Durchkontaktierungen ab. Also persönlich habe ich auch so meine Bedenken bezüglich der elektrischen Kontaktierung der inneren Lagen mit der Metallisierung der Via's, aber bisher keine schlechte Erfahrung diesbezüglich gemacht.
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Bradward B. schrieb: > also in der Nähe vom > 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. Die Aussage verblüfft mich doch einigermaßen. Ist das Dein persönliches Gefühl oder Stand der Technik? Denn letztendlich würde das bedeuten, dass das Platinenmaterial ein ungeeigneter Isolator ist. Schon klar, jetzt kommt "Luftstrecke". Aber eine Leiterbahn auf Layer 1 wäre dann lt. Dir auch ungeeignet isoliert zu Layer 2. Weitergesponnen, dürften keine Leiterbahnen unter/über einer Bahn mit 230 V liegen.
Nick schrieb: > Bradward B. schrieb: >> also in der Nähe vom >> 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. > > Die Aussage verblüfft mich doch einigermaßen. > Ist das Dein persönliches Gefühl oder Stand der Technik? Denn > letztendlich würde das bedeuten, dass das Platinenmaterial ein > ungeeigneter Isolator ist. Schon klar, jetzt kommt "Luftstrecke". Aber > eine Leiterbahn auf Layer 1 wäre dann lt. Dir auch ungeeignet isoliert > zu Layer 2. Weitergesponnen, dürften keine Leiterbahnen unter/über einer > Bahn mit 230 V liegen. Bradward scheint dem Prepreg ein verminderte Isolationsvermögen ggü. dem FR4 zu unterstellen. Aber insg. ist in diesem Thread eh vieles Hörensagen und Gewohnheit.
Bradward B. schrieb: > Kriechströme, Überschlage bei "Hoch-" spannung, also in der Nähe vom > 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. Danke für den Hinweis! Wenn ich mal mit Netzspannung hantiere, werde ich diesen Punkt vorher prüfen.
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Hallo Ralf X. Ralf X. schrieb: > Nick schrieb: >> Bradward B. schrieb: >>> also in der Nähe vom >>> 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. >> >> Die Aussage verblüfft mich doch einigermaßen. >> Ist das Dein persönliches Gefühl oder Stand der Technik? Denn >> letztendlich würde das bedeuten, dass das Platinenmaterial ein >> ungeeigneter Isolator ist. Schon klar, jetzt kommt "Luftstrecke". Aber >> eine Leiterbahn auf Layer 1 wäre dann lt. Dir auch ungeeignet isoliert >> zu Layer 2. Weitergesponnen, dürften keine Leiterbahnen unter/über einer >> Bahn mit 230 V liegen. > > Bradward scheint dem Prepreg ein verminderte Isolationsvermögen ggü. dem > FR4 zu unterstellen. Oder er ist fies vor dem Müll, der gerne von Netzleitungen kapazitiv überkoppelt. Das man auf einer Plaine aus Sicherheitsgründen die Hochspannungsteile und die Niederspannungsteile gut separiert hält hat aber nicht nur mit Isolationsproblemen und Übersprechen zu tun, man will auch optisch gut separierte Bereiche für beides, damit man sich (und andere) nicht so leicht vertut. Und ein gefahrlos berührbarer Schutzkleinspannungsbereich könnte dazu verleiten, dort die Platine auf der Rückseite ebenfalls unbedarft anzufassen. Das ganze hat also auch psychologische Hintergründe. > Aber insg. ist in diesem Thread eh vieles Hörensagen und Gewohnheit. Einschlägig wäre zusätzlich zu diversen VDE/IEC Normen noch IPC-2221. Im Netz ist so ohne weiteres leider nur eine veraltete Version zu finden: https://www-eng.lbl.gov/~shuman/NEXT/CURRENT_DESIGN/TP/MATERIALS/IPC-2221A(L).pdf Es gibt aber auch den Fall, das man Netzspannung und deutlich kleinere Spannungen zu Steuerungszwecken auf Netzpotential betreibt. z.B. die Messausgänge von Shunts und deren Verstärker. In dem Fall muss diese Kleinspannung genauso wie eine Netzspannug behandelt werden. Mit freundlichem Gruß Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
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Nick schrieb: > Bradward B. schrieb: >> also in der Nähe vom >> 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. > > Ist das Dein persönliches Gefühl oder Stand der Technik? Praktische Erfahrung; Prepreg ist an so einer Stelle tatsächlich verkohlt und hat am Ende einen Kurzschluss gemacht. Na gut, erst nach vielen Betriebsstunden und nur bei ca. 5 von ca. 3000 Platinen. Aber es passiert... > Denn letztendlich würde das bedeuten, dass das Platinenmaterial ein > ungeeigneter Isolator ist. Schon klar, jetzt kommt "Luftstrecke". Aber > eine Leiterbahn auf Layer 1 wäre dann lt. Dir auch ungeeignet isoliert > zu Layer 2. Weitergesponnen, dürften keine Leiterbahnen unter/über einer > Bahn mit 230 V liegen. Ja, das ist so, wenn Layer 1 und 2 nur durch Prepreg isoliert sind. Dem FR4-Kern traut man doch wesentlich mehr zu. Ein anderer netter Fehler: 230 Volt auf beiden Aussenlagen dicht am Rand gibt weniger als 2mm Kriechstrecke. Welcher DRC findet diesen Fehler?
Bauform B. schrieb: > Praktische Erfahrung; Prepreg ist an so einer Stelle tatsächlich > verkohlt Naja, das versteh ich. Da wurde aber wohl die Leiterbahn zu schmal gewählt. Das ist mir schon klar. Dafür gibt es aber Empfehlungen (auch abhängig vom Layer). Die muss man sich halt anschauen und beachten. 16 A und 1 mm Leiterbahnbreite passt halt nicht zusammen. Also so richtig ist das "Keine 230 V in Zwischenlagen" noch nicht bei mir angekommen. Ich will es verstehen und nicht dagegenargumentieren.
Bauform B. schrieb: > Praktische Erfahrung; Prepreg ist an so einer Stelle tatsächlich > verkohlt und hat am Ende einen Kurzschluss gemacht. Na gut, erst nach > vielen Betriebsstunden und nur bei ca. 5 von ca. 3000 Platinen. Aber es > passiert... Vor einigen Jahren hatte ich mal eine äußerst interessante Publikation gelesen, die auf Erfahrungen von Siemens basiert. Dort wurden am Ende der Baugruppenfertigung die erforderlichen Hochspannungsprüfungen durchgeführt. Gelegentlich kam es hierbei zu Ausfällen etlicher Baugruppen eines Fertigungsloses. Später durchgeführte Prüfungen ergaben jedoch keine Isolationsprobleme, abgesehen von den schon durchgeschlagenen Stellen, deren Spannungfestigkeiten auch deutlich geringer als erwartet waren. Nach langer Fehlersuche wurde dann die Ursache gefunden: die hausinterne Leiterplattenfertigung lieferte die nagelneuen Leiterplatten direkt an die Baugruppenfertigung, wo sie umgehend bestückt und direkt im Anschluss getestet wurden. Nur bei solchen ganz frischen Leiterplatten trat das Problem auf. Lagen sie aber erst ein paar Tage herum, war alles in Ordnung, d.h. die hatten ihre volle Durchschlagsfestigkeit. Weitergehende Untersuchungen zeigten, dass die Kunstharze der Leiterplatten trotz der mehrfachen Wärmebehandlungen bei Verpressen der Leiterplatte und Löten der Baugruppen noch nicht völlig ausgehärtet waren und damit die Elektromigration von Metallionen entlang der Glasfasern ermöglichten. Wenn sich dort erst ein paar Metallionen abgelagert haben, ist die Spannungsfestigkeit dauerhaft reduziert. Die Lösung: Hohe Spannungen dürfen frühestens nach einer Woche an Leiterplatten bzw. Baugruppen angelegt werden. Möglicherweise wurden die von Bauform B. erwähnten Baugruppen auch schon zu früh mit hohen Spannungen beaufschlagt und damit vorgeschädigt. Das bedeutet ja nicht, dass die Baugruppe sofort ausfallen muss, sondern wenn sich durch Elektromigration die effektive Kriechstrecke von z.B. 6 mm auf 0,5 mm reduziert hat, wird man kurzfristig noch keine Leckströme o.ä. nachweisen können, aber durch Alterung, usw. ist die Spannungsfestigkeit nicht mehr langfristig gewährleistet. > Ja, das ist so, wenn Layer 1 und 2 nur durch Prepreg isoliert sind. Dem > FR4-Kern traut man doch wesentlich mehr zu. Das ganze hängt in erheblichem Maße von der Anzahl der Glasfasermatten und nicht nur von deren Dicke ab, da immer statistische Webfehler auftreten. Für sicherheitsrelevante Anwendungen (Trennung Netzspannung/Kleinspannung) müssen daher immer mindestens zwei Matten übereinander liegen, da dann die Wahrscheinlichkeit gering genug ist, dass sich zwei Webfehler exakt übereinander befinden. Bei Multlayern mit sehr vielen Lagen darf man sich also nicht auf die Spannungsfestigkeit eines Cores oder Prepregs mit nur einer Glasfaerlage verlassen, insbesondere bei 106/1067/1080/1086.
Andreas S. schrieb: > Hohe Spannungen dürfen frühestens nach einer Woche an Leiterplatten bzw. > Baugruppen angelegt werden. Extrem verkürztes Zitat von mir, ich gebs zu. Nichtsdestowenigertrotzdemerstrecht ein sehr interessanter Beitrag. Danke!
>> also in der Nähe vom >> 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. > > Die Aussage verblüfft mich doch einigermaßen. > Ist das Dein persönliches Gefühl oder Stand der Technik? Ist letztlich "best Practice", neudeutsch bewährte Vorgehensweise. Als kein harte gesetzliche Vorgabe zur technischen Realisierung wie "Es dürfen keine Leitungen auf Innenlagen in den bereich von Netzspannung geroutet werden." Halt wie üblich eher "abstrakte Grenzwerte/Vorgaben (Prüfspannung x kV, keine Schäden an Personen bei Nutzung des Gerätes) und dem Entwickler ist überlassen wie er diese bei der Konstruktion erfüllt. Für Medizintechnik hab ich mal intensiver in den Bereich Spannunsgfestigkeit recherchiert und war doch überrascht, das da allenthalben was von "empirisch" stand. Das hab ich verstanden als "muss man im Experiement bestimmen, wie hoch die tatsächliche Durschlagssüannung ist". Das geht aber beim Layoutzeichnen schlecht, auch weil man sich um Details im layerstack und konkrete Produktionsabläufe nicht sorgen kann. OK, bei Privatanwendern mit Kleinstserien ist das anders, aber die haben auch nicht mit den harten Quali-anforderungen im Medizinbereich (Null Schäden in 20 Jahren) zu tun. Eine Recherche nach Spannungsfestigkeit von Prepregs brachte dann hervor, das man da lediglich epsilon_rel angibt und das auch noch starken Veränderung unterliegt. Konkret stand da das nach fünf Jahren der Wert halbiert ist. Woraus ich schliesse, das es für Alter 20 Jahre keine ausagenkräftige Werte gibt, was ja bei neuen Materialien auch nicht verwundert. Also geht man auf Nummer sicher, rechnet mit dem "Schlimmsten" und maximiert den Abstand zwischen leitfähigen Materialen. https://www.elektronikpraxis.de/die-grosse-rolle-des-leiterplattenmaterials-a-1375324053acdf081069d10934ce467d/ (BTW: Spannungsfestigkeit ist nicht linear abhäng vom Abstand, sonder folgt lediglich der Wurzel https://de.wikipedia.org/wiki/Durchschlagfestigkeit#Probendicke ) in dem man keine Innenlagen in Bereich Netzspannungsanschluss verwendet. So war das auch bei allen Platinen die ich zuletzt analysierte. Dann gibt es noch andere Gründe als Durchschlagsfestigkeit gegenüber Netzspannung die hier auch schon genannt wurden. Hatte da mal eine Platine von einem ausgeschiedenen Kollegen übernommen, bei dem eine Leitung in einer eigenen Netzklasse war und dafür harte Designrules, etwa freistellung 2mm in alle Richtungen definiert waren. In Altium kann man sowas hart definieren, da kann man dann keine andere Leitung in die Nähe bringen. Da die Leitung den hier gefährlichen klingenden Namen "fuze" (Zündung) trug und das Ganze ein Prüfgerät für einen Auftraggeber aus dem Defensebereich war, hat man an dieser Vorgabe auch nicht weiter gerüttelt. Ungewollte Überschläge in Leitungen haben schon Flugzeugträger fast sinken lassen: ( https://en.wikipedia.org/wiki/1967_USS_Forrestal_fire#Zuni_rocket_launched ) Soweit, kurz angerissen, was so die (persönlichen) Gründe für diese (IMHO gut begründete) "Vorsichtsmassnahme" sind.
Nachtrag: Bernd W. schrieb: > Einschlägig wäre zusätzlich zu diversen VDE/IEC Normen noch IPC-2221. > Im Netz ist so ohne weiteres leider nur eine veraltete Version zu > finden: > https://www-eng.lbl.gov/~shuman/NEXT/CURRENT_DESIGN/TP/MATERIALS/IPC-2221A(L).pdf Dafür was anderes: Infineon Application Note AN 2012-10 vom Oktober 2012: https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/1/19/An2012-20.pdf Mit freundlichem Gruß Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
Bradward B. schrieb: > Ungewollte Überschläge in Leitungen haben schon > Flugzeugträger fast sinken lassen Naja, die vierlagigen FR4 Platinen haben sich in den letzten 80 Jahren auch etwas weiter entwickelt... Allerdings sollen elektrische Überschläge schon vor Jahrhunderten ganze Städte abgefackelt haben. Man kann zu jedem Thema die blödesten Begründungen aus der Geschichte ziehen, wenn Dich die Schreibwut packt.
Bernd W. schrieb: > Infineon Application Note AN 2012-10 vom Oktober 2012: Danke dafür, damit kann ich was anfangen.
Bradward B. schrieb: >>> also in der Nähe vom >>> 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. >> >> Die Aussage verblüfft mich doch einigermaßen. >> Ist das Dein persönliches Gefühl oder Stand der Technik? > > Ist letztlich "best Practice", neudeutsch bewährte Vorgehensweise. > Als kein harte gesetzliche Vorgabe zur technischen Realisierung wie "Es > dürfen keine Leitungen auf Innenlagen in den bereich von Netzspannung > geroutet werden." Nö, zu der Frage gibt es schon lange Klarheit, und das ist auch in den einschlägigen Normen abgehandelt. Als Beispiel findet sich dazu die Vorgabe in der Norm EN 62368-1 (Einrichtungen für Audio/Video-, Informations- und Kommunikationstechnik) im Anhang G.13.5. Für verstärkte oder doppelte Isolierung (also umgangssprachlich „sichere, zum Personenschutz ausreichende Isolierungen“) muss bei 230 V Nennspannung zwischen den Potentialen entweder eine einzelne Materiallage (Kern) von mindestens 0,4 mm Dicke vorhanden sein, oder es müssen mindestens drei getrennte Lagen Prepreg oder Isolierfolie vorhanden sein. Alternativ dürfen auch nur zwei Lagen Prepreg oder Isolierfolie statt drei verwendet werden, dann ist aber eine Stückprüfung auf Spannungsfestigkeit Pflicht, was bei drei Lagen entfällt. Ganz übliche Vorgehensweise und längst geklärt … Ich meine, das war auch in der Vorgängernorm EN 60950-1 schon genauso definiert – müsste aber jetzt nachsehen, um wirklich sicher zu sein. Nick schrieb: > Nachdem er wohl erst ganz am Anfang mit ECAD steht, schlag auch ich ihm > vor sich KiCAD anzusehen. Ja, ich bin ein KiCAD-Fanboy. Stand 2026: Man muss kein Fanboy (mehr) sein, um einem (Neu-)Einsteiger im Bereich Elektronikhobby – und selbst im Bereich kleiner und mittlerer gewerblicher Tätigkeit – vorbehaltlos KiCad als Tool empfehlen zu können. In der Industrie, wo dann Schnittstellen zu Warenwirtschafts-/Produktionsplanungssystemen mit ins Spiel kommen (auch bei kleineren verlängerten Werkbänken gilt das), gehen die Uhren anders. Auch wenn bereits viel Erfahrung mit einem System vorhanden ist, macht ein Umstieg ohne Not nicht immer Sinn. Aber als Neueinsteiger in dem Bereich: Zu >>90 % ist das KiCad mittlerweile die beste Wahl. Hat auch seine Schwächen – aber die hat jedes Tool. Nur jeweils andere. Gruß Carsten
Carsten S. schrieb: > Man muss kein Fanboy (mehr) sein, um einem (Neu-)Einsteiger im Bereich > Elektronikhobby – und selbst im Bereich kleiner und mittlerer > gewerblicher Tätigkeit – vorbehaltlos KiCad als Tool empfehlen zu > können. Ich hab das mit dem "Fanboy" nur geschrieben, um den ewigen Nörglern hier den Wind aus den Segeln zu nehmen. Ich verfolg KiCAD seit etwa 2014. Damals war es mir im Vergleich zu EAGLE noch nicht ausgereift genug. Bis ich etwa 2016 ein Video des neuen Routings gesehen hab (push & shovel?). Daraufhin hab ich es privat nochmal ausprobiert und war angetan. Das nächste Projekt in der Arbeit hab ich dann mit KiCAD gemacht und bin seitdem dabei geblieben. Die KiCAD-Entwickler machen auf mich einen sehr disziplinierten und zielgerichteten Eindruck, kein "featureism" sondern Klarheit. Ich bin sehr zufrieden damit, ich bin aber nicht die Referenz für die Welt.
Bradward B. schrieb: > Das geht aber beim Layoutzeichnen schlecht, auch weil man sich um > Details im layerstack und konkrete Produktionsabläufe nicht sorgen kann. Andere bekommen es doch auch hin. Jeder, der impedanzkontrollierte Leiterbahnen im Layout verwendet, muss sich darum kümmern.
>>>> also in der Nähe vom >>>> 230V Bereich besser kein Kupfer der inneren Lagen verwenden. > > Nö, > > zu der Frage gibt es schon lange Klarheit, und das ist auch in den > einschlägigen Normen abgehandelt. > > Als Beispiel findet sich dazu die Vorgabe in der Norm EN 62368-1 > (Einrichtungen für Audio/Video-, Informations- und > Kommunikationstechnik) im Anhang G.13.5. Naja, Unterhaltungselektronik ist nicht die einzige Branche die PCBs fertigt, aber wahrscheinlich die mit den geringsten Anforderung an Zuverlässigkeit und Lebensdauer. Schliesslich lebt das Geschäften von den trau-neukaufenden Kunden. Wie bereits geschrieben, die genannte best practice stammt aus ner Branchen mit erhöhten Anforderungen, Medizintechnik. Dort kommen auch noch andere Schweinereien wie "Patientenableitstrom" etc. hinzu. > Für verstärkte oder doppelte Isolierung (also umgangssprachlich > „sichere, zum Personenschutz ausreichende Isolierungen“) muss bei 230 V > Nennspannung zwischen den Potentialen entweder eine einzelne > Materiallage (Kern) von mindestens 0,4 mm Dicke vorhanden sein, oder es > müssen mindestens drei getrennte Lagen Prepreg oder Isolierfolie > vorhanden sein. Oder man vermeidet Schwachstellen im layout, dann muß auch der Fertiger solche Massnahmen zur Verbesserung nicht betreiben. Aber ja, den letzten beißen die Hunde ... > Alternativ dürfen auch nur zwei Lagen Prepreg oder Isolierfolie statt > drei verwendet werden, dann ist aber eine Stückprüfung auf > Spannungsfestigkeit Pflicht, was bei drei Lagen entfällt. > > Ganz übliche Vorgehensweise und längst geklärt … Na klar, jeder Hobbyist macht Stückprüfung auf Spannungsfestigkeit mit seinen Eigenbau's .... "übliche Vorgehensweise" und "best practice" sind nicht immer das selbe. > Naja, die vierlagigen FR4 Platinen haben sich in den letzten 80 Jahren > auch etwas weiter entwickelt... Neee, FR4 ist keine 80 Jahre alt und "Weiter-entwicklung" bedeudet nicht gleich Verbesserung. Gerade Elektronik hat sich eher in Richtung Kurzlebigkeit entwickelt.
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>> Einschlägig wäre zusätzlich zu diversen VDE/IEC Normen noch IPC-2221. >> Im Netz ist so ohne weiteres leider nur eine veraltete Version zu >> finden: > Dafür was anderes: Neben Normen und Netzfunde kann man auch Bücher zu Rate ziehen auch wenn deren Angebot meines Erachtens deutlich nachgelassen hat. Anbei die IPC-2221A Darstellung und Erläuterungen tu der unterschiedlichen Layergestaltung am Platinenrand aus "Daniel Schöni, Schaltungs- und Leiterplattendesign im Detail" isbn: 978-3-7392-1871-7 Nebenbemerkung: wenn es um die Auswahl der richtigen (Isolations-) Abstände abhängig von der Einsatzhöhe geht würde ich gleich die für 4000 m ü.NN wählen. Die sind nicht übermäßig härter als die fürs deutsche Flachland aber ermöglichen auch eine bedenkenarmen Einsatz in Kolumbien, Tibet, ... Braucht man praktisch eher selten, aber Abstände erhöhen geht nicht so leicht wenn man mit zu kleinen angefangen hat.
Hallo Bradward B. Bradward B. schrieb: > Nebenbemerkung: wenn es um die Auswahl der richtigen (Isolations-) > Abstände abhängig von der Einsatzhöhe geht würde ich gleich die für 4000 > m ü.NN wählen. Die sind nicht übermäßig härter als die fürs deutsche > Flachland aber ermöglichen auch eine bedenkenarmen Einsatz in Kolumbien, > Tibet, ... > Braucht man praktisch eher selten, aber Abstände erhöhen geht nicht so > leicht wenn man mit zu kleinen angefangen hat. Wenn Dein Anwender später damit in Flugzeugen herumfliegt oder noch schlimmer, ins All, ist das möglicherweise immer noch zu wenig. Stichwort "Glimmentladung". ;O) Mit freundlichem Gruß: Bernd Webus alias dl1eic http://www.l02.de
Und wenn morgen irgendwas in der Welt passiert ist ganz schnell Essig mit billigen >= 4-Layer Platinen.
Bradward B. schrieb: > Nebenbemerkung: wenn es um die Auswahl der richtigen (Isolations-) > Abstände abhängig von der Einsatzhöhe geht würde ich gleich die für 4000 > m ü.NN wählen. Die sind nicht übermäßig härter als die fürs deutsche > Flachland aber ermöglichen auch eine bedenkenarmen Einsatz in Kolumbien, > Tibet, ... Der Luftdruck in den Kabinen von Verkehrsflugzeugen wird üblicherweise auch auf eine effektive Höhe von 10.000 Fuß, d.h. die besagten 3050 m eingestellt. Gerade bei kleinen, portablen, batteriegespeisten Geräten sollte man also durchaus beachten, dass sie sich an Board solch eines Flugzeugs befinden können und (unbeabsichtigt) eingeschaltet sind. Im seltenen Fall eines plötzlichen Druckabfalls in einer Reiseflughöhe von z.B. 40.000 Fuß könnte es also tatsächlich zu einer deutlichen Unterschreitung irgendwelcher Isolationsabstände kommen, zumindest bis zum Ende des Sinkfluges auf 10.000 Fuß, der ja bis zu ca. 10 Minuten dauern kann. Selbiges gilt natürlich auch für Frachtflugzeuge, in denen ja auch batterieversorgte Geräte transportiert werden.
Bernd W. schrieb: > Wenn Dein Anwender später damit in Flugzeugen herumfliegt Das ist durchaus realistisch, wobei es aber auf das Gerät und nicht den Anwender ankommt, da es ja auch den normalen Frachtverkehr gibt. > oder noch schlimmer, ins All, ist das möglicherweise immer noch zu wenig. > Stichwort "Glimmentladung". ;O) So etwas geschieht nicht unbeabsichtigt, sofern man irgenwelche schlechten Katastrophenfilme unberücksichtigt lässt, in denen ein technischer Defekt eines "atomgetriebenen" Flugzeugs dazu führt, dass dieses ungewollt ins Weltall fliegt.
G. K. schrieb: > Und wenn morgen irgendwas in der Welt passiert ist ganz schnell Essig > mit billigen >= 4-Layer Platinen. Dann kauft man eben teure Leiterplatten. Oder lässt es eben sein. Man muss aber nicht unbedingt in vorauseilenden Gehormsam verfallen und so tun, als wären die Lieferketten schon zusammengebrochen. Immerhin gibt es (noch) eine Leiterplattenfertigung in Deutschland bzw. Zentraleuropa. Bei den Halbleitern und anzähligen anderen Komponenten wird es schon deutlich schwieriger, insbesondere wenn die mit sehr speziellen Prozessen gefertigt werden müssen. Dann sind die Leiterplatten nämlich das kleinste Problem.
Andreas S. schrieb: > Bei den Halbleitern und anzähligen anderen Komponenten wird es schon > deutlich schwieriger, insbesondere wenn die mit sehr speziellen > Prozessen gefertigt werden müssen. Solange die EUV-Belichter noch aus Europa (ASML) kommen, ist noch nicht aller Tage Abend
Gerald B. schrieb: > Solange die EUV-Belichter noch aus Europa (ASML) kommen, ist noch nicht > aller Tage Abend Dann ist jetzt welche Tageszeit angebrochen? Zitat aus WikiPedia (https://de.wikipedia.org/wiki/ASML): Politische Einflussnahme Westliche Regierungen, insbesondere die der USA, üben regelmäßig Druck auf ASML und die niederländische Regierung aus, um zu verhindern, dass die Chipmaschinen der neusten Generation an wirtschaftlich konkurrierende Länder wie China gelangen.[45][47] Dies hätte laut USA reine geostrategische Hintergründe.[48] Seit März 2023 bestehen durch die niederländische und US-amerikanische Regierung für bestimmte Chip-Produktionsmaschinen Restriktionen für den Export nach China.[49] Im Oktober 2023 wurde die Restriktionsliste für Exporte aus den USA um weitere Produkte und Produktionsmaschinen erweitert.[50] ASML drohte 2024 mit einer Standortverlagerung, sollte die Regierung ihre geplanten Verschärfungen des Ausländerrechts umsetzen; dies führte zu Panik in der niederländischen Regierung, insbesondere weil mehr als 40 Prozent der ASML-Mitarbeiter in Veldhoven nicht aus den Niederlanden stammen.[51] In Reaktion darauf kündigte die Regierung rasch das „Beethoven-Projekt“ an, das eine Investition von einer Milliarde Euro in Forschungseinrichtungen und Technologieparks beinhaltet, von denen auch ASML profitieren soll; diese Maßnahme wurde getroffen, um ASML im Land zu halten.[51]
Gerald B. schrieb: > Solange die EUV-Belichter noch aus Europa (ASML) kommen Aber nicht mehr lange: https://www.elektronikpraxis.de/chinas-geheimes-manhattan-project-zum-bau-einer-eigenen-lithografiemaschine-a-1b1830e3a27a8d8235c44dc1f9f98513/
>> Nebenbemerkung: wenn es um die Auswahl der richtigen (Isolations-) >> Abstände abhängig von der Einsatzhöhe geht würde ich gleich die für 4000 >> m ü.NN wählen. > Wenn Dein Anwender später damit in Flugzeugen herumfliegt oder noch > schlimmer, ins All, ist das möglicherweise immer noch zu wenig. Hm, bei Fliegerei und Space-travel ist die geringe Isolation durch die Umgebung noch eines der kleineren Problemen, das kann man notfalls mit "Coating" zukleistern. Kühlung ist nicht einfach wenn man keine Konvektion mehr hat, nur Strahlung. In der Fliegerei wollen sie gern eingebaute Sicherheit durch Redundanz und weil es beim Start in den Weltraum gut scheppert, muss auf dem PCB das schwere Zeugs geklebt werden und Masseverteilungsmäßig auch alles "rund" sitzen. https://www.pcbdirectory.com/community/what-are-space-qualified-pcbs Also dann schon lieber "bodenständige" Elektronik ;-)
Bradward B. schrieb: > Wie bereits geschrieben, die genannte best practice stammt aus ner > Branchen mit erhöhten Anforderungen, Medizintechnik. Dort kommen auch > noch andere Schweinereien wie "Patientenableitstrom" etc. hinzu. Nö! Mal abgesehen davon, dass die 62368-1 nicht nur Unterhaltungselektronik umfasst: (Eigentlich müssten ich und meine Kollegen jetzt beleidigt sein, dass du Technik, die über Leben und Tod entscheiden kann und es sogar regelmäßig auch auch macht, als "Unterhaltungselektronik" bezeichnest!) Wenn du dich wirklich richtig mit Medizintechnik und daher mit der Norm EN 60601-1 bei dem Thema Isolierung befasst hättest, dann wäre dir aufgefallen, dass die Norm sehr eindeutige Aussagen trifft und dazu durchgehend auf eine weitere Norm verweist. Und diese ist – jetzt halte dich fest – die IEC 60950-1, also die Vorläuferversion der von mir genannten EN 62368-1. (Als weiteres wird aber auch noch auf die IEC 61010-1 verwiesen.) Ich habe gerade nur die Version A1 der EN 60601-1:2013 zur Hand, aber da solltest du dir mal die Seite 272, also Anhang A zu Punkt 8.8.2, ansehen. Was meinst du, wieso ich in meinem vorherigen Beitrag explizit auch auf die EN 60950-1 verwiesen habe? ;-) Dann wird vielleicht einiges klarer... Du darfst aber gerne auch mal raten, in welchem Bereich ich eine zweistellige Anzahl von Jahren hauptberuflich entwickelt habe, bevor ich '21 auf meine aktuelle Stelle gewechselt habe (und deshalb die A2 der 60601-1 gerade nicht zur Hand habe). Aber falls du nicht raten willst: Das war Entwicklung von Medizinprodukten der Klassen I, Im, IIa und IIb bei zwei verschiedenen AGs. Davon abgesehen sind MOOP und MOPP alles andere als Schweinereien, sondern sehr wesentliche und kritische Dinge, die unbedingt beachtet gehören in der Medizintechnik. Wobei sich im Bezug auf MOOP in vielen Dingen kaum etwas von den Vorgaben in anderen Normen unterscheidet. Bei MOPP ist es je nach konkreter Anwendung manchmal halt schon strenger, was aber auch verständlich ist... Gruß Carsten
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Carsten S. schrieb: > Davon abgesehen sind MOOP und MOPP alles andere als Schweinereien, > sondern sehr wesentliche und kritische Dinge Allzu aufwendig scheint das nicht zu sein, inzwischen gibt es viele billige Netzteile mit solchen Angaben
1 | Certification according to IEC/EN/ES 60601-1 edition 3.2 for 2 x MOPP |
2 | Low leakage current <75 µA rated for BF applications |
Nur die 75µA sind ein bisschen viel, oder?
H. H. schrieb: > Bradward B. schrieb: >> "bodenständige" Elektronik > > Wühlmausscheuche. Erinnert mich an die elektronische Mausefalle. Keiner weiß genau, wie sie funktioniert, aber den Speckgeruch erzeugt die Elektronik :P
Ralf X. schrieb: > Gerald B. schrieb: >> den Speckgeruch erzeugt die Elektronik > > Was die Veganer so alles erfinden.. Sind ja nicht so viele. https://de.wikipedia.org/wiki/Vega_(Texas)
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