Forum: Platinen 2 oder 4 Layer?


von Nemopuk (nemopuk)


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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?

: Bearbeitet durch User
von Ralf X. (ralf0815)


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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.

von Alexander (alecxs)


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Warum ist 4-Layer einfacher zu routen?

von Falk B. (falk)


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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.

von Ralf X. (ralf0815)


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Alexander schrieb:
> Warum ist 4-Layer einfacher zu routen?

Bis Du noch Freiluftverdrahtung gewohnt? :-)

von Alexander (alecxs)


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Meine Version von Target kann nur 2-lagig.

von Nemopuk (nemopuk)


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Alexander schrieb:
> Warum ist 4-Layer einfacher zu routen?

Weil die Leitungen der Stromversorgung nicht mit den Signalen um Platz 
konkurrieren.

von Jens G. (jensig)


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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 ...

von Johannes (zuberjo)


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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

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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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.

von Nick (b620ys)


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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.

von Nemopuk (nemopuk)


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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?

von Johannes (zuberjo)


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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

von Georg S. (randy)


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> 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

von Nemopuk (nemopuk)


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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.

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (bastelmax)


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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 :-)

: Bearbeitet durch User
von Alexander (alecxs)


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Hab ich schon versucht. Aber mangels Zeit dann doch wieder mit Target 
2-lagig gemacht.

von Andreas S. (bastelmax)


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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.

: Bearbeitet durch User
von Nick (b620ys)


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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.

von Rainer W. (rawi)


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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.

von Nick (b620ys)


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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.

von Nemopuk (nemopuk)


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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.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

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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.

von Nemopuk (nemopuk)


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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

von Helmut -. (dc3yc)


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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.

von Nemopuk (nemopuk)


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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.

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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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.

von Nick (b620ys)


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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.

von Mark S. (voltwide)


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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.

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