Hallo, Ich bin relativ neu im PCB-Design und habe eine Frage bezüglich der Bauteileplazierung. Zum Kontext. Ich habe mit Platzprobleme auf dem PCB zu kämpfen. Ich muss 6 DC-DC Wandler mit externer Spule unterbringen. Frage: Können bzw. dürfen Bauteile wie Widerstände oder Kondensatoren direkt oder teilweise über einander auf Top und Bottom Layer positioniert werden? Ich würde gerne die größten Entkopplungskondensatoren der DC-DC Wandler auf Bottom packen. Das wird in dem passenden Design-Guide auch empfohlen aber durfen die großen Kondis so zu sagen unter den kleinen angebracht werden? Ich finde dazu keine eindeutige Aussage. So sollte man dies aus thermischen und statischen Gründen nicht machen. Allerdings werden bei BGAs ja auch die Entkopplungskondensatoren direkt darunter gepackt. Das es sehr ungünstig wäre Spulen, Kondensator und Spulen oder DC-DC Wandler direkt über einander auf Top und Bottom zu packen steht außer Frage aber bei Kondensatoren und Widerständen sollte das nicht so kritisch sein.
Ein Schaltungsausschnitt dazu, wäre hilfreich. Den Adj. Spannunsgteiler genau "gegenüber" eines MLCCs, wo mit einigen 100 kHz teils mehrere Ampere fließen können, wäre vielleicht keine so gute Idee, besonders, wenn der Spannungsteiler recht hochohmig ist, um den Eigenverbrauch zu drücken. Wenn es winzig und doppelseitig werden muß, könnte 4-lagig mit innenliegendem Masselayer als Schirm, dir den Arsch retten ;-)
TempeltonPeck schrieb: > dürfen Bauteile wie Widerstände oder Kondensatoren direkt oder teilweise > über einander auf Top und Bottom Layer positioniert werden? Theoretisch ja, praktisch werden die PCB Hersteller aber die Vias und Pads durchkontaktieren. Diese dürfen sich dann nicht ins Gehege kommen mit den darunter/darüber liegenden Bauteilen!
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Danke erst einmal für eure Antworten. Anbei der erste Versuch einer groben Positionierung basierend auf den Design Vorschlag des DC-DC-Wandlers (TPS543820RPYR). Ich weiß das die Vias noch fehlen. Die Bauteile auf Bottom sind Kondensatoren. Der von der Bauform sehr große 100uF wird wohl gegen 2x47uF ersetzt werden. Ich würde die gerne näher an den DC-DC Wandler rücken. Es sei auch gesagt das für den Prototyp extra Kondensatoren als "non fitted" sowie ein Messwiderstand vorgesehen sind. Da könnte man auch noch Platz sparen.
Bei diesen PWM-Controllern mit geringer EMV sollst du, wie im Datenblatt Seite 35 gezeigt, das IC, Eingangskondensatoren, Bootstrapkondensator, Spule und Ausgangskondensatoren unbedingt auf eine gleiche Seite packen. Der Spannungsteiler für die Ausgangsspannung kann auf die andere Seite. Der Strommesswiderstand ist ja hinter dem Ausgangskondensator (bzw. Kondensatoren), also auf einem geglätteten Potential und kann daher auch über Vias angebunden werden. Wie viele Kupferlagen hast du zur Verfügung? Vier, oder mehr? Könntest du denn nicht diese Schaltung einseitig routen (auch, wie Datenblatt Seite 35, dann eine Kopie auf die Unterseite Spiegeln und wegen den Vias etwas von einander verschieben? Der TPS wird je nach Ausgangsstrom und Verhältnis Eingangs- zu Ausgangsspannung warm. Da sollten zwei Stück eh nicht direkt übereinander platziert werden.
Kevin K. schrieb: > Bei diesen PWM-Controllern mit geringer EMV sollst du, wie im Datenblatt > Seite 35 gezeigt, das IC, Eingangskondensatoren, Bootstrapkondensator, > Spule und Ausgangskondensatoren unbedingt auf eine gleiche Seite packen. > Der Spannungsteiler für die Ausgangsspannung kann auf die andere Seite. Mit gleicher Seite meinst du die Layer? > Der Strommesswiderstand ist ja hinter dem Ausgangskondensator (bzw. > Kondensatoren), also auf einem geglätteten Potential und kann daher auch > über Vias angebunden werden. Wie viele Kupferlagen hast du zur > Verfügung? Vier, oder mehr? Könntest du denn nicht diese Schaltung > einseitig routen (auch, wie Datenblatt Seite 35, dann eine Kopie auf die > Unterseite Spiegeln und wegen den Vias etwas von einander verschieben? > Der TPS wird je nach Ausgangsstrom und Verhältnis Eingangs- zu > Ausgangsspannung warm. Da sollten zwei Stück eh nicht direkt > übereinander platziert werden. Ein Layout erstellen und spiegeln auf der Rückseite war ja meine Idee aber da überlappen sich halt Bauteile. Daher meine Frage. Es sind 5 TPS + ein LDO sowie FPGA mit Kühlköper und weiteres auf einem PCIe HHHL 8-Layer Board unter zu bringen.
TempeltonPeck schrieb: > aber da überlappen sich halt Bauteile ??? Wieso sollten die sich überlappen? Wenn wir von SMD-Technologie reden, da sind die einen Bauteile oben und die anderen unten. Wo ist das Problem? Ob das dein Fertiger kann ist eine andere Frage... TempeltonPeck schrieb: > sowie FPGA mit Kühlköper Und da hat dein Verein niemanden gefunden, der mit sowas etwas mehr Erfahrung hat?
Marcel V. schrieb: > Theoretisch ja, praktisch werden die PCB Hersteller aber die Vias und > Pads durchkontaktieren. Diese dürfen sich dann nicht ins Gehege kommen > mit den darunter/darüber liegenden Bauteilen! Außerdem sollte man mit dem Bestücker klären, was sie zu riskieren bereit sind. Schließlich läuft der Kram zweimal durch den Ofen, und die bereits gelötete Seite schmilzt nochmal auf, wodurch Bauteile herunter fallen können im Ofen.
Rick schrieb: > Wieso sollten die sich überlappen? > Wenn wir von SMD-Technologie reden, da sind die einen Bauteile oben und > die anderen unten. Wo ist das Problem? Ob das dein Fertiger kann ist > eine andere Frage... Ich glaube du hast meine Frage nicht richtig verstanden. Mit überlappen meine ich das Bauteile auf Top und Buttom Layer quasi über einander plaziert sind. Das diese nicht direkt auf einander sind da andere Layer dazwischen sind versteht sich.
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TempeltonPeck schrieb: > Ich glaube du hast meine Frage nicht richtig verstanden. Ja, das glaube ich auch. Ich hab mal schnell eine Platine entworfen. Vier Kondensatoren (und ein THT-Stecker). Zwei Kondensatoren oben und zwei Kondensatoren unten. Zwei davon sind auf der selben Position. Und nun?
Rick schrieb: > TempeltonPeck schrieb: >> Ich glaube du hast meine Frage nicht richtig verstanden. > Ja, das glaube ich auch. > > Ich hab mal schnell eine Platine entworfen. Vier Kondensatoren (und ein > THT-Stecker). > Zwei Kondensatoren oben und zwei Kondensatoren unten. Zwei davon sind > auf der selben Position. Und nun? Ja so meine ich das. Die Frage war ob die "überlappenden" Kondis. Problematisch sein können. Wie ich in meinem ersten Post geschrieben hatte soll es angeblich aus thermischen und Stabilitätsgründen nicht gut sein. Die Frage war wie sehr. Elektrisch sollte das zumindest bei Widerständen und Kondensatoren weniger kritisch sein.
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TempeltonPeck schrieb: > soll es angeblich aus thermischen und Stabilitätsgründen nicht gut > sein Hmm. Komplizierte Fragen. Noch nie gehört. Vielleicht solltest du immer nur Nordpolkondensatoren über Südpolkondensatoren planen, damit sie kleben bleiben.
TempeltonPeck schrieb: > soll es angeblich aus thermischen und Stabilitätsgründen nicht gut sein Was auch immer das für „Stabilitätsgründe“ sein mögen. Aber klar, wenn du auf der einen Seite einen Widerstand hast, der betriebsmäßig ein halbes Watt verheizt und auf der anderen Seite einen IC, der möglichst konstante Temperatur haben soll, dann passt das eher nicht. Für Kondensatoren oder Widerstände mit wenig Leistung spielt das keine Geige. Aber siehe oben, sprich mit dem Bestücker, welche Größe von Bauteilen er maximal auf der „falschen“ Seite haben möchte, damit sie ihm beim Durchlauf durch den Ofen nicht runterfallen.
> Geige. Aber siehe oben, sprich mit dem Bestücker, welche Größe von > Bauteilen er maximal auf der „falschen“ Seite haben möchte, damit sie > ihm beim Durchlauf durch den Ofen nicht runterfallen. Der Ansatz ist natuerlich grundsaetzlich richtig und wichtig, aber bei den heute ueblichen Schaltreglern und den dazu notwendigen Bauteilgroessen irrelevant. Selbst 10uF gibt es schon in 0402. Ich hab erst letzte Woche eine vom Hersteller im Datenblatt vorgeschlagene Spule verwendet die nur 2x1.6mm gross ist. https://pim.murata.com/en-eu/pim/details/?partNum=DFE201612E-R24M%23 Schaltregler bekommt man problemlos 2-lagig hin, wenn man also 4-lagig macht koennte man problemlos zwei komplette Schaltregler gegenueber auf der Platine machen. Aufpassen muss man natuerlich bei den Vias. Oder aber von JLCPCB weggehen. (machen kein blind Vias) :) Nachdenken muss man selbstverstaendlich ueber die Waermeabfuhr. Die Teile haben heute ja alle ein EP worueber sie Waerme in die Platine bringen, zuviel zu eng koennte dann eventuell ein Problem sein. Allerdings haben viele Hersteller auch Mehrfachschaltregler im Programm. Damit kann man dann auch solche Probleme loesen wie das richtige hochfahren seiner Spannungen. Man will ja nicht das die einfach so da sind wie die Einzelregler das meinen oder? .-) Vanye
Vanye R. schrieb: > Selbst 10uF gibt es schon in 0402. Und die haben bei deiner gewünschten Betriebsspannung dann noch genau welche Kapazität? Nee, man muss schon mit dem Bestücker reden für sowas, sofern es mehr als nur paar Prototypen sind.
> Außerdem sollte man mit dem Bestücker klären, was sie zu riskieren > bereit sind. Man fragt eher, was der Bestücker kann. Nicht selten hat der auch Design rules die er einen mitgibt und mit dem man sein layout (insbesonders die solder mask) gegencheckt. Wobei es eher die Chemie der Lotpaste ist, die bestimmt, wie gut ein SMD Bauteil zwischen bestücken und Löten auf dem Board gehalten wird. > Schließlich läuft der Kram zweimal durch den Ofen, und die > bereits gelötete Seite schmilzt nochmal auf, wodurch Bauteile herunter > fallen können im Ofen. Nicht unbedingt, bei Vapor-Phase (Dampfphase) ist die Platine nur einmal in der Hitze, dafür aber gleich "hochkant". Es ist halt eine Frage des Gewichtes und der heutige SMD Hühnerdreck wiegt fast nix, so das es die Lotpaste resp. Kleber locker hält. Und die Kraft der "Oberflächenspannung" wird auch gern unterschätzt. Da tropft nichts einfach ab auch wenn man es auf den Kopf stellt. schon auf normalen Wasser kann man einige Rasierklingen stapel ohne das sie versinken. Der Fachbegriff für die "Haltekraft" / "Klebrigkeit" der Paste ist Tackiness und die wird von den Bindemitteln in der Paste bestimmt. Es gibt auch eine Tackiness-Zeit, die angibt wie lange die Paste ihre Klebrigkeit nach dem Auftragen auf die Platine behält (meist wenige Stunden). Manche handeln das Thema auch unter "adhesion" ab: https://www.allpcb.com/allelectrohub/how-to-improve-the-adhesion-of-pcb-components Und da gibt es einiges zum Optimieren, damit das Bauteil nicht abfällt oder sich verschiebt. Wenn man die Möglichkeit hat, sollte man sich mal die Bestückung/Fertigung/Prüfung einer Platine bei einem Fertiger anschauen.
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> Und die haben bei deiner gewünschten Betriebsspannung dann noch genau > welche Kapazität? Hier wuerde noch keine Spannung gewuenscht. Also kann man doch wohl davon ausgehen das es 1.8V oder notfalls 3.3V sind, halt das was in modernen Designs so ueblich ist. .-) Ich habe aber auch schon 10uF/50V in 10xx, keine Ahnung, jedenfalls fette Kloetze auf der Unterseite gehabt. Geht problemlos. Klar, wenn man einen Schaltregler hat der mit 100khz rummacht konnte sowas frueher passieren, aber bei dem modernen Kram sind die Bauteile so klein geworden das ich da nicht ein Problem sehe. Vanye
Vanye R. schrieb: > Hier wuerde noch keine Spannung gewuenscht. Also kann man doch wohl > davon ausgehen das es 1.8V oder notfalls 3.3V sind, halt das was in > modernen Designs so ueblich ist. Jetzt darfst du trotzdem noch nach der Restkapazität schauen, die so ein 0402 dann bei Nennspannung noch hat. Ist halt eine Frage, ob man nur 10 µF drauf stehen haben möchte, oder ob am Ende auch wirklich 10 µF benötigt werden für irgendwas. Klar kann man Bauteile auf die Unterseite setzen, aber man muss wissen was. Große flache Teile mit viel Lötfläche halten naturgemäß stabiler dort als große Hühnerfutter-Klötze oder gar Induktivitäten.
> Ist halt eine Frage, ob man nur 10 µF drauf stehen haben möchte, > oder ob am Ende auch wirklich 10 µF benötigt werden für irgendwas. Der Hersteller sagt dir in der Regel was er fuer sinnvoll haelt und er sagt dir auch die Bauform. Die Zahl ist eine ueberschaetzte groesse. Wichtig ist das der Regler damit so laeuft wie es der Hersteller spezifiziert hat und das ist der Fall. Und wenn man Angst hat kann man ja auch zwei 0402 nebeneinander machen. > Große flache Teile mit viel Lötfläche halten naturgemäß stabiler > dort als große Hühnerfutter-Klötze Wie ich bereits sagte, 10uF in 50V in grosser Bauform haelt nach meiner Erfahrung problemlos. > oder gar Induktivitäten. > Beitrag melden Markierten Text zitieren Antwort Antwort mit Zitat Ab da koennte ich zustimmen, aber auch da hab ich doch oben einen Link auf ein modernes Teil gezeigt das dir nicht mehr runterfallen wird. Seitdem man die 1Mhz oder gar 2Mhz ueberschritten hat sind die Teile sehr klein geworden. Vanye
Jörg W. schrieb: > Vanye R. schrieb: >> Hier wuerde noch keine Spannung gewuenscht. Also kann man doch wohl >> davon ausgehen das es 1.8V oder notfalls 3.3V sind, halt das was in >> modernen Designs so ueblich ist. > > Jetzt darfst du trotzdem noch nach der Restkapazität schauen, die so ein > 0402 dann bei Nennspannung noch hat. Ist halt eine Frage, ob man nur 10 > µF drauf stehen haben möchte, oder ob am Ende auch wirklich 10 µF > benötigt werden für irgendwas. ...oder ob man 1µF braucht und deshalb 10µF nimmt.
Anbei ein Beispiel von TI zu "double-sided" DC Layouts. Ich hab es jetzt noch nicht im Detail geprüft aber die Auswirkungen sind nicht ohne. Es ist also nicht ganz so trivial wie viele denken.
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