Neue Online-Toolbox für Leiterplattenentwickler

LeitOn hat eine Sammlung kostenloser Tools für die Planung und Dimensionierung von Leiterplattenlayouts online gestellt: Entwickler, die sich mit dem Wärmemanagement von Aluminiumleiterplatten, Hochfrequenzen, Hochstromanwendungen oder flexiblen Leiterplatten auseinandersetzen, finden jetzt auf der Webseite des Unternehmens entsprechende Werkzeuge zur Berechnung kritischer Werte.

Der Internetauftritt spielt im Geschäftsmodell der Leiterplattenfirma LeitOn (Leiterplatten Online) eine ganz wesentliche Rolle, zusammen mit guten Kontakten zu Produzenten in Deutschland und Asien. Die Firma, die sich auf den Vertrieb von Leiterplatten spezialisiert hat, bietet beispielsweise Online-Kalkulatoren für Prototypen und mittlere Serien an, ebenso wie für flexible Leiterplatten und SMD-Schablonen. Mit einer neuen »Online-Toolbox« für Entwickler untermauert LeitOn erneut das Online-Konzept: Das Unternehmen stellt verschiedene Werkzeuge kostenlos zu Verfügung, die darauf hin optimiert sind, die Kunden bei der Planung und Dimensionierung der Leiterplatten zu unterstützen. Die jeweiligen Ergebnisse lassen sich ausdrucken, teils auch mit berechneten Kennlinien. Zwar finden sich auch auf den Webseiten anderer PCB-Unternehmen diverse Hilfsprogramme, allerdings nicht in diesem Umfang!

LeitOn hat sich sehr intensiv mit der Thematik auseinandergesetzt und sechs verschiedene Programme entwickelt, die wertvolle Informationen rund um die Auslegung von Leiterplatten liefern:

Wärmemanagement mit Aluminiumleiterplatten

Wie viel Hitze leite ich auf den Kühlkörper ab? Wie gut muss das Aluminiumsubstrat sein? Wie viel bringt eine dickere Kupferschicht? Das sind Fragen, die ein Entwickler beim Wärmemanagement von Aluminiumleiterplatten oft nur umständlich beantworten kann. Die Lösung von LeitOn erfordert lediglich die Angaben der Kontaktfläche der hitzeabstrahlenden Komponente und ihre Wärmeleistung. Anhand einer Liste mit verfügbaren Materialien kann der Aluminiumaufbau konfiguriert werden. Das Ergebnis ist die Temperaturdifferenz von Komponente zur Platinenrückseite, auf der dann weitere Kühlmaßnahmen eingeplant werden können.

Leiterbahnerwärmung über Strom

Das wohl klassischste Problem und seine Lösung: Wie dick muss meine Leiterbahn mindestens sein? Dieses Tool berechnet nicht nur die Leiterbahnerwärmung einer bestimmten Strom-Querschnitt-Kombination, sondern lässt den Anwender die Unbekannte frei definieren: Temperaturdifferenz, Strom oder Leiterbahnbreite. Ein Beispiel: Man will wissen, wie viel Strom durch eine 0,5mm/35μm-Leiterbahn fließen darf, wenn sich diese um maximal 35 °C erwärmen soll? Mit dem Programm lässt die Antwort innerhalb von Sekunden finden. Ein weiter Vorteil: Die dazugehörige Temperaturkurve lässt sich auch grafisch anzeigen und ausdrucken.

Biegeradien von flexiblen Leiterplatten

Flexible Leiterplatten haben ihre Grenzen. Wo diese ungefähr liegen, lässt sich hier bezüglich der kleinsten Biegeradien berechnen. Laut Angaben von LeitOn ist die entsprechende »IPC 2223«-Formel fehlerhaft, daher hat die Firma eine Konsensregel eingebaut, die auf Angaben verschiedenster Leiterplattenhersteller beruht. Die Standardaufbauten flexibler Leiterplatten lassen sich sehr leicht selektieren und individualisieren, wobei sich die vorgeschlagene Biegegrenze automatisch ändert.

Spannungsabfall auf Leiterbahnen

Ob Leiterbahnen ausreichend dimensioniert sind, so dass erforderliche Spannungen noch erreicht werden, lässt sich mit diesem Tool berechnen. Eine bequeme Umstellung der Formel erlaubt die Angabe der erforderlichen Leistung anstatt dessen. Leiterlänge und Kupferdicke vervollständigen die Unbekannten und man erhält die erforderliche Leiterbahnbreite als Ergebnis. Auch die Angabe der Umgebungstemperatur, welche Einfluss auf den spezifischen Widerstand von Kupfer hat, ist möglich. Dabei handelt es sich um einen Einflussfaktor, der in Grenzregionen oft kritisch wird.

Beachtung von Impedanzen

Für die Leiterplattenkonstruktion unter Beachtung von Impedanzen hilft dieses kostenlose Tool bei der Berechnung von Näherungswerten. Die klassischen Kopplungen Microstrip, Embedded Microstrip, Stripline, Dual Stripline und Asymmetric Stripline, Differential Microstrip und Differential Stripline lassen sich hier grob bestimmen. LeitOn weist allerdings darauf hin, dass dieses Tool nur sehr grobe Näherungswerte liefern kann. Für kritische Impedanzen empfiehlt die Firma weiterhin die Verwendung von professioneller Software, etwa der von Polar Instruments.

Volumen-Gewichts-Rechner

Zum Abschluss stellt LeitOn ein nützliches Tool für die Lager-, Logistik- und Einkaufsmanager zur Lösung einer simplen Frage vor: Wie schwer und groß wird mein Leiterplattenpaket sein? Erfahrungswerte für Standardleiterplatten existieren, doch was ist, wenn es 105 μm Kupfer auf 2,4 mm FR4 oder gar Aluminium sein soll? Das Rätselraten ist dann oft groß und gerade bei größeren Serien können diese Faktoren kritisch sein. Händler von Leiterplatten können noch bequem einen Versandpreis pro Kilo angeben und anhand der spezifischen Gewichte und Kupferauslastung ergeben sich Gesamtfläche, Volumen und Gewicht der Lieferung.

Die Verwendung der sechs vorgestellten Berechnungen kann man auf der eigenen Internetseite verlinken, und die Firma LeitOn gestattet sogar die kommerzielle Verwendung und Weitergabe der erstellten Ausdrucke unter Angabe des Copyrights. Als eine weitere Hilfestellung für die Kunden hat LeitOn das wohl umfangreichste kostenlos verfügbare Glossar rund um die Leiterplatte zusammengetragen. Das »Leiterplattenlexikon« mit mehr als 1000 erklärten Begriffen - von A-Zustand bis Zwangsdurchflutung - gehört ebenfalls zum informativen und umfangreichen Online-Auftritt.