Probleme bei Masseverbindungen von Leiterplatten

Leiterplatten werden oftmals als Platinen oder PCBs (printed circuit board) bezeichnet. Aber mit diesen Begriffen meint man dasselbe. Auf solchen Platinen werden elektronische Bauteile angebracht und diese stellen elektrische Verbindungen her. Die meisten Menschen können sich unter einer Platine etwas vorstellen. Diese Platinen sind in sämtlichen elektrischen Geräten eingebaut. Als Massefläche wird im Design von Leiterplatten eine mit der Masse verbundene Fläche auf einem PCB bezeichnet. Auf einer solchen Fläche werden elektronische Verbindungen hergestellt, die unter manchen Umständen auch störanfällig sein können.

Störungen die durch Masseverbindungen reduziert werden

Eine Masseleitung dient primär dazu, einen Abfall der Spannung auf Platinen zu unterbinden. Sie wirkt auf unterschiedliche Schaltkreise einer Platine ein und bewirkt eine ausgleichende Wirkung über die Masse. Die Leitung der Masse wird dabei als Massefläche benutzt.

Ursache für zusätzliche Störungen im Kreislauf des Stroms sind durch Leiter hervorgerufene magnetische Felder, die von den PCBs strahlen. Diese können die elektromagnetische Verträglichkeit von einzelnen Komponenten im Kreislauf des Stroms entsprechend beeinträchtigen. Auch diesbezüglich können Masseflächen mit den dazugehörigen Masseverbindungen verwendet werden, Wechselmagnetfelder zu beeinflussen. Damit wird ein Zuviel an Energie absorbiert. Besonders bei den Spulen auf einer Platine ist eine solche Technik ziemlich effizient.

Bei Kontrollen einer Wellenimpedanz sind Masseflächen und die entsprechenden Masseverbindungen von einiger Bedeutung. Es werden Signalleitungen mit einem gewissen Abstand zwischen den Masseflächen geroutet. Besonders Dioden und weitere verdrahtete Elemente benötigen Masseflächen und Masseverbindungen, um die abstrahlende Wärme ableiten zu können.

Besteht ein PCB aus einigen Schichten, können zwei Schichten als Kupferfläche ausgeführt werden. Eine solche Fläche schafft einen sogenannten Plattenkondensator, der ähnlich geartete Funktionen ausführt wie ein sogenannter Stützkondensator. Die Flächen aus Kupfer werden zusätzlich zu wirklichen Stützkondensatoren eingesetzt.

Noch dazu erhöhen Masseflächen und Masseverbindungen die Stabilität von Schalteinheiten auf der Platine. Ohne eine entsprechende Masseverbindung würden diese vom PCB wegbrechen, wenn das elektronische Gerät einer rauen Behandlung oder vielleicht auch Stürzen ausgesetzt sein sollte. Die Massefläche unterbindet es, dass sich elektronische Bauteile in einem solchen Gerät ablösen oder abfallen könnten.

Fazit

Die Bedeutung von Masseverbindungen mit den entsprechenden Masseflächen wurde eingehend und ausführlich dargelegt. In der aktuellen Elektronik und Technik sind Masseverbindungen und solche Flächen nahezu nicht zu ersetzen. Die Wissenschaft unterscheidet auch zwischen analogen und digitalen Verbindungen. Diese zu verbinden ist nicht immer einfach möglich.

So tritt unter anderem bei Mixed-Signal-Schaltungen oftmals ein Problem mit der Masse. Sternpunkt-Masseverbindungen können bei diesen Problemen Abhilfe schaffen. Interessieren Sie sich für diesen Themenbereich finden Sie mehr dazu nach einem kurzen Klick auf PCB-Design Blog.

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