Ratgeber
Lochrasterplatinen sind leitfähige Universalplatinen mit rasterförmig angeordneten Bohrungen bzw. Lötaugen. Sie ermöglichen einen einfachen und sauberen Aufbau von elektronischen Schaltungen und werden häufig als Experimentierplatinen oder für das Testen von Prototypen genutzt. In unserem Ratgeber erfahren Sie, welche Arten von Lochrasterplatinen es gibt und worauf es bei der Auswahl ankommt.
Lochrasterplatinen, auch Lochrasterplatten oder englisch Stripboards bzw. Veroboards genannt, sind industriell gefertigte Leiterplatten mit rasterförmig angeordneten Montagelöchern. Sie ermöglichen einen schnellen Aufbau von elektronischen Schaltungen und sind eine gute Wahl, wenn mit vielen diskreten und bedrahteten Bauteilen gearbeitet wird. Lochrasterplatinen bilden quasi die Brücke zwischen Steckbrett und Individualplatine. Sie eignen sich hervorragend zum Testen von Layouts, die perspektivisch nicht in Serienproduktion gehen, so dass die Herstellung einer gedruckten Schaltung (PCB = Printed Circuit Board) überdimensioniert und mit zu hohen Kosten verbunden wäre. Aus diesem Grund werden Lochrasterplatinen präferiert für Einzelanwendungen und für die Anfertigung selbst entworfener Schaltungen genutzt, sei es zu Experimentierzwecken oder fürs Prototyping. In Laborumgebungen beispielsweise dienen Lochrasterplatinen dem Aufbau von Versuchsschaltungen, bevor davon eine geätzte Platine als Muster angefertigt wird.
Lochrasterplatinen bestehen im Kern aus einem isolierenden Trägermaterial, bei dem es sich entweder um Hartpapier oder glasfaserverstärktes Epoxid handelt. Letzteres isoliert besser, verursacht aber auch höhere Herstellungskosten, so dass Leiterplatten dieser Ausführung häufig teurer sind.
Kennzeichnend für Lochrasterplatinen ist eine Vielzahl an Montagelöchern, die in einem bestimmten Abstand zueinander, dem sogenannten Rastermaß, vorgebohrt sind. Das Rastermaß beträgt im Regelfall 2,54 mm, was 1/10 Zoll entspricht. Es ist in der Mikroelektronik weit verbreitet, so dass die meisten Bauelemente aus diesem Bereich problemlos auf Lochrasterplatinen passen.
Die Bohrungen dienen dazu, die Anschlüsse bedrahteter Bauteile hindurchzustecken, um sie auf der anderen Seite zu verlöten. Dazu ist jedes Loch mit einem Lötpad versehen. In dem Zusammenhang wird zwischen der Bestückungsseite (Oberseite) und der Lötseite (Unterseite) unterschieden. Auf der Bestückungsseite werden die eigentlichen Bauteile angebracht, während deren Anschlüsse auf der Lötseite elektrisch miteinander verbunden werden. Um das zu ermöglichen, befinden sich auf der Lötseite entsprechende Leiterbahnen.
Platinen mit Bestückungs- und Lötseite werden als einseitige Platinen bezeichnet. Ihnen stehen doppelseitige, durchkontaktierte Platinen gegenüber, die auf beiden Seiten bestückbar sind. Bei einer Durchkontaktierung handelt es sich um eine vertikale elektrische Verbindung zwischen Leiterbahnen, die sich auf unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte befinden. Durchkontaktierte Platinen bieten einen zuverlässigeren Halt, erfordern aber dünne Anschlüsse, kosten mehr und sind oft nicht zwingend erforderlich.
Lochrasterplatinen sind vorrangig in drei Bauweisen erhältlich. Unterschieden werden Platinen mit Streifenraster, Punktraster und Punktstreifenraster. Bei Streifenrasterplatinen sind die Leiterbahnen auf der Lötseite als parallel verlaufende Kupferstreifen angeordnet.
Die Anschlüsse der Bauteile werden daran festgelötet, um eine elektrische Verbindung herzustellen und sie zusätzlich mechanisch zu fixieren. Um die Bauteile dem Schaltplan gemäß korrekt untereinander verschalten zu können, müssen die Leiterbahnen an entsprechender Stelle aufgetrennt werden, beispielsweise mithilfe eines Bohrers oder Messers.
Während Streifenrasterplatinen vorrangig für den Aufbau einfacher Schaltungen genutzt werden, kommen Punktrasterplatinen für komplexere Anwendungen mit vielen Bauteilen zum Einsatz.
Sie sind nicht mit Leiterbahnen, sondern mit einzelnen Lötpunkten auf der Rückseite ausgestattet. Da zwischen den Punkten keine elektrische Verbindung besteht, müssen die Bauteile untereinander mithilfe von Schaltdraht verbunden werden.
Punktstreifenrasterplatinen vereinen quasi das Beste aus zwei Welten, denn sie verfügen sowohl über Leiterbahnen als auch über Lötpunkte.
Dadurch kann man je nach Schaltsituation entscheiden, ob man lieber eine Leiterbahn trennt oder eine Verbindung per Schaltdraht herstellt. Leiterplatten dieser Bauart sind meist am praktikabelsten.
Lochrasterplatinen sind die ideale Wahl, wenn es um den Aufbau von kleineren Schaltungen, Versuchsschaltungen oder Prototypen von elektronischen Schaltungen geht – vorausgesetzt, man entscheidet sich für ein geeignetes Design und die richtigen Abmessungen.
Am gängigsten sind sogenannte Europakarten mit den Maßen 160x100 mm, es gibt aber noch zahlreiche weitere Formate und Größen.
Beim Rastermaß gibt es weniger Varianz. Hier sind 2,54 mm die Regel. Platinen für metrische Bauteile mit einem Rastermaß von 2,5 mm sind zwar ebenfalls erhältlich, aber deutlich seltener anzutreffen. Ob Sie sich für ein Streifen-, Punkt- oder Punktstreifenraster entscheiden, hängt von der Komplexität der Schaltung ab. Punktstreifenrasterplatinen bieten die größtmögliche Flexibilität, so dass man damit selten verkehrt liegt.
Ein weiteres Auswahlkriterium ist das zugrundeliegende Trägermaterial. Platinen aus Hartpapier sind günstig und lassen sich leicht bearbeiten, indem man sie einfach auseinanderbricht. Dafür kann es passieren, dass sich die Kupferschicht vom Substrat löst, wenn man entlöten muss. Bei Epoxid-Platinen ist das nicht der Fall. Sie sind haltbarer, lassen sich aber nicht zurechtbrechen, sondern müssen gesägt werden.
Lochrasterplatinen mit rechteckigen, verzinnten Lötaugen sind solchen mit runden und unverzinnten Lötaugen vorzuziehen. Zum einen sorgt der Zinn für eine gut leitende Oberfläche und eine bessere Kontaktierbarkeit, was das Löten erleichtert. Bei unverzinnten Lötaugen ist Kupfer das alleinige Kontaktmaterial. Problematisch daran ist, dass das Metall früher oder später oxidiert. Das führt zu einem schlechteren Kontakt. Rechteckige Lötaugen haften besser und lassen sich mithilfe von Lötbrücken direkt verbinden, was bei runden Lötaugen nicht so zuverlässig funktioniert.
Eignen sich Lochrasterplatinen für die Bestückung mit SMD-Bauelementen?
In der Elektronik und Computertechnik arbeitet man heutzutage verstärkt mit SMD-Bauelementen. Diese sind für die Oberflächenmontage (SMT = Surface Mounted Technology) vorgesehen, die der klassischen Durchsteckmontage (THT = Through Hole Technology) gegenübersteht. Die Anschlüsse werden direkt auf der Oberfläche verlötet und nicht erst durch ein Loch in der Leiterplatte geführt. Lochrasterplatinen sind zwar für die Oberflächenbestückung geeignet, aber meist nur unter Zuhilfenahme von Adaptern. Problematisch ist nämlich, dass die überwiegende Anzahl an SMD-Bauelementen nicht auf das 2,54-mm-Raster passt. Eine Ausnahme bilden SMD-Komponenten mit SOT-23-Gehäuse, die drei oder vier Anschlüsse haben. Sie können auch auf normale Lochrasterplatinen gelötet werden. Ausführungen mit vier Anschlüssen werden zwischen vier benachbarte Lötpunkte gesetzt, Ausführungen mit drei Anschlüssen zwischen drei.
Was ist der Vorteil einer Lochrasterplatine gegenüber einem Steckbrett?
Ein Steckbrett eignet sich ideal für das schnelle Erstellen von Layouts, da die Bauteile lediglich ein- oder ausgesteckt werden müssen. Das reicht aber nur für einen ersten Eindruck. Geht es darum, eine Schaltung längerfristig zu testen, ist die Montage auf einer Leiterplatte unerlässlich. Hier sind die Bauelemente durch Löten, Fädel- oder Wickeltechnik fest montiert, so dass sich die Kontakte nicht ohne Weiteres lösen können. Dadurch ist es möglich, Funktionalität und Verhalten einer Schaltung über einen längeren Zeitraum und unter schwierigeren Umgebungsbedingungen zu prüfen, beispielsweise bei Einwirkung von Vibrationen. Nichtsdestoweniger sollte eine Schaltung, die auf eine Lochrasterplatine aufgebaut wird, vorher auf einem Steckbrett getestet worden sein. Zwar sind Änderungen im Nachhinein noch möglich, aber trotzdem mit einem gewissen Aufwand verbunden.
Was versteht man unter Laborkarten?
Als Laborkarten bezeichnet man Leiterplatten mit Lochraster, die in speziellen Designs gehalten sind. Sie ermöglichen beispielsweise das Arbeiten mit SMD-Bauteilen, Sub-D-Buchsen und integrierten Schaltungen (ICs).