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Der Leiterplatten-Entwurfsprozess von innen

Die meisten Fertigungsprobleme entstehen, bevor die erste Leiterbahn geroutet ist, und werden entdeckt, nachdem die Gerberdaten das Haus verlassen haben.

Hitech Circuits Engineering-Desk

Shenzhen, China · PCB-Fertigung und -Bestückung

2 Min. Lesezeit

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Fachliche Prüfung: Prozesswerte geprüft gegen unser veröffentlichtes Leistungsblatt.

Entwurfsablauf einer Leiterplatte von der Anforderung bis zum Prüfstore

Die Reihenfolge der Entscheidungen

Ein Design ist früh günstig und spät teuer zu ändern. Die Reihenfolge unten stellt die teuren Entscheidungen nach vorn, und das ist der einzige Grund, warum der Prozess überhaupt eine Ordnung hat.

1. Anforderungen

Was das Produkt tut, in welcher Umgebung, mit welcher Lebensdauer, unter welchen Zulassungen und in welcher Stückzahl. Das legt Laminat, Lagenzahl, Oberfläche und Abnahmeklasse fest, und wird meist zuletzt aufgeschrieben.

2. Schaltplan

Die elektrische Absicht. Zwei Prüfungen zählen später: Jede Netzverbindung, die Leistung oder ein empfindliches Signal führt, sollte im Schaltplan als solche erkennbar sein, und jeder Steckverbinder sollte vor dem Layout eine definierte Pinbelegung haben.

3. Lagenaufbau

Lagenzahl, Kupfergewicht, Dielektrikumsdicke, Impedanzziele. Hier sollte der Fertiger beteiligt sein, denn der Lagenaufbau ist zugleich die Bauanleitung: Eine Dielektrikumsdicke, die nur eine CAD-Zahl ist, übersteht das Laminieren nicht.

4. Platzierung

Die Platzierung entscheidet Routingfähigkeit, thermisches Verhalten, EMV und Testzugang. Drei Regeln, die sich selbst bezahlen: Stromschleifen klein halten, Quarz und seine Lastkondensatoren zusammenhalten, und Testzugang auf den Netzen lassen, die Sie brauchen werden.

5. Routing

Routing ist der Teil, dem alle zusehen, und der Teil, der am stärksten von den vier Entscheidungen davor eingeschränkt wird. Zwei Gewohnheiten vermeiden die meisten DFM-Befunde: nie näher an den Platinenrand routen, als der Prozess erlaubt, und nie eine Kupferinsel unangeschlossen lassen.

6. Die drei Prüfstore

Vor dem Versand der Gerberdaten drei Prüfungen:

  • DFM — lässt sich das innerhalb des Prozessfensters fertigen? Ringbreite, Lötstopplack-Stege, Strukturgröße, Nutzeneignung, Kupferbilanz.
  • DFA — lässt sich das bestücken? Courtyards, Polaritätskennzeichnungen, Fiducials, Bauteilabstand um Steckverbinder, Nutzenauflage.
  • DFT — lässt sich das prüfen? Testpunkte, Sondenzugang, Platz für den Adapter, Versorgungslagen und Massebezug.

Die erste Prüfung macht der Fertiger, die zweite und dritte die Bestückung, und alle drei sind günstiger als ein neuer Durchlauf.

7. Prototyp und Inbetriebnahme

Ein erster Aufbau existiert, um die Fehler zu finden, die alle Prüfungen überlebt haben. Prototypen laufen in 1–3 Tagen, was einen Zwei-Stufen-Ansatz praktikabel macht: die riskante Platine früh bauen, lernen, dann in die Serie gehen.

Was Sie übergeben

  • Gerberdaten (Kupfer, Lötstopplack, Bestückungsdruck, Umriss) und Bohrdaten mit angegebener Einheit.
  • Lagenaufbaudokument mit Kupfergewicht je Lage und Dielektrikumsaufbau.
  • Fertigungshinweise: Oberfläche, Abnahmeklasse, Impedanzziele, Toleranzangaben.
  • Für die Bestückung: BOM, Bestückungszeichnung mit Polarität und Keepouts, Prüfspezifikation und die Nutzenpräferenz, wenn schon ein Adapter existiert.

Die Grenzen hinter diesen Entscheidungen stehen auf der Kapazitätsseite; die Prüfstore sind in der Notiz zur Qualitätskontrolle beschrieben, und die Fertigungsfolge in der Prozessnotiz.

Technische Spezifikationen

Lagenzahl
1–38 Lagen
Minimale Leiterbahn / Abstand
0,06 mm
Impedanztoleranz
±10 %
Bestückungsprüfungen
DFM, DFA und DFT
Prototypen-Lieferzeit
1–3 Tage

Häufig gestellte Fragen

  • Wann sollte der Fertiger in den Entwurfsprozess einsteigen?

    Beim Einfrieren des Lagenaufbaus und bei allem dichten Designs beim Einfrieren der Platzierung. Diese zwei Entscheidungen legen Lagenzahl, Dielektrikum, Impedanzziele und Nutzen fest, und alle vier sind teuer zu ändern, sobald geroutet ist. Wer bis zum fertigen Gerber wartet, macht aus einer Designprüfung einen Nacharbeitszyklus.

  • Was ist der Unterschied zwischen DRC und DFM?

    DRC prüft das Design gegen die Regeln, die Sie im CAD eingestellt haben: Abstand, Breite, Bohrungsdurchmesser, Courtyard. DFM prüft das Design gegen das, was ein konkreter Prozess wirklich fertigen kann: Ringbreite nach Bohrtoleranz, Lötstopplack-Stege, Kupferbilanz, Nutzeneignung und ob die Oberfläche die Bestückung trägt. Eine Platine kann DRC bestehen und an DFM scheitern.

  • Was braucht Design for Test aus dem Layout?

    Zugang. Testpunkte auf jeder relevanten Netzverbindung, im für die Sonde passenden Raster, frei von hohen Bauteilen, mit Massebezug in der Nähe und genug Platz für einen Prüfadapter, wenn einer genutzt wird. DFT ist eine Platzierungsentscheidung; Testpunkte nach dem Routing hinzuzufügen kostet meist zusätzliche Lagen oder ein Redesign.

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