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PCB-Fertigung: ein Arbeitsglossar

Die meisten Meinungsverschiedenheiten zwischen Designer und Fertiger hängen an einem Wort, das für beide Seiten etwas leicht anderes bedeutete.

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.

Dateien und Zeichnungen

  • Gerber (RS-274X) — die Bilddaten je Lage: Kupfer, Lötstopplack, Bestückungsdruck, Umriss.
  • Excellon-Bohrdatei — Bohrhoordinaten und fertige Durchmesser, metallisierte und nicht metallisierte Bohrungen getrennt.
  • Fertigungszeichnung — das Dokument, das Lagenaufbau, Materialien, Kupfergewichte, Oberfläche, Toleranzen, Abnahmeklasse und jeden Sonderprozess festhält.
  • Netzliste — die logische Verbindungsliste, mit der im Elektrotest geprüft wird, ob die Platine zum Schaltplan passt.
  • Testcoupon — eine Teststruktur auf dem Nutzen für Querschliffe und Impedanzmessung.

Lagenaufbau und Materialien

  • Core — ein vollständig ausgehärtetes Laminat (C-Stage) mit Kupfer auf beiden Seiten. Es gibt der Platine ihre mechanische Stabilität.
  • Prepreg — Glasgewebe, vorimprägniert mit teilgehärtetem Harz (B-Stage). Es fließt unter Wärme und Druck, verbindet die Cores und wird zum Dielektrikum zwischen ihnen.
  • Kupfergewicht — Foliengramm pro Quadratfuß; 1 oz ≈ 35 µm.
  • Tg — Glasübergangstemperatur des Laminats; darüber dehnt es sich schneller aus und die Formstabilität sinkt.
  • CTE — Wärmeausdehnungskoeffizient, meist in ppm/K angegeben und bei Laminaten von der Z-Achse dominiert.

Merkmale

  • Leiterbahn und Abstand — Leiterbreite und der Spalt zum Nachbarn; 0,06 mm sind das Werksminimum auf Feinstrukturlagen.
  • Via — eine metallisierte Bohrung, die Lagen verbindet. Durchgehend, blind (erreicht eine Außenlage) und verdeckt (bleibt innen) sind die Grundtypen; ein Mikrovia wird mit Laser bei 0,1 mm gebohrt und verbindet benachbarte Lagen.
  • Ringbreite — der Kupferring um eine gebohrte Bohrung; wie viel nach der Bohrtoleranz bleibt, entscheidet, ob die Verbindung überlebt.
  • Seitenverhältnis — Plattendicke geteilt durch Bohrungsdurchmesser, hier 15:1; tiefere Bohrungen lassen sich nicht gleichmäßig metallisieren.
  • PTH / NPTH — metallisierte Durchkontaktierung gegenüber nicht metallisierter Bohrung (Montage, Ausrichtung).
  • Lötstopplack — die Polymerschicht, die Lot von allem außer den Pads fernhält; der Bestückungsdruck ist die gedruckte Beschriftung.
  • V-Score — eine V-förmige Nut zum Trennen der Platinen; sie hinterlässt eine sichtbare Linie an der Kante. Fräsen schneidet den Umriss stattdessen mit einem Fräser.

Oberflächen

  • HASL — Heißluftverzinnen; günstig, unebene Oberfläche, am besten für groben Pitch.
  • ENIG — chemisch Nickel mit Immersionsgold; plan, gut für Feinpitch, teurer.
  • OSP — organischer Lötbarkeitsschutz; am günstigsten und am plansten, kürzeste Lagerfähigkeit.
  • Immersionssilber / -zinn — plane Alternativen mit eigenen Lagerregeln.

Nutzen, Prüfung und Bestückung

  • Array / Nutzengestaltung — Platinen auf einem Nutzen mit Randleisten und Coupons anordnen.
  • Fiducial — eine kupfer- oder lackfreie Marke, an der der Bestückautomat ausrichtet.
  • Impedanzcoupon — eine Teststruktur, die gemessen wird, um zu belegen, dass der Aufbau sein Ziel erreicht hat.
  • DFM / DFA / DFT — Design für Fertigung, Bestückung und Test: die drei Prüfungen vor dem Werkzeugbau.
  • PCBA — eine nackte Platine mit bestückten, gelöteten und geprüften Bauteilen.

Die Grenzen hinter diesen Begriffen stehen auf der Kapazitätsseite; der Fertigungsprozess selbst wird Schritt für Schritt in der Notiz zum Herstellungsprozess beschrieben, die Bestückungsseite auf der PCBA-Fertigungsseite.

Technische Spezifikationen

Lagenzahl
1–38 Lagen
Minimale Leiterbahn / Abstand
0,06 mm
Kupfergewicht
außen 0,5–20 oz · innen 0,5–10 oz
Minimale fertige Bohrung
0,15 mm mechanisch · 0,1 mm Laser
Plattendicke
0,1–6,0 mm

Häufig gestellte Fragen

  • Was ist der Unterschied zwischen Gerberdaten und Bohrdaten?

    Ein Gerbersatz beschreibt Bilder: Kupfer je Lage, Lötstopplack, Bestückungsdruck und Umriss. Die Bohrdatei ist separat, eine Excellon-Datei mit Bohrpositionen und fertigen Durchmessern. Ein Fertiger braucht beides und dazu eine Lagenaufbauzeichnung mit Material, Kupfergewicht und Dicke. Fehlt eines der drei, lässt sich nicht ohne Annahmen anbieten.

  • Was bedeutet «1 oz Kupfer» eigentlich?

    Es ist ein Gewicht pro Fläche, keine Dicke: eine Unze Kupfer verteilt auf einen Quadratfuß, was etwa 35 µm ergibt. Deshalb sind 3 oz rund 105 µm und 20 oz rund 700 µm. Diese Umrechnung ist das Erste, was man prüft, wenn ein Lagenaufbau zwischen Lieferanten verglichen wird.

  • Was ist der Unterschied zwischen Nutzen und Platine?

    Eine Platine ist der fertige Umriss, den der Kunde erhält. Ein Nutzen ist das Fertigungsformat, in dem sie gebaut wird, meist mit mehreren Platinen (einem Array) sowie Randleisten und Testcoupons. Der Preis folgt der Nutzenfläche, daher zählt, wie viele Platinen auf einen Nutzen passen (hier bis 580 × 1900 mm), genauso viel wie die Platine selbst.

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