Die Definition
Eine Leiterplatte ist ein laminiertes, isolierendes Substrat mit strukturierten Kupferleitern auf einer oder mehreren Lagen, durchkontaktierten Löchern, die diese Lagen verbinden, einer Lötstoppmaske, die verhindert, dass Lötmittel auf andere Bereiche als die Lötpads gelangt, und einer Oberflächenveredelung, die das Löten des freiliegenden Kupfers ermöglicht.
Drei Schlussfolgerungen ergeben sich aus dieser Definition, die für die kommerzielle Anwendung relevant sind:
Es handelt sich um ein mechanisches Bauteil. Dicke, Ebenheit, Kantenqualität und Lochposition sind Toleranzen, keine Beschreibungen.
Es ist passiv. Die Leiterplatte ist nicht eigenständig funktionsfähig; sie definiert den Stromfluss.
Es wird spezifiziert, nicht beschrieben. Ein Gerber-Datensatz ohne Lagenaufbau und Oberflächenveredelung ist keine vollständige Spezifikation.
Aufbau
Substrat – das Laminat: FR-4, hochtemperaturbeständiges FR-4, halogenfrei, CEM1, FR-1 oder ein Hochfrequenzmaterial wie z. B. von Rogers, Arlon, Taconic oder Nelco.
Kupfer – 1 oz entspricht etwa 35 µm; die Materialstärke variiert von 0,5 bis 20 oz auf den äußeren Lagen.
Lagen – 1 bis 38; die inneren Lagen werden vor der Laminierung belichtet und geätzt, die äußeren Lagen danach.
Durchkontaktierungen – Durchkontaktierungen, Blind- und vergrabene Vias sowie Laser-Mikrovias ab 0,1 mm.
Lötstopplack und Beschriftung – die Polymerabdeckung und die gedruckten Referenzmarkierungen.
Oberflächenbehandlung – HASL, ENIG, Immersionssilber, Immersionszinn, OSP oder Kohlenstofftinte.
Die Produktfamilien
| Produktfamilie | Anwendungsbereich | Typische Grenzwerte |
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Ein-/Doppelseitig | Einfache Schaltungen, kostengünstig | 1–2 Lagen |
Mehrlagig | Dichte Leiterbahnführung, kontrollierte Impedanz | 1–38 Lagen |
HDI | Feinraster-Durchkontaktierungen, Mikro-Vias | 0,1 mm Laser-Vias |
| Flexibel / Starrflexibel | Beweglich oder faltbar | Bis zu 12 Lagen |
| Metallkern | Wärmeableitung (LED, Leistung) | 1–4 Lagen |
| Keramik | Hochtemperatur, HF, hohe Isolation | Aluminiumoxid, AlN |
Was es nicht ist
Kein Bauteil. Es trägt Bauteile; es schaltet oder verstärkt nicht.
Kein fertiges Produkt. Selbst eine Baugruppe ist eine Unterbaugruppe, bis Box-Build-Montage und endgültige Konfiguration abgeschlossen sind.
Keine Standardware. Zwei Leiterplatten mit identischen Abmessungen können sich preislich um den Faktor Zehn unterscheiden, abhängig von Lagenanzahl, Kupfergewicht, Strukturgröße, Oberflächenbeschaffenheit und Klasse.
Vom Design zur Leiterplatte
Die Abfolge ist kurz zu beschreiben, aber langwierig in der Ausführung: Design und Stack-up, DFM-Prüfung, Ätzen der inneren Lagen, Laminieren, Bohren, Galvanisieren, Ätzen der äußeren Lagen, Maske und Beschriftung, Oberflächenbearbeitung, Routing und Test. Jeder Schritt hat eine festgelegte Funktion, und die Reihenfolge kann nicht geändert werden.
Der Prozess ist in der Fertigungsnotiz beschrieben; das branchenspezifische Vokabular im Glossar; der Unterschied zwischen einer Platine und einer Baugruppe in der PCB-vs.-PCBA-Notiz. Die veröffentlichten Grenzwerte stehen auf der Funktionsseite.
