Kürzlich beschwerte sich Susie, eine meiner besten Freundinnen, die seit mehr als fünf Jahren als Schneiderin arbeitet, bei mir über eine ihrer Kundinnen, weil diese ihr angebliche Nachlässigkeit vorwarf. Die Dame hatte Susie eine Entwurfsskizze gebracht, nach der sie ein Kleid anfertigen sollte. Das fertige Produkt erwies sich jedoch nicht als zufriedenstellend, und Susie beharrte darauf, dass sie die vorgegebene Entwurfsskizze strikt befolgt habe. Der Streit endete schließlich damit, dass Susie sich bereit erklärte, ein weiteres neues Kleid anzufertigen, da sie nicht wollte, dass diese eine Kundin einen schlechten Ruf über sie verbreitet.
Susie sagt mir normalerweise, dass gewöhnliche Kunden so wenig über Entwurfsskizzen wissen, dass sie den Zusammenhang zwischen der Entwurfsdatei und dem fertigen Produkt immer ignorieren. Daher verbringt Susie heutzutage viel Zeit damit, ihren Kunden vor der eigentlichen Arbeit die führenden Details der Entwurfsskizze zu erklären, um Missverständnisse zu minimieren.
Im Vergleich zur Kleiderherstellung ist die Leiterplattenfertigung (Printed Circuit Board, PCB) wesentlich komplizierter, da sie eng mit Hochtechnologie verbunden ist. Darüber hinaus führen die steigenden Anforderungen an hohe Geschwindigkeit und Miniaturisierung die Leiterplattenherstellung zu feinen Leiterbahnen und Mikrofertigung. Entlang der Fertigungslinie wird die Leiterplatte auf der Grundlage von PCB-Design-Dateien hergestellt, die angeben, wo und wie jede Leiterbahn verläuft, wo Bauteile platziert werden sollen und wie Vias angeordnet werden müssen, um die entsprechenden Funktionen zu erfüllen.
Für Leiterplattendesigner gibt es nichts Aufregenderes, als ihre Ideen erfolgreich in Produkte verwandelt zu sehen. Der Weg vom Leiterplattendesigner zum Leiterplattenhersteller ist jedoch überhaupt nicht schwierig, solange beide Parteien sich auf die entscheidenden und notwendigen Punkte konzentrieren.
Zu klärende Punkte vor dem PCB-Design
• Leiterplattengröße
Die Leiterplattengröße wird durch die Größe des Endprodukts bestimmt, die vom Leiterplattendesigner in der Phase der Elektronikentwicklung (EE) festgelegt werden sollte. Die Leiterplattengröße umfasst nicht nur die Länge und Breite einer Platine, sondern auch die Leiterplattendicke.
• Anzahl der PCB-Lagen
Die Anzahl der PCB-Lagen spielt eine entscheidende Rolle für die Komplexität der Leiterplatte, was wiederum den Herstellungsprozess der PCB beeinflusst.
• Leiterplattenmaterial
Die Güteklasse und die Eigenschaften des Leiterplattenmaterials bestimmen die Leistung und die Kosten der Leiterplatte und spiegeln zugleich die Anforderungen an elektronische Produkte wider.
• Oberflächenfinish
Die Oberflächenbeschaffenheit bestimmt die Komplexität der Leiterplattenherstellung und die Einstellung der Produkte gegenüber der Umwelt. In der PCB-Designphase ist es für Entwickler optimal, sich über die Oberflächenbeschaffenheit im Klaren zu sein. Wenn Sie nur eine vage Vorstellung von der Oberflächenbeschaffenheit haben oder keine Ahnung, welcher Typ gewählt werden sollte,dieser Artikelwird dir auf jeden Fall helfen.
• Kupfergewicht
Elektronische Produkte stehen zunehmend unter dem Gesichtspunkt von Größe und Gewicht im Fokus, was sich aus den heutigen Erwartungen der Menschen ergibt. Kupfer trägt erheblich zum Gesamtgewicht der Leiterplatte (PCB) bei, daher müssen PCB-Designer das optimale Kupfergewicht kennen, das sowohl den Betrieb gewährleistet als auch Kosten einspart.
Leiterplattendesign in Bearbeitung
Leiterplattenhersteller richten sich ausschließlich nach den Vorstellungen der Leiterplattendesigner, indem sie die PCB-Design-Dateien vollständig umsetzen. Daher sollten Leiterplattendesigner lernen, ihre Gedanken präzise und vollständig in der „Dateisprache“ auszudrücken, Detail für Detail. Bei den PCB-Design-Dateien machen Schaltungsentwurf, PCB-Layout und die Erstellung der Gerber-Dateien den Hauptanteil aus.
• Schaltungsentwurf
PCB-Designer können diese Aufgabe mit Schaltungsentwurfssoftware bewältigen, und jeder PCB-Designer hat seine bevorzugte PCB-Software. Wenn Sie ein Neuling sind, ist eine gut durchdachteUmfrage zur PCB-Softwareist eine Notwendigkeit. Zu den führenden PCB-Design-Softwares gehören:
√Altium Designer
√PADS
√OrCAD
√ADLER
√KiCAD
Ein Vergleich ist unbedingt erforderlich, damit die geeignete PCB-Design-Software im Hinblick auf hohe Effizienz und Leistungsfähigkeit ausgewählt werden kann. Sobald eine bevorzugte PCB-Design-Software festgelegt ist, können Sie sie verwenden, um eine Schaltplandatei zu erstellen, die beschreibt, wie der Strom im System fließt und welche Funktionen das System erfüllen wird.
• PCB-Layout &Gerber-Datei
Dieselbe PCB-Design-Software kann auch zur Erstellung des PCB-Layouts und der Gerber-Dateien verwendet werden. Allerdings unterscheiden sich die Funktionen verschiedener PCB-Design-Programmeverschiedene Generierungsschritte von Gerber-DateienBeim Schaltungsdesign geht es stärker um die Funktionen der Platine, während sich PCB-Layout und Gerber-Dateierstellung mehr auf die Leiterplattenfertigung beziehen. PCB-Layout und Gerber-Dateien sind die unmittelbaren Referenzen für Ingenieure, die bei Leiterplattenherstellern tätig sind.
Das PCB-Layout gibt Ingenieuren vor, wo Komponenten auf der Leiterplatte platziert werden sollen, welche Verbindungen zwischen den Komponenten hergestellt werden müssen und wie alle Leiterplattenlagen verteilt und miteinander verbunden sind. Der Signalflussweg sollte in den Gerber-Dateien klar dargestellt sein, und Störungen sollten so weit wie möglich reduziert werden. Um die EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) der gesamten Schaltung zu erhöhen, sollten digitale und analoge Module sinnvoll angeordnet werden.
Leiterplattenherstellung
Jetzt ist es an der Zeit, offiziell mit der Herstellung einer echten Leiterplatte zu beginnen. Jedeprofessioneller Leiterplattenherstellersoll eine Abteilung namens enthaltenDFM (Design for Manufacturing)die darauf abzielt festzustellen, ob sich die Idee eines PCB-Designers mit der derzeit verfügbaren Technologie und Ausrüstung praktisch in ein echtes Produkt umsetzen lässt.
Sobald die DFM-Prüfung abgeschlossen ist und alle Unklarheiten von beiden Seiten bestätigt wurden, beginnt die Maschine zu laufen. Es ist für PCB-Designer von großer Bedeutung, den gesamten Prozess der Leiterplattenherstellung – zumindest die wichtigsten Schritte – zu verstehen, damit ihr Design niemals unerreichbar bleibt.
• Drehen und Drucken
Die Leiterplattendesigns sollten zunächst auf eine transparente Folie gedruckt werden, um die vollständige Form und die in den Designdateien dargestellten Schaltungen zu erhalten. Nachdem die Folie fertiggestellt ist, kann das Muster auf Kupferfolie gedruckt werden, um Leitlinien für die Kupferleiterbahnen zu erstellen.
• Ätzen
Beim Kupferätzen soll das gewünschte Kupfer erhalten und das unerwünschte Kupfer entfernt werden. Durch den Ätzprozess kann die Kupferbahn vollständig entsprechend den Angaben in den PCB-Design-Dateien gebildet werden.
• Durch Bohren
Die Verbindung zwischen den Lagen wird bis zu einem gewissen Grad durch Vias oder Bohrungen, einschließlich Durchgangsbohrungen, bestimmt.Blind Vias und Buried Vias
• Schichte dich ein
Basierend auf der Lagenanzahl der Leiterplatten und da alle Lagen fertig sind, ist es an der Zeit, sie mithilfe von Prepreg miteinander zu verbinden. Wenn alle Lagen dauerhaft miteinander verbunden sind, entsteht eine echtemehrlagige Leiterplattewurde geboren.
• Lötstoppmaske
Lötstoppmaskespielt eine bedeutende Rolle dabei, zu verhindern, dass Kupfer verlötet wird. Die Farbe der Lötstoppmaske ist tatsächlich die Farbe, die wir häufig auf einer Leiterplatte sehen.
• Elektrischer Test
Keine Leiterplatte darf jemals das Werk verlassen, ohne dass ihre Funktionen überprüft wurden.Elektrischer Testhilft dabei, den Menschen zu vermitteln, dass die fertige Leiterplatte die Anforderungen und Funktionen des PCB-Designs vollständig erfüllt.
Nun, die größte Entfernung in der Welt besteht nicht zwischen dem PCB-Designer und dem PCB-Hersteller, sondern dann, wenn der PCB-Designer eine großartige Idee hat, diese jedoch vom PCB-Hersteller nicht richtig verstanden werden kann. Wenn jedoch PCB-Designer ihre Designdateien detailliert vorbereiten und sie so präsentieren, dass sie vom PCB-Hersteller vollständig verstanden werden, und der PCB-Hersteller sich bemüht, sich ausschließlich nach ihrem Design zu richten, wird die Entfernung nicht groß sein.
Hilfreiche Ressourcen:
•Wie man einen Leiterplattenhersteller oder einen Leiterplattenbestücker bewertet
•Die optimalen Möglichkeiten zur Nutzung von Chinas EMS-Ressourcen, um das bestmögliche Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung von Elektronikherstellern zu erzielen
•Umfassender Leiterplatten-Fertigungsservice aus China
