Das Erstellen einer Design-Checkliste vor dem Layout kann Sie vor dem Scheitern Ihres PCB-Designs bewahren

Vor vielen Jahren bekam ich meinen privaten Pilotenschein. Nichts ist für mich schöner, als ein kleines Flugzeug zu steuern. Es ist geradezu berauschend, wenn das Flugzeug von der Startbahn abhebt und in den Himmel steigt. Wenn mir dann auch noch eine weiche Landung gelingt, habe ich das Gefühl eines triumphalen Erfolgs. Neben der reinen Freude am Fliegen sind mir in der Luft auch schon viele Ideen gekommen, und ich habe einige Lektionen gelernt. Unter anderem lernte ich, mich auf eine Checkliste zu verlassen.

Ich habe viele Unfallberichte von kleinen Flugzeugen gelesen. Eine häufige Unfallursache ist, dass etwas Wichtiges vergessen wurde. Deshalb hat man schließlich eine Checkliste: Damit man sich an Dinge erinnert, die für das Gelingen unabdingbar sind. Ich habe auch festgestellt, dass das Verwenden einer Checkliste beim Entwerfen einer Leiterplatte (PCB) mir dabei hilft, mich an wichtige Schritte zu erinnern, besonders während ich das Design für das Layout vorbereite.

Eine Design-Checkliste hilft Ihnen vor dem Layout, alle Informationen zu organisieren, auch wenn diese vielleicht nicht alle sofort verfügbar sind. Wenn Sie vor Beginn des Layouts den Zweck und die Parameter der PCB genau kennen, können Sie kostspielige Redesigns vermeiden. Sie können die Informationen, die Sie schon haben, und auch das, was Sie sonst noch benötigen, direkt auf Ihrer Checkliste festhalten. Durch Kenntnis der Details auf Ihrer Checkliste können Sie dafür sorgen, dass Ihr Design abhebt anstatt abzustürzen.

Design-Checkliste vor dem PCB-Layout: Ist der Schaltplan fertig?

Eines der ersten Dinge, die Sie entsprechend Ihrer Checkliste vor dem Layout machen sollten, ist sicherzustellen, dass der Schaltplan fertig ist. Das heißt allerdings nicht, dass er zu 100 % fertig sein muss. Häufig ist ein Schaltplan nur teilweise fertiggestellt, wenn das Design ins Layout geht. Um zu gewährleisten, dass der Schaltplan für das Layout bereit ist, muss dafür gesorgt werden, dass er in einem so akzeptablen Zustand ist, dass man fortfahren kann.

Schwierigkeiten beim Layout kann es geben, wenn im Schaltplan noch überflüssige Schaltkreise zurückgeblieben sind. Dies kann passieren, wenn Teile des Schaltplans aus einem anderen Design kopiert oder überflüssige Schaltkreise nicht gelöscht wurden. Diese überflüssigen Teile der Schaltung können unbeabsichtigt Netze oder Bauteile verändern. Ich habe Layouts gesehen, die nach einer zusätzlichen Versorgungslage verlangten, weil versehentlich ein überflüssiges globales Stromversorgungs-Symbol im Schaltplan verblieben war. Ebenso habe ich erlebt, dass zu viele Bauteile platziert wurden, weil nicht benötigte Gates nicht aus dem Schaltplan entfernt wurden.

Vermeiden lässt sich dies, indem sie darauf bestehen, dass der Schaltplan vor dem Layout eine Überprüfung durchläuft. Dadurch können andere, unvoreingenommene Mitarbeiter einen Blick auf das Design werfen. Häufig werden dabei solche einfachen, vom eigentlichen Designer übersehenen Probleme erkannt. Sobald die Überprüfung abgeschlossen ist, können Sie diesen Punkt auf Ihrer Checkliste abhaken.

^{Verwenden Sie vor dem Layout eine Checkliste, um Ihr PCB-Design erfolgreich vom Schaltplan zum Layout zu bringen.}

Haben Sie alle für das Layout benötigten Informationen zu Ihrem PCB?

Bevor Sie mit dem Layout beginnen, sollten Sie einige grundlegende Design-Informationen haben. Wenn diese Informationen auf der Checkliste stehen, ist das die Bestätigung für ihr Vorhandensein – wenn nicht, wird damit ihr Fehlen dokumentiert. Hier sind einige Dinge, die Sie wissen sollten:

• Leiterplattenspezifikationen: Sie müssen die Parameter für die Leiterplattenumrandung kennen, bevor Sie beginnen. Nach dem Beginn des Layouts vorgenommene Änderungen können sich erheblich auf Ihr Design auswirken.
• Lagenaufbau: Ihr Layout wird stark vom Lagenaufbau der Leiterplatte beeinflusst. Das Hinzufügen und Entfernen von Lagen während des Layouts ist ein schwieriges Unterfangen.
• Designtechnologien: Bevor Sie beginnen, müssen Sie wissen, was Sie entwerfen. Wird dieses Design High-Speed-, HF- oder andere besondere Technologien beinhalten? Gelten für diese Leiterplatte spezielle Anforderungen an das Stromversorgungs-Layout? Diese Fragen müssen beantwortet werden, bevor Sie beginnen, damit Sie später nicht wieder zurückgehen und vieles neu machen müssen.

^{Eine ausreichende Vorbereitung vor dem Beginn des Layouts ist der beste Garant für ein erfolgreiches PCB-Design}

Ist Ihre Design-Datenbank bereit, um mit dem Layout zu beginnen?

Ich habe viele Designer gesehen, die sich in das Layout stürzten, ohne wirklich startbereit zu sein. Wenn Sie am Beginn des Designs nicht alles gut organisiert haben, werden Sie vielleicht feststellen, dass Sie ohne Motor fliegen. Wenn Sie beispielsweise ein Design mit einem falschen Bauteil-Footprint begonnen haben, müssen Sie möglicherweise wichtige Teile der Leiterplatte neu entwerfen, um den richtigen Footprint in das Design zu integrieren. Diese Layout-Aspekte sollten Sie beachten, bevor Sie beginnen:

• Footprint-Bibliotheken: Wie bereits erwähnt, kann ein falscher Footprint später zu Problemen führen. Sie müssen am Beginn des Designs nicht alle korrekt sein, aber Sie müssen wissen, welche dann später vielleicht aktualisiert werden müssen. So können Sie Platz für Änderungen lassen oder sogar mit der Platzierung dieser Bauteile warten, bis sie korrekt sind.
• Leiterplattenumrandung: Wie bei den Bauteil-Footprints müssen Sie wissen, ob Ihre Leiterplattenumrandung fertig ist oder nicht. Falls sie sich ändert, müssen Sie darauf vorbereitet sein.
• Designregeln und -vorgaben: Vor Beginn des Layouts müssen Sie so viele Designregeln und -vorgaben wie möglich festlegen. Das wird Sie davor bewahren, später zurückzugehen und kritische Bereiche der Leiterplatte neu zu entwerfen, um Leiterbahnbreiten und Abstände zu korrigieren.

Mit einer komplett abgehakten Checkliste wissen Sie vor Beginn des Layouts genau, was auf Sie zukommt.

Eine PCB-Designsoftware wie Altium Designer verfügt über Platzierungs- und Routingfunktionen, die gut zusammen mit Ihrer PCB-Design-Checkliste vor dem Layout funktionieren. Während Sie die Liste durchgehen, können Sie ganz einfach sowohl im Schaltplan als auch im Layout sehen, was Sie schon haben und was Sie noch benötigen, um mit dem Layout fortzufahren.

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