Teil 2: Dokumentation der Leiterplattenspezifikation für Ihre Stammzeichnung

Zachariah Peterson
|  Erstellt: February 16, 2022  |  Aktualisiert am: August 12, 2022
Teil 2: Dokumentation Ihrer Stammzeichnung

In Teil 2 unseres Tutorials zu Design-Ausgabedateien erfahren Sie alles, was Sie über die Anfertigung einer vollständigen und fachlich korrekten Stammzeichnung wissen müssen.

Die Stammzeichnung ist der kritischste Teil der Design-Dokumentation und vermittelt alle wichtigen Details, die zur Herstellung der Leiterplatte erforderlich sind. Zwar werden sich diese Dokumentationsanforderungen je nach den Designspezifikationen Ihrer Leiterplatte ändern, aber unabhängig davon besteht das Hauptziel darin, die Designabsicht klar zu vermitteln und Verzögerungen bei der Fertigung zu vermeiden.

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Die Stammzeichnung entspricht einer Art Handbuch für Ihre Leiterplatte, sie enthält alle für die Fertigung relevanten Details und Anweisungen. Es gibt spezifische Anforderungen, die Sie in jede Stammzeichnung aufnehmen sollten.

Anforderungen der Stammzeichnungsklasse

Die Kommunikation grundlegender Informationen über das Design sowohl an den Hersteller als auch an die Interessenvertreter verringert das Risiko einer Fehlkommunikation der Designabsichten. Es wird dringend empfohlen, diejenigen optionalen Blöcke zu verwenden, die am besten zu den Anforderungen Ihres Projektes passen, um die Ordnung Ihrer Design-Dokumentation zu erleichtern. Eine gut geordnete Dokumentation macht es einfacher, die Designabsicht dokumentübergreifend widerzuspiegeln. Nachdem wir uns nun mit der Benennung und Ordnung unserer Dokumente beschäftigt haben, werfen wir einen Blick auf den Inhalt der Stammzeichnung.

  • Klasse 1 – Für diese Klasse wird lediglich das Leiterplattenlayout benötigt, das als Stammzeichnung dient. Es müssen allerdings noch Anmerkungen mit erforderlichen Informationen für den Hersteller beigefügt werden. Die Notizen sind jedoch nicht erforderlich, um eine Klasse-1-Inspektion zu bestehen.
  • Klasse 2 – Alle Produkte der Klasse 2 erfordern eine Stammzeichnung, die die physikalischen Abmessungen der Leiterplatte klar beschreibt und die folgenden Angaben enthält:
    • Mustermerkmale, die nicht durch Lochgröße oder -position gekennzeichnet sind, müssen explizit durch Anmerkungen bemaßt oder durch ein Gittersystem beschrieben werden.
    • Die Beschichtungsdicke und die Metallisierung der Leiterplatte müssen spezifiziert werden.
    • Bei Bedarf können Qualitätskontrollmarkierungen in die Stammzeichnung aufgenommen werden.
  • Klasse 3 – Diese Arten von Leiterplatten erfordern die umfangreichste Dokumentation und müssen die in der folgenden Tabelle aufgeführten Angaben enthalten. Auch Fertigungsprozesse wie Bohren, Metallisierung oder Ätzen müssen einbezogen werden.

Angaben zur Leiterplatte

  • Art, Größe und Form
  • Leiterplattendicke
  • Verwindung, einschließlich Toleranzen
  • Lagenaufbautabelle

Materialien

  • Art und Qualität des Materials; gegebenenfalls Farbe
  • Kennzeichnungsfarben

Lochdetails

  • Bohrtabelle
  • Bohrmuster
  • Vias

Kennzeichnungen

  • Sicherheitskennzeichnungen (UL, ESD usw....)
  • Elektrostatische Entladung
    • Klasse 1 – Geräte, die empfindlich sind gegenüber Spannungen von 2.000 oder weniger
    • Klasse 2 – Geräte, die empfindlich sind gegenüber Spannungen von 2.001 bis 4.000
    • Klasse 3 – Geräte, die empfindlich sind gegenüber Spannungen von über 4.000
  • Kennzeichnungsfarben

Verarbeitungsbedingungen

  • Die Platzierung von Qualitätskonformitäts-Coupons oder Schaltkreisen
  • Prozessspezifikationen und Toleranzen

Designkonzepte

  • Position der Testpunkte angeben
  • Das verwendete Gittersystem angeben, unabhängig davon, ob es metrisch oder imperial ist.
  • Bezugspunkte

Dokumentation

  • Notizen auf dem ersten Blatt angeben oder auf solche Notizen auf dem ersten Blatt verweisen
  • Überarbeitung des Artwork
  • Callouts
  • Für jede Lage der Leiterplatte Musterzeichnungen hinzufügen

Die Informationen in der obigen Tabelle werden in den Abschnitten ausführlich dargestellt, um Ihnen ein vollständiges Verständnis der Anforderungen für jeden Eintrag zu vermitteln.

Angaben zur Leiterplatte

Die Angaben zur Leiterplatte definieren die Komplexität und Struktur der Leiterplatte.

Leiterplattenart

Der Fortsetzungsblatt-Block wird für die nächsten Blätter nach der ersten Seite verwendet. Ein Fortsetzungsblatt-Block muss, wie in der Beispielzeichnung unten gezeigt, in der rechten unteren Ecke der Seite platziert werden und sollte Folgendes beinhalten:

  • Typ 1 – Einseitig bestückt
  • Typ 2 – Zweiseitig bestückt
  • Typ 3 – Mehrlagige Leiterplatten, nur mit Durchkontaktierungskomponenten
  • Typ 4 – Mehrlagige Leiterplatten, mit Durchkontaktierungs-, Blind und/oder Buried Vias
  • Typ 5 – Mehrlagige Leiterplatten mit Metallkern, nur mit Durchkontaktierungskomponenten
  • Typ 6 – Mehrlagige Leiterplatten mit Metallkern, mit Durchkontaktierungs-, Blind und/oder Buried Vias

Abmessungen der Leiterplatte

Die Abmessungen der Leiterplatte sind ein umfangreiches Thema, das einen eigenen Leitfaden erfordert. Dieser Leitfaden wird deshalb nur auf einige wenige Kernpunkte eingehen, die im Folgenden aufgeführt sind. Für einen detaillierteren und vollständigeren Blick auf die Abmessungen verweisen wir auf IPC-C-300[7-3] und ASME-Y-14.57-2].

Leiterplatte mit Abmessungen

  • Es ist ratsam, jeder verwendeten Abmessung eine Toleranz hinzuzufügen.
  • Die Definition einer Zeichnung mit unnötigen Abmessungen sollte vermieden werden.
  • Eine Zeichnung sollte deutlich bemaßt werden, so dass es nur eine mögliche Auslegung gibt.
  • Die Abmessungen sollten so angeordnet werden, dass eine maximale Lesbarkeit gewährleistet ist.
  • Die Dimensionierung sollte ohne Angabe von Fertigungsmethoden erfolgen, z. B. welche Art von Bohrer beim Erzeugen eines bestimmten Lochs verwendet werden soll.
  • Es sollte ein Ursprungspunkt angegeben werden, der als Bezugspunkt dient.
  • Lineare Abmessungen sollten in der Mitte einen Zahlenwert verwenden, der mit Pfeilen in beide Richtungen gekennzeichnet ist.

Löcher mit Abmessungen

Callouts

Ein Callout verbindet ein Element mit relevanten detaillierten Anmerkungen. Callouts werden in der Regel eingesetzt, um auf eine spezielle Komponente aufmerksam zu machen oder wenn es darum geht, Anmerkungen auf engem Raum bereitzustellen. Ein Beispiel eines Callouts, das sich auf die Anmerkungen aus dem Titelblock bezieht, ist in Abbildung 76 unten zu sehen.

Callout zu Notizen aus Schriftfeld

Verwindung

Die Anmerkungen bzgl. Verwindung geben Auskunft darüber, wie flexibel oder langlebig eine Leiterplatte ist. Hierbei wird getestet, in welchem Maß eine Leiterplatte gebogen werden kann, ohne zu brechen. Die Anforderung bezüglich der Verwindung sollten in der Stammzeichnung angegeben werden. Ein Beispiel dafür finden Sie in den Beispielanmerkungen (Anmerkung Nummer 11) am Ende dieses Abschnitts.

Lagenaufbau der Leiterplatte

Die Lagenaufbau-Legende umfasst Details zu den einzelnen Lagen der Leiterplatte. Es wird empfohlen, die fünf Spalten (Lage, Material, Dicke, Typ und Gerber) in jedes Projekt aufzunehmen, um die Dokumentation designübergreifend konsistent und schlank zu halten.

Lagenaufbau-Legende

Materialien

Der Abschnitt Materialien definiert, welche Materialien im Abschnitt Anmerkungen der Stammzeichnung zu erwähnen sind. Er sollte Folgendes angeben:

Auch das Material für die Kennzeichnungsfarben ist anzugeben. Wenn die Kennzeichnungsfarbe leitfähig ist, muss sie ordnungsgemäß von der Schaltung isoliert werden, indem sie von anderem Kupfer entfernt platziert oder mit einer Beschichtung versehen wird.

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Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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