Arbeiten nach Rezept im PCB-Design: Die PCB-Fertigungszeichnung

Bild selbstgemachter Crème Brûlée

Vor ein paar Jahren habe ich meine Frau zu ihrem Geburtstag mit einer selbstgemachten Crème Brûlée überrascht. Sie war völlig von den Socken, schließlich waren meine Fähigkeiten in der Küche damals auf gekochte Eier und verbrannten Toast beschränkt. Bevor ich es versuchte, habe ich etwas Zeit damit verbracht, ein Rezept mit klaren Anleitungen zu finden. Mit dem Rezept, das mich durch jeden einzelnen Schritt führte, kochte ich mich zum Helden des Tages.

Im Nachhinein ist mir klar, dass es nicht viel zu verlieren gab, wenn ich es vermasselt hätte. Wir wären zwar enttäuscht und ohne Crème Brûlée dagestanden, doch das hätte der Feier keinen Abbruch getan. Bei der Leiterplattenherstellung steht dagegen viel mehr auf dem Spiel. Ein schlechter Leiterplattenentwurf kann die Kosten in die Höhe treiben und sogar Ihren Job gefährden. Sobald Sie die Leiterplatte aus der Hand geben, müssen Sie dem PCB-Hersteller vertrauen. Wenn Sie nicht gerne blind vertrauen, können Sie Vorkehrungen für den Erfolg treffen, indem Sie mit der Fertigungszeichnung klare Anweisungen geben.

Eine schlechte Zeichnung kann Ihren Fertigungsprozess verlangsamen oder sogar dafür sorgen, dass die ganze Leiterplatte zurückgerufen wird. So wie ein Rezept mit den Grundzutaten beginnt, wird auch Ihre Fertigungszeichnung einige Grundzutaten brauchen. Zusätzlich werden einige zusätzliche Funktionen erforderlich sein, die eine Besonderheit der von Ihnen entworfenen Leiterplatte sind. So wie ein guter Koch fachmännisch seine Küchenwerkzeuge nutzt, um seine Meisterwerke zu kreieren, werden wir sehen, wie Sie dasselbe mit den CAD-Werkzeugen tun können, die Sie für den Entwurf Ihrer Leiterplatte verwenden. Öffnen wir also ohne weitere Verzögerung den Ofen und sehen nach, was da am Kochen ist.

Bestückungsbereite PCBs direkt nach der Fertigung

Die Fertigungszeichnungen – Beispiele für die Grundzutaten

So wie Crème Brûlée nur aus Eiern, Sahne und Zucker besteht, kann eine Fertigungszeichnung ebenfalls auf eine Handvoll Grundanweisungen reduziert werden. Es folgen einige der direktesten und wichtigsten Dinge, die mit ihrer Zeichnung zu vermitteln sind: 

Leiterplatten-Umriss: Dies ist der Umriss Ihrer PCB inklusive aller Schlitze, Ausschnitte oder anderer Eigenschaften, die der Hersteller realisieren muss. Denken Sie daran, dass dies keine Zeichnung für die Bestückung der Leiterplatte ist, daher müssen die mechanischen Elemente, die die Schlitze und Ausschnitte benötigen, nicht wiedergegeben werden.

Bohrlochpositionen: Jedes Loch, das in die Leiterplatte gebohrt wird, sollte auf dem PCB-Umriss gezeigt und mit eindeutigen Symbolen wiedergegeben werden. Obwohl Ihr Hersteller zur Bestimmung der Lochposition die Bohrdatei nutzen wird, die Sie Ihm schicken, werden die Bohrsymbole hier als Bezugspunkte benötigt.

Bohrdiagramm: Dieses Diagramm, auch „Bohrplan“ genannt, identifiziert jedes Bohrungssymbol mit der finalen Lochgröße und -anzahl. Der Hersteller kann damit bestimmte Lochgrößen in der Fertigungszeichnung ganz einfach finden.

Abmessungen: Sie sollten die Gesamtlänge und -breite Ihrer Leiterplatte durch das Hinzufügen von Dimensionen vermerken. Dasselbe gilt für die Abmessungen und Lage aller Schlitze, Ausschnitte oder anderen einzigartigen Eigenschaften des Leiterplatten-Umrisses.

Lagenaufbau-Ansicht: Dies ist eine Seitenansicht der Leiterplatte, um den tatsächlichen Lagenaufbau der Leiterplatte darzustellen. Mit Hinweisen können Sie die Zusammensetzung und Breite der Leiterplattenlagen genauso wie das Prepreg und die Kerne zwischen den Lagen detailliert angeben.

Herstellungsnotizen: Dabei handelt es sich um die eigentlichen Bauanweisungen, die Sie der Fertigungszeichnung in Textform hinzufügen. Sie umfassen die grundlegenden Herstellungsanweisungen, Verweise auf Industrienormen & Spezifikationen sowie die Positionen besonderer Merkmale.

Zeichnungsidentifizierung: Üblicherweise enthält die Übersichtszeichnung Platz für die Zeichnungsnummer, die Revisionsstufe, den Namen der Leiterplatte, Firmeninformationen und das Erstelldatum.

Anspruchsvollere Elemente: Glasieren, Sautieren, Anrichten

Ob es nun um das Karamellisieren der Zuckerschicht oder das Abkühlen der Sahne vor dem Servieren geht: Die anspruchsvolleren Elemente verleihen jedem Prozess erst wirklich seinen Geschmack. Hier sind einige Möglichkeiten, Ihre Fertigungszeichnung mit noch mehr Klarheit zu versehen.

• Erweiterte Ansichten: Sie können vergrößerte Momentaufnahmen bestimmter Merkmale Ihrer Leiterplatte außerhalb des Leiterplatten-Umrisses einfügen und durch einen Pfeil mit der jeweiligen Position auf der Leiterplatte verbinden. Dank der vergrößerten Ansicht haben Sie die Möglichkeit, mehr Details zu den Abmessungen dieser einzelnen Merkmale zu zeigen, als Sie das auf dem normalen PCB-Umriss könnten.
• Zusätzliche Leiterplatten-Umrisse: Möglicherweise möchten Sie zusätzliche Bilder des Leiterplattenumrisses anzeigen, um die Lage vergrabener Bohrlöcher zu zeigen. Auf dichten Leiterplatten und solchen, bei denen vergrabene Bohrungen übereinander liegen, kann es verwirrend sein, alle diese Bohrungen in der Hauptumrisszeichnung aufzuzeigen. Je nach der Größe Ihrer Leiterplatte können diese sekundären Umrisse auf zusätzlichen Seiten der Zeichnung angezeigt werden.

Erstellen Sie Ihre Fertigungszeichnungen direkt aus Ihrer PCB-Layoutsoftware heraus

Wie Ihnen Ihr PCB-Layoutwerkzeug helfen kann

Als ich mit dem Design von Leiterplatten begann, waren die Zeichenfunktionen der alten CAD-Systeme, die ich benutzte, extrem primitiv. Einige der Leiterplatten-Daten, wie etwa die Bohrpositionen, waren zwar verfügbar, aber die meisten Zeichenelemente waren von Hand zu erstellen. Ich musste also sehr viel Zeit mit dem Erstellen von Leiterplatten-Umrissen, Detailansichten und anderen Zeichnungselementen verbringen. Zum Glück können Sie Ihre Fertigungszeichnung mit den Zeichnungsfunktionen der heutigen PCB-CAD-Systeme einfacher erstellen.

Sie beginnen mit einem leeren Zeichnungsformat, das Sie entweder aus einer Bibliothek ziehen oder automatisch generieren, und kombinieren dies mit Ihrer Designdatenbank. Herstellungshinweise können problemlos erstellt und der Zeichnung hinzugefügt oder aus einer Datei importiert werden. Bohrdiagramme werden automatisch erstellt und durch die auf der Leiterplatte benutzten Bohrungsgrößen ergänzt. Außerdem können zahlreiche Dimensionierungs-Modi durch einfache Mausbefehle auf die jeweiligen Merkmale angewendet werden.

Falls Sie Ihre Fertigungszeichnung immer noch von Hand erstellen, sind Sie es sich schuldig, nach einer Layout-Software mit fortschrittlichen Funktionen zur Zeichnungserstellung Ausschau zu halten. Da die Zeichnungen mit der Designdatenbank verknüpft sind, werden jegliche Änderungen im Entwurf sofortig in die Zeichnung übernommen. Das hilft Ihnen nicht nur bei der Minimierung Ihres Arbeitsaufwandes, sondern auch beim Vermeiden manuell erzeugter Zeichnungsfehler.

Mit all diesen Ideen im Hinterkopf können Sie effektiver arbeiten und präzisere Zeichnungen anfertigen. Als kleinen Bonus bekamen Sie sogar noch Teile des Rezepts für Crème Brûlée (ich empfehle trotzdem, einem Rezept zu folgen!). Altium Designer ist eine PCB-Designsoftware , mit umfassenden eingebauten Funktionen zum Erstellen von Zeichnungen. Draftsman wird ihnen helfen, eine fehlerfreie Fertigungszeichnung anzufertigen, mit der Ihre Leiterplatten auf Anhieb richtig gebaut werden .

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