Vermeidung von Fehlern bei der PCB-Herstellung mit Siebdruckvorlagen

Siebdruckvorlage für eine Leiterplatte

Wenn Sie sich an die Olympischen Spiele von 1996 erinnern, dann kennen Sie sicher das starke Finish von Kerri Strug. Sie vollendete ihren zweiten und letzten Sprung mit einem verletzten Knöchel, holte die Goldmedaille für das US-Team und demonstrierte damit, wie wichtig es ist, bis zum Schluss durchzuhalten. Dennoch kennen wir alle die Versuchung, sich am Ende eines Projektes zu entspannen und in unserer Aufmerksamkeit nachzulassen – sogar beim PCB-Design. Zu den letzten Arbeiten vor der Freigabe eines Designs für die Fertigung gehören Anpassungen an den Siebdruckvorlagen und Referenzbezeichnern für die Platine. Allerdings wird dieser Schritt meist nicht mit der gleichen Sorgfalt wie der Rest des Designs durchgeführt. Dies kann dazu führen, dass das Design vom Hersteller abgelehnt und zur Korrektur an den Designer zurückgesandt wird. Sehen wir uns einige der möglichen Probleme beim Leiterplatten-Siebdruck und die Möglichkeiten zu ihrer Vermeidung durch den Designer an.

Sorgen Sie, wie diese Turnerin, für ein starkes Finish.

Welche potenziellen Probleme gibt es beim Leiterplatten-Siebdruck?

Sie fragen sich wahrscheinlich, was eigentlich schief gehen kann. Es folgen deshalb einige der Konsequenzen, wenn Sie vor der Freigabe Ihres Designs keine abschließenden Anpassungen an der Siebdruckvorlage machen.

Falsch dargestellte Bauteile: Wenn die Siebdruckvorlage die geplanten Bauteile nicht genau wiedergibt, kann dies die Techniker verwirren, die das Debugging oder die Modifikationen durchführen. Es kann um eine Form gehen, die das zugehörige Bauteil falsch darstellt, oder Pin-Nummern und Polaritätsanzeigen, die sich an den falschen Pins befinden. Sie können sich den Schreck der Leiterplatten-Techniker sicher vorstellen, wenn sie den Pluspol eines Kondensators prüfen und herausfinden, dass die Polaritätsbezeichnungen vertauscht wurden.

Unlesbarer Siebdrucktext: Wenn der Siebdrucktext nicht lesbar ist, braucht der Techniker mehr Zeit für das Interpretieren der Referenzbezeichner. Das passiert oft aufgrund der Verwendung zu kleiner und daher nicht lesbarer Schriftgrößen oder falscher Schriftstärken. Zu geringe Schriftstärken werden nicht richtig auf die Leiterplatten gedruckt, zu große blähen die Linien der Buchstaben auf und machen diese damit ebenfalls unleserlich.

Platzierung von Referenzbezeichnern an den falschen Bauteilen: Manchmal landen die Referenzbezeichner an den falschen Bauteilen. Das kann passieren, wenn ein Bauteil, aber nicht der Referenzbezeichner bewegt wird, oder es kann ein Fehler seitens des Designers sein. In jedem Fall werden die Techniker, die die Platinen testen, am Ende Bauteile prüfen, die nicht mit denen auf dem Schaltplan übereinstimmen.

Platzierte Referenzbezeichner werden von bereits bestückten Bauteilen verdeckt: Wir haben es schon oft erlebt, dass Referenzbezeichner für den Siebdruck unter bestückten Bauteilen gelandet sind. Manchmal ist das in dicht bestückten Designs unumgänglich, aber wir sollten wirklich versuchen, es nicht dazu kommen zu lassen. Stellen Sie sich auch hier die Techniker vor, die sich abquälen, „C143“ in Ihrem Design zu finden, wenn der Referenzbezeichner gar nicht sichtbar ist.

Siebdrucktinte überzieht Metallteile oder läuft in Bohrungen: Siebdrucktinte, die blankes Metall bedeckt, wie z. B. oberflächenmontierte Pins oder Durchkontaktierungen, kann tatsächlich dazu führen, dass eine Platine verschrottet werden muss. Ebenso wenig helfen Siebdruckelemente, die mit anderen Siebdruckelementen kollidieren, oder Siebdruck, der außerhalb der Umrandung der Platine landet, was niemandem hilft.

Arbeiten Sie mit Ihrem Hersteller zusammen mit Siebdruckvorlagen

Der erste Schritt zur Vermeidung von Fehlern dieser Art sollte es sein, sich mit den Siebdruck-Designrichtlinien  Ihres PCB-Herstellers vertraut zu machen. Hier finden Sie die Informationen zu den optimalen und minimalen Schriftgrößen und -stärken. Sie erhalten auch Abstands-Spezifikationen zu anderen Objekten beim Siebdruck, einschließlich blanker Metallteile und Durchkontaktierungen. Entscheidend für das Reduzieren von Herstellungsfehlern ist es, eine gute Kommunikation mit Ihrem Hersteller zu pflegen und vor der Freigabe des Designs zu wissen, wie er es haben will.

Packen wir's an!

Wie können Sie als Designer zur Minimierung von Siebdruckfehlern beitragen?

Sehen Sie sich Ihr Design einmal mit anderen Augen an, so als ob Sie der Verantwortliche für das Ändern und Debuggen Ihrer Leiterplatte wären. Eine große Hilfe bei dieser Überprüfung ist es, wenn Sie sich die Siebdruckvorlage für Ihr Design mit einer separaten Viewer-Software ansehen. Können Sie alle Referenzbezeichner sehen und lesen? Haben Sie Bauteile mit hoher Pin-Anzahl markiert, um Pin 1 zu finden? Haben Sie an den betreffenden Bauteilen die richtige Polarität angegeben? Wenn Sie den Siebdruck nicht lesen und interpretieren können, dann werden Ihre Techniker es ebenfalls nicht können.

Nutzen Sie die Siebdruck-DRCs in Ihrem CAD-System. Achten Sie auf Siebdruck auf blankem Metall, Siebdruck in Bohrungen und Siebdruck-Abstände zu anderen Objekten und Siebdruckelementen. Diese Überprüfungen können Ihnen viel Ärger ersparen.

Seien wir ehrlich: das Entwerfen einer Platine kann viel Spaß machen. Tatsächlich kann das abschließende manuelle Routing sehr erlösend sein, vor allem nach dem Vollenden einer anspruchsvollen Platzierung und kritischen Leiterbahnführung. Dennoch muss das Design für die endgültigen Ausgabedateien vorbereitet werden, was eine mühsame und monotone Aufgabe sein kann. Es ist nicht ungewöhnlich, dass PCB-Designer der Anpassung der Siebdruckvorlage und anderen mit der Ausgabe zusammenhängenden Aufgaben nicht ihre volle Aufmerksamkeit widmen, weil sie einfach nur mit dem Design fertig werden und zum nächsten Projekt übergehen wollen. Aber das Finish muss genauso stark sein wie bei einem olympischen Turner.

Möchten Sie mehr Ideen wissen, wie Sie Ihr Design mit den Siebdruck-DRCs abschließen können? Dann sprechen Sie mit einem Experten bei Altium.