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    David Marrakchi
    |  June 27, 2017

     

    Wenn die Entwicklungsphase abgeschlossen ist, hat man schon mal einen Grund zum Feiern. Sie haben gerade die letzten Hürden in Ihrem PCB-Projekt überwunden – egal, ob Sie sich Mengen für neue Bauteile gesichert, die Umweltprüfungen abgeschlossen oder grünes Licht von Ihrem EMV-Ingenieur erhalten haben. Ihre Platine trägt nun den Status „Freigegeben“ und alle nötigen Unterschriften sind vorhanden. Zeit für die Übergabe an die Produktion. Eigentlich sollte die Umwandlung Ihrer Design-Spezifikationen in verwertbare Dateien für Ihren PCB-Hersteller ganz einfach vonstatten gehen, aber in Wirklichkeit ist das nie der Fall.

    Es braucht nicht viel, um den Produktionsprozess aus der Bahn zu werfen. Wenn nur ein Stück der Dokumentation fehlt, ist vielleicht schon eine Diskrepanz zwischen Ihren Vorgaben und Ihrer Dokumentation gegeben. Gerade in der Herstellungs- und Bestückungsdokumentation für PCBs gilt das alte Sprichwort „Der Teufel steckt im Detail“. Mit einer einheitliche Informationsquelle, in der alle Geschehnisse im Projekt für mehrere Beteiligte festgehalten wurden, wird es umso besser, je mehr Details vorhanden sind. Wenn Sie alle Tools zur Verfügung haben, um sich durch diesen Prozess nach dem Design zu navigieren und die notwendigen Herstellungsdateien zu erzeugen, brauchen Sie sich keine Sorgen zu machen. Mit diesen Vorkehrungen wird der Hersteller nicht mehr auf Rätselraten angewiesen sein, was Sie am Ende mehr kosten, die Produktion verzögern oder sogar zur Herstellung eines nicht konformen PCB führen kann. Zur Übertragung Ihrer Design-Intention von der digitalen in die echte Welt müssen Sie zunächst verstehen, wie eine vollständige Dokumentation für Ihren Hersteller auszusehen hat.

    Grundlegendes über Herstellungsdateien

    Aus der Sicht des Herstellers ist es ein großer Fehler, wenn Ihrem Paket ein Teil der Dokumentation fehlt, auf das in Ihren Design-Dateien verwiesen wird. Eine unvollständige Produktionsdokumentation wird Ihr Projekt höchstwahrscheinlich verzögern, weil das Problem zuerst geklärt werden muss. Hier ist also eine Liste aller Ausgabedatei-Kategorien, die Sie kennen sollten:

    Sie sollten nicht nur dafür sorgen, dass Ihr Paket für die Produktionsdokumentation vollständig ist, sondern müssen auch bedenken, dass Ihr Hersteller das Paket in einem für die PCB-Branche gängigen Format braucht.

    Die beliebtesten Dateiformate für PCB-Designs sind Gerber (entweder die Standardvariante RS-274-D oder die erweiterte Version RS-274X), ODB++ und Excellon. Positiv ist, dass die meisten CAD-Systeme Ihre Design-Daten in einem dieser Formate erzeugen oder exportieren können. Und es ist immer zu empfehlen, mit dem Hersteller genau abzustimmen, welche Herstellungsdateien in welchem Format benötigt werden, bevor Sie etwas verschicken. Obwohl es Ausnahmen gibt, sollten Sie eine Sache unbedingt vermeiden: Dem Hersteller das Design in Ihrem internen CAD-Format zu schicken. Dieses Dateiformat ist oft extern nicht lesbar und kann nicht zur Platinenherstellung verwendet werden.

    Das sollten Sie liefern

    Was sollten Sie also mindestens in das Paket einbinden? Obwohl sich die Anforderungen je nach Hersteller unterscheiden können, gibt es ein Minimum an Unterlagen, das dieser von seinem Kunden braucht, um zu gewährleisten, dass alle auf demselben Stand sind:

    • Zu den PCB-Daten gehören:
      • Gerber-Daten
      • Bohrdaten
      • Netzlisten-Daten
    • Zu den PCB-Herstellungsanweisungen gehören:
      • Schlitz- und Lochgrößen
      • Platinenform
      • Abschließendes Kupfergewicht
      • Abschließende PCB-Dicke
      • Oberflächenveredelung
      • Siebdruckanforderungen
      • Lötmaskenanforderungen
    • Materialliste (BOM) mit folgenden Angaben:
      • Mengen
      • Referenzbezeichner
      • Beschreibung
      • Hersteller-Teilenummer

    Mit diesen Informationen kann Ihnen Ihr Hersteller einen halbwegs präzisen Kostenvoranschlag, verbunden mit einem voraussichtlichen Lieferdatum machen und – was noch viel wichtiger ist – Ihre Design-Intention verstehen und ein PCB fertigen, das Ihren Anforderungen entspricht.

    Komplettes Dokumentations-Datenpaket (Output-Job-Dateien)

    Was macht Ihr Hersteller eigentlich mit den Daten?

    Platinen werden üblicherweise in etwa 25 digital gesteuerten Schritten mit Produktions-Tools gefertigt. Einige Designer denken vielleicht, dass die von Ihnen geschickten Gerber-Dateien direkt den Fotoplotter steuern oder dass die Bohrdateien direkt von der Bohrmaschine verwertet werden. So einfach ist das aber leider nicht, wie sich bei den Nutzen immer wieder zeigt. Sehen wir uns einige der Faktoren genauer an.

    Der Lagenaufbau

    Der erste Schritt des Herstellers mit Ihrem Datensatz ist das Laden in sein CAM-System zur Nachbildung Ihres PCB-Modells. Dieses Modell steuert den Herstellungsprozess, sobald das System die Bilddateien umgewandelt hat. Deshalb müssen Ihre Daten alle Informationen, die die Funktionen jeder Datei definieren, ganz genau wiedergeben. Zum Beispiel muss klar sein, welche Lage die oberste, die unterste ist etc.

    Die Bohrdateien

    Diese Datei liefert geometrische Angaben zum PCB-Material, das entfernt bzw. beschichtet werden muss. Die Bohrmaschine muss die geometrischen Daten also im Standardformat lesen können, d. h., Durchmesser, Anfangs- und Endlage und mögliche Beschichtungen müssen angegeben sein.

    Die PCB-Form

    Ohne die PCB-Form und die Angabe der Platinenfläche lässt sich die Leiterplatte nicht herstellen. Ihre PCB-Form sollte eine geschlossene Kontur ohne Löcher sein. Sie sollten hier keine Löcher platzieren, da Ihre Bohrdatei bereits die Bohrschablone liefert und sonst verwirrende Dopplungen entstehen.

    Technische Zeichnung

    Obwohl sich jeder Hersteller auf Ihre digitalen Daten verlässt und diese in sein Tooling-System für die Produktion einspeist, sollten Sie auch die technischen Zeichnungen der Mechanik-Bauteile einbinden. Diese Zeichnungen werden vielleicht nicht zur digitalen Verarbeitung Ihres PCB benötigt, aber sie können bei Bedarf manuell von einem Techniker geprüft werden. Außerdem werden Zeichnungen niemals als Ersatz für Ihre digitalen Daten verwendet, egal ob es um Kupferlagen, Lötmasken, Legenden, Bohrschablonen oder sonstige Muster in Ihrem Design geht.

    Netzliste

    Sie sollten immer eine Netzliste in Ihr Dokumentationspaket packen. Warum? Weil eine Netzliste gewährleistet, dass Ihr Design korrekt in das CAM-System übertragen wird. Nachdem Ihre Herstellungsdaten in das CAM-System übertragen wurden, erzeugt dieses zuerst eine Netzliste aus dem Bild – die sogenannte Referenznetzliste. Aufgrund möglicher Fehler von Software oder Bediener wird diese Referenznetzliste oft vom CAM-Ingenieur mit den Job-Daten verglichen, um potenzielle Fehler aufzuspüren.

    Unklarheiten vermeiden

    Wenn Sie ein PCB-Designtool verwenden, bei dem Sie die Dokumentationsausgabe manuell generieren müssen, achten Sie genau auf die Dateien, die Sie ausgeben, und legen Sie diese an einem einzigen Ort ab. Einfach ausgedrückt, sollte ein komplettes PCB-Dokumentationspaket sämtliche von Ihrem Hersteller benötigten Dateien enthalten, und zwar in einem Dateiformat und so strukturiert, dass sie ohne Rätselraten interpretiert werden können. Alle überflüssigen oder fehlerhaften Dateien, auf die Ihr Hersteller stößt, resultieren in Verzögerungen bei Ihrem Herstellungsprozess. Und das ist schließlich das Letzte, was Sie wollen.

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    David currently serves as a Sr. Technical Marketing Engineer at Altium and is responsible for managing the development of technical marketing materials for all Altium products. He also works closely with our marketing, sales, and customer support teams to define product strategies including branding, positioning, and messaging. David brings over 15 years of experience in the EDA industry to our team, and he holds an MBA from Colorado State University and a B.S. in Electronics Engineering from Devry Technical Institute.

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