Ausgabedateien für Leiterplatten: eine Übersicht

Zachariah Peterson
|  Erstellt: December 20, 2021  |  Aktualisiert am: February 18, 2022
PCB-Ausgabedateien

Bevor Ihre Leiterplatte in die Produktion gehen und für die Bestückung vorbereitet werden kann, müssen Sie eine Reihe von Dateien für Ihren Hersteller generieren. Dies sind die Ausgabedateien für Ihr Leiterplattendesign, die auch als Herstellungs- und Fertigungsdaten, Bestückungsdateien und mit einigen anderen Begriffen bezeichnet werden. Hersteller und Bestücker verwenden verschiedene Sätze von Ausgabedateien, um Ihre Leiterplatte zu produzieren. Das Designteam muss diese generieren, bevor ein Angebot für ein Produkt erstellt werden und dieses in die Fertigung gegeben werden kann.

Bevor Sie Ihre Designdatei per E-Mail an Ihren Hersteller senden, sollten Sie sich erkundigen, welche Herstellungs- und Bestückungsdateien benötigt werden. Wenn Sie neu in diesem Bereich sind, nehmen Sie sich etwas Zeit, um sich unten mit den grundlegenden Dateierweiterungen für die Leiterplattenfertigung vertraut zu machen.

Liste der gängigen Ausgabedateien für Leiterplatten

Nachstehend finden Sie eine Liste gängiger Herstellungsdateien für Leiterplatten. Möglicherweise müssen Sie nicht alle Dateien auf dieser Liste für jeden Hersteller generieren, aber es ist empfehlenswert, sie einmal alle zu erstellen. So können Sie sicher sein, dass Ihre Leiterplatte überall produziert werden kann.

  • Fertigungsdateien – Dateiformate zur Erstellung von Schablonen für die Produktion unbestückter Platinen umfassen Gerber RS-274-X/X2, IPC-2581 und ODB++. NC-Bohrdateien werden zum Programmieren von CNC-Bohrmaschinen verwendet, um Bohrlöcher in der unbestückten Leiterplatte zu platzieren.
  • Bestückungsdateien – Die beiden wichtigsten Dateien, die für die Bestückung benötigt werden, sind die Stückliste (BOM) und die Bestückungsdatei. Beide werden verwendet, um Teile und Platzierungen während der Bestückung aufeinander abzustimmen. Die für die Bestückung verwendete Pastenmaskendatei wird mit Ihren Fertigungsdateien erstellt.
  • Drucke und Zeichnungen – Fertigungs- und Bestückungszeichnungen sind wie die Blaupausen für Ihr Design und enthalten eine Fülle von Informationen. Normalerweise würden Sie diese Informationen in einem Angebotsformular angeben, aber die Erstellung einer Fertigungszeichnung stellt sicher, dass jeder Hersteller genau versteht, wie Sie die Platine fertigen lassen wollen.
  • STEP-Dateien und 3D-Drucke – Diese beiden Dateien gehören zusammen und ermöglichen es dem Bestücker, die Ausrichtung bestimmter Komponenten mit nicht standardisierten Gehäusen klar zu erkennen.
  • Testpunktbericht – Diese Datei enthält eine Reihe von Knoten, die für elektrische Messungen vorgesehen sind, entweder für Durchgangsprüfungen oder spezifischere In-Circuit-Tests.
  • Verschiedene Dateien – Es gibt einige verschiedene Dateien, die von bestimmten Herstellern angefordert werden. Dies können Ihre Schaltpläne, Ihre Netzliste, Fotoplot-Dateien für mechanische Lagen (z. B. Gerber) oder andere Berichte mit Kommentaren und Back-Drill-Anforderungen sein.
  • Binärdateien und Testdokumentation – In der Großserienfertigung kann es bei einigen Produkten erforderlich sein, die Binärdateien in der Produktionslinie zu flashen und anschließend auf Funktion zu testen. So kann sichergestellt werden, dass jedes Produkt, das die Fertigung verlässt, voll funktionsfähig ist. Diese Anforderungen müssen spezifiziert werden, und möglicherweise muss eine Prüfvorrichtung geliefert werden, um die automatische Funktionsprüfung zu unterstützen.

Es fängt mit Fertigungsdateien und -dokumentation an

Bevor Ihr Entwurf in die Fertigung und Bestückung geht, müssen Ihre Fertigungsdateien zur DFM-Prüfung und Angebotsabgabe eingesandt werden. Ihr Hersteller prüft diese Dateien, um sicherzustellen, dass das Design seinen Möglichkeiten entspricht. Dies geschieht mit speziellerer CAM-Software, die Ihre Fertigungsdateien auf Abstände, Funktionsgrößen, Funktionsabstände und andere Aspekte des physischen Designs prüft, die in der Fertigung Probleme bereiten könnten. Meistens kommen in dieser Phase des Prozesses Gerber-Dateien zum Einsatz, aber jeder Hersteller sollte in der Lage sein, andere Standard-Fertigungsdateiformate (ODB++ oder IPC-2581) zu verwenden.

Gerber-Ausgabedatei für eine Leiterplatte
Ihr Hersteller prüft Ihre Fertigungsdateien, insbesondere Kupfer- und Maskenmerkmale in jeder Lage, um sicherzustellen, dass die Leiterplatte zuverlässig gefertigt werden kann.

Fertigungshinweise sind ebenfalls wichtig, da sie alle anderen Informationen enthalten, die für die Herstellung einer unbestückten Leiterplatte benötigt werden. Aspekte wie konforme Beschichtungen, Oberflächenbeschichtungen, spezifische zu verwendende Materialien (LPI-Lötstoppmaske usw.), Impedanzanforderungen, Ihre Lagenaufbau-/Materialspezifikationen und vieles mehr werden in Ihrer Leiterplattenherstellungszeichnung angegeben. Vollständige und eindeutige Herstellungshinweise tragen dazu bei, dass Ihr Design überall hergestellt werden kann.

Ihr Design muss möglicherweise auch von Ihrem Bestücker eingesehen werden, um sicherzustellen, dass es zuverlässig und ohne Mängel hergestellt werden kann. Ihre Bestückungszeichnung und Ihre Stückliste werden verwendet, um ein Angebot für die Leiterplatte zu erstellen und eine genaue Montage zu gewährleisten, sobald der Bestücker die blanken Platinen und die Komponenten erhält. Bestückungszeichnungen enthalten eigene Hinweise, die diesen Prozess unterstützen und jegliche Unklarheiten in der Fertigung beseitigen.

Zusätzliche Ausgabedateien

Zusätzliche Daten, die möglicherweise in der Fertigung benötigt werden, können etwa mechanische Modelle oder 3D-Drucke sowie MCAD-Daten für ein Gehäuse sein. Die erforderlichen Daten hängen sowohl vom Service des Herstellers als auch vom Umfang der Arbeiten ab. Bei der Bestückung müssen zum Beispiel einige Kondensatoren mit radialen oder axialen Anschlussflächen in einer sehr spezifischen Richtung auf die Seite gebogen werden; In Ihren 3D-Drucken und einer STEP-Datei kann das deutlich dargestellt werden.

STEP-Verbinder
Die Ausrichtung dieser Steckverbinder lässt sich leicht in einer STEP-Datei darstellen. Dies kann in Ihre Standard-Ausgabedateien für ihr Leiterplattendesign aufgenommen werden.

Eine weitere spezielle Bestückungsanforderung besteht bei Einpress- oder Quetschverbindungen, die nicht in einem Standard-Leiterplattenbestückungsverfahren montiert werden. Auch zu diesen Komponenten muss Dokumentation bereitgestellt werden, idealerweise in einer Bestückungszeichnung oder in einem spezifischen Anforderungsdokument. Wenn Sie unsicher sind oder mit einem neuen Hersteller zusammenarbeiten, sollten Sie dahingehend nachfragen und die richtigen Daten bereitstellen.

Dort, wo Dokumentation fehlt oder eine wichtige Fertigungs-/Bestückungsanforderung nicht ausdrücklich angegeben ist, wird Ihr Hersteller wahrscheinlich eine standardmäßige Funktion und Anforderung wählen, die für die meisten grundlegenden Designs verwendet wird. Wenn Sie sich keine Sorgen um Dinge wie Oberflächenbeschichtungen oder Lötstoppmasken machen, konzentrieren Sie sich einfach auf die Erstellung der Hauptdateien für die Fertigung und überlassen Sie den Rest Ihrem Hersteller. Verschiedene Unternehmen bieten unterschiedliche Servicestufen an und helfen Ihnen gerne bei der erfolgreichen Herstellung Ihrer ersten Leiterplatte.

Zusammenfassung

In der Vergangenheit mussten PCB-Designer die Ausgabedateien und Fertigungsdateien von Hand vorbereiten. Dafür mussten Informationen aus mehreren Designdokumenten zusammengestellt und die endgültigen Herstellungsdateien manuell vorbereitet werden. Moderne Designtools können dieses Datenpaket automatisch generieren. Dadurch sparen Sie Zeit und können die Designprüfungen schnell durchführen. Wenn Sie das nächste Mal ein neues Projekt planen, sollten Sie die besten CAD-Tools verwenden, um schnell ein Leiterplattenlayout zu erstellen und es für die Produktion vorzubereiten.

Liste an Ausgabedateien in Altium Designer
Dies ist eine kurze Liste der Dokumente, die Sie in Altium Designer erstellen können.

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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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