Platinenherstellung während des Designs mit Altium Designer.
Unabhängig davon, wie gut Ihr PCB-Design zur Erreichung Ihrer Betriebs- oder Leistungsziele sein kann, es muss es zuerst hergestellt werden. Obwohl Sie sich bei der Platinenherstellung auf einen PCB-Hersteller verlassen, beeinflusst Ihr Einsatz von Design for Manufacturing (DFM) die Durchlaufzeiten und die Qualität des Endprodukts erheblich. Die Möglichkeit, zu verfolgen, wie Ihre Platine während der Design- und Entwicklungsphase mit Altium Designer hergestellt wird, ermöglicht es Ihnen, die besten DFM-Spezifikationen anzuzeigen und zu implementieren und Ihrem PCB-Hersteller zu helfen, Ihre Platinen schnell und in hoher Qualität herzustellen.
ALTIUM DESIGNER
Das umfassende Softwarepaket, dass Ihnen die Verfolgung der Fertigung während des Platinendesigns ermöglicht.
Im Allgemeinen beginnt das PCB-Design mit der Auswahl der elektronischen Komponenten, in der Regel durch die Anordnung auf einem Schaltplan, der in der Lage ist, gemeinsam definierte Leistungskriterien zu erfüllen. Anschließend werden die Verbindungen zwischen diesen Komponenten innerhalb der Grenzen einer PCB-Struktur ausgelegt. Die Platinenherstellung verläuft in umgekehrter Weise. Zunächst wird die PCB-Struktur erstellt, die das Ätzen von Kupferbahnen und das Bohren von Löchern für Vias zur Bereitstellung der Verbindungswege einschließt. Dann werden die Komponenten durch Löten befestigt. Diese wichtigen Phasen der Entwicklung, des Designs und der Fertigung hängen von der Ausrichtung der für das Schaltungslayout verwendeten PCB-Struktur an der tatsächlich gebauten PCB-Struktur ab.
Es ist sehr wichtig, dass die physikalischen Einschränkungen der Fertigungs- und Bestückungsausrüstung und -prozesse Ihres PCB-Herstellers als Einschränkungen für das PCB-Layout-Design berücksichtigt werden. Der Prozess der Synchronisation der entworfenen PCB-Struktur mit der hergestellten PCB-Struktur wird als Design for Manufacturing (DFM) bezeichnet. Ein PCB-Software-Design-Paket, in dem Sie nachvollziehen können, wie Ihre Leiterplatte während des Designs hergestellt wird, ermöglicht Ihnen, notwendige Korrekturen und Änderungen problemlos vorzunehmen. Es ist ein unschätzbarer Vorteil für Ihren Hersteller, denn so können Ihre Platinen so schnell und so genau wie möglich hergestellt werden.
Wissen, wie Ihre Platine hergestellt wird, hilft Ihnen beim PCB-Layout.
In der Regel bestand die Entwicklung und die Herstellung von Platinen aus zwei verschiedenen und getrennten Phasen, in denen praktisch erst nach Abschluss des Platinendesigns eine Interaktion zwischen Designer und Hersteller stattgefunden hat. Diese mangelnde Zusammenarbeit ist weiterhin die Ursache für die vielen Probleme, die zu Neukonstruktionen von Platinen, langen Durchlaufzeiten und manchmal zu Platinenausfällen führen, wenn sie dann im dafür vorgesehenen Bereich eingesetzt werden.
In den letzten Jahren entstanden neue Paradigmen für PCB-Design und -Entwicklung aus der Erkenntnis, dass die Entwicklung verbessert werden kann, wenn die Designer den Prozess der Platinenherstellung besser kennen. Dies führte zu robusteren Software-Tools für das PCB-Design, die es ermöglichen, DFM-Regeln und -Richtlinien während des Designs in das Layout der Platine zu integrieren. Der Grad und die Genauigkeit, mit der dies geschieht, kann sich erheblich auf die Qualität Ihrer Platine auswirken. Aber nicht nur auf die Qualität, sondern auch darauf, ob sie überhaupt hergestellt werden kann.
Einfache Integration von Material- und Layout-Daten für die Fertigung Ihrer Platine mit AD-Tools
Der erste Schritt zur Herstellung Ihrer Platine ist die Fertigung. Die PCB-Herstellung besteht aus der Anfertigung der physikalischen Struktur, die sich aus dem Kern, dem Substrat, dem Prepreg und der Oberflächenbeschichtung oder der Lötstoppmaske sowie aus den Oberflächenbahnen und Bohrungen zusammensetzen kann, die Vias beinhalten können. Die Definition der Parameter für all diese Elemente ist eine Anforderung an den Designer.
Um die vielen Parameter, die die PCB-Fertigung beeinflussen, genau zu spezifizieren, ist ein Verständnis der Parameter und ihrer Bedeutungen erforderlich. Zusätzliche Überlegungen müssen sich mit dem Spezifikationsbereich oder der Toleranzen für diese Parameter befassen. Dies wird typischerweise durch die von Ihrem PCB-Hersteller verwendeten Geräte festgelegt. Darüber hinaus sind einige dieser Spezifikationen durch regulatorische Normen definiert.
Mit den vielen Einschränkungen für die Fertigung Ihrer Platine Schritt zu halten, kann eine gewaltige Aufgabe sein. Ihnen stehen jedoch Ressourcen zur Verfügung, um diese Belastungen zu verringern. Um präzises DFM zu integrieren, müssen Sie zunächst die spezifischen Toleranzen für die Geräte und Prozesse Ihres PCB-Herstellers kennen, da diese nicht generisch sind. Ihre andere Ressource ist die Möglichkeit, die DFM-Spezifikationen Ihres Herstellers für ein ordnungsgemäßes Kupfer- und Schichtmanagement zu erstellen.
Je nach Ihrem PCB-Design-Paket kann dies schwierig oder ganz einfach sein, wie dies bei Altium Designer der Fall ist, wo Ihnen eine Vielzahl von Tools zur Verfügung stehen, um Ihr PCB-Layout festzulegen.
- Das Verständnis der vielen Facetten der Platinenherstellung wird Ihnen helfen, bessere PCB-Layouts zu erstellen.
Erfahren Sie, wie Sie Ihr PCB-Layout für die Platinenherstellung am besten gestalten können.
- Die Komplexität von mehrschichtigen Platinen im Vergleich zu einschichtigen Platinen ist aus fertigungstechnischer Sicht wirklich bedeutend. Daher sollten Sie die Vor- und Nachteile jeder Platine kennen, bevor Sie diese Design-Entscheidung treffen.
Finden Sie heraus, wann Sie ein mehrschichtiges PCB-Design verwenden sollten und wann nicht.
- In einigen Fällen können Sie mit allgemein üblichen Schichtangaben auskommen. Wenn Sie jedoch Hochleistungs-, Hochgeschwindigkeits- oder andere spezielle PCBs entwickeln, reicht dies nicht aus, um sicherzustellen, dass Ihre Platine wie vorgesehen zuverlässig funktioniert. In diesen Fällen ist das Design Ihrer Platine für die Leistung zwingend erforderlich.
Erfahren Sie, wie Sie Ihr PCB-Lagenaufbau mit dem AD Stack Manager definieren.
- Unabhängig von den Design-Anforderungen Ihrer Platine können Sie diese mit dem PCB Rules and Constraints Editor von AD einfach spezifizieren. Darüber hinaus ist dieses Tool so aufgebaut, dass Sie bestimmte Parameter oder Phasen der PCB-Fertigung festlegen können.
Erfahren Sie, wie Sie der PCB Rules and Constraints Editor von Altium zu verwenden ist.
Der einfach zu bedienende PCB Rules and Constraints Editor von AD
Rüsten Sie sich dafür, intelligente Komponentenauswahl zu treffen, indem Sie verstehen, wie Ihre Platine bestückt wird.
Die letzte Stufe der PCB-Fertigung ist die Montage. In dieser Phase werden Ihre Komponenten auf der vorhergehenden Platine befestigt. Genau wie bei der Platinenherstellung gibt es Regeln und Richtlinien, die Sie angeben sollten. Diese Spezifikationen, die sich auf die Montage Ihrer Platine oder die Platzierung von Kupfer konzentrieren, werden als Design for Assembly (DFA) bezeichnet. Es ist ein Teil einer guten DFM-Nutzung.
Ob es so einfach ist, wie Ihre Lötstoppmaske zu befestigen oder arbeitsintensiver ist, wie z.B. in Nuancen zwischen Kupfer- und Schichtlayout einzutauchen, Platinen und deren Herstellungsprozess können ein turbulentes Unterfangen sein. Angefangen von den äußeren Schichten durch das Kupfer, über die Grundplatte bis hin zur potenziellen Verwendung von Eisenchlorid zum Ätzen, Sie werden eine Software benötigen, die mit Ihnen gemeinsam arbeitet. Denn Sie wollen eine Platine, die das richtige Kupfer dort hat, wo Sie es wollen.
Gutes DFA beginnt damit, dass es die Bedeutung der Wahl der Komponenten für die Bestückung ihrer Platine erkennt. Wenn Ihr Design beispielsweise die Durchstecktechnik für einige Komponenten und die Oberflächenmontagetechnik für andere verwendet, müssen mehrere Lötschritte in die Montage einbezogen werden, da die Methoden für jedes Bauteil unterschiedlich sind. Weiter ist wichtig, dass Sie wissen, wie und wo Ihre Komponentenbahnen angelegt sind und welche Typen von Steckverbindern Ihre Komponenten haben. Wenn diese Unterschiede nicht berücksichtigt werden, kann dies bei der Platinenherstellung sehr problematisch sein.
Das Fehlen guter DFA-Spezifikationen kann zu erheblichen Problemen führen.
Die PCB-Bestückung ist weitaus komplizierter als die einfache Befestigung von Bauteilen. Tatsächlich ist der Bestückungsprozess die letzte Stufe der PCB-Herstellung. Er muss daher mit allen Fehlern aus der Fertigungsphase fertig werden. Hier muss sichergestellt sein, dass Ihre Komponenten sicher verbunden sind, um eine maximale Signalübertragung und Haltbarkeit zu gewährleisten.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Komponentenverpackung. Wenn Sie sich für SMDs (Surface Mount Devices) mit Steckstiften entscheiden, kann es zu einem erheblichen Fanout kommen, was den verfügbaren Platz für Kupferbahnen auf der Oberfläche reduziert. Andererseits, wenn Sie Komponenten mit Pads unter dem Gerät auswählen, müssen Sie Vias einbeziehen, die Ihren PCB-Lagenaufbau beeinflussen und die je nach Verkupferung oder Füll- und Zelt- oder Verschlussoptionen, Probleme bei der Zusammenstellung aufwerfen können.
Für die Fertigung ist es auch wichtig, dass die Toleranzen für Abstand und Abstände ausreichend sind. Diese Spezifikationen bestimmen die Lotmaskierung, die während der Fertigung hinzugefügt wird. Sie hat jedoch Auswirkungen auf den Montageprozess. Lötmaskierung bietet Schutz vor unerwünschten Lötverbindungsbildungen, den so genannten Lötbrücken. Lötbrücken beeinträchtigen die Signalintegrität und können sogar Platinenausfälle und -schäden, wie z.B. Kurzschlüsse, verursachen. Lötmaskierung wird auch durch Ihre Spezifikationen für die Lötlösung beeinflusst, die festlegen, ob die Vias befestigt sind oder nicht. Lassen Sie sich von Lötbrücken nicht die Fähigkeiten Ihrer Platinen sabotieren und gestalten Sie Ihre Kupferkomponenten auf wirksame Weise.
Ihr Verständnis dafür, wie sich diese und andere DFA-Spezifikationen auf die Bestückung Ihrer Platine auswirken, wird die Qualität und Zuverlässigkeit Ihrer hergestellten Platine bestimmen. Mit Altium Designer können Sie die Wirkung Ihrer DFA-Spezifikationen während des Designs verfolgen. So können Sie vor der Fertigung alle notwendigen Korrekturen vornehmen und Platinenfehler oder Komponentenprobleme, einschließlich Verzug, vermeiden.
- DFA ist ein oft übersehener Aspekt eines guten DFM. Genauso wichtig wie die Sicherstellung, dass Sie genaue Spezifikationen erstellen, die sich auf die Zusammensetzung Ihrer Platine auswirken, ist jedoch, dass Sie das Gleiche für die Fertigung Ihrer Platine tun.
- Es gibt eine Reihe von Spezifikationen, die sich auf die Verwendung und Abdeckung der Lötmaske auswirken. Sie sollten sich mit diesen vertraut machen, da eine unzureichende Lötmaskierung zu erheblichen Problemen führen kann, einschließlich des Ausfalls von Platinen.
Erfahren Sie, warum Auswahl der Lötmaske und die Toleranzen wichtig sind.
- Der wahrscheinlich beste Weg, um ein Verständnis für die Bedeutung von DFA zu erlangen, ist das Verständnis der Schwere von Problemen, wie z.B. Bauteilverzug, die auftreten können, wenn sie nicht integriert werden.
Mit der 3D PCB-Ansicht von AD können Sie sehen, wie Ihre Platine hergestellt wird, während Sie sie entwerfen.
Gutes PCB-Design ist schlichtweg der erste Schritt zu einem erfolgreichen PCB-Design und -Entwicklung. Mit der effizienten und qualitativ hochwertigen Fertigung Ihrer Platinen wird der Prozess abgeschlossen. Die Fähigkeit Ihres PCB-Herstellers, die Fertigung und Montage Ihrer Platine zur Erreichung dieses Ziels durchzuführen, hängt zu einem großen Teil von Ihrer Einbeziehung genauer und effektiver DFM-Spezifikationen ab.
Ein leistungsstarker Fertigungsprozess gewährleistet, dass Ihre Platine ordnungsgemäß gedruckt wird. Das heißt, dass alle Kupferfolien dort, sind wo sie hingehören, jede Lötstoppmaske wurde ordnungsgemäß angebracht, ohne dass sich Lötbrücken bildeten und jede Schicht wurde richtig verbunden. Die PCB-Fertigung sollte eine DFM-Planung erfordern, und ist nicht nur Ihre Aufgabe als PCB-Designer, sie zu planen. Nutzen Sie auch Ihre Design-Software.
Panelansicht der hergestellten PCBs
Ihre Eingliederung von DFM in Ihr Design wird wirkungsvoller sein, wenn Sie dessen Bedeutung für die Fertigung Ihrer Platine und den Design- und Entwicklungsprozess im Allgemeinen verstehen. Um dies zu erreichen, ist es am besten, wenn Sie während des Designs in Echtzeit sehen können, wie sich Ihre Kupfer- oder Platinenspezifikationen auf Ihr PCB-Layout auswirken.
Die fortschrittlichen 3D-Ansichtsfunktionen von AD verbessern Ihre Design-Fähigkeit für die präzise und effiziente Herstellung Ihrer Platine
Altium Designer bietet Ihnen mehrere Möglichkeiten, Parameter einzustellen, die sich auf die Herstellung und Montage Ihrer Platine auswirken. Dazu gehören der leistungsstarke PCB Rules and Constraints Editor und mehrere spezifische Verwaltungsdialoge sowie der Stack Manager. Sie können auch direkt auf PCB-Layout-Elemente zugreifen, indem Sie auf sie klicken, während Sie Ihr Design in 3D betrachten. Zusätzlich zu diesen Funktionen, mit denen Sie sehen können, wie eine Platine hergestellt wird, bietet AD 18 erweiterte Funktionen für die Einrichtung der Panelization (Mehrfachnutzung) Ihres Designs und die Integration von Gehäusen und Umhüllungen.
- Es gibt kein besseres Tool, um zu verfolgen, wie Ihre Platine während des Designs hergestellt wird, als die 3D-Ansicht von AD.
Lernen Sie, die 3D-Ansicht von AD während des gesamten Design-Prozesses zu nutzen.
- Zusätzlich zur Echtzeitansicht, wie Ihre Platine während des Designs hergestellt wird, bietet Ihnen Altium Designer die Möglichkeit, die Panelization für das Kupfer auf Ihrer Platine oder auf mehreren Platinen aufzubauen.
- Ob Sie Ihr mechanisches Gehäuse innerhalb von AD entwerfen oder aus einem anderen MCAD-Tool importieren, die Integration mit Ihrem ECAD ist mit AD 18 kinderleicht.
Mit AD 3D View können Sie ECAD und MCAD einfach integrieren.
Der Erfolg Ihres PCB-Designs und Ihrer Entwicklung hängt von der Abstimmung mit Ihrem PCB-Hersteller ab, denn so wird sichergestellt, dass Sie die DFM- und Kupferplatzierung so effektiv wie möglich nutzen. Mit AD 18 haben Sie die Möglichkeit zu sehen, wie Ihre Platine während des Designs hergestellt wird. Das vereinfacht den Prozess und gewährleistet eine effiziente und präzise Fertigung Ihrer Platinen.
