Entwurf Leiterplatten (PCB)

Digitales und analoges Design - Embedded System Design -
PCB Design and Layout - PCB Manufacturing - PCB Cloning / Reverse Engineering - Beispiel für das Design einer Leiterplatte - Was ist eine Leiterplatte?
Eine Leiterplatte oder PCB ist eine Platte oder Platine, die zum Platzieren der verschiedenen Elemente verwendet wird, die einem elektrischen Schaltkreis entsprechen, der die elektrischen Verbindungen zwischen ihnen enthält.
Die einfachsten Leiterplatten sind solche, die Kupferbahnen oder -verbindungen nur auf einer ihrer Oberflächen enthalten. Diese Arten von Leiterplatten sind als 1-Schicht-Leiterplatte oder 1-Schicht-Leiterplatte bekannt.
Die heute gebräuchlichsten Leiterplatten bestehen aus zwei Schichten, das heißt, Sie finden auf beiden Oberflächen der Leiterplatte Interconnects. Abhängig von der physischen Komplexität des Designs (PCB-Layout) können die Platinen jedoch aus 8 oder mehr Schichten hergestellt werden.
Für die Montage der elektrischen Komponenten auf den Leiterplatten ist ein Montageprozess erforderlich. Dieser Prozess kann von Hand oder durch spezielle Maschinen durchgeführt werden. Der Montageprozess erfordert die Verwendung von Lot, um die Komponenten auf der Platine zu platzieren. Um zu vermeiden oder zu verhindern, dass das Lot zwei Bahnen aus verschiedenen Netzen versehentlich kurzschließt, bringen Leiterplattenhersteller auf beiden Oberflächen der Platine eine Oberflächenbeschichtung oder einen Lack namens Lötmaske auf. Die häufigste Farbe von Lötstiften in Leiterplatten ist Grün, gefolgt von Rot und Blau.
In der EDA-Software (Electronic Design Automation) gibt es im Allgemeinen eine Regel, die mit der Erweiterung der Lötmaske zusammenhängt. Diese Regel gibt den Abstand an, der zwischen den Pads und den Grenzen der Lötmaske besteht. Dieses Konzept ist in Abbildung 2 (a) dargestellt.
Siebdruck oder Überlagerung - Siebdruck ist der Prozess, bei dem der Hersteller Informationen auf die Lötmaske druckt, die die Montage, Überprüfung und Reparatur erleichtern. Im Allgemeinen wird der Siebdruck zur Anzeige von Testpunkten sowie der Position, Ausrichtung und Referenz der elektronischen Komponenten, die Teil der Schaltung sind, gedruckt. Es kann auch für alle Zwecke verwendet werden, die der Designer benötigt, z. B. den Firmennamen, Konfigurationsanweisungen (diese wurden häufig in alten PC-Motherboards verwendet) usw. Der Siebdruck kann auf beide Oberflächen der Platine gedruckt werden. Auch der Begriff Siebdruck wird als Overlay bezeichnet. Fig. 2 zeigt einen Bereich einer Schaltung, wobei alle in Weiß hergestellten Drucke dem Siebdruck entsprechen.
Wie bereits zu Beginn dieses Artikels erwähnt, können die Leiterplatten aus mehreren Schichten bestehen. Wenn eine Leiterplatte mit Hilfe einer EDA-Software entworfen wird, werden oft mehrere Schichten angegeben, die nicht unbedingt leitendem Material (Kupfer) entsprechen. Zum Beispiel sind der Siebdruck und die Lötmaske nicht leitende Schichten. Das Vorhandensein leitfähiger und nicht leitfähiger Schichten kann zu Verwirrung führen, da Hersteller den Begriff Schicht verwenden, wenn sie sich nur auf die leitfähigen Schichten beziehen.

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