Haben Sie sich jemals gefragt wie eine Leiterplatte entsteht? Sie wissen nicht was eine Leiterplatte ist. Eine Leiterplatte, auf English PCB: „Printer Circuit Board“ genannt, ist in fast jedem Elektrogerät vorhanden. Sie dient der elektrischen Verbindung der Bauteile. Sie besteht aus elektrisch isolierendem Material und auf ihr befinden sich viele leitende Verbindungen, die Leiterbahnen. Wir wollen Ihnen kurz erklären wie eine Leiterplatte entworfen und erstellt wird. Wir besprechen dabei alle Schritte, vom Erstentwurf, bis zur Endfertigung.
Die Erstellung des Schaltplans
In der ersten Phase des elektronischen Projekts erstellt man den Schaltplan. Hier wird ein erstes Konzept in einen konkreten Plan verwandelt. Der Schaltplan ist eine vereinfachte Darstellung der elektronischen Schaltung unter Verwendung herkömmlicher Symbole. Die Symbole nennt man Schaltzeichen. Sie sind standardisierte Symbole für Bauelemente, Leitungen und Geräteteile innerhalb einer elektrischen Schaltung. Für die Erstellung des Schaltplans benötigt man eigens Programmierte Software. Es gibt viele Programme auf dem Markt, viele sind sogar kostenlos erhältlich. Eine gute Schaltplan-Software sollte folgendes können: Schaltplan Erstellung, Schaltplan Simulation, Komponenten Auswahl, Komponenten Datenbank und die Signalintegritätsplanung. Steht der Schaltplan, kommt es zur zweiten Phase des Projekts, in dieser wird das PCB-Layout (Leiterplatten-Layout) erstellt.
Das PCB-Layout
Dies ist die wichtigste Phase, das Herzstück des PCB-Designs. Das Layout Design und das Leitungsrouting muss die komplexesten Herausforderungen erfüllen. In dieser Phase wird der eigentliche Entwurf der Leiterplatte gezeichnet. Diese Zeichnung wird am Ende auch für die Produktion verwendet. Desto mehr Schichten eine Leiterplatte hat, desto komplizierter ist der Entwurfsprozess. Eine Leiterplatte mit nur einer Schicht wird Single-Layer genannt, eine Leiterplatte mit mehreren Schichten wird Muli-Layer genannt. Eine Leiterplatte kann über 48 Schichten haben. Planen Sie eine Leiterplatte mit vielen Schichten zu entwerfen, sollten sie eine PCB-Design Software verwenden. Altium Designer eignet sich dafür hervorragend. Die Software hilft Ihnen einige PCB-Design-Prozesse zu automatisieren. Zum Beispiel wird Ihnen beim Leiterrouting viel Arbeit abgenommen. Steht das PCB-Design, können Sie zum nächsten Schritt übergehen, die Analyse.
Die PCB-Analyse
Die Analyse der Leiterplatte ist notwendig, um die Einsatzbedienungen der Schaltung zu simulieren und zu überprüfen. Dafür wird ein virtueller Prototyp erstellt. Die Software testet mögliche Schwachstellen der Leiterplatte. Der wichtigste Test in dieser Phase ist der Signalintegritätstest. Er misst die Qualität des elektrischen Signales. Es wird gemessen wie gut das elektrische Signal durch die Leiterbahnen der Leiterplatte fließt. Weiter Analysen sind: Thermo Test, Power Test und der DRC (Design Rule Checking) Test.
Die Vorbereitung zur Produktion
In der letzten Phase wird die „manufacturability“ eines PCB-Designs überprüft. Ein essenzieller Schritt, um während der Herstellung und Montage keine bösen Überraschungen zu erleben. Um eine ausgezeichnete „manufacturability“ zu garantieren, ist es wichtig, dass Ihre Software Produktionsvorbereitungsfunktionen besitzt. Das bedeutet sie sollte die Dateien für die Produktion genauestens aufbereiten. Je detailreicher, desto besser. In dieser Phase kann man sich auch überlegen einen echten Prototypen zu bauen. Anhand diesen können Sie Ihr PCB-Design noch genauer testen und überprüfen. Haben Sie eine ausgezeichnete Software, sollte aber der virtuelle Test ausreichen. Doch merken Sie sich, ist das Leiterplatten-Layout einmal für die Produktion freigegeben, gibt es kein Zurück mehr.
