PCB Produktions- und Bestückungsdaten


1. Produktionsdaten

Gerberdaten

Gerber files bilden schon seit etlichen Jahrzehnten den Quasi-Standard für PCB-Hersteller weltweit. Obwohl inzwischen modernere Standards wie ODB++ verfügbar sind, werden die meisten Designs noch immer per Gerber in Auftrag gegeben. Dies hat mehrere Gründe.

  • Das Gerber-Datenformat wurde laufend weiterentwickelt, sodass es in seiner aktuellsten Version Gerber X2 alle Bedürfnisse erfüllt. 
  • Gerberdaten übermitteln keinerlei Schaltungsinformation und dienen somit als Schutz für das geistige Eigentum.
  • Gerberdaten können von jedem Hersteller ohne weitere Informationen verarbeitet werden.

Auch wenn Gerber ein offener Quasi-Standard ist, gilt es doch viele Details zu beachten. Jeder Hersteller bevorzugt seine Daten in unterschiedlichen Variationen. Gerber-Designs können zum Beispiel sowohl metrisch als auch imperial interpretiert und mit unterschiedlichster Präzession erzeugt werden. Da nicht jeder Hersteller Gerberdaten vor der Produktion auf Plausibilität überprüft, ist es unerlässlich sich vor ab über die vom Hersteller gewünschten Details der Datenformatierung zu informieren. MHD übernimmt diese Aufgabe selbstverständlich für Sie.

 

Bei Bedarf arbeiten wir auch gerne mit umfangreicheren Datenformaten wie ODB++, welches zudem Informationen zur Schaltung sowie Testpunkte und Daten zur Funktionsprüfung integriert.

Drilldaten

Die Komplexität der Drilldaten hängt entscheidend von den auf der PCB verwendeten VIA Technologie ab. Entsprechend wird bei Drill Daten zwischen unterschiedlichen Arten von Drills bzw. Bohrungen unterschieden.

Am einfachsten sind so genannte non plated through holes welche als nicht kontaktierte Bohrungen durch den gesamten Lagenaufbau ausgeführt werden. Meist handelt es sich hierbei um Montagelöcher für die Leiterplatte selbst oder für größere Bauteile wie etwa Stecker. Zudem enthalten nahezu alle Leiterplatten elektrische VIAs, zum Lagenwechsel von Signalen. Hier wird nach der Bohrung nochmals aufmetallisiert. Entsprechend kann es günstiger sein auch Montagelöcher als plated through hole  auszuführen, da so kein weiterer Bohrvorgang mehr nötig wird.

 

Im Bereich von aufwendigen HDI-Leiterplatten kommen zudem meist diverse weitere Technologien, wie zum Beispiel die folgenden, zum Einsatz:

  • Blind VIA  (Sackloch-VIA)
  • Burried VIA (Innenlagen-VIA)
  • Micro VIA (meist lasergebohrte VIA)
  • VIA-IN-PAD (VIA-Ende wird als Bauteilpad ausgeführt)
  • uvm.

Obwohl diese Technologien Mehrkosten verursachen können sie je nach Anwendung dennoch wirtschaftlicher als eine Vielzahl an Extralagen sein. Des Weiteren können immer größere und kompaktere BGA-Gehäuse nur noch so fachgerecht entflechtet werden.

 

All diese Technologien müssen in Absprache mit dem Hersteller separat dokumentiert und in den Daten erfasst werden. Wir unterstützen Sie hierbei.


2. Bestückungsdaten

Pick&Place

Für die allermeisten Anwendungen werden inzwischen Bauteile mit SMD-Gehäusen verwendet. Dies ermöglicht eine einfachere industrielle Fertigung und Miniaturisierung der Elektronik. Entsprechend werden diese Bauteile maschinell durch sogenannte Bestückungsautomaten (Pick&Place-Automat) auf dem Lötpastendruck platziert. Da die Leiterplatte üblicherweise per Laufband der Maschine zugeführt wird, muss jede PCB anhand von sogenannten Referenzen (Fiducials und Passermarken) eingemessen und dann unter Berücksichtigung des Offsets bzw. der Verdrehung bestückt werden. Die relative Platzierung jedes einzelnen Bauteils wird hierfür automatisch aus den Pick&Place-Daten gelesen.

 

Analog zu den PCB Produktionsdaten sind auch die Pick&Place Daten eher als Maschinensprache mit kryptischen Akronymen ausgelegt. Entsprechend wichtig ist die Erzeugung in der geforderten Formatierung unter Berücksichtigung aller Produktionsdetails. 

Bestückungslisten

Im Gegensatz zu allen bisher genannten Daten sind Bestückungslisten bzw. BOMs (Bill of Materials) in aller Regel zur Verarbeitung von Menschen gedacht und unterliegen somit auch den unterschiedlichsten Zwecken. Typischerweise erhält ein Projekt sowohl eine Order-BOM mit Fokus auf den Wareneinkauf, als auch eine echte Bestückungsliste für Ingenieurszwecke. Während in der Order-BOM identische Bauteile zusammengefasst und mit Ihrer Anzahl aufgeführt werden, dienen reguläre BOMS der Prototypenhandbestückung  genauso wie der Berechnung vieler Details, wie Flächen- oder Strombedarf. 

 

Da Sie sicherlich hier schon einen etablierten Firmenstandard besitzen, passen wir uns hier gerne Ihren Bedürfnissen an und exportieren die Daten in einem auf Sie angepasstem Excell-Format. 


3. Weitere Datenformate

PCB-Spezifikationen

Je nach verwendetem Leiterplattenmaterial kann es notwendig sein diverse Prozeduren im Rahmen der Fertigung zu beachten.

 

Manche Cores bzw. Prepegs neigen dazu, relativ schnell Feuchtigkeit einzulagern, was bei der Bestückung zur teilweisen Delamination der PCB führen kann. Auch kann die Lötbarkeit bzw. die Haftung größerer SMD-Bauteile zwischen Bestückung und Lötung hierdurch beeinträchtig sein. Üblicherweise werden derartige Leiterplatten direkt vor der Bestückung in einem Klimaschrank kontrolliert über längere Zeit ausgebacken, um dem Material die eingelagerte Feuchte zu entziehen.

 

Andere projektbezogene PCB-Daten können zum Beispiel die Definition und Erstellung von Nutzen-Daten bzw. Daten zu deren automatisierten Trennung sein.

 

Im Falle von impedanzkontrollierten Signalen ergibt sich meist auch der Bedarf für zusätzliche Spezifikation. Meist reicht es aus, unter Kenntnis der verwendeten Cores und Prepegs, entsprechende Signale über Leiterzüge einer bestimmten Breite zuführen. In manchen Fällen sind die Toleranzen jedoch zu eng, um dies ohne Kontrolle zu fertigen. Hier wird es nötig, impedanzkontrollierte PCBs zu ordern, welche vom Hersteller während der Fertigung interaktiv unter Nutzung von Rahmen-Test-Leiterzügen getestet werden. Entsprechend muss in Absprache mit dem Hersteller eine genaue Dokumentation der Daten erfolgen.

 

Bitte kontaktieren Sie uns hierzu. Wir beraten Sie gerne.

Test-, Integrations-, Flash-Daten, etc.

Üblicherweise ist die Leiterplatte nur Teil eines größeren Gerätes, Produktes oder Instruments. Entsprechend muss bei dem Design von PCBs an viele Rahmenbedingung gleichzeitig gedacht werden. Ob Details zur Funktionsprüfung, AOI, Incircuit-Tests oder Flying-Probe-Messungen. Wir liefern die Daten.

 

Nach erfolgreichem Test müssen oftmals programmierbare Bausteine wie ROMs und Kontroller aller Art geflasht werden. Hierzu gehört eine detaillierte Integrations- und Inbetriebnahmedokumentation, welche alle wichtigen Details des Prozesses effektiv und benutzerfreundlich zusammenfassen.

 

Wie bei allen nicht standardisierten Daten bieten wir Ihnen unser Erfahrung als PCB-Designdienstleister an.