Drei Dinge entscheiden, ob ein Layout so gebaut werden kann, wie es gezeichnet ist: die Werte, die für den geplanten Aufbau gelten, die Handvoll Fehler, die jede Woche wiederkommen, und das, was vor dem Datenversand noch geprüft wird. Alle drei stehen auf dieser Seite.
Drei Kapitel, in der Reihenfolge, in der die Fragen auftauchen: erst die Regeln für den geplanten Aufbau, dann die Fehler, die uns in eingehenden Daten tatsächlich begegnen, zuletzt die Liste, die vor der Freigabe durchgegangen wird. Springen Sie direkt in das Kapitel, das Sie gerade brauchen.
Nichts entscheidet so stark über Kosten und Zuverlässigkeit einer Leiterplatte wie das Layout. Die folgenden Regeln sind die, die in unseren Machbarkeitsprüfungen immer wieder auftauchen, sortiert nach dem Aufbau, an dem Sie gerade arbeiten. Sie beschreiben den Standardfall — das meiste davon lässt sich nach Prüfung weiter treiben.
Jeder Block nennt zuerst die Werte, die als Standardprozess laufen, dann die eine Regel, die am häufigsten eine Korrekturschleife kostet. Was außerhalb dieser Werte liegt, ist nicht automatisch unmöglich — es verschiebt die Leiterplatte in die Advanced-Spalte, und das heißt in der Regel längere Lieferzeit und höherer Preis, nicht Absage. Werden zwei dieser Parameter gleichzeitig ausgereizt, fragen Sie vor dem Routing nach: es ist die Kombination, die kippt, nicht der einzelne Wert.
Der Normalfall — und der Aufbau, in dem die meisten vermeidbaren Kosten stecken. Der Aufbau muss symmetrisch zur Mitte sein, das Kupfer je Lage einigermaßen gleichmäßig verteilt, und die Bohrdurchmesser müssen bei Enddicke das Aspektverhältnis überstehen.
Häufigste KorrekturEin asymmetrischer Aufbau verzieht sich. Wenn Lagenzahl oder Kupferverteilung zur Asymmetrie zwingen, bitte vor dem Layout-Freeze ansprechen und nicht nach den Erstmustern — dann ist die Korrektur ein neuer Stackup und keine Prozessnachstellung.
HDI kauft Dichte und berechnet sie in Prozessschritten: jeder sequentielle Laminierzyklus ist ein weiterer Durchlauf durch das Werk. Die Aufbaunotation sagt, wie viele davon Sie bezahlen — 1+N+1 ist einer, 2+N+2 sind zwei.
Häufigste KorrekturGestapelte Microvias brauchen gefüllte und gedeckelte Vias darunter und einen Zuverlässigkeitsnachweis dazu. Wenn das Routing staggered aufgeht, ist staggered günstiger und robuster — der Dichtegewinn durch Stapeln ist kleiner, als er im Layout aussieht.
Via-Anordnungstaggered bevorzugt, stacked auf Anfrage
Füllungkupfergefüllt und gedeckelt bei Via-in-Pad
Starrflex
[ Polyimid ]
Die starren Bereiche verhalten sich wie ein gewöhnlicher Multi-Layer. Alles Interessante passiert in der Übergangszone und in der Biegung, wo die Leiterplatte ein mechanisches und kein elektrisches Bauteil ist.
Häufigste KorrekturKeine durchkontaktierte Bohrung im Übergang zwischen starrer und flexibler Zone. Genau dort hat die Biegespannung ihr Maximum, und die Hülse reißt als Erstes. Vias mit deutlichem Abstand in den starren Bereich zurücksetzen.
Leiterbahnen im Bugquer zur Biegeachse, ohne Breitenwechsel
Semiflex
[ Einmal biegen ]
Semiflex ist FR-4, das auf eine dünne Restlage heruntergefräst wird, damit es sich bei der Montage einmal in Position biegen lässt. Es ist deutlich günstiger als Starrflex und kein Ersatz dafür: das hier ist eine Montagebiegung, kein bewegtes Gelenk.
Häufigste KorrekturDie Biegezone gehört als definierte Fläche in die Daten, nicht als Notiz auf die Zeichnung. Tiefenfräsen ist ein geregelter Prozess und braucht Zone, Ziel-Restdicke und Biegerichtung eindeutig.
Vier verschiedene Dinge heißen umgangssprachlich „Via zumachen“, und sie kosten vier verschiedene Beträge. Welches Sie brauchen, folgt aus der Bestückung und nicht aus Vorliebe: ob das Via im Pad liegt, ob es Wärme abführen muss und ob die Baugruppe wellengelötet wird.
Häufigste KorrekturEin Via nie nur von einer Seite verschließen. Die eingeschlossene Chemie kann nicht entweichen und gast beim Löten aus — sichtbar als Lunker unter dem Bauteil und nicht reparierbar.
Tentingein- oder beidseitig, Lötstopplack über dem Pad
PluggingLötstopplack, nicht leitend
Füllen + DeckelnVia-in-Pad, plan überkupfert
Thermoviasgefüllt, zur Wärmeableitung
Standardbeidseitig getentet, wenn nichts angegeben
Stackup und Impedanz
[ Kontrolliert ]
Eine Impedanzforderung ist eine Forderung an den Stackup, nicht an die Leiterbahn. Geben Sie uns Zielwert und Toleranz und lassen Sie den Aufbau dagegen rechnen — eine Leiterbahnbreite, die im Layout feststeht, bevor es den Stackup gibt, muss meist neu gezeichnet werden.
Häufigste KorrekturEine kontrollierte Lage braucht ein Testcoupon im Nutzen. Es kostet Nutzenfläche und ist der einzige Nachweis, den beide Seiten haben, wenn die Impedanz später strittig wird — bitte Platz dafür einplanen.
Referenzdurchgehende Referenzfläche unter der Lage
Sonderaufbaunach Prüfung, + 2 Arbeitstage
Heavy Copper
[ Ab 70 µm ]
Dickes Kupfer ätzt schräg. Der Abstand, den Sie zeichnen, ist nicht der Abstand, den Sie bekommen, und je dicker die Folie, desto größer die Differenz — deshalb steigen die Mindestwerte für Leiterbahn und Abstand mit dem Kupfergewicht, statt konstant zu bleiben.
Häufigste KorrekturGroße Kupferflächen bitte rastern. Eine gleichmäßige Kupferverteilung über die Lage ist das, was die Galvanik gleichmäßig macht; eine volle Fläche neben einem leeren Bereich bringt Dickenstreuung und im Laminat Verzug.
Lötstopplackdickeres Kupfer braucht mehr Lack über der Kante
Gemischte Stärkenmöglich, lagenweise, nach Prüfung
Dreizehn Fehler, die wir jede Woche finden
[ Kapitel 02 ]
Nichts davon ist exotisch. Fast jeder Datensatz, der mit einer Rückfrage zurückgeht, scheitert an einem der folgenden dreizehn Punkte — und die meisten kosten einen Tag statt eines Redesigns, sofern sie vor dem Werkzeugbau auffallen und nicht danach.
Eine CAM-Abteilung kann sehr vieles stillschweigend korrigieren, und die meisten tun es auch. Uns ist es lieber, Sie zu fragen: eine stille Korrektur ist eine Änderung an Ihrer Leiterplatte, die Sie nicht freigegeben haben und beim nächsten Mal nicht reproduzieren können. Alles Folgende ist etwas, wozu wir uns melden, statt es leise zu reparieren.
01
Restring zu klein
Worum es gehtDer Kupferring, der um eine Bohrung stehen bleibt, wenn der Bohrer in seiner ungünstigsten Lage trifft.
Warum es scheitertWeder Bohr- noch Lagenregistrierung sind exakt. Wo der Restring in den Daten schon am Minimum liegt, reißt ihn eine normale Abweichung auf, und die Verbindung ist weg.
Was zu ändern istPad-Durchmesser = Enddurchmesser der Bohrung + 0,35 mm. Kleiner geht, dann liegt der Restring aber unter dem Standardwert und muss vereinbart werden.
02
DK-Bohrung zu Kupfer
Worum es gehtDer Abstand zwischen einer durchkontaktierten Bohrung und fremdem Kupfer auf derselben Lage.
Warum es scheitertDie Bohrungswand wird galvanisiert, das Kupfer wächst also auf das Nachbarelement zu. Beim Mindestabstand ergibt Galvanotoleranz plus Registrierung einen Kurzschluss.
Was zu ändern istDen Abstand ab Bohrung halten, nicht ab Pad. Und ihn gegen die Bohrung prüfen — auf jeder Lage, Flächen eingeschlossen.
03
Nicht durchkontaktierte Bohrungen und Schlitze
Worum es gehtDer Freiraum um NPTH-Bohrungen und gefräste Schlitze.
Warum es scheitertEine nicht durchkontaktierte Bohrung wird mechanisch mit weiterer Toleranz gefertigt als eine durchkontaktierte, und der Fräser reißt Kupfer heraus, das er berührt.
Was zu ändern istNPTH-Elementen einen eigenen, größeren Sperrbereich geben. Nie aus der DK-Regel ableiten — die Toleranz ist eine andere.
04
Bohrungen auf oder neben SMD-Pads
Worum es gehtEin Via im Bauteilpad oder so dicht daneben, dass der Lötstopplack beide nicht mehr trennt.
Warum es scheitertBeim Reflow zieht das Lot durch ein offenes Via ab. Die Lötstelle verarmt, und der Fehler ist von oben nicht zu sehen.
Was zu ändern istVia aus dem Pad herausziehen — oder Via-in-Pad richtig spezifizieren: gefüllt, gedeckelt, plan überkupfert. Tenting allein löst es nicht.
05
Leiterbahnbreite gegen Kupferstärke
Worum es gehtEine Kombination aus Leiterbahn und Abstand, die die gewählte Basiskupferstärke nicht ätzen kann.
Warum es scheitertDickes Kupfer ätzt schräg. Der gezeichnete Abstand ist nicht der gefertigte, und die Differenz wächst mit der Foliendicke.
Was zu ändern istMindestwerte an das Kupfer koppeln: 75 / 75 µm bei 18 und 35 µm, 150 / 200 µm bei 70 µm, 180 / 300 µm bei 105 µm (Außenlagen).
06
Stubs und verwaistes Kupfer
Worum es gehtLeiterbahnstücke, die enden, ohne irgendwo anzuschließen.
Warum es scheitertSie ätzen zu einem dünnen Faden aus, lösen sich ab und wandern mit dem Prozessmedium an eine andere Stelle des Nutzens, wo sie etwas kurzschließen, das korrekt gezeichnet war.
Was zu ändern istVor dem Export eine Konnektivitätsprüfung laufen lassen und unverbundene Segmente löschen. Der billigste Punkt dieser Liste — und der am häufigsten übersprungene.
07
Spitzen und Same-Net-Abstände
Worum es gehtKupferelemente, die spitz auslaufen, und Elemente desselben Netzes näher gezeichnet als das Prozessminimum.
Warum es scheitertSame-Net-Abstände sind in der DRC meist ausgeblendet, weil ein Schluss dort elektrisch harmlos ist. Im Werk ist er das nicht — die Spitze löst sich trotzdem ab.
Was zu ändern istSame-Net-Abstände in der DRC aktivieren. Scharfe Kupferübergänge mit einer Fase brechen statt spitz auslaufen lassen.
08
Kupfer bis an die Kante
Worum es gehtDer Abstand zwischen Kupfer und gefrästem oder geritztem Umriss.
Warum es scheitertDie Fräßtoleranz liegt bei ± 0,1 mm, Ritzen streut weiter. Kupfer bis an die Kante wird angeschnitten, bildet Grate und öffnet einen Weg für Feuchtigkeit ins Laminat.
Was zu ändern istRundum einen definierten Abstand halten und ihn an geritzten Kanten vergrößern. Wenn die Leiterplatte Kantenmetallisierung braucht, bitte angeben — das ist ein anderer Prozess, keine engere Toleranz.
09
Pad-Geometrie bei SMD und BGA
Worum es gehtPads aus der Bibliothek, ohne Abgleich mit dem tatsächlichen Bauteil und dem Bestückungsprozess übernommen.
Warum es scheitertDas Pad bestimmt das Lotvolumen. Ein Pad, das in einer Achse großzügig und in der anderen knapp ist, zieht das Bauteil beim Reflow aus der Position.
Was zu ändern istPads aus der Bauteilzeichnung ableiten, über das Footprint hinweg konsistent halten und die Feinraster-Pads gegen die Lötstoppregel unten prüfen.
10
Uneinheitliches Lötstopp-Oversize
Worum es gehtEin Teil der Pads mit Lötstopp-Oversize gezeichnet, ein anderer ohne — im selben Datensatz.
Warum es scheitertDas liest sich wie Absicht. CAM kann ein bewusst lötstoppdefiniertes Pad nicht von einem Versehen unterscheiden und muss nachfragen — und Nachfragen kostet einen Tag.
Was zu ändern istEinheitlich zeichnen und das gewünschte Oversize einmal in der Spezifikation nennen. Wo ein Pad bewusst lötstoppdefiniert ist, entsprechend kennzeichnen.
11
Lötstoppsteg zu schmal
Worum es gehtDer Lackstreifen, der zwischen zwei benachbarten Pads stehen bleibt.
Warum es scheitertUnterhalb des Prozessminimums übersteht der Steg das Entwickeln nicht. Er wird weggespült, und die beiden Pads brücken bei der Bestückung.
Was zu ändern ist≥ 100 µm als Standard halten und bei ENIG oder chemisch Zinn breiter gehen — beide greifen den Lack stärker an.
12
Lötstoppabdeckung
Worum es gehtÖffnungen, die mehr Kupfer freilegen als beabsichtigt — oder etwas abdecken, das lötbar bleiben muss.
Warum es scheitertFreiliegendes Kupfer neben einer Lötstelle lädt zum Brücken ein und korrodiert; überdeckte Testpunkte fallen im elektrischen Test durch, ohne dass die Leiterplatte etwas dafür kann.
Was zu ändern istDie Lötstopplage gegen die Bestückungszeichnung prüfen, nicht gegen die Kupferlage. Testpunkte, Passermarken und Steckerkontakte brauchen Öffnungen.
13
Bestückungsdruck auf Pads
Worum es gehtPositionsdruck, der auf lötbare Flächen fällt, oder Zeichen unterhalb der druckbaren Größe.
Warum es scheitertFarbe auf einem Pad verhindert die Benetzung. Zeichen unter der Mindesthöhe drucken als Fleck und sind bei der Prüfung nicht lesbar — was ihr einziger Zweck ist.
Was zu ändern istDen Druck von jeder lötbaren Fläche freistellen und Zeichenhöhe ≥ 0,8 mm halten. Ist die Leiterplatte für einen Positionsdruck zu dicht, ihn bewusst weglassen statt unleserlich drucken.
Checkliste vor der Datenübergabe
[ Kapitel 03 ]
Der Sinn einer Checkliste liegt nicht darin, dass ein einzelner Punkt schwierig wäre. Er liegt darin, dass genau der übersprungene Punkt drei Wochen später als Rückfrage zurückkommt — dann, wenn der Terminplan keinen Platz mehr dafür hat. Einmal durchgehen; bei einer Leiterplatte, die man kennt, dauert es etwa zwanzig Minuten.
Bei der Freigabe durchgehen, nicht beim Layout-Freeze — beides ist selten derselbe Moment, und das meiste, was schiefgeht, entsteht dazwischen. Wenn Ihr Team bereits eine Checkliste hat, benutzen Sie diese und nehmen von hier nur, was ihr fehlt; zwei konkurrierende Listen sind schlechter als eine unvollkommene.
01
Bauteile
Jedes Footprint gegen die aktuelle Bauteilzeichnung geprüft, nicht gegen einen geerbten Bibliothekseintrag
Pad-Geometrie über das Footprint hinweg konsistent und auf den Bestückungsprozess abgestimmt
Polarität und Pin 1 im Kupfer markiert, nicht nur im Bestückungsdruck
Abgekündigte oder Single-Source-Bauteile gekennzeichnet, bevor das Layout von ihrem Umriss abhängt
02
Platzierung
Steckverbinder und Befestigungspunkte aus dem Mechanikmodell gesetzt, nicht aus dem Schaltplan
Genug Freiraum um hohe Bauteile für die Bestückungswerkzeuge
Thermisch heiße Bauteile verteilt statt an einer Kante gebündelt
Bauteilorientierung einheitlich genug für Bestückungsautomat und Sichtprüfung
03
Mechanik
Umriss am 3D-Modell gegen das Gehäuse geprüft, nicht gegen eine Maßliste
Ausbrüche und Schlitze mit Radien versehen, die der Fräser tatsächlich erzeugen kann
Befestigungsbohrungen korrekt als durchkontaktiert oder nicht, je mit passendem Sperrbereich
Nutzen- oder Lieferformat abgestimmt, falls die Bestückung eines braucht
04
Technik
Lagenzahl und Stackup festgelegt und symmetrisch
Basismaterial nach Lötzyklen und Betriebstemperatur gewählt, nicht per Voreinstellung
Enddicke und Kupferstärken je Lage angegeben
Oberfläche passend zu den Feinraster-Bauteilen auf der Leiterplatte gewählt
05
Regelwerk
Mindest-Leiterbahn und -Abstand an die Basiskupferstärke gekoppelt
Abstände Bohrung-zu-Kupfer gegen die Bohrung gesetzt, nicht gegen das Pad
Same-Net-Abstände aktiviert statt ausgeblendet
Impedanzklassen als Regeln hinterlegt, mit Zielwert und Toleranz
06
Routing
Keine unverbundenen Stubs oder verwaisten Kupferreste in den Daten
Abstand Kupfer zu Kante rundum eingehalten
Große Kupferflächen gerastert oder anderweitig über die Lage ausbalanciert
Keine durchkontaktierte Bohrung in einer Starrflex-Übergangszone oder einer Semiflex-Biegezone
07
Timing
Längengleiche Gruppen auch nach der letzten Routing-Änderung noch gleich
Referenzfläche unter jeder impedanzkontrollierten Leiterbahn durchgehend
Rückstrompfade geprüft, wo ein Signal die Lage wechselt
Takt- und Highspeed-Leitungen mit Abstand zur Kante und zueinander
08
Versorgung
Kupferquerschnitt auf den Strom bei Betriebstemperatur ausgelegt
Abblockkondensatoren am zugehörigen Pin platziert, nicht an der Fläche
Flächentrennungen geprüft, damit kein Signal darüber läuft
Thermovias als gefüllt spezifiziert, wo sie Wärme statt Strom führen
09
DRC
DRC sauber auf den freigegebenen Daten gelaufen, nicht auf dem Stand vor der letzten Änderung
Jede bewusst übergangene Verletzung mit Begründung dokumentiert
Netzliste nach der letzten Änderung gegen den Schaltplan verglichen
Fertigungsregeln geprüft, nicht nur elektrische
10
Test
Testpunkte zugänglich und nicht mit Lötstopplack abgedeckt
Größe und Raster der Testpunkte innerhalb der Adaptergrenzen
Platz für das Impedanzcoupon im Nutzen eingeplant, wo eine Lage kontrolliert ist
Prüfumfang abgestimmt, falls er über den 100-%-Netztest hinausgeht
11
Bestückungsdruck
Druck von jeder lötbaren Fläche freigestellt
Zeichenhöhe durchgehend ≥ 0,8 mm
Bauteilkennzeichnungen in der bestückten Lage lesbar
Einzelwerte sind selten das Problem, Kombinationen schon. Schicken Sie uns den geplanten Aufbau, und wir sagen Ihnen vor dem Routing, welcher davon die bindende Grenze ist.