Inhalt
- Highlights
- Der Kontext: Was die Grundlagen des fantastischen Zeichnens so herausfordernd macht
- Die Kerntechnologien (was sie tatsächlich zum Funktionieren bringt)
- Ökosystemansicht: Verwandte Platinen/Schnittstellen/Herstellungsschritte
- Vergleich: Häufige Optionen und was Sie gewinnen/verlieren
- Zuverlässigkeits- und Leistungssäulen (Signal / Leistung / Wärme / Prozesssteuerung)
- Die Zukunft: Wohin die Reise führt (Materialien, Integration, KI/Automatisierung)
- Fähigkeits- und Bestellleitfaden
- Fordern Sie ein Angebot / eine DFM-Bewertung für Fab Drawing Essentials an
- Schlussfolgerung
Highlights
- Der rechtliche Vertrag: Warum die Fab-Zeichnung in Konfliktszenarien Gerber-Dateien außer Kraft setzt.
- Kritische Elemente: Bohrdiagramme, Stackup-Definitionen und IPC-Klassenbezeichnungen.
- Materialkontrolle: So spezifizieren Sie Laminate, ohne sich an einen einzigen Anbieter zu binden.
- Toleranzmanagement: Ausgleich zwischen mechanischer Präzision und Herstellungskosten.
- Zukünftige Trends: Der Wechsel von PDF-Zeichnungen zu intelligenten Formaten wie IPC-2581.
Der Kontext: Was die grundlegenden Grundlagen des Zeichnens zu einer Herausforderung macht
In der Vergangenheit reichte bei 2-Lagen- oder 4-Lagen-Platinen oft ein einfacher „Make to IPC-6012 Class 2“-Hinweis und ein Platinenumriss aus. Allerdings hat sich die Landschaft der Elektronikfertigung dramatisch verändert. Moderne Designs zeichnen sich durch strengere Impedanzkontrollen, höhere Schichtzahlen und Stapelungen aus gemischten Materialien aus, die explizite Anweisungen erfordern.
Die Diskrepanz entsteht oft, weil CAD-Tools (wie Altium, Allegro oder KiCad) sich zwar hervorragend mit der elektrischen Konnektivität auskennen, aber manuellen Aufwand erfordern, µm eine qualitativ hochwertige mechanische Dokumentation zu erstellen. Mit zunehmender Dichte nimmt die Fehlertoleranz ab. Ein fehlender Hinweis zum Durchkontaktieren kann zu einer Dochtwirkung des Lotes während der Montage führen. Eine vage Materialangabe kann dazu führen, dass die Platine zwar elektrisch funktioniert, beim Reflow jedoch delaminiert. Für Hersteller wie APTPCB (APTPCB PCB Factory) ist eine klare Fertigungszeichnung das wichtigste Hilfsmittel, µm sicherzustellen, dass das Endprodukt den Absichten des Designers entspricht.
Die Kerntechnologien (was sie tatsächlich zum Funktionieren bringt)
Eine robuste Fertigungszeichnung ist nicht nur ein Bild der Platine; Es handelt sich µm eine Sammlung von Datentabellen und technischen Hinweisen. Die folgenden Elemente sind die nicht verhandelbaren wesentlichen Elemente.
1. Das Bohrdiagramm und der Bohrplan
Das Bohrdiagramm ist die Karte für die CNC-Bohrmaschinen. Es muss ein Symbol in der Zeichnung explizit mit einer bestimmten Lochgröße und einem bestimmten Lochtyp verknüpft werden.
- Fertige vs. Bohrergröße: Der häufigste Fehler besteht darin, dass nicht angegeben wird, dass die Lochgrößen für das fertige plattierte Loch gelten. Hersteller müssen die Bohrergröße (normalerweise 0,1 mm bis 0,15 mm größer) berechnen, µm die Beschichtungsdicke zu berücksichtigen.
- Beschichtet vs. nicht plattiert: Es ist wichtig, klar zwischen plattierten Durchgangslöchern (PTH) für Signale und nicht plattierten Durchgangslöchern (NPTH) für die Montage zu unterscheiden.
- Toleranz: Standard-Durchkontaktierungen können eine Toleranz von ±0,075 mm haben, während Press-Fit-Steckverbinder eine viel strengere Kontrolle erfordern.
2. Stapelung und Materialdefinition
Bei Platinen mit kontrollierter Impedanz ist der Aufbau entscheidend. In der Zeichnung müssen die Schichtreihenfolge, das Kupfergewicht und die Dielektrikumsdicke angegeben sein.
- Generisch vs. Spezifisch: Anstatt einen Markennamen anzugeben (was lange Vorlaufzeiten erfordern kann), ist es oft besser, das IPC-4101-Slash-Sheet anzugeben (z. B. /126 für FR4 mit hohem Tg). Dadurch kann APTPCB ein konformes Material auswählen, das auf Lager ist, was die Vorlaufzeit verkürzt.
- Kupferbalance: Durch Angabe des fertigen Kupfergewichts (z. B. 1 Unze) wird sichergestellt, dass der Ätzprozess korrekt kalibriert ist.
3. Mechanische Abmessungen und Toleranzen
Der Platinenumriss in der Gerber-Datei ist präzise, aber die Fab-Zeichnung definiert die zulässige Abweichung.
- Profiltoleranz: Eine Standard-Frästoleranz beträgt ±0,15 mm. Wenn die Platine in ein präzisionsgefertigtes Gehäuse passen muss, muss dies ausdrücklich angegeben werden.
- Fasen und Abschrägungen: Bei Kantenverbindern (Goldfinger) müssen Winkel und Tiefe der Abschrägung so bemessen sein, dass eine ordnungsgemäße Verbindung gewährleistet ist.
4. Herstellungshinweise
Dies ist der „allgemeine“ Abschnitt, der die Qualität regelt.
- IPC-Klasse: Die Definition von Klasse 2 (Standard) oder Klasse 3 (hohe Zuverlässigkeit) bestimmt die Prüfkriterien für Ringringe und Beschichtungsdicke.
- Oberflächenbeschaffenheit: Die explizite Angabe von ENIG, HASL oder Hartgold verhindert kostspielige Annahmen.
- Lötmaske und Siebdruck: Die Definition von Farbe und Typ (z. B. LPI Green) sorgt für Konsistenz.
Für einen tieferen Einblick in die Zusammensetzung dieser Schichten lesen Sie unseren Leitfaden zum PCB-Stack-up-Design.
Ökosystemansicht: Verwandte Boards / Schnittstellen / Herstellungsschritte
Die Fab-Zeichnung existiert nicht im luftleeren Raum. Es löst eine Kaskade von Ereignissen im gesamten Fertigungsökosystem aus.
Interaktion mit Cam Engineering
Sobald die Daten eintreffen, vergleichen die CAM-Ingenieure (Computer-Aided Manufacturing) die Fertigungszeichnung mit den Gerber-Dateien. Wenn die Gerbers ein 0,2-mm-Loch zeigen, in der Zeichnung jedoch 0,3 mm angegeben sind, hat die Zeichnung normalerweise Vorrang (oder löst eine technische Abfrage aus). Klare Notizen reduzieren diese „EQ“-Hürden und beschleunigen den PCB-Herstellungsprozess.
Auswirkungen auf die Montage
Während die Fertigungszeichnung für den Hersteller der unbestückten Platine bestimmt ist, wirkt sie sich auf die Montage aus. Auf der Zeichnung definierte Passermarken sind für Bestückungsautomaten unerlässlich. Die in der Fertigungszeichnung definierten Panelisierungsdetails (V-Score vs. Tab-Route) bestimmen, wie die Platinen während der SMT-Montage gehandhabt werden. Wenn die Zeichnung eine „Anbieter-Panelisierung“ zulässt, kann der Hersteller die Materialnutzung optimieren und so die Kosten senken.
Qualitätssicherung (QA)
Das Endinspektionsteam verwendet die Fertigungszeichnung als Checkliste. Sie messen die Plattenstärke, überprüfen die Lochgrößen anhand der Bohrtabelle und überprüfen die Oberflächenbeschaffenheit. Wenn eine Anforderung nicht in der Zeichnung enthalten ist, wird sie wahrscheinlich nicht geprüft.
Vergleich: Gemeinsame Optionen und was Sie gewinnen/verlieren
Bei der Erstellung von Fertigungszeichnungen müssen Ingenieure häufig Kompromisse eingehen. Sollten Sie präskriptiv oder beschreibend sein? Sollten Sie jede Variable sperren oder Herstellerflexibilität zulassen?
Entscheidungsmatrix:Technische Wahl → Praktisches Ergebnis
| Technische Wahl | Direkte Wirkung |
|---|---|
| Angabe von „IPC-6012 Class 2“ | Standardzuverlässigkeit, geringere Kosten, schnellerer Durchsatz. Gut für Unterhaltungselektronik. |
| Angabe von „IPC-6012 Klasse 3“ | Hohe Zuverlässigkeit, strengere Ringringe, mehr Querschnittsprüfungen. Höhere Kosten. |
| Generisches Material (z. B. „FR4 Tg170“) | Ermöglicht dem Hersteller die Verwendung von vorrätigem Material. Niedrigste Kosten und schnellste Vorlaufzeit. |
| Spezifisches Material (z. B. „Isola 370HR“) | Garantiert exakte elektrische Eigenschaften, erfordert jedoch möglicherweise die Bestellung von Material (fügen Sie 3-5 hinzu). Tage). |
Die Fab-Zeichnung ist das wichtigste Instrument zur Durchsetzung von Zuverlässigkeitsstandards.
Signalintegrität und Impedanz
Bei Hochgeschwindigkeitsplatinen ist der Hinweis „Impedanzlinien müssen ±10 % betragen“ Standard. Für DDR- oder PCIe-Schnittstellen benötigen Sie jedoch möglicherweise ±5 %. In der Zeichnung muss angegeben werden, welche Schichten und Leiterbahnbreiten welchen Impedanzwerten entsprechen. Ohne diese kann der Hersteller die erforderliche Couponprüfung nicht durchführen. Sie können Ihre Anforderungen mit unserem Impedanzrechner überprüfen.
Thermische Zuverlässigkeit und Durchkontaktierungsschutz
Durchkontaktierungen sind potenzielle Fehlerstellen. Die Zeichnung muss über die Behandlung Folgendes angeben:
- Zeltförmig: Mit Lötstopplack abgedeckt (geringste Kosten, aber Gefahr des Einschlusses von Chemikalien).
- Verstopft: Mit nichtleitendem Epoxidharz gefüllt und überzogen (VIPPO). Dies ist wichtig für HDI-PCB-Designs, bei denen Durchkontaktierungen in Pads platziert werden.
Mechanische Ebenheit (Bogen und Verdrehen)
Oberflächenmontierte Komponenten erfordern eine ebene Oberfläche. Standard FR4 ermöglicht eine Biegung und Drehung von 0,75 %. Wenn Sie große BGA-Komponenten verwenden, sollte Ihre Fertigungszeichnung diesen Wert auf 0,5 % oder weniger beschränken, µm Lötstellenbrüche zu verhindern.
Die Zukunft: Wohin die Reise führt (Materialien, Integration, KI/Automatisierung)
Die traditionelle PDF-Fabzeichnung wird langsam durch intelligente Datenformate ersetzt. Obwohl die PDF-Datei für Menschen lesbar ist, ist sie nicht maschinenlesbar, was zu Fehlern bei der manuellen Dateneingabe führt.
5-Jahres-Leistungsverlauf (anschaulich)
| Leistungsmetrik | Heute (typisch) | 5-Jahres-Richtung | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|---|
| Datenformat | Gerber RS-274X + PDF-Zeichnung | IPC-2581 / ODB++ (MBD) | Beseitigt Dateneingabefehler; maschinenlesbare Stapel und Notizen. |
| Toleranzüberprüfung | Manuelle QA-Messung | Automatisierte optische Messtechnik | 100 % Prüfung der mechanischen Abmessungen statt Stichproben. |
| Materialauswahl | Statische Callouts | KI-gesteuerte Äquivalenz | Software schlägt automatisch vorrätige Alternativen mit passendem Dk/Df vor. |
Leistungs- und Bestellleitfaden
Beim Übergang vom Entwurf zur Produktion ist das Verständnis der Grenzen des Herstellers ebenso wichtig wie die Zeichnung selbst. Nachfolgend finden Sie eine Momentaufnahme der Standardfunktionen im Vergleich zu erweiterten Funktionen, die Ihnen als Leitfaden für Ihre Fertigungszeichnungsspezifikationen dienen.
Fähigkeits-Snapshot| Parameter | Standardfähigkeit | Erweiterte Funktionen | Notizen |
| :--- | :--- | :--- | :--- | | Ebenenanzahl | 2–10 Schichten | 12–64 Schichten | Hohe Schichtzahlen erfordern ein präzises Aufbaudesign. | | Plattenstärke | 0,4 mm – 2,4 mm | 0,2 mm – 6,0 mm | Beim Bohren gelten Beschränkungen für das Seitenverhältnis. | | Min Trace/Space | 3mil / 3mil | 2mil / 2mil | Erfordert dünnere Kupferfolie (z. B. 1/3oz oder 1/2oz). | | Min. mechanisches Loch | 0,2 mm | 0,1 mm | 0,15 mm ist ein üblicher kostengünstiger Haltepunkt. | | Laser-Mikrovia | N/A | 0,075 mm | Unverzichtbar für HDI-Designs. | | Kupfergewicht | 0,5 Unzen – 2 Unzen | Bis zu 20oz | Schweres Kupfer erfordert größere Abstände. | | Impedanztoleranz | ±10 % | ±5 % (Single), ±8 % (Diff) | Eine engere Toleranz erfordert eine spezifische Auswahl des Dielektrikums. | | Oberflächenbeschaffenheit | HASL LF, ENIG | Immersions-Ag/Sn, Hartgold | Hartgold eignet sich am besten für Kantenverbinder. | | Maximale Panelgröße | 500 mm x 600 mm | Benutzerdefiniert | Hängt von der Ausrüstung ab; Wenden Sie sich an die Technik. | | Lötmaske | Grün, Blau, Schwarz, Weiß | Matte Farben, Lila, Rot | Matte Oberflächen eignen sich besser für Bildverarbeitungssysteme. |
Vorlaufzeit und MOQ
| Auftragsart | Typische Vorlaufzeit | Mindestbestellmenge | Schlüsseltreiber |
|---|---|---|---|
| Prototyp | 24–72 Stunden | 1 Stück | Quick-Turn geht von Standardmaterialien (FR4) und Ausführungen (HASL/ENIG) aus. |
| Kleine Charge | 5–7 Tage | 5–50 Stück | Testanforderungen (z. B. Flying Probe) und komplexe Aufbauten erhöhen den Zeitaufwand. |
| Massenproduktion | 10–15 Tage | 100+ Teile | Die Volumenpreisgestaltung setzt ein; Die Vorlaufzeit umfasst die Panelisierung und Werkzeugbereitstellung. |
RFQ-/DFM-Checkliste (was zu senden ist)
Um ein genaues Angebot und eine saubere DFM-Überprüfung zu erhalten, stellen Sie sicher, dass Ihr Datenpaket Folgendes enthäLT:
- Gerber-Dateien: RS-274X-Format (oder ODB++ / IPC-2581).
- Fab Drawing: PDF-Format mit:
- Umriss und Abmessungen der Platine.
- Bohrtabelle mit Symbolen und Fertigmaßen.
- Stapeldiagramm mit Materialtypen und Kupfergewichten.
- Hinweise zu IPC-Klasse, Farbe und Finish.
- NC-Bohrdateien: Excellon-Format (sofern nicht in ODB++ eingebettet).
- Panelisierung: Wenn Sie Arrays benötigen, geben Sie die Array-Zeichnung an oder fragen Sie nach „Anbieter-Panelisierung“.
- Mengen: Anzahl der Prototypen im Vergleich zur Produktionsprognose.
- Besondere Anforderungen: Impedanzberichte, Ionenkontaminationstests oder spezifische Qualitätszertifikate.
Fordern Sie ein Angebot / eine DFM-Bewertung für Fab Drawing Essentials an
Wenn Sie bereit sind, Ihr Design zu validieren, sorgt die Zusendung eines kompletten Pakets für eine schnellere Antwort. Eine gründliche DFM-Überprüfung in der Angebotsphase kann Probleme wie unmögliche Bohrer-Kupfer-Verhältnisse oder nicht verfügbare Materialien erkennen, bevor es zu Produktionsverzögerungen kommt.
- Fügen Sie Ihre tolle Zeichnung bei: Stellen Sie sicher, dass alle Notizen lesbar sind.
- Vorlaufzeit angeben: Benötigen Sie eine 24-Stunden-Lieferung oder eine Standardlieferung?
- Materialhinweise: Sind Äquivalente zulässig?
- Testen: Benötigen Sie eine 100-prozentige Netzlistenprüfung?
- Montage: Wenn Sie eine schlüsselfertige Montage benötigen, fügen Sie Ihre Stückliste und Pick & Place-Datei bei.
- Volumen: Angebot für 5, 50 und 500, µm Preisnachlässe zu sehen.
Fazit
Die Fab-Zeichnung ist die Brücke zwischen einem digitalen Konzept und einer physischen Realität. Es erfasst die „unausgesprochenen“ Anforderungen eines PCB-Designs – Zuverlässigkeit, Materialeigenschaften und mechanische Passform –, die Gerber-Dateien allein nicht vermitteln können. Durch die Beherrschung der Grundlagen des Fab-Zeichnens reduzieren Sie das Risiko von technischen Fragen, Ausschuss und Ausfällen vor Ort.Ganz gleich, ob Sie einen einfachen Prototyp oder eine komplexe Platine für die Luft- und Raumfahrt bauen, eine klare Dokumentation ist der Schlüssel zum Erfolg. APTPCB ist bereit, Ihre Daten zu überprüfen, praktische DFM-Ratschläge zu geben und Platinen zu liefern, die genau Ihren Spezifikationen entsprechen. Starten Sie Ihr nächstes Projekt mit einem Partner, der die Details versteht.