Eine ovale Form in einer Leiterplattenzeichnung kann eine metallisierte Anschlussöffnung, einen nicht metallisierten mechanischen Schlitz oder lediglich die Kontur eines Kupferpads darstellen. Das sind unterschiedliche Fertigungsanweisungen. Geben Sie die gewünschte Öffnung, ihre fertige Breite und Gesamtlänge, ihre Position und die erforderliche Metallisierung der Wände an. Prüfen Sie anschließend die exportierten Fertigungsdaten, statt sich auf die Darstellung des Footprints im Editor zu verlassen.
Ein metallisierter Schlitz kann einen flachen Bauteilanschluss mit der Leiterplatte verbinden. Ein nicht metallisierter Schlitz kann Freiraum für eine Lasche, eine mechanische Verstellung oder eine gezielte Unterbrechung des Leiterplattenmaterials schaffen. Die vorgesehene Funktion bestimmt den Zustand von Kupfer und Schlitzwänden; allein aus der Form lässt sich keine der beiden Ausführungen zuverlässig ableiten.
Das umfassendere Datenpaket wird unter Grundlagen der Fertigungszeichnung behandelt. Informationen zu üblichen ringförmigen Landeflächen für runde, metallisierte Bohrungen finden Sie unter Ringflächen und Bohrtoleranz. Bei der Passung eines Schlitzes spielen zusätzlich die längliche Geometrie, die Endform und die Ausrichtung des Gegenstücks eine Rolle.
Foto einer realen unbestückten Leiterplatte von Vishnu Mohanan / Unsplash, als Fertigungskontext verwendet. Ein spezifizierter metallisierter oder nicht metallisierter Schlitz ist auf diesem Foto nicht zu erkennen; die nachfolgenden schematischen Wandquerschnitte unterscheiden die beiden Ausführungen.
Wann sollte ein Schlitz metallisiert sein?
Verwenden Sie einen metallisierten Schlitz, wenn das Design eine leitfähige Wand erfordert, zum Beispiel bei einem angelöteten Flachstecker mit einer Kupferlandefläche, die mit dem vorgesehenen Netz verbunden ist. Legen Sie zusammen mit der Öffnung auch die Landefläche und deren elektrische Anbindung fest. Eine metallisierte Wand bedeutet nicht automatisch, dass der Schlitz mit jeder durchlaufenen Innenlage verbunden werden soll.
Verwenden Sie eine nicht metallisierte Öffnung, wenn die Wände nicht leitend sein müssen oder das Merkmal als mechanischer Freiraum ohne leitfähigen Hülsenkörper dient. Prüfen Sie die Abstände zu allen relevanten Kupferflächen, nicht nur zur sichtbaren obersten Lage. Eine nicht metallisierte Wand kann dennoch nahe an Innenlagenkupfer oder freiliegendem Kupfer an einer benachbarten Kante liegen.
Fügen Sie keine Metallisierung hinzu, um eine mehrdeutige Zeichnung zu retten. Eine metallische Positionierlasche, die in eine nicht metallisierte Öffnung passt, kann nach der Metallisierung der Wand, durch die sich die verfügbare Öffnung verkleinert, möglicherweise nicht mehr passen. Umgekehrt kann die Fertigung eines Anschlussschlitzes ohne Metallisierung den vom Design erwarteten leitfähigen Pfad unterbrechen.
| Funktion | Angaben, die die Auswahl klären | Zu vermeidender Fehler |
|---|---|---|
| Angelöteter Flachstecker | Metallisierte Wand, Landeflächengeometrie, Netz und Montageanforderungen | Eine rechteckige Padkontur als Beweis für einen Schlitz behandeln |
| Freiraum für eine mechanische Lasche | Fertige Öffnung, Wandzustand und Hüllraum des Gegenstücks | Prozessausgleich oder Metallisierung den Freiraum aufbrauchen lassen |
| Verstellschlitz | Verstellweg, Hüllraum des Befestigungselements und Bezugsdatum zur Positionierung | Nur die Breite prüfen und eine Kollision am Ende des Verstellwegs übersehen |
| Gezielte Isolationsöffnung | Elektrisches Sicherheitsdesign, endgültige Geometrie und geltende Anforderungen | Annehmen, dass ein sichtbarer Spalt automatisch eine normgerechte Kriechstrecke gewährleistet |
Ein Schlitz zur Isolation benötigt eine separate Prüfung der elektrischen Sicherheit. Die Auswirkungen auf Kriech- und Luftstrecken hängen von der tatsächlichen Geometrie, den Materialien, der Umgebung und den maßgeblichen Anforderungen ab. Ersetzen Sie das Isolationsdesign des Produkts nicht durch einen allgemeinen Hinweis zur mechanischen Bearbeitung.
Welche Maße sollte die Zeichnung festlegen?
Geben Sie die fertige Öffnung an, einschließlich des Zustands nach der Metallisierung und den relevanten Nachbearbeitungsschritten. Unterscheiden Sie ihre Breite von der Gesamtlänge von Ende zu Ende. Verwendet ein CAD- oder Prüfsystem den Abstand zwischen den Endmittelpunkten, kennzeichnen Sie dieses Maß ausdrücklich; es ist nicht die Gesamtlänge der Öffnung.
Ein einfacher kapselartiger Schlitz hat parallele gerade Seiten und halbrunde Enden. Sein Endradius entspricht der halben Breite. Bei einer Gesamtlänge L und einer Breite W beträgt der Abstand der Endmittelpunkte L − W. Diese Beziehungen gelten für genau diese Geometrie. Auf einen individuell geformten Ausschnitt, eine Entlastungsform oder eine gefräste Tasche lassen sie sich nicht unverändert übertragen.
Ein rotierender zylindrischer Fräser kann keine vollkommen scharfe Innenecke erzeugen. Hat das Gegenstück rechtwinklige Ecken, prüfen Sie dessen tatsächlichen Hüllraum gegenüber den gerundeten Schlitzenden. Eine zusätzliche Länge kann bei einer bestimmten Passung helfen, doch das nötige Maß hängt von Eckform und Spiel ab. Gehen Sie nicht davon aus, dass ein Rechteck passt, nur weil seine Länge und Breite jeweils kleiner als die maximalen Schlitzmaße sind.
Schematische Geometrie, keine Fertigungsempfehlung. Die englischen SVG-Beschriftungen erläutern die fertige Schlitzgeometrie, die Passung an den Ecken und den Wandzustand, nicht maßstäbliche Querschnitte und ein angenommenes Passungsbeispiel. „Overall L“ bezeichnet die Gesamtlänge, „Width W“ die Breite und „End-center spacing“ den Abstand zwischen den Endmittelpunkten. „Centered corner fits“ bedeutet, dass die mittig ausgerichtete Ecke passt; „Offset corner interferes“, dass die versetzte Ecke kollidiert. „Plated wall“ bezeichnet eine leitfähige metallisierte Wand mit festgelegten Kontaktflächen; „Non-plated wall“ eine blanke Wand, bei der das Kupfer wie angegeben zurückgesetzt ist. Die Eckpositionen veranschaulichen die nachfolgende hypothetische Passungsberechnung; die getrennten Wandquerschnitte geben keine Schichtdicke vor.
Beispiel: Passung eines Flachsteckers prüfen
Angenommen, eine hypothetische Steckzunge ist höchstens 0,60 mm dick und 1,80 mm breit. Der vorgesehene Schlitz ist eine Kapsel mit einer fertigen Breite von 0,90 ± 0,05 mm und einer Gesamtlänge von 2,30 ± 0,05 mm. Die Maße sind für dieses Beispiel frei gewählt und stammen weder aus einer Bauteilzeichnung noch aus einer Tabelle der Fertigungsfähigkeiten eines Herstellers.
Für eine konservative erste Prüfung wird die kleinste Öffnung verwendet: 0,85 mm Breite und 2,25 mm Gesamtlänge. Bei mittig eingesetzter Steckzunge beträgt das Spiel in Breitenrichtung auf jeder Seite (0.85 − 0.60) / 2 = 0.125 mm. Das prüft die geraden Seiten, aber nicht die Ecken der Steckzunge an den gerundeten Enden.
Bei der kleinsten Öffnung beträgt der Endradius 0,425 mm, und jeder Endmittelpunkt liegt (2.25 − 0.85) / 2 = 0.70 mm vom Schlitzmittelpunkt entfernt. Eine Ecke der Steckzunge liegt 0,90 mm entlang der Schlitzachse und 0,30 mm quer dazu. Ihr Abstand vom zugehörigen Endmittelpunkt beträgt sqrt((0.90 − 0.70)² + 0.30²) ≈ 0.361 mm und ist damit kleiner als der Radius von 0,425 mm. Das ideal mittig ausgerichtete Rechteck passt daher in diese angenommene Mindestkapsel.
Dieses Ergebnis berücksichtigt noch keinen Positionierungsfehler. Verschiebt sich die Steckzunge um 0,10 mm längs und 0,10 mm quer zum Schlitz, liegt die gegenüberliegende Ecke sqrt(0.30² + 0.40²) = 0.50 mm vom Endmittelpunkt entfernt. Das überschreitet 0,425 mm. Eine Passung, die bei perfekter Zentrierung funktioniert, kann also scheitern, sobald das Positionierungsbudget der Montage berücksichtigt wird.
Verwenden Sie dieses Verfahren als Vorprüfung für eine starre, parallelseitige Steckzunge, die in einen geraden Kapselschlitz eingeführt wird. Reale Eckradien der Anschlüsse, Grate, Winkelfehler, Einführschrägen und der Freiraum zum Löten benötigen eigene Zuschläge. Prüfen Sie bei mehreren Anschlüssen das gesamte Muster und die Positioniermerkmale des Bauteils; einzelne Prüfungen je Schlitz beweisen nicht, dass das ganze Bauteil korrekt sitzt.
Wer legt Fräswerkzeug und Metallisierungszugabe fest?
Das Design sollte das erforderliche fertige Merkmal definieren. Der Leiterplattenhersteller schlägt das Fertigungsverfahren vor, einschließlich Werkzeug, Kompensation und Prozessfolge. Bei metallisierten Schlitzen benötigt die Fertigungsöffnung im Allgemeinen eine Zugabe für das Material, das an den Wänden aufgebracht wird. Die notwendige Zugabe hängt außerdem vom geregelten Prozess und dessen Toleranzen ab.
Vergrößern Sie eine Öffnung in CAD nicht „für die Metallisierung“, es sei denn, der Lieferant hat diese Datenkonvention ausdrücklich verlangt und die Zeichnung macht sie eindeutig. Andernfalls können Designer und Hersteller dasselbe Merkmal kompensieren. Geben Sie umgekehrt keine Werkzeuggröße vor, wenn die eigentliche Abnahmeanforderung ein fertiges Schlitzmaß ist.
Ein Lieferant kann einen Schlitz fräsen oder ihn in einem freigegebenen Verfahren aus überlappenden Bohrungen herstellen. Bestätigen Sie, ob der vorgeschlagene Prozess den erforderlichen Wandzustand und die Passung liefert. Prozessspezifische Mindestbreiten und -längen hängen vom jeweiligen Lieferanten und Service ab. Sie sind keine universellen Designgrenzen für Leiterplatten; für ein technisch machbares Merkmal können dennoch besondere Handhabung oder Mehrkosten anfallen.
Wie lässt sich ein Schlitz in KiCad-Fertigungsdaten darstellen?
KiCad 9.0 dokumentiert getrennte Einstellungen für Pad und Bohrung. Ein Kupferpad kann einen ovalen Umriss haben, während seine Bohrung rund bleibt. Prüfen Sie bei einem metallisierten Anschlussschlitz sowohl die Bohrungsform und deren zwei Maße im Durchkontaktierungspad als auch die Kupferlandefläche. Bestätigen Sie bei einem nicht metallisierten Padmerkmal die NPTH-/mechanische Kennzeichnung und die erforderliche Geometrie.
Dieselbe Dokumentation beschreibt Excellon-Ausgaben für ovale Bohrungen: In der normalen Ausgabe werden Fräsbefehle verwendet; auf Wunsch des Herstellers steht ein alternativer Bohrmodus zur Verfügung. Stimmen Sie dies ausdrücklich mit dem Lieferanten ab. Ändern Sie eine Einstellung nicht allein deshalb, weil die Darstellung in einem Viewer ungewöhnlich aussieht; dadurch kann die Datei nachgelagert anders interpretiert werden.
Zeigen Sie nach dem Export Kupfer, Umriss und Bohr-/Fräsdaten gemeinsam an. Bestätigen Sie einen gemeinsamen Ursprung, Einheiten, Ausrichtung und die vorgesehene Anzahl an Schlitzen. Prüfen Sie, dass die Öffnung in maschinenlesbaren Daten vorhanden und ihre Metallisierungsklasse erkennbar bleibt. Ein Textvermerk hilft bei der Klärung, sollte aber nicht der einzige Nachweis dafür sein, dass ein physisches Merkmal existiert.
Wählen Sie für eine praktische Exportprüfung einen bekannten Anschlussschlitz aus und vergleichen Sie an denselben Koordinaten seine Kupferlandefläche mit der Öffnung in der Bohrkarte. Ein ovales Kupferpad mit nur einem runden Bohrsymbol entspricht nicht dem vorgesehenen ovalen Loch. Prüfen Sie im Bohr-/Fräsdaten-Viewer beide gerundeten Enden und die in der Zeichnung angegebenen Fertigmaße der Öffnung; gleichen Sie anschließend die Metallisierungsklasse der Schlitzliste ab. Vermerken Sie die Kennung dieses Merkmals in der CAM-Rückfrage, wenn importierte Form oder Klasse abweichen.
Stimmen Sie bei einem beliebig geformten Innenausschnitt mit dem Leiterplattenhersteller das akzeptierte Format der Konturdaten ab. Geben Sie nicht dieselbe Öffnung in verschiedenen Dateien widersprüchlich vor. Legen Sie fest, welche freigegebene Datei und welches Zeichnungsmaß gelten, falls der Viewer oder CAM-Import eine Abweichung meldet.
Was sollten Prüfung und Wareneingang kontrollieren?
Vergeben Sie Kennungen für kritische Schlitze. Erfassen Sie für jeden Schlitz Breite, Gesamtlänge, Positionsbezug, Ausrichtung, Metallisierungszustand und geltende Anforderungen an Landeflächen oder Kupferabstände. Legen Sie fest, welche Maße und Zustände zu messen sind, statt pauschal eine „Schlitzprüfung“ anzufordern.
Eine Breitenlehre weist weder die Gesamtlänge noch die tatsächliche Position nach. Ein optisch glänzender Wandbereich belegt weder die Schichtdicke der Metallisierung noch die Qualität der gesamten Wand. Wählen Sie die für die konkrete elektrische und mechanische Funktion des Merkmals erforderlichen Nachweise; stimmen Sie Stichprobenumfang und Abnahme für den Auftrag ab.
Lässt sich ein Anschluss nicht einsetzen, sperren Sie die betroffenen Teile und vergleichen Sie die freigegebene Bauteilzeichnung, den tatsächlichen Anschluss, die fertige Öffnung und das Bohrbild, bevor Sie eines der Teile ändern. Das Feilen an der Leiterplatte oder gewaltsame Einsetzen des Anschlusses kann Kupfer beschädigen und die Ursache verdecken. Jede Reparatur, die Geometrie oder eine metallisierte Wand verändert, benötigt eine genehmigte Entscheidung.
Prüfen Sie die Bestückungszeichnung auf Einführrichtung und Sperrbereiche sowie die Nutzenanordnung auf Handhabung und Zugang. Ein Schlitz kann auf einer einzelnen Leiterplatte korrekt sein und dennoch mit einer Nutzenleiste oder Montagevorrichtung kollidieren.
Für ein Angebot eine Spezifikation der fertigen Merkmale senden
Fügen Sie die Leiterplattendaten, eine bemaßte Schlitzliste, die Zeichnung des Gegenstücks und die gekennzeichneten Metallisierungsklassen bei. Markieren Sie passungskritische Schlitze und unterscheiden Sie verbindliche Maße von Referenzmaßen. Geben Sie an, ob der angefragte Leistungsumfang Maßberichte, eine besondere Prüfung der Schlitzwände oder einen Montageversuch umfasst.
Nutzen Sie die Angebotsseite oder die Kontaktseite und senden Sie die tatsächlichen Daten und offenen Fragen. Stimmen Sie die Fertigungsinterpretation ab, bevor Sie Werkzeuge freigeben. Der Produktverantwortliche genehmigt die mechanische Passung und das Isolationsdesign; die Machbarkeitsprüfung des Herstellers bezieht sich auf den vorgeschlagenen Leiterplattenaufbau und die vereinbarten Liefergegenstände.
Technische Referenzgrundlage
KiCad 9.0, PCB Editor, Pad-Eigenschaften und Bohrdateierzeugung, bildet die hier beschriebene Softwarefunktion ab. Die realen Gegenmaße ergeben sich aus den Bauteilzeichnungen. Die Kapselbeziehungen und das Toleranzbeispiel sind eigenständige geometrische Beispiele mit ausdrücklich genannten Annahmen, keine vorgegebenen Fertigungsgrenzen.