Eine Kennzeichnung kann im CAD perfekt aussehen und auf der fertigen Leiterplatte trotzdem verschwinden. Sie wird vielleicht beim Export ausgelassen, nahe einer Lötstoppmaskenöffnung abgeschnitten oder korrekt gedruckt und anschließend von einem Bauteil verdeckt. Entscheidend ist daher nicht nur: „Ist die Kennzeichnung im Layout vorhanden?“, sondern: „Kann jemand sie bei Bedarf lesen und richtig deuten?“
Vorrang haben Kennzeichnungen, die die Montage und den späteren Gebrauch unterstützen: Bauteilkennzeichen, Polaritäts- und Pinangaben, Prüfpunkte, Steckverbinderkennzeichnungen und Leiterplattenrevision. Bei Platzmangel können dekorative Umrisse entfallen. Lässt sich eine wichtige Kennzeichnung nicht drucken und bei der Montage sichtbar halten, sollte sie verschoben oder durch eine freigegebene Angabe in der Montageunterlage ersetzt werden, statt sie lediglich so weit zu verkleinern, bis sie auf dem Bildschirm passt.
Der Bestückungsdruck, auch Legende genannt, ist die gedruckte Leiterplattenzeichnung für diese Markierungen. Seine druckbare Fläche wird durch Maskenöffnungen und Platinenkanten begrenzt. Seine Nutzbarkeit hängt außerdem von Bauteilgehäusen, Steckverbinderteilen und der vorgesehenen Betrachtungsseite ab.
Retuschiertes Referenzfoto eines Drittanbieters mit Leiterplattenmarkierungen. Die Herstellerkennzeichnung wurde entfernt und die betroffenen Bereiche wurden rekonstruiert. Das Bild ist weder ein Maß- noch ein Prüfprotokoll und belegt nicht, dass die Markierungen nach der Montage sichtbar sind. Originalfoto: Nic Wood / Pexels.
Die vier entscheidenden Kanten unterscheiden
Eine Abstandsregel ist nur dann hilfreich, wenn alle Beteiligten von derselben Grenze aus messen. Unterscheiden Sie im Bereich eines SMD-Pads:
- Kupferpadkante: die Kante des Kupfermerkmals auf der betreffenden Ebene.
- Lötstoppmasken-Öffnungskante: die Grenze des maskenfreien Bereichs um dieses Merkmal. Sie kann über das Pad hinausragen.
- Kante des Bestückungsdruckstrichs: die nächstliegende Kante des tatsächlich gedruckten Zeichens oder Strichs, nicht der Textanker und nicht die Mittellinie des Strichs.
- Bauteilgehäusekante: die physische Grenze, hinter der eine gedruckte Markierung nach der Montage verschwinden kann. Ein gesteckter Gegenstecker oder ein Kabel kann die verdeckte Fläche vergrößern.
Die Pastenöffnung und der Bestückungsdruck des Footprint-Courtyards ersetzen nicht die Grenze der Maskenöffnung. Die Paste definiert ein anderes Zeichnungsmerkmal; ein Courtyard hilft, den Bestückungsraum zu beschreiben. Keines von beiden zeigt, wo der Bestückungsdruck im Verhältnis zur tatsächlichen Maskenöffnung enden muss.
Auch die Platinenkante ist relevant. Prüfen Sie die fertige Außenkontur und alle Merkmale, die die nutzbare Fläche beeinflussen, statt den Bereich außerhalb der Kontur als verfügbaren Platz für Text anzusehen. Für den Kantenabstand gelten die vereinbarten Fertigungsregeln des Projekts.
Ein hypothetisches Abstandsbudget
Für eine Seite eines Pads gelten beispielhaft folgende Annahmen:
| Annahme | Abstand |
|---|---|
| Die Maskenöffnung ragt über die Kupferpadkante hinaus | 0,05 mm |
| Mit dem Lieferanten vereinbarter Konstruktionsabstand von der Öffnung zum Druckstrich | 0,15 mm |
| Zusätzlicher, vom Entwickler gewählter Platzierungszuschlag | 0,05 mm |
| Nennabstand von der Padkante zur nächstliegenden Kante des Druckstrichs | 0,25 mm |
Die Rechnung lautet 0,05 + 0,15 + 0,05 = 0,25 mm. Dies ist ein Lehrbeispiel, weder eine APTPCB-Spezifikation noch ein allgemeiner Fertigungs-Mindestwert. Es setzt voraus, dass die genannten Öffnungs- und Abstände auf der betrachteten Seite gelten.
Der letzte Zuschlag ist eine gewählte Layoutreserve und keine gemessene Registriergenauigkeit. Enthält die Lieferantenregel bereits die Registrierungstoleranz, darf dieselbe Toleranz nicht nochmals addiert werden. Eine separate, frei gewählte Reserve ist weiterhin möglich, sofern allen Beteiligten klar ist, wofür sie steht.
Schematisches Beispiel mit fiktiver Geometrie: Die Maskenöffnung ragt 0,05 mm über die Kupferpadkante hinaus; der mit dem Lieferanten vereinbarte Abstand von der Öffnung zur Druckstrichkante beträgt 0,15 mm; hinzu kommt eine vom Entwickler gewählte Platzierungsreserve von 0,05 mm. Damit ergibt sich nominal von der Kupferpadkante bis zur nächstliegenden Druckstrichkante: 0,05 + 0,15 + 0,05 = 0,25 mm. Das ist weder eine APTPCB-Spezifikation noch ein allgemeiner Fertigungs-Mindestwert. Ein Bauteil kann R17 dennoch verdecken.
Dieses Budget legt die nächstliegende Kante des Druckstrichs aufgrund der angegebenen Maskenöffnungsgeometrie 0,25 mm von der Kupferpadkante entfernt fest. Es macht eine Kennzeichnung unter einem Bauteil nicht lesbar. Zu den zugrunde liegenden Entscheidungen über Öffnung und Maskensteg siehe Abstands- und Stegregeln für die Lötstoppmaske.
Kennzeichnungen nach ihrem tatsächlichen Zweck auswählen
Auf einer Leiterplatte gibt es selten genug freie Fläche, um alles gleichwertig zu beschriften. Legen Sie fest, wer welche Kennzeichnung wann benötigt.
Kennzeichnungen für Montage und Prüfung. Ein Bauteilkennzeichen oder eine Orientierungshilfe muss anhand der maßgeblichen Zeichnung und des Bauteildatenblatts eindeutig sein. Gehen Sie nicht davon aus, dass Punkt, Balken oder Pluszeichen bei allen Bauteilen dieselbe Bedeutung haben. Bestimmen Sie Pin 1 oder die Polarität für ein konkretes Bauteil anhand der exakten Gehäuseangaben des Herstellers und der freigegebenen Montageunterlagen. Der verwandte Beitrag Polarität von SMT-Bauteilen behandelt die Interpretation; beim Bestückungsdruck geht es darum, ob die ausgewählte Markierung den Fertigungsprozess übersteht und sichtbar bleibt.
Steckverbinder- und Prüfpunktkennzeichnungen. Platzieren Sie die Kennzeichnung des Steckverbinders oder Prüfpunkts so, dass sie auch mit montierten Nachbarteilen nutzbar bleibt. Berücksichtigen Sie bei einem Steckverbinder sowohl sein Gehäuse als auch den Platz, den der passende Stecker oder das Kabel beansprucht. Eine vom eingesteckten Stecker verdeckte Pinangabe kann bei der Montage helfen, ist aber keine verlässliche Kennzeichnung für den Betrieb.
Revision und Identifikation. Platzieren Sie die Leiterplattenrevision gemäß Projektvorgabe so, dass sie ohne Zerlegen des Produkts auffindbar ist. Eine gedruckte Los- oder Serienkennung kann bei der Identifikation helfen; allein dadurch entsteht jedoch keine Rückverfolgbarkeit zu Fertigungsunterlagen.
Umrisse und Grafiken. Behalten Sie Umrisse bei, wenn sie die Erkennung erleichtern, opfern Sie aber keinen wichtigen Buchstaben, nur um einen dekorativen Rahmen vollständig zu erhalten. Linien unter einem Durchsteckbauteil können vorübergehend bei der Montage helfen; nach dessen Einbau sind sie nicht als weiterhin sichtbare Markierungen zu behandeln.
Platzierungsbeispiel: R17 und J2
Angenommen, das R17-Kennzeichen hält den angenommenen Abstand zur benachbarten Maskenöffnung ein, aber das Gehäuse verdeckt die Ziffern „17“. Wird die Beschriftung in derselben Richtung weiter vom Pad weg verschoben, liegt sie unter einem Steckverbinder. Eine kleinere Schrift lässt die CAD-Ansicht zwar weniger gedrängt wirken, löst das Verdeckungsproblem aber nicht zuverlässig.
Besser ist es, das vollständige R17-Kennzeichen in einen benachbarten freien Bereich zu verschieben und zu prüfen, dass es nicht mit dem Nachbarbauteil verwechselt werden kann. Gibt es keinen eindeutigen Platz, darf das Leiterplattenkennzeichen nur entfallen, wenn ein Verweis in der Montageunterlage vereinbart wurde. Lassen Sie nicht bloß ein „R“ auf der Platine stehen, als würde es das Bauteil eindeutig bezeichnen.
Angenommen, die J2-Kennzeichnung passt an eine Steckverbinderecke, aber der gesteckte Gegenstecker verdeckt die Pin-1-Markierung. Verschieben Sie die Markierung an eine gut lesbare, J2 zugeordnete Stelle und gleichen Sie ihre Bedeutung mit dem exakten Datenblatt des Steckverbinders und der Zeichnung ab. Wird die Markierung nur vor dem Stecken benötigt, dokumentieren Sie diesen vorgesehenen Einsatz. Benötigen Techniker die Information bei gestecktem Verbinder, muss die Platzierung auch in diesem Zustand funktionieren oder das Projekt muss eine andere Art der Bereitstellung freigeben.
Die Montagezeichnung ist ein sinnvoller Ersatzverweis für Kennzeichen und Orientierungen, die nicht alle auf die Platine passen. Sie ersetzt nicht automatisch eine Markierung, die Produktnutzer oder Serviceabläufe sehen müssen.
Text druckbar machen, bevor Sie ihn verkleinern
Fragen Sie frühzeitig nach den geltenden Regeln für den Bestückungsdruck, damit sie noch in das Layout einfließen können. Zeichenhöhe, Strichbreite, Abstand zu Öffnungen und Platinenkanten sowie Positiv- oder Negativdruck können das Ergebnis jeweils beeinflussen. In diesem Beitrag genannte Größen sind keine allgemeingültigen Regeln.
Bei positivem Text werden die Zeichenstriche selbst gedruckt. Bei Negativtext bleiben die Buchstaben innerhalb einer gedruckten Fläche unbedruckt. Prüfen Sie in beiden Fällen die tatsächlichen Formen: Enge Zwischenräume können ein Negativzeichen beeinträchtigen, während ein zu dünner Positivstrich den gedruckten Buchstaben beeinträchtigen kann. Eine auf dem Bildschirm lesbare Schrift beweist nicht, dass die Produktionsdaten geeignet sind.
Richten Sie die Designprüfungen nach den bestätigten Projektregeln aus. Wenn eine Markierung zu dicht sitzt:
- Verschieben Sie sie, ohne ihre Zuordnung mehrdeutig zu machen.
- Entfernen Sie nicht notwendige Grafiken oder kürzen Sie entbehrliche Texte.
- Vergrößern oder ändern Sie die Darstellung, sofern der Platz ausreicht.
- Wenn die Platine die Markierung nicht aufnehmen kann, dokumentieren Sie eine freigegebene Alternative für den vorgesehenen Einsatzzweck.
Prüfen Sie außerdem die tatsächlichen Zeichen, nicht nur den Textbegrenzungsrahmen. Eine abgeschnittene „7“, ein fehlender Polaritätsstrich oder ein zusammenlaufender Negativbuchstabe kann die Bedeutung ändern, auch wenn noch etwas Druckfarbe vorhanden ist.
KiCad 10: Einstellungen, Ausgabe und physische Platinenseite prüfen
KiCad 10 bietet nützliche Prüfungen, doch eine saubere Bildschirmdarstellung und eine bestandene DRC sind noch keine endgültige Freigabe.
Relevante Prüfungen konfigurieren und ausführen
Legen Sie unter Datei → Platinenaufbau die geltenden Text- und Bestückungsdruck-zu-Bestückungsdruck-Beschränkungen fest. Behandeln Sie den geforderten Abstand zur tatsächlichen Maskenöffnung als separate Prüfung: Verwenden Sie eine Regel, von der bestätigt wurde, dass sie diese Grenze misst, oder messen Sie die exportierte Geometrie. Starten Sie Prüfen → Design Rule Checker und prüfen Sie Lesbarkeitsverletzungen, einschließlich abgeschnittener Maskenöffnungen und Platinenkanten. Eine Prüfung, die keine Überschneidung findet, beweist für sich genommen nicht, dass der angenommene Öffnungskantenabstand von 0,15 mm eingehalten wird.
Betrachten Sie das Ergebnis als Vorprüfung, nicht als Sichtbarkeitsgarantie. Insbesondere meldet KiCads Kollisionsprüfung für den Bestückungsdruck nicht ausschließlich Überschneidungen zwischen Formen. Prüfen Sie auch Grafiken und untersuchen Sie Verdeckungen durch Bauteile und Steckverbinder separat.
KiCads Bibliothekskonvention F5.1 unterstützt, wichtige Bestückungsdruck- und Orientierungsmarkierungen nach der Montage sichtbar zu halten. Sie ist eine Bibliothekskonvention, keine Spezifikation der Fertigungsfähigkeit und kein Ersatz für die vereinbarten Fertigungsregeln des Projekts.
Sichtbarkeit in der Anzeige von exportierten Daten unterscheiden
Eine Markierung kann in der Editoransicht verborgen sein; daraus folgt nicht zwingend, ob sie in die Ausgabe eingeht. Umgekehrt beweist eine sichtbare Markierung im Arbeitsbereich nicht, dass sie geplottet wird.
Prüfen Sie sowohl die Anzeigeeinstellungen für Ebenen und Objekte als auch die Ebenen- und Sichtbar-/Verborgen-Eigenschaften des Footprint-Felds selbst. Footprint-Felder auf Platinenebene lassen sich auf der Platine bearbeiten; grafischer Footprint-Text wird im Footprint-Editor bearbeitet. Überprüfen Sie Platzierung und Sichtbarkeit nach Aktualisierungen der Footprint-Bibliothek erneut, da sich dadurch Feldeigenschaften ändern können.
Öffnen Sie Datei → Plotten, kontrollieren Sie die ausgewählten einzuschließenden Ebenen und erzeugen Sie die vorgesehenen Vorder- und Rückseiten-Ausgaben. KiCads Option Lötstoppmaske vom Bestückungsdruck abziehen entfernt Druckfarbe über maskenfreien Bereichen. Prüfen Sie die resultierende Ausgabe, wenn Sie diese Option verwenden: Ein im Ausgangsdokument vollständig wirkendes Zeichen kann dadurch abgeschnitten werden. Die Option allein belegt nicht die Einhaltung aller gesondert vereinbarten Abstands- und Lesbarkeitsanforderungen.
Öffnen Sie die exportierten Dateien in einem Gerber-Viewer und vergleichen Sie den Bestückungsdruck mit den entsprechenden Masken- und Kupferlagen. Prüfen Sie, ob wichtige Zeichen vollständig, auf der vorgesehenen Seite und den richtigen Bauteilen zugeordnet sind.
Die Rückseite von der Rückseite aus prüfen
Kennzeichnen Sie Ansichten nach der Platinenseite und prüfen Sie die Rückseitenmarkierungen so, wie sie beim Blick auf die physische Platinenrückseite gelesen werden. Eine durch die Platine hindurch betrachtete Oberseitenansicht kann eine korrekt vorgesehene Rückseitenmarkierung verwirrend erscheinen lassen.
KiCad enthält Lesbarkeitsprüfungen für gespiegelten Vorderseitentext und nicht gespiegelten Rückseitentext; deren Standardschweregrad ist Ignorieren. Stellen Sie diese Prüfungen passend zum Projekt ein und prüfen Sie ihre Ergebnisse. Korrigieren Sie den betreffenden Text- oder Ansichtsfehler und kontrollieren Sie anschließend die exportierten Daten. Spiegeln Sie nicht blind jede Rückseitenausgabe: Ein zusätzlicher Spiegelungsschritt kann genau den Fehler erzeugen, den er verhindern sollte.
Das Überstehen der Markierungen bis zur Freigabe nachverfolgen
Führen Sie für wichtige Markierungen ein kurzes Prüfprotokoll, statt nur einen Screenshot des CAD-Arbeitsbereichs abzulegen.
| Stufe | Nachweis und zuständige Prüfung | Korrekturmaßnahme bei Fehler |
|---|---|---|
| CAD | Der Entwickler prüft Kennzeichnungsidentität, Footprint-Felder, Beschränkungen, Öffnungen, Gehäuseumrisse und vorgesehene Platinenseite. | Markierung verschieben, vergrößern oder überarbeiten; Ausrichtung anhand der Zeichnung und der exakten Bauteilinformationen klären. |
| Export | Der Entwickler prüft Vorder- und Rückseiten-Gerber zusammen mit Maske und Kupfer in einem Viewer. | Ebenenauswahl, Sichtbarkeit, Plot-Einstellungen oder Geometrie korrigieren und betroffene Dateien neu erzeugen. |
| CAM | Entwickler und Fertiger vergleichen, sofern entsprechende Nachweise vorliegen, eingereichte und vorgeschlagene Produktionsdaten. | Abgeschnittene oder entfernte wichtige Zeichen kennzeichnen; eine Korrektur vereinbaren, statt eine Bedeutungsänderung stillschweigend zu akzeptieren. |
| Bestückte Ansicht | Montage- oder Produktverantwortliche prüfen Verdeckungen durch Gehäuse und gesteckte Gegenverbinder im vorgesehenen Einsatz. | Markierung verlegen oder eine geeignete Zeichnung beziehungsweise andere Referenz freigeben; Freigabe zurückhalten, wenn wesentliche Informationen mehrdeutig bleiben. |
Dokumentieren Sie bei einem vorgeschlagenen Verschieben oder Entfernen die Markierung oder Referenz, betroffene Daten- und Zeichnungsrevisionen, den vorgesehenen Einsatz, die Änderung, den zuständigen Freigebenden und den Freigabestatus. Das harmlose Kürzen eines dekorativen Umrisses ist nicht gleichbedeutend mit dem Entfernen einer Pinangabe. Änderungen, die die Bedeutung verändern, erfordern die Genehmigung des Entwicklers oder Kunden, bevor die betroffene Freigabe fortgesetzt wird.
Wenn die endgültigen CAM-Daten nicht zur Prüfung vorliegen, vereinbaren Sie, wie wichtige abgeschnittene oder geänderte Markierungen kommuniziert werden. Planen Sie bei besonders wichtigen Kennzeichnungen für den Betrieb eine geeignete Prüfung der bestückten Leiterplatte; eine Prüfung der unbestückten Platine kann die Sichtbarkeit durch eine montierte Baugruppe nicht belegen.
Die Prüfung in eine hilfreiche APTPCB-Anfrage überführen
Senden Sie für die hypothetische R17/J2-Platine den Bestückungsdruck für Vorder- und Rückseite, Masken- und Kupferdaten, Platinenkontur, Revision, Montagezeichnung und eine kurze Liste wichtiger Markierungen. Geben Sie an:
- R17 als Kennzeichen, das vollständig bleiben und eindeutig seinem Bauteil zugeordnet sein muss.
- J2-Kennzeichnung und Pin-1-Information einschließlich der Frage, ob beides bei gestecktem Verbinder sichtbar sein muss.
- Die angenommene Maskenerweiterung, den geforderten Abstand von Druck zu Öffnung und die gewählte Platzierungsreserve samt jeweiligen Messgrenzen.
- Die tatsächlich verwendeten Text- und Strichabmessungen einschließlich etwaiger Negativtexte.
- Den gewünschten Umgang mit abgeschnittenen Zeichen und die Person, die Verschiebungen oder Löschungen freigibt.
Bitten Sie APTPCB in der Anfrage für ein Angebot, die geltenden Projektregeln und den Umgang mit vorgeschlagenen CAM-Änderungen an diesen Markierungen zu bestätigen. Verwenden Sie Kontakt für eine technische Rückfrage, falls der Angebotskontext dafür nicht ausreicht.
Die Freigabeentscheidung ist an Bedingungen geknüpft: Lassen sich der vorgeschlagene R17-Text oder sein Abstand nicht einhalten, verlegen oder überarbeiten Sie ihn und erzeugen die Daten erneut. Ist die erforderliche Pinangabe von J2 nach dem Stecken verdeckt, verschieben Sie sie oder lassen Sie eine andere nutzbare Referenz freigeben. Kann die Bedeutung einer wichtigen Markierung nicht erhalten werden oder ist ihre Behandlung ungeklärt, halten Sie den betreffenden Teil der Freigabe zurück, statt davon auszugehen, dass die Fertigung das Problem behebt.
Quellengrundlage: KiCad-10.0-Handbuch zum PCB-Editor — Beschränkungen, DRC-Lesbarkeitsprüfungen, Plot-Optionen und Footprint-Felder; KiCad-Bibliothekskonventionen — F5.1 Anforderungen an die Bestückungsdruckebene. Für die Ausrichtung eines konkreten Bauteils ist das Datenblatt des Herstellers für das ausgewählte Gehäuse heranzuziehen.