Platinenbestückung

Die SMD-Bestückung ist heute ein wichtiger Bestandteil bei der Fertigung von elektronischen Baugruppen bzw. der Platinenbestückung. Viele THT-Bauteile werden heute auch als THR-Bauteile angeboten, so dass diese im selben Prozess mit den üblichen SMD-Bauteilen bestückt und verlötet werden können. Dies ist nur einer von vielen Punkten, die ein auf die Fertigung optimiertes Layout immer wichtiger werden lassen.

Auch wenn es sich im ersten Moment schwierig und aufwendig anhört dies in die Tat umzusetzen, so ist es doch mit wenigen Schritten machbar die besten Voraussetzung dafür zu schaffen. Wir möchten ihnen mit den nächsten Punkten einige der wichtigsten Grundlagen vermitteln.

Bauteil-Bibliothek

  • Investieren sie zu Beginn einmalig etwas mehr Zeit und profitieren sie so in Zukunft von geprüften Daten. Prüfen sie - auch die Daten von Herstellern - ob diese plausibel sind und den IPC-Normen entsprechen. Viele Normen oder Teilstücke davon sind veröffentlich und über Google zu finden - gerne können sie auch auf uns zukommen.
  • Denken sie auch an die kaufmännische Bearbeitung ihrer Leiterplatte. Hinterlegen sie alternative Hersteller oder Artikel direkt in der Bibliothek, so können diese in der BOM ausgegeben werden. Der Einkauf wird es ihnen danken!
  • Reduzieren sie die Vielfalt der Bauteile und definieren sie Standardbauteile - z.B. 4k7 als Pull-up/Pull-down Widerstand, statt einmal 1k, 3k3 und 10k. (Sofern technisch möglich).
  • Je ausführlicher sie die Bauteile defineren, desto weniger Rückfragen gibt es bei der Beschaffung der Bauteile - 100nF/50V ist besser als 100nF, jedoch schlechter als 100nF/50V/X7R.
  • Definieren sie eine einheitliche Nomenklatur - also 4k7 oder 4k7R oder 4.7kR.
  • Vermeiden sie Leerzeichen in der Bauteilbezeichnung und verwenden sie einen Punkt statt Komma - 3.3kR statt 3,3kR. Dies vereinfacht die spätere Aufbereitung ihrer Daten für das Programm des Bestückungsautomaten - zumindest ist dies bei uns der Fall.
  • Integrieren sie 3D Modelle in der Bibliothek, so ist später ein vollständiges 3D Modell ihrer Leiterplatte mit einem Klick verfügbar.
  • Achten sie darauf, dass der CAD Mittelpunkt/Nullpunkt auch Mittelpunkt/Nullpunkt des Symbols/Footprints ist.  
  • Nutzen sie die Möglichkeit mehrer Lagen. Verwende sie z.B. eine Lage für die Bauteilkontur, eine andere Lage für die Pin1 Markierung, eine weitere Lage für die Bauteilkennung (z.B. R1)

 

Layout

Bei der Platinenbestückung ist hohe Präzision erforderlich. Viele fertigungstechnische Toleranzen bei der Herstellung von Leiterplatten können - bei richtiger Vorbereitung - für die weitere Verarbeitung eliminiert werden. Hierzu muss sich die Vorgehensweise bei der Produktion von Leiterplatten vor Augen geführt werden. Vereinfacht ausgedrückt ist eine Platine ein Sandwich aus verschieden Materialien. U.a. gibt es das Trägermaterial (z.B.FR4), die Kupferschichten, den Lötstopplack, sowie den Bestückungsdruck. Diese Lagen haben immer einen gewissen Versatz zueinander, auch wenn dieser relativ klein ist, darf er nicht ausser Acht gelassen werden. Auch die mechanische Bearbeitung wie das Bohren und das Fräsen bringen ebenfalls gewisse Toleranzen mit sich.

  • Definieren sie zunächst die Kontur ihrer Leiterplatte.
  • Definieren sie einen "Keep-IN" Bereich, so dass sichergestellt ist, dass keine Bauteile näher als 3mm an der Außenkontur platziert werden, gleiches gilt entsprechend für Kupferflächen.
  • Stellen sie die Außenkontur ihrer Platine ca. 0.2-0.3mm frei von Lötstopplack. So ist sichergestellt, dass beim Fräsen der Außenkontur kein Lack abplatzen kann und es eine schöne Kante gibt.
  • Wenn sie auf ihrer Leiterplatte Befestigungsbohrungen platzieren, achten sie darauf, dass diese als plated holes ausgeführt werden und definieren sie eine ausreichend große Auflagefläche für den Schraubenkopf.
  • Definieren sie Referenzpunkte auf ihrer Leiterplatte, mindestens zwei - besser drei. Vergessen sie nicht, die Referenzpunkte vom Lötstopplack freizustellen.  
  • Arbeiten sie mit Finepicht-Bauteilen oder BGAs, ist es empfehlenswert, auch Prototypen und Einzelstücke mit einem umlaufenden Nutzenrand zu versehen und nach der Bestückung auszubrechen - also einen Einzelnutzen, wenn man es so nennen will. Der Nutzenrand kann dann ebenfalls mit Referenzpunkten und Fangöffnungen versehen werden. So ist sichergestellt, dass auch Prototypen und Einzelstücke bzw kleinere Serien schnell und sauber verarbeitet werden können.
  • Referenzpunkt (Fidcucial) ist nicht gleich Referenzpunkt. Diese sollten in allen Fällen vom Lötstoplack freigestellt sein. Gängige Referenzmarken, die von allen Dienstleistern verwendet werden können, sind zum Beispiel Kreis-Kupferfläche mit einem Durchmesser von ca. 1mm und einer Freistellung von 2mm.

 

Wir arbeiten gerade an der Erweiterung der Website und liefern in Kürze Bilder und Beispiele zu den aufgeführten Punkten - bekanntlich sagt ein Bild mehr als tausend Worte. Wir möchten ebenfalls drauf hinweisen, dass wir hier nur Hinweise und Ratschläge aufführen, die wir selbst anwenden und die sich in der Praxis bewiesen haben.