6 zentrale Einblicke in die Bare-PCB-Fertigung

Allgemeine Schritte der Bare-PCB-Herstellung

Folgend die generellen Fertigungsschritte:

1. Primärbohrung: Erster Schritt. Langsam, da jedes Loch präzise gebohrt werden muss.
2. Entgraten: Entfernen kleiner Materialreste/Kanten nach Bearbeitung.
3. Klebstoffauftrag: Klebstoff zum Zusammenhalten der PCB-Teile.
4. Chemische Kupferbeschichtung: Veredelt Löcher zu Vias & PTHs (Plated Through Holes).
5. Lötstoppmaske auftragen: Beidseitig auf Bare Board – schützt Kupferoberfläche, verhindert Lötkurzschlüsse bei Bestückung.
6. Siebdruck: Tinte durch Schablonengewebe pressen → bedrucktes Design.
7. Multilayer Bare Board Produktion: Letzter Schritt – leeres Board nach Abschluss aller Vorstufen.

Bare-PCB-Test

1. Was ist ein Bare-Board-Test?

Bare-Board-Tests sind elektrische Prüfungen auf Isolation zwischen einzelnen Leiterbahnmustern und Stabilität zwischen verbundenen Pads.

2. Warum Testen notwendig?

Hochbestückte Bare-Board-PCBs ohne Test versagen vor Anwendung. Tests vermeiden solche Fehler konsequent.

3. Vorteile des Bare-Board-PCB-Tests

Obwohl zeitaufwendig, bieten Tests: geringere Reparatur-/Feldtest-/Wartungskosten, minimierte Testdauer, Setup-Zeit & Kosten. Hochwirksam bei SMT & Feinleiterbestückung.

Mögliche Fehler in der Bare-PCB-Fertigung

Häufigste Fehler:

1. Kupferüberschuss oder -mangel

Kupfer = leitfähigstes Spurenelement. Zu viel → Korrosion, zu wenig → Kurzschlüsse.

2. Kurzschlussproblem

Nicht verbundene Drähte berühren sich → hohe Ströme, Bypass. Häufig bei Bare-Board-Produktion. Fix: Draht ersetzen, sonst keine Funktion.

3. Extraböhrungen

Through-Holes = signalführende Vias für Lagenverbindung. Extraböhrungen begrenzen Platz & Routing-Fläche für Signale.

Bare-Board-PCB designen

Designprozess wirkt mühsam, ist aber bei genauer Betrachtung einfach. Schritt 1: Layout designen (Software: OrCAD, KiCad, Eagle, Altium Designer). Schritt 2: Export in Herstellerformat via Extended Gerber (kodiert Komponentennotierungen, Tracking-Lagen, Aperturen etc.).

Alle Boards: Fehlerchecks (Trace-Hole-Spacing, Lochgrößen, Spurbreite, Randabstand). Dann Datei an Board-House zur Produktion.

Schritt 2 (final): Schaltplandateien für Fotofilme ausgeben. Plotter liefern detailliertes Design. Negativfilm: schwarze Tinte = leitfähige Kupferbereiche, äußere Schicht = nicht-leitende Bereiche. Lochstanzung für Filmkorrespondenz.

Materialauswahl in der Bare-PCB-Fertigung

Primärmaterial entscheidend. Aspekte: Haftung, Temperaturbeständigkeit, Flexibilität, Zugfestigkeit, Dielektrische Festigkeit, thermische Faktoren, weitere physikalische Eigenschaften. Performance hängt vom Material ab.

Gängige Materialien:

• FR-4: Glasverstärktes Epoxid-Laminat. Wasser- & flammwidrig.
• PTFE (Teflon): Kunststoff ohne Widerstand, hochfrequenztauglich.
• Metall: Kupfer, Eisen, Aluminium – klassische Materialien für mechanische Robustheit.

Bare-PCB-Fertigung: Bohren

Bohren = teuerster & zeitaufwendigster Prozess. Geringster Fehler → große Verluste. Kritischster Schritt & Flaschenhals. Bildet Grundlage für Vias.

Zwei Technologien: Laserbohren (kleinere Löcher, höhere Präzision) vs. mechanisches Bohren (weniger präzise, einfacher).

Zusammenfassung

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