Master-PCB-Dateimanagement:Vom Design bis zur hochverfügbaren Fertigung

Ganz gleich, ob Sie ein Student sind, der sein erstes PCB-Projekt durchführt, oder ein erfahrener Ingenieur, der die Produktion hochskaliert, die Qualität Ihrer PCB-Dateien ist die Grundlage für einen erfolgreichen Bau. Dieser Leitfaden führt Sie durch jeden Schritt – vom Verständnis der Dateitypen über die Generierung konformer Gerber-Daten bis hin zur Sicherstellung, dass Ihr Design den Herstellerspezifikationen entspricht.

Grundlagen der PCB-Datei

Jedes PCB-Design wird durch eine Sammlung von Dateien dargestellt, die Schichten, Routing, Bohrlöcher und Details zur Oberflächenmontage beschreiben. Diese Dateien dienen dem Hersteller als Blaupause für die Herstellung Ihrer Platine.

Was ist eine PCB-Datei?

Eine PCB-Datei – normalerweise mit Erweiterungen wie .brd (Adler), .pcb (Altium) oder Gerber-Varianten – kapselt alle Layer-Informationen, einschließlich Kupferleiterbahnen, Lötmaske, Siebdruck und Komponenten-Footprints. Es enthält auch Metadaten wie Platinenabmessungen und Fertigungstoleranzen.

Abbildung 1 zeigt eine typische PCB-Datei, die in einer Designumgebung geöffnet wird. Die Datei liefert dem Hersteller wichtige Details:Platinenumriss, Kupfergewicht, Dielektrikumsdicke und Farbe der Lötstoppmaske.

Gemeinsame PCB-Dateiformate

Während die native Designdatei oft proprietär ist, ist der Industriestandard für die Fertigung Gerber. Nachfolgend finden Sie eine kurze Übersicht über die am häufigsten vorkommenden Formate.

Tabelle I – PCB-Dateiformate

Generieren von Gerber-Dateien mit gängigen CAD-Tools

Gerber-Dateien bieten eine 2D-Grafik Ihrer Platine mit detaillierten Angaben zu Kupfer, Lötstopplack und Siebdruckschichten. Sie enthalten keine Netzkonnektivitäts- oder Designregeldaten, daher ist es wichtig, beim Exportieren die Anweisungen des Herstellers genau zu befolgen.

Abbildung 2 zeigt den Gerber-Export-Workflow in DipTrace. Der Prozess ist bei den meisten EDA-Paketen ähnlich:Definieren Sie einen Fertigungsauftrag, legen Sie die Ebenenauswahl fest und führen Sie den CAM-Prozessor aus.

Typische Schritte zum Erstellen eines Gerber-Sets:

• Die genaue Dateistruktur finden Sie im Datenblatt Ihres Herstellers.
• Verwenden Sie den CAM- oder Export-Assistenten des CAD-Tools, um die erforderlichen Ebenen zu generieren.
• Validieren Sie die Ausgabe mit einem Gerber-Viewer, bevor Sie sie an die Fertigung senden.

PCB-Dateien öffnen und prüfen

Anzeigen einer PCB-Datei in Eagle

Eagle liest .pcb nicht nativ Dateien von anderen Plattformen. Sie können Designs jedoch über ein Skript oder durch Konvertierung in ein Eagle-kompatibles Format wie .brd importieren . Eine beliebte Methode ist die Verwendung des Eagle-Importskripts verfügbar in Community-Foren.

Verwenden eines Gerber-Viewers

Sehen Sie sich vor der Übermittlung immer jede Ebene in einem Gerber-Viewer in der Vorschau an. Dieser Schritt erfasst fehlende Spuren, falsch ausgerichtete Siebdrucke oder falsche Bohrlöcher. Abbildung 4 zeigt eine typische Gerber-Vorschau.

Plattformübergreifende Dateikonvertierung

Von Eagle zu Gerber

Mit einem .brd Datei geöffnet:

1. Datei> CAM-Prozessor.
2. Datei> Öffnen> Job, dann gerb274x.cam laden aus Eagles Standard-CAM-Ordner.
3. Klicken Sie auf Auftrag verarbeiten um den vollständigen Gerber-Satz zu generieren.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Hands-On The Gerber File Artikel.

Altium zu Eagle

Exportieren Sie das Altium-Design als ACCEL-ASCII-Datei (.acc ) und importieren Sie es über Importieren> Datei> Pad in Eagle . Der Importer übersetzt die Netzliste und die Footprints in das Eagle-Schema.

Gerber in Altium konvertieren

Altium erkennt Gerber-Layer an ihren Erweiterungen:GTL für oben:GBL für unten GTO für äußeres Kupfer usw. Benennen Sie einfach Ihre Gerber-Dateien entsprechend um und lassen Sie Altium den Satz importieren.

Anforderungen an Herstellerdateien

Gerber-Datei-Checkliste

• Bohrwerkzeugliste und Excellon-Bohrdateien
• Alle Kupferschichten mit korrekter Polarität
• Lötmaske und Siebdruckschichten
• Blendenliste (D-Code)
• Plattenumrisse und Kantenschnitte
• Readme mit Ebenenbenennungskonventionen
• Kupfergewicht und dielektrische Dicke – Spezifikationen

Native Designdateien werden von einigen Herstellern akzeptiert

• Altium (Protel) .pcb
• EAGLE .brd
• Ultiboard .u3
• OrCAD .pcb
• PCB123 .sch / .brd
• IVEX .ivx

Bohrdateispezifikationen

• Bevorzugen Sie Excel oder das Nur-Text-Format.
• G-Code-Präfixe wie G01-, G54- und D-Befehle ausschließen.
• Verwenden Sie ASCII-Text. Keine binären oder grafischen Artefakte.
• Fügen Sie Werkzeugberichte und NC-Bohrdateien für plattierte Merkmale hinzu.
• Trennen Sie plattierte und nicht plattierte Löcher auf geeigneten Schichten.

Leitfaden zu Routing- und Designregeln

Hersteller empfehlen oft einen Kupfer-Rückstand von 0,020 Zoll, um Leiterbahnkanten zu schützen. Während einige möglicherweise unregelmäßige Formen zulassen, gelten dennoch Einschränkungen hinsichtlich der Mindestbreite und des Mindestabstands. Abbildung 5 zeigt ein typisches Routing-Board-Layout.

Schlussfolgerung

Hochwertige Leiterplattendateien sind der Schlüssel zu einem reibungslosen Herstellungsprozess. Indem Sie die Dateiformate verstehen, die Herstellerspezifikationen einhalten und jede Ebene streng validieren, können Sie kostspielige Nacharbeiten und Produktionsverzögerungen vermeiden.

Benötigen Sie Hilfe bei der Vorbereitung Ihrer Dateien oder bei der Überprüfung der Compliance? Unser erfahrenes Technikteam steht Ihnen gerne zur Seite – kontaktieren Sie uns noch heute.

Wir schätzen Ihr Feedback und freuen uns immer, Ihr nächstes Projekt zu unterstützen.