Werkstattteil Elektrotechnik/Elektronik

Als Basismaterial für einseitige und zweiseitige Leiterplatten (ELL / NDKL / DKL) kommen im Normalfall kupferkaschierte Epoxyidharz-Platten (Dicke: 1,5 mm; Kupferschicht: 35 µm) mit den Nutzmaßen 205 mm × 165 mm zum Einsatz. In speziellen Fällen können auch größere Sonderformate bis zu max. 320 mm × 200 mm bearbeitet werden. Eine Bearbeitung anderer Basismaterialien ist auch möglich.

Die Erstellung der Layout-Filme (Negativ-Film) erfolgt mit einem Raster-Fotoplotter. Dazu werden für jeden Layer ein Datenfile (Gerber-Format), sowie ein Apertur-Datenfile benötigt. Die Bezeichnungen der entsprechenden Datenfiles sind im Formblatt zur Leiterplattenfertigung einzutragen. Für die Anfertigung von Leiterplatten mit zwei Layern (NDKL, DKL) sind die Eintragungen in den entsprechenden Spalten vorzunehmen (1. Film = Top-Layer, 2. Film = Bottom-Layer). Weiterhin werden Angaben zum Entwicklungsmaßstab, zum Format (Abmessungen der LP) sowie zum Entwurfssystem benötigt. Die Ausgabe der Datenfiles sollte im Normalfall "nicht gespiegelt" erfolgen.

Zum Erstellen der Masken-Filme (Positiv-Film) werden je Layer ein Datenfile (Gerber-Format), sowie ein Apertur-Datenfile benötigt. Die Bezeichnungen der entsprechenden Datenfiles sind in das Formblatt unter der Rubrik "Fotoplott Lotstopp" einzutragen.

Im allgemeinen Fall werden die fertig bearbeiteten Leiterplatten mit einer speziellen Schere zugeschnitten. Der Abstand zwischen den Außenkanten benachbarter Layouts sollte daher 5 mm nicht unterschreiten. Werden besondere Konturen gewünscht, so können diese gefräst werden.

Das Einbringen der Bohrungen in die Leiterplatte ist der erste Bearbeitungsschritt und erfolgt auf einem Bohrplotter.

• Alle Bohrerdurchmesser werden mathematisch auf Zehntel Werte gerundet.
  Der kleinst mögliche Bohrerdurchmesser beträgt 0,4 mm. Bohrer bis zu einem Durchmesser von 3,5 mm sind in Zehntel Abstufungen vorhanden. Größere Bohrlochdurchmesser werden mit erhöhter Toleranz gefräst.
• Die Bohrdaten müssen im Excellon-Format vorliegen. Enthält das Bohr-Datenfile keine Werkzeuginformationen, dann wird zusätzlich noch ein Werkzeug-Datenfile benötigt.
• Die Bezeichnungen der Datenfiles sind in das Formblatt einzutragen.
• Bohrungen ab einem Durchmesser von 2,5 mm lassen sich nicht in jedem Fall sicher durchkontaktieren.

Bei der Fertigung ist das Fräsen meist der letzte mechanische Bearbeitungsschritt.

Sollen Fräsungen durchkontaktiert werden, dann ist es erforderlich, diese gemeinsam mit den Bohrungen zu fertigen. Das ist im Auftrag gesondert anzugeben und es wird dafür ein zusätzliches Fräs-Datenfile benötigt.

• Die Bearbeitung erfolgt mit einem 1 mm Fräser.
• Das Datenfile sollte im HPGL, PLT oder XNC-Format vorliegen. Ebenfalls geeignet sind "mechanische Layer" als Gerber-Layer mit Kreisblende 1 mm oder Gerber-Layer mit 1 mm breiten Polygongeometrien (G36, G37).
• Kann kein Werkzeugdurchmesser angegeben werden, müssen die Abmessungen der Konturen vom Entwickler entsprechend größer gewählt werden. Für den 1 mm Fräser muss der "Keep-Out-Layer" 0,5 mm weiter nach außen gerückt werden.
• Für eine optimale Qualität sollten Kreisbögen beim Export nicht durch Linien ersetzt werden.
• Die Bezeichnung des Fräs-Datenfiles ist in das Formblatt einzutragen.

Wichtig: Um zum Beispiel Lötpaste mit Hilfe einer Maske auftragen zu können, ist es wichtig, dass die Leiterplatte nicht aus dem Basismaterial herausgetrennt wird. Dafür ist die Fräskontur an mindestens zwei gegenüberliegenden Stellen zu unterbrechen. Die so entstehenden Stege sollten ein Breite von 0,5 bis 1 mm besitzen. Die Anzahl und Position der Stege ist von der Größe und Form der Leiterplatte abhängig.

• Der kleinste Bohrlochdurchmesser beträgt 0,4 mm. Die kleinste Leiterzugbreite beträgt 0,2 mm. Der kleinste Leiterzugabstand beträgt 0,2 mm.
• Lochdurchmesser für Bauelemente nicht zu klein bemessen, da ein nachträgliches Aufbohren die Durchkontaktierung zerstört. Hinweis: Der Lochdurchmesser wird beim Durchkontaktieren um ca. 50 µm verringert!
• Pads und Wires (Leiterzüge) so groß wie möglich dimensionieren, damit eventuelle Bohr- und Filmtoleranzen beim Belichten problemlos kompensiert werden können.
• Der Mindestdurchmesser eines Pads beträgt das 2-fache des Bohrlochdurchmessers.
• Die Leiterplattenbegrenzungen (Außenkonturen) sind mit in das Layout zu integrieren um eine einfache mechanische Bearbeitung zu ermöglichen.
• Für die Herstellung einer Kupfermaske werden zwei identische Filme (positiv) benötigt, welche zu einer Filmtasche zusammengefügt werden. Mittels dieser Filmtasche wird die gleichzeitige fotochemische Bearbeitung beider Seiten der Maske realisiert, wodurch Unterätzungen weitgehend vermieden werden und somit präzisere Strukturkanten entstehen.
• Für die Herstellung Leiterplatte wird ein eindeutig gekennzeichneter Ausdruck des Top-Layer in Originalgröße oder mit Bemaßung benötigt. Die Arbeitsvorlage kann auch als PDF-File eingereicht werden.

Bei Abweichung vom Normal-Format (205 mm × 165 mm) wird der Preis, entsprechend dem Verhältnis der abweichenden Leiterplattenfläche zur Fläche des Normal-Formats, ermittelt. Die Kosten für kleinere Leiterplatten entsprechen immer denen des Normal-Formats. Deshalb ist es empfehlenswert, schon während der Entwicklungsphase mehrere kleine Layouts auf dem Normal-Format zu platzieren. Gleiches gilt auch bei Bereitstellung von speziellem Basismaterial durch Auftraggebende. 

Ein Auftrag zur Anfertigung einer Leiterplatte wird in der Elektronikwerkstatt mittels Formblatt zur Leiterplattenfertigung, zusammen mit den entsprechenden Unterlagen, eingereicht. Für jede Leiterplatte ist ein Formblatt erforderlich.

Die Terminabsprache erfolgt bei Auftragserteilung.

Die Kosten werden vierteljährlich über die angegebene Kostenstelle oder dem PSP-Element verrechnet.