PCB-Design-Kurs

Lektion 1 • Überblick über den Leiterplatten-Design-Workflow

Bildet den vollständigen Designzyklus vom Konzept bis zur gefertigten Leiterplatte ab. Verbindet jede Phase mit den von den Herstellern erwarteten Ergebnissen.

Lektion 2 • Was ist eine Leiterplatte?

Definiert die Struktur, Materialien und den funktionalen Zweck von Leiterplatten in der Elektronik. Etabliert das im gesamten Kurs verwendete Vokabular.

Lektion 3 • Einführung in EDA-Software

Bietet einen Überblick über Werkzeuge für das Electronic Design Automation und deren Kernmodule. Die Teilnehmer wählen ein Werkzeug aus und konfigurieren es für die Verwendung in den nachfolgenden Kapiteln.

Lektion 1 • Zeichnen von Netzen und Verbindungen

Lehrt die Platzierung von Leitungen, Netznamen und Busnotation für eine klare Signalführung. Die korrekte Benennung von Netzen stellt die korrekte Leiterplattenverbindung sicher.

Lektion 2 • Annotation und Eigenschaften von Bauteilen

Weist jedem Bauteil Referenzkennzeichen, Werte und Metadaten zu. Konsistente Annotation fließt in präzise Stücklisten ein.

Lektion 3 • Schaltplansymbole und Bibliotheken

Behandelt Standardsymbolkonventionen und die Bibliotheksbeschaffung für gängige Bauteile. Präzise Symbole verhindern nachgelagerte Netzlistenfehler.

Lektion 1 • Erstellen benutzerdefinierter Footprints

Führt die Teilnehmer durch die Erstellung von Footprints anhand von Bauteildatenblättern. Benutzerdefinierte Footprints schließen Lücken in Standardbibliotheken.

Lektion 2 • Footprint-Standards und Konventionen

Erläutert Anschlussflächenstandards für Oberflächenmontage- und bedrahtete Bauteile. Korrekte Padabmessungen stellen zuverlässige Lötverbindungen sicher.

Lektion 3 • 3D-Modelle und visuelle Überprüfung

Fügt Footprints 3D-Modelle für mechanische Freigangprüfungen hinzu. Die visuelle Inspektion erkennt frühzeitig Konflikte bei Höhe und Ausrichtung.

Lektion 1 • Strategie zur Bauteilplatzierung

Lehrt die systematische Platzierung basierend auf Signalfluss-, thermischen und Montageanforderungen. Gute Platzierung reduziert die Komplexität der Leitungsführung und elektromagnetische Störungen.

Lektion 2 • Platinen-Setup und Designregeln

Konfiguriert Platinenumriss, Lagenaufbau und minimale Designregeln vor der Platzierung. Das korrekte Setup verhindert Regelverletzungen während des gesamten Layouts.

Lektion 3 • Management von Ratsnest und Luftlinien

Nutzt die Ratsnest-Visualisierung, um Platzierungsentscheidungen zu leiten und Kreuzungen zu minimieren. Die Reduzierung von Luftlinienkreuzungen vereinfacht die nachfolgende Leitungsführung.

Lektion 1 • Regeln für die Führung von Hochgeschwindigkeitssignalen

Führt Längenanpassung, differentielle Paare und Rückstrompfadkontinuität ein. Diese Regeln verhindern Signalintegritätsprobleme in schnellen digitalen Designs.

Lektion 2 • Grundlagen der manuellen Leitungsführung

Behandelt die Platzierung von Leiterbahnen, Breitenauswahl und Eckstile für zuverlässige Verbindungen. Die manuelle Leitungsführung schafft Intuition für das Signalverhalten auf Kupfer.

Lektion 3 • Führung von Betriebsspannung und Masse

Behandelt Strategien für breite Leiterbahnen und Flächen für eine niederohmige Leistungsverteilung. Solide Leistungsführung reduziert Spannungsabfall und Rauschen.

Lektion 4 • Interaktive und Autorouting-Werkzeuge

Demonstriert Push-and-Shove-Routing und Autorouter-Konfiguration für Effizienz. Autorouting ergänzt, ersetzt aber nicht die manuelle Führung kritischer Netze.

Lektion 1 • Entkopplung und Leistungsintegrität

Behandelt die Auswahl und Platzierung von Kondensatoren sowie das Flächendesign für eine stabile Leistungsversorgung. Schlechte Leistungsintegrität verursacht Logikfehler und EMI-Emissionen.

Lektion 2 • EMV-Layoutstrategien

Wendet Abschirmung, Filterung und Layout-Zonierung an, um gestrahlte und leitungsgeführte Emissionen zu reduzieren. Die Einhaltung der EMV-Vorschriften ist für die meisten kommerziellen Produkte erforderlich.

Lektion 3 • Konzepte der Signalintegrität

Erklärt Reflexion, Übersprechen und Impedanzfehlanpassung als layoutbedingte Phänomene. Das Verständnis dieser Effekte motiviert das impedanzkontrollierte Design.

Lektion 1 • Prüfung auf Fertigungsgerechtheit (DFM)

Bewertet das Layout hinsichtlich der Fertigungs- und Montageprozessfähigkeiten. Die DFM-Prüfung reduziert Ausschuss, Nacharbeit und Erstartikel-Fehler.

Lektion 2 • Montagezeichnung und Stückliste

Erstellt Pick-and-Place-Daten, Montagezeichnungen und Stücklisten für die Vertragsfertigung. Vollständige Montagepakete reduzieren Angebotsfehler und Nacharbeit.

Lektion 3 • Bohrdaten und Platinen-Lagenaufbaudokumentation

Erstellt Excellon-Bohrdaten und Lagenaufbauzeichnungen, die Lochgrößen und Lagenkonstruktion definieren. Präzise Bohrdaten sind entscheidend für die Qualität von Vias und Bauteillöchern.

Lektion 1 • HF- und Analog-Layout-Techniken

Behandelt koplanare Wellenleiter, Masse-Stitching und Bauteilplatzierung für HF-Schaltungen. HF-Layoutfehler verursachen Impedanzfehlanpassung und Störemissionen.

Lektion 2 • Wärmemanagement im Layout

Entwirft thermische Vias, Kupferflächen und Kühlkörper-Footprints für die Verlustleistung. Unzureichendes Wärmedesign führt zu Bauteilausfall und Derating.

Lektion 3 • Designwiederverwendung und modulares Layout

Erstellt wiederverwendbare Layoutblöcke und Vorlagen zur Beschleunigung zukünftiger Projekte. Modulares Design reduziert Fehler und verkürzt Designzyklen.

Lektion 4 • Design mit hoher Verbindungsdichte (HDI)

Behandelt Microvias, Via-in-Pad und Feinraster-Leitungsführung für HDI-Platinen. HDI-Techniken ermöglichen kompakte Designs mit hoher Bauteildichte.