Was macht ein gutes Leiterplatten Design aus?

Jeder, der schon einmal einen PC aufgeschraubt hat, hat sie schon mal gesehen. Ein Mainboard ist ein großer Vertreter davon, ebenso Grafikkarten und auch Festplatten enthalten kleinere Exemplare davon. Und natürlich finden sie sich in nahezu jedem elektronischen Gerät. Sogar der Heizkessel im Keller hat sie. Die Rede ist von Leiterplatten.

PC Bastler machen sich meist weniger bis gar keine Gedanken darüber, was auf den Leiterplatten genau passiert. Ist auch nicht wichtig. Schießlich bedeutet basteln am PC meist nur das Zusammenstecken unterschiedlicher Komponenten. Und ja, das ist auch gut so. Denn niemand von uns würde gerne eine Grafikkarte erst noch zusammenlöten müssen oder sie gar erst noch entwerfen müssen. Schaut man sich mal ein Mainboard oder eine Grafikkarte genauer an, stellt man sehr schnell fest, dass das nämlich ganz schön kompliziert werden würde.

Spezialisten entwerfen das Design

Glücklicherweise gibt es Menschen, die diese durchaus anspruchsvolle Tätigkeit des Designs von Leiterplatten (also auch Mainboards, Grafikkarten und Co) für uns übernehmen. Und natürlich ist das Designen komplex. So komplex das auch hier meist im Team unter Rückgriff auf eine enstprechende Softwarelösung wie der Neue Altium Vault

Denn wie gesagt, die Tätigkeit ist kompliziert und auch beim entwerfen von Leiterplatinen gibt es einen guten und schlechten Stil. Der Designer muss Zugriff auf Informationen zu unterschiedlichen, einsetzbaren Bauteilen haben und diese entsprechend in das Design übernehmen können. Und selbst bei gewissenhafter Arbeit können sich Fehler einschleichen bzw kann das Design noch Luft nach oben haben, was den Grad der Optimierung angeht. Was natürlich im Team schneller entdeckt werden kann.

Wie entsteht das Design?

Wie entsteht also ein gutes Leiterplattendesign?

Das lässt sich relativ prägnant zusammenfassen: Ein „gutes“ Leiterplattendesign entsteht durch einen qualifizierten Designer, der nach einem definierten Entwicklungsprozess das Layout erstellt.

1. Bevor es losgeht muss der Designer alle wichtigen Infos zusammentragen
2. Ein Bauteilebibliothek muss entworfen und und natürlich muss diese auch geprüft sein.
3. Es folgt die Entwicklung der Entwurfsstrategie. Diese Strategie ergibt sich aus den Bauteilen und elektrischen Vorgaben.
4. Regeldefinitionder elektrischen und mechanischen Vorgaben
5. Bauteileplatzierung
6. Entwurf des Routings der Spannungsversorgung und kritischer Signale
7. Das Routing der restlichen Signale
8. Überprüfung aller Vorgaben. Im Idealfall nach einer Checkliste
9. Nun werden die Fertigungsdaten für Leiterplatte und Baugruppe generiert
10. Ohne Dokumentation geht es einfach nicht: Leiterplatten- und Baugruppendokumentation

Man merkt also, dass es sich hierbei um solide Ingeneursarbeit handelt, die sich an gewisse Regeln halten muss. Und aufgrund der Komplexität wird neben einer Menge Fachwissen natürlich auch entsprechende Software, ohne die es eigentlich gar nicht mehr geht, vorrausgesetzt.