Auch in Zeiten von steigender Halbleiter-Integration und System-On-Chip-Lösungen braucht nahezu jedes Elektronikprodukt immer noch eine individuell konzipierte Leiterplatte. Diese ist die flexibelste Komponente, die alle Bauelemente zu einem leistungsfähigen System zusammenfügt.
Hier fassen wir einige der wichtigsten Regeln des Leiterplatten-Designs zusammen. Diese Regeln lassen sich im Prinzip bei jedem Projekt anwenden und sind als Unterstützung für jeden Entwickler gedacht.
Die folgenden Tipps für die Entwickler von Elektronik sind weder chronologisch noch anderweitig geordnet – sie können allerdings einen entscheidenden Unterschied bei jedem Design ausmachen.
Diese Regeln beim Entwurf von Leiterplatten haben die Aufgabe, zum strukturierten Arbeiten zu motivieren und auf diese Art und Weise zum Unterlassen von Fehlern beizutragen. Wichtige weiterführende Informationen und Unterstützung bei diesem anspruchsvollen Thema erhalten Sie bei High-Speed Design.
Regel 1: Das passende Raster auswählen
Ein Raster sollte sich für so viele Bauelemente wie möglich eignen und auch durchgängig verwendet werden. Obwohl der Einsatz mehrerer Raster vielleicht sinnvoll erscheint, sollte das schon zu Anfang des Layouts durchdacht werden. Das vor allem, um Schwierigkeiten zu vermeiden und die Leiterplattenfläche optimal ausnutzen zu können.
Essentielle Regeln für das Leiterplattendesign
Viele Bauteile sind natürlich in verschiedenen Gehäusegrößen verfügbar, so dass das am besten geeignete Bauteil verwendet werden sollte. Wird nicht auf ein Rastermaß standardisiert, so macht man es sich schwerer als notwendig.
Regel 2: Leiterbahnen so kurz und direkt wie möglich
Das klingt offensichtlich, aber diese Regel sollte bei jedem Designschritt genau beachtet werden. Auch für den Fall, dass Anteile des Layouts entsprechend neu bearbeitet werden müssten. Dies trifft bei analogen und auch bei schnellen digitalen Schaltungen zu.
Regel 3: Für Stromversorgung und Masse eine Versorgungslage
Durch große Kupferflächen wird eine überaus effektive Stromversorgung mit minimaler Impedanz und nur geringem Abfall der Spannung sowie einer entsprechenden Rückleitung sichergestellt. Wenn machbar, sollten mehrere Versorgungsleitungen im gleichen Bereich der Leiterplatte verlaufen.
Essentielle Regeln für das Leiterplattendesign
Regel 4: Gruppieren zusammengehöriger Bauelemente
Gewisse Bauteile wie zum Beispiel Kondensatoren zum Abblocken und Widerstände sollten nach Möglichkeit möglichst nahe bei einem solchen Bauteil angebracht werden. Dies unterstützt dabei, die Leitungslängen möglichst kurz zu halten, und erleichtert noch dazu auch den Test sowie die Fehlersuche.
Regel 5: Verwenden von Leiterplatten-Nutzen
Das kommt vor, indem man die neue Schaltung mehrfach auf einer möglichst großen Leiterplatte anbringt. Auf diese Art und Weise können die Fertigungskosten deutlich reduziert werden. Nach Anpassung der Designregeln sollte der PCB-Designer darauf achten, dass er sein Design möglichst oft in der bevorzugten Leiterplattengröße unterbringen kann.
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