Wie wähle ich die richtige Leiterplatte für mein Projekt?

Bevor Sie eine Leiterplatte für Ihr Projekt kaufen, müssen Sie genau wissen, welche Anforderungen Sie haben. Es gibt mehrere Faktoren zu berücksichtigen, darunter Material, Leiterbahnbreite und Bauteilabstände. Das Leiterplattenmaterial bestimmt die Festigkeit und Haltbarkeit Ihrer Leiterplatte. Es wirkt sich auch auf die Kosten aus. Verschiedene Leiterplattenhersteller haben unterschiedliche Spezifikationen für ihre Leiterplatten. Es ist wichtig, dass Sie vor dem Kauf einer Leiterplatte Ihren Bedarf ermitteln, damit der Hersteller Ihnen die richtigen Leiterplattenoptionen für Ihr Projekt vorschlagen kann.

Günstigere PCBs

Wenn Ihr Budget knapp bemessen ist, sollten Sie für Ihr Projekt eine preiswertere Leiterplatte wählen. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun. Wenn Sie die Vorteile von Sonderangeboten und günstigen Preisen nutzen, können Sie die Leiterplatten bekommen, die Sie brauchen, ohne die Bank zu sprengen. Außerdem können Sie sie mit unterschiedlichen Lieferzeiten von einem Tag bis zu drei Wochen erhalten.

Leiterplatten gibt es in einer Vielzahl von Größen und Formen. Einige sind flach und haben große Löcher zum Einlöten von Bauteilen, während andere nur winzige Pads haben. Diese Lötpunkte sind der Ort, an dem die Elektronik mit der Platine verbunden wird. Es gibt zwei Arten von Lötpads: durchkontaktierte und oberflächenmontierte. Durchkontaktierte Bauteile haben Drähte, die durch sie hindurchgehen, während oberflächenmontierte Bauteile Stifte haben und mit geschmolzenem Lötzinn an die Platine angeschlossen werden.

Wenn Sie eine billigere Leiterplatte für Ihr Projekt suchen, können Sie sich für Via-in-Pads oder vergrabene Durchkontaktierungen entscheiden. Dabei handelt es sich um sehr kleine Löcher, die in der Regel weniger als 0,15 mm groß sind. Diese Durchkontaktierungen erfordern jedoch eine zusätzliche Bearbeitung, wie z. B. das Laserbohren, was die Kosten der Leiterplatte erhöht.

Mehrschichtige PCBs

Wenn Sie eine mehrlagige Leiterplatte entwerfen, müssen Sie bestimmte Vorkehrungen treffen, um die Signal- und Stromintegrität zu gewährleisten. Dazu gehört die Kontrolle der Dicke der Kupferleiterbahnen, mit denen die Lagen miteinander verbunden sind, was sich auf die Qualität des Stroms auswirkt. Außerdem sollten Sie darauf achten, asymmetrische Designs oder solche mit unterschiedlichen Stärken zu vermeiden, da dies zu Verdrehungen und Verbiegungen führen kann. Die Stapelung ist ein zentraler Punkt beim Design von mehrlagigen Leiterplatten und sollte sich an den Anforderungen Ihrer Fertigung und Ihres Einsatzes orientieren.

Bei der Herstellung von Multilayer-Leiterplatten werden Schichten aus leitfähigem Material unter hohen Temperaturen und Druck miteinander verbunden. Die Schichten werden mit Harz oder exotischen Keramiken wie Epoxidglas und Teflon zusammengeklebt. Die Kernschicht und die Prepreg-Schichten werden dann unter hohen Temperaturen und hohem Druck miteinander verbunden, und anschließend wird die gesamte Leiterplatte abgekühlt, um eine feste Platte zu erhalten.

Doppelseitige PCBs

Beim Entwurf elektronischer Schaltungen sind doppelseitige Leiterplatten sowohl für die Stromzufuhr als auch für die Stromableitung vorteilhaft. Doppelseitige Leiterplatten bestehen aus einer oberen und einer unteren Schicht, wobei die untere Schicht aus geschliffenem Kupferguss besteht. Diese Leiterplatten lassen sich leichter entwerfen und sind außerdem flexibler.

Verwenden Sie zum Schneiden der Leiterplatten einen mechanischen Bohrer mit einem Durchmesser von mindestens 0,30 mm Standard oder 0,20 mm Advanced. Der nächste Schritt ist die Wahl der Oberflächenbeschichtung. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, darunter Chemisch Gold (ENIG), Chemisch Silber (IAg) und Chemisch Zinn (ISn). Jedes dieser Verfahren bietet einen unterschiedlichen Schutzgrad, wobei ENIG das teuerste ist. Chemisch Zinn ist die preiswerteste Ausführung.

Doppelseitige Leiterplatten sind schwieriger zu bestücken als einseitige Leiterplatten. Sie sind jedoch auch haltbarer und haben eine höhere Dichte. Das liegt daran, dass eine Kupferschicht auf beide Seiten der Leiterplatte laminiert wird, im Gegensatz zu einer Schicht auf jeder Seite der Leiterplatte. Diese Schicht wird dann mit einer Lötmaske abgedeckt.

Hitzebedingte Probleme

Bei der Auswahl der richtigen Leiterplatte für Ihr Projekt ist es wichtig, wärmebedingte Probleme zu berücksichtigen. Wenn Sie Bauteile mit hoher Leistung verwenden, sollten Sie diese in der Mitte der Leiterplatte anordnen. Bauteile, die in der Nähe der Ränder platziert werden, stauen die Wärme und streuen sie in alle Richtungen. Die Mitte der Platine hat eine niedrigere Oberflächentemperatur und kann die Wärme besser ableiten. Achten Sie außerdem darauf, dass die Bauteile gleichmäßig auf der Platine verteilt sind.

Es gibt viele Faktoren, die sich auf die Hitzebeständigkeit von Leiterplatten auswirken können, darunter auch die Art des verwendeten Materials. Die besten Leiterplatten werden aus Materialien hergestellt, die gute thermische Eigenschaften aufweisen und zuverlässig gegen hohe Temperaturen sind. Es gibt jedoch auch Materialien, die hohen Temperaturen nicht gut standhalten. Die Temperaturbeständigkeit eines Materials lässt sich anhand seiner Glasübergangstemperatur bestimmen. FR-4 zum Beispiel hat eine Glasübergangstemperatur von 135 Grad Celsius.

Die Wahl des richtigen Bauteilabstands auf Ihrer Leiterplatte kann eine Herausforderung sein. Zu eng beieinander liegende Komponenten können Skin-Effekt und Übersprechen verursachen. Diese Probleme können Ihr Projekt stark erwärmen. Dies ist besonders bei Hochgeschwindigkeitsschaltungen ein Problem. Um diese Probleme zu entschärfen, können Sie Ihrer Leiterplatte Heatpipes hinzufügen. Heat-pipes können die Wärme ableiten und Schäden an den Komponenten verhindern.