Designregeln für die günstige Leiterplattenfertigung
30.09.2014
Die folgenden Richtwerte sollen dabei helfen, Leiterplatten möglichst kostengünstig herzustellen. So sind diese Maße nicht die Grenze des technisch machbaren, sondern die Grenze des Standardprozesses vieler Leiterplattenhersteller. So können Bohrungen unter 150µm durch Laserbohren erreicht werden, was jedoch zu höheren Stückkosten und Laufzeiten führen kann.
Leiterbahnabstände, Restring und Kupferdicken
| Kupferdicke | Leiterbahnbreite, Restring und Abstand (optimal) | Leiterbahnbreite, Restring und Abstand (minimal) |
|---|---|---|
| 18µm | 125µm | 100µm |
| 35µm | 150µm | 100µm |
| 70µm | 250µm | 200µm |
| 105µm | 300µm | 250µm |
Bohrduchmesser
Das Bohren und Fräsen sind die kostenintensivsten Prozesse in der Leiterplattenfertigung. Um günstig fertigen zu können ist es für Leiterplattenhersteller ideal, wenn Leiterplatten während dieses Prozesses gestapelt werden können. So können 1,5mm Leiterplatten im Idealfall im 3er-Stapel gefräst werden. Dünnere Leiterplatten werden in Stapeln von bis zu 5 Stück gebohrt.
Die Größe des Bohrdurchmessers steht im Verhältnis zur Leiterplattendicke. Dieses Verhältnis, auch Aspect-Ratio genannt, sollte 1/10 nicht unterschreiten. Die günstigste Fertigung ist mit einer Apect-Ratio von 1/5 zu erzielen. Es ergeben sich folgende optimalen und minimalen kleinste Bohrdurchmesser:
| Leiterplattendicke | Kleinster Bohrdurchmesser (optimal) | Kleinster Bohrdurchmesser (minimal) |
|---|---|---|
| 0,8mm | 200µm | 150µm |
| 1,0mm | 200µm | 150µm |
| 1,5mm | 300µm | 150µm |
| 2,0mm | 400µm | 200µm |
Achten Sie jedoch nicht nur darauf die Bohrdurchmesser nicht zu klein zu wählen, sondern legen Sie sich bei einfachen Designs auch nach Möglichkeit auf einen Standarddurchmesser (z.b. 300µm) fest um Werkzeugwechsel im Bohrprozess zu verringern und somit Kosten zu sparen.
Fräswege
Es ist wichtig die Fräswege auf der Leiterplatte zu minimieren und möglichst mit einem Standardfräser von 2,4mm zu fahren. So können bei Fräsern von 1,6 bis 1,2mm nur noch 2er-Pakete und zwischen 1,2 und 0,8mm nur noch einzelne Leiterplatten gefräst werden. Durch Verschleiß, Fräßgeschwindigkeiten und teurere Fräser kostet so eine Fräsung mit einem 0,8mm Fräser im Vergleich zu einem 2,4mm Fräser das 10-fache.
Nutzengestaltung
Wichtig! Überlassen Sie die Nutzengestaltung dem Bestücker oder sprechen Sie sich im Detail ab!
Bei der Nutzengestaltung ist es wichtig, das Fertigungsmaß des Leiterplattenherstellers möglichst optimal auszunutzen. Vor Allem bei mehrlagigen Leiterplatten kann es daher sinnvoll sein, das Nutzenmaß nicht genau vorzugeben, sondern durch den Leiterplattenhersteller festlegen zu lassen. Mehr Informationen zur optimalen Nutzengestaltung für die SMD Fertigung finden Sie in unserem Knowledge-Base-Artikel Optimale Nutzengestaltung für SMD-bestückte Leiterplatten.
Typische Netto-Nutzenmaße von Leiterplattenhersteller sind z.B.:
- 572x508mm
- 567x427mm
Diese Maßen weichen je nach Fertigungsautomaten (Belichtung, Galvanik, Fräse) deutlich voneinander ab. Eine möglichst effiziente Materialausnutzung ist unbedingt wichtig.
