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Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

Schaltplan-Symbole und Pin-Informationen

Ein Schaltplan-Symbol besteht aus grafischen Elementen, wie der Kontur, oder Unterteilungen, oder diversen Funktionssymbolen und Ähnlichem. Des Weiteren muss ein Schaltplan-Symbol die Pin-Informationen beinhalten, damit Leitungen im Schaltplan daran richtig angeschlossen werden können und damit eine elektrische Verbindungsliste entstehen kann.

Ein Pin beinhaltet also zusätzlich zur grafischen Information (= Darstellung im Schaltplan) noch eine elektrische Funktion, nämlich die Repräsentation eines elektrischen Anschlusses. Ein Pin hat immer eine eindeutige Pin-Nummer. Diese darf in einem Symbol nur ein einziges Mal vergeben sein. Außerdem kann ein Pin noch einen Pin-Namen (…auch Logic Name genannt) haben, z.B. CLK. Dem Pin kann auch noch eine Funktion zugeordnet sein, z.B. INPUT oder TRISTATE. Bei manchen Systemen wird diese Funktion bereits im Symbol vergeben, bei anderen wird sie über den Datenbankeintrag des Parts zugeordnet. Auf diese Pinfunktion greifen gegebenenfalls Regelsätze des Electrical Rule Checks bei der Schaltplaneingabe zurück, um fehlerhafte Anschlüsse zu rechtzeitig zu erkennen. Außerdem wird mindestens noch ein Platzhalter für die spätere Bauteilkennung (= Bauteilereferenz, Referenzbezeichner, z.B. R12) benötigt. Und es können zusätzliche Platzhalter für Attribute, wie Bauteilwert, Bauform usw., hinzugefügt werden.

Beim Erzeugen von Schaltplan-Symbolen sollte man sich bereits Gedanken darüber machen, in welchem Raster später die Schaltpläne gezeichnet werden sollen, denn im gleichen Raster sollten auch die Schaltplan-Symbole gezeichnet sein. Dadurch werden gerade Anschlüsse ohne unnötige Ecken ermöglicht. Für die Plazierung im Raster empfiehlt es sich, den Nullpunkt für das Schaltplansymbol auf Pin 1 zu setzen (Bild 2 : Informationen im Schaltplan-Symbol).

Footprints besitzen grafische und elektrische Infos

Die Erstellung korrekter Footprints gestaltet sich im Vergleich zu den Schaltplan-Symbolen schon ein wenig aufwendiger. Die dort angelegten Informationen haben weitreichende Auswirkungen auf die nachfolgenden Prozesse, wie die Leiterplattenfertigung und die Baugruppenproduktion.

Auch hier lockt häufig das Internet mit dem schnellen Download des benötigten Footprints. Doch leider sind die zur Verfügung gestellten Information meist von „unzureichend“ bis „unbrauchbar“ zu bewerten (Bild 3: Footprint aus dem Internet, wesentliche Informationen fehlen).

Auch ein Footprint besteht aus grafischen und elektrischen Informationen. Ein Pad eines Footprints beinhaltet die grafische Information „Form und Größe“ sowie die elektrische Information „Anschluss“. Dabei wird unterschieden zwischen SMD-Pads und THT-Pads (SMD = Surface Mounted Devices, THT= Through Hole Technology). Für THT-Pads kommt noch die Bohrinformation hinzu, die eine mechanische Information beinhaltet (Bohrung = Loch mit dem Durchmesser x.x) sowie eine elektrische Information, die eine Bohrung als kontaktiert oder nicht kontaktiert ausweist. Kontaktierte Bohrungen (= plated) haben einen elektrischen Anschluss auf verschieden Lagen und ermöglichen deshalb die Führung des Signals über diese Lagen. Nicht kontaktierte Bohrungen (= non plated) haben keine Leitungsführung über verschiedene Lagen des CAD-Designs.

Jedes Pad eines Footprints verfügt über eine eindeutige Pad-Nummer, beziehungsweise einen eindeutigen Pad-Namen, der innerhalb des Footprints nur einmal vergeben sein darf. Mit dem Anschlussbild allein ist ein Footprint jedoch noch lange nicht ausreichend definiert.

Als nächstes werden die Informationen für die Lötstoplackfreihaltung benötigt. Vielfach wird die Freihaltung in der Lötstopmaske nicht explizit im Padstack angegeben, sondern später bei der Ausgabe der Gerberdaten parametrisiert (siehe auch: Artikel Padstacks, Elektronik-Praxis, Heft 1/Dezember 2010). Diese Vorgehensweise beinhaltet Risiken und Fehlerquellen. Es ist zu bevorzugen, die explizite Freistellung für den Lötstoplack im Padstack zu definieren.

Dagegen ist es in der Praxis üblich, die Öffnung in der Lotpastenschablone im Padstack 1:1 zum SMD-Pad zu definieren. Üblicherweise wird die erforderliche Padgröße entsprechend der einzusetzenden Schablone vom Baugruppenproduzenten angepasst.

Auch wenn der Trend speziell bei sehr eng bestückten Baugruppen dahin geht, Leiterplatten ohne Bestückungsdruck (Druck der Bauteilkennung auf der Leiterplatte, auch Silkscreen genannt) zu fertigen, so sollte der Bestückungsdruck im Footprint doch immer mit angelegt werden. Der Footprint könnte ja auch mal in einem Design eingesetzt werden, für das ein Bestückungsdruck gefordert wird.

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