Leiterplattendesign Dienstleister mit Altium Designer

Das Einrichten einer E-CAD Library ist ein entscheidender Zeitpunkt bei der Einführung eines neuen Systems. Wenn aus Zeitmangel oder um Kosten zu sparen nicht die Firmen spezifischen Belange des CAD, der Produktion, von Einkauf und Archivierung zugrunde gelegt werden, wird dies langfristig die Produktivität hemmen.

Benötigte aber nicht beachtete neue Möglichkeiten lassen sich im späteren Verlauf nur noch mit Mehraufwand und Fehler Risiko integrieren. Das Library Konzept sollte daher zu Anfang gründlich mit allen Beteiligten Stellen unter Berücksichtigung neuer Anforderungen und bewährter Ablaufe erörtert werden. Insbesondere durch die immer kleiner werdenden Bauteile, und neue Technologien sind Anpassung der Daten im CAD-Design notwendig.

Vor dem Start der neuen Library sollte geklärt werden:

• Datenformat für die Leiterplattenerstellung
   - Welche Ausgaben und Informationslagen sind notwendig.
   - Layer Stack Drill, Kennzeichnung Filled- Plugged- Via, Abziehlack,
     Ausbrüche (Gerber X1, Gerber X2, NC4, ODB++, Nutzenzeichnung, etc.)
  
  
• Anforderungen der Leiterplattenbestückung.
   - Anpassung, Reduktion, Rasterung der Pastenmaske
   - Zusätzlich Siebmasken Daten für Pasten Ink-Druck
   - Zusätzliche Ausgabe Kleber, Lasertrennung, etc.
   - Datenformate für Bestückung, Test & manuelle Prüfung etc.
   - Welche Informationslagen sind hier notwendig und nützlich.
   - Notwendige Information für Variantenbestückung.
  
  
• Anforderungen für Musterbestückung, Entwicklung und Service.
     z.b. Zusätzlicher PDF Bestückungsdruck mit Designator und Value?
   - Bestimmen der notwendigen Informationen in PDF Dokumenten.
   - Zusätzliche Ansichten und Schnittbilder. Mechanik Zeichnung,
     und Belegung der Steckverbindung.
  
  
• Anforderungen für Einkauf und Wahren Wirtschaft.
   - Schnittstelle SAP mit CAD, zusätzliche Dokumente,
      für Personen ohne SAP Zugang und Kontrolle?
  
  
• Anforderungen der Elektronik Entwickler & Layout.
   - Einheitliche logische Namensvergabe für Footprints
   - Schnelle Auffindbarkeit der Komponenten in der Library
   - Unterscheidbarkeit der Komponenten auch ohne Datenblatt
   - Klare Funktionszuordnung in den Symbolen, Einheitliches Raster und Gestaltung
   - Einheitliche Darstellung der zur Auswahl notwendigen Parameter:
   - Eine Verknüpfung zum Datenblatt auch ohne Warenwirtschaftssystem
  
  

Die Modell Daten werden in Altium jeweils in einer Schalt­bild- und PCB- Library getrennt erstellt und bearbeitet. Das Altium Designer Library Management fasst die not­wendigen Daten einer Kompo­nente im Schaltbild­symbol als zentralen Sammel­punkt zusammen. Auch ohne Studium des Datenblattes sollten hier alle wesentlichen Komponenteneigenschaften dargestellt werden.

Wird nicht mit einer Datenbank bezogenen Library gearbeitet, enthält die Schaltbild Library:

• Einen sprechenden eindeutigen Symbol Namen
   - mit untereinander klar festgelegten Zuordnung und Schreibweise.
      (zum schnellen Finden ohne umständlichen Eingaben in Suchmasken)
  
  
• Einheitlichen Bauteilbezeichner
   - Im Designator wird die Komponentenbezeichnung gefolgt von einem ‚?‘ eingetragen.
   - Möglichst nach einer aktuellen Norm wie DIN EN 81346-2
      ältere Normen besser beibehalten oder in einem Schritt ändern.
  
  
• die alg. Komponenten Parameter, Bestück Type & Metadaten:
   - Wert, Leistung, Material, Bauform, Lieferant, etc.
   - SMT, THT, Manuell, „wird nachbestückt“, etc.
   - Verfügbarkeit, Lagerbestand, Abgekündigt, Einschränkungen & Freigaben
  
  
• Baugruppen spezifische Angaben:
   - Resistor: Toleranz, Verlustleistung, Abmessung mit Bauteilhöhe
   - Kapazität : Spannungsfestigkeit, Toleranz, ACcurrent, Abmessung & Höhe
   - Induktivität: zu Ferrit, Multilayer- oder gewickelte Spule, Abmessung & Höhe
  
  
• Betriebsinterne Komponenten Parameter & Entwicklung Informationen:
   - Einschränkungen, spez. Fertigungshinweis, etc.
   - Auswahl Kriterien Spez. Festlegungen und Ausschlüsse.
  
  
• Systeminterne Informationen:
   - die Zuordnung als Verlinkung zu Footprints aus einer PCB Library.
   - optional eingebunden ein Signal Integrity-Modelle.
   - der Parameter VALUE ist für die SPICE Simulation festgelegt.
      Die darin enthaltenen Wertangaben müssen der SPICE Syntax entsprechen.
  
  
• Schaltbild Grid im Mil-Raster.
   - Raster entsprechend 1,5,10 mil. Pins im 5 mil. Raster gesetzt.
      mm - Raster führt zu Problemen mit Komponenten im mil Raster
      fast alle für Altium verfügbaren Elemente sind im mil Raster gezeichnet
  
  
• Alle Elemente die später getauscht werden sollen benötigen das identische Pin Bild
   - der Variantenaustausch im Schaltbild ist nur möglich wenn die jeweiligen Elemente
      dem gleichen Ursprung und Rasterabstand der Pins zugeordnet sind.
   - Alle „Zweipol“ R´s, C´s, L´s, werden mit gleichen Pin Abstand gezeichnet.
   - Jeweils weitere Gruppen für OPs, Linearregler, el. Schalter, etc.
   - Auch bei abweichendem Footprint sollten die Anschlüsse im Schaltbild gleich sein.
   - Optional können weitere Darstellung Modi mit abweichenden Rasterabständen
      erstellt und dann später im Schaltbild ausgewählt werden.
  
  Wird mit einer Datenbank bezogenen Library gearbeitet, werden die Kompo­nenten Parameter: Wert, Leistung, Lieferant, etc. aus der Daten­bank ausgelesen.
  
  

In der PCB Library werden für die Funktionslagen CU-Layer, Bestückungsdruck, Lötstoppmaske, Pastenmaske und Bohrungen, Systemlagen bereitgestellt. Höhen Limitierung und Einbauabstände werden über STEP Modelle für Komponente und Gehäuse gemeinsam mit booleschen Regeln in PCB Design Rules definiert. Für weitere Ausgabeebenen: Fassungen, Klebepunkte, VIA-Fillern, Dokumentation, etc. müssen für die jeweils zu verwendenden mechanischen Layer absprachen der zugeordneten Lagen getroffen werden. Diese gelten dann für alle Projekte und alle Bibliotheken. So bleibt eine einheitliche Dokumentenausgabe und Corporate Identity erhalten. Die PCB Library enthält:

• Einen eindeutigen Namen für die Zuordnung an ein Schaltbild Symbol.
  
  
• Eine einheitliche Markierung für Pin 1 und Polarität.
  
  
• Bauteile für Platzierung auf der PCB-Top Seite definiert.
  
  
• Für DRC notwendige Regeln (Keep out Layer).
  
  
• Zeichnung für den Bestückungsdruck.
  
  
• 3D Modelle, wenn möglich als STEP Modell.
  
  
• Höhenangabe, historisch bedingt für div Daten Exporte notwendig.
  
  
• Bemerkungsfeld mit ausgeschriebener Bauteilbezeichnung und Erstelldatum.
  
  
• Eine ein­heitliche Zuordnung der Null-Rotation und des Ursprungs für alle Baudelemente.
      Die Lage eines Bauteils ist noch nicht einheitlich durch Normen vorgegeben.
      In der IPC-7351b wird die Null­lagen­ Orientierung der Bauelemente in den
      CAD-Bibliotheken unten links fest­gelegt. In der vom FED übersetzten IPC-Richtlinie,
      wird ebenso wie in vielen älteren Daten Blättern aus dem euro­päischen Raum,
      als Orientierung der PIN 1 oben links vor­gegeben.
      Der FED empfiehlt mittlerweile aber abweichend davon ebenfalls als Normierung
      der Orientierung die Lage des PIN 1 unten links.
      Für die Automaten Bestückung ist eine einheitliche Festlegung zwingend.
  
  
• Die Definition der Lötstopplack Freistellung von PADs
      Die Zuordnung kann in der PCB Library explizit getroffen werden,
      oder später einer im Projekt festgelegten globale Lötstopplack Freistellung erfolgen.
      Ist Sie in der Library explizit festgeschrieben, wird die Globale Festlegung im Design
      auf diese Elemente nicht angewendet. Hier ist eine einheitliche Vergabe der Lötstopplack
      Freistellung festzulegen.
      Beispiel: Die Globale Freistellung im Design wird immer auf 75um definiert.
          von 75um abweichende Footprints werden in der PcbLib eingestellt.
  
  

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