Leiterplattendesign Dienstleister mit Altium Designer

Für den Datenaustausch vom Leiterplattendesign zur Leiterplattenfertigung hat sich das Extended-Gerber-Datenformat als Austauschformat etabliert. Die Gerber Daten sind eine Aneinanderreihung von Licht, Blenden und Bewegungsanweisungen im mit Texteditoren lesbaren ASCII Format. Die Daten sind für X-Y Fotoplotter geschrieben, welche die Leiterbahnen und PADs über einen Lichtempfindlichen Film belichten.

Im Altium Designer können Gerberdaten im Job Output mit der Auswahl: "GERBER FILE" erstellt. Im Parameter Menü müssen vor dem Ausgabeprozess verschiedene Vorgaben getroffen werden. In den nachfolgenden Bildern wird auf die Parameter Einstellungen eingegangen.

Im General Menü zur Gerber Ausgabe wird das Ausgabeformat gewählt.

Units stellt die Ausgabeformate Inches und Millimeters zur Auswahl. Ursprünglich war im PCB-Layout die in Großbritannien und in den USA gebräuchliche Einheit inches üblich. Im europäischen Raum setzt aber auch im PCB Design immer mehr das metrische Massystem durch. Alle Daten sollten in einer einheitlichen Maßeinheit ausgegeben werden. Pick&Place Daten und Bohr­files sind für mich im metrischen Maßsystem leichter lesbar.

Ich bevorzuge daher die metrische Daten­ausgabe. Beide Ein­stellungen sind aber üblich und gleichwertig.

Die Einstellung der Präzision mit der Auswahl der Vor- und Nach-kommastellen ist mit entscheidend für die Präzision der späteren Leiterkarte. Durch eine zu geringe Auswahl der Auflösung ergeben sich zusätzliche Fehler bei der Auf- und Abrundung. Diese addieren sich zu den weiteren Prozessfehlern bei der Leiterkartenherstellung und sind ohne Kosten vermeidbar.

Die Auflösung der Auswahl 4:2 ist mit 10µm unzureichend, die mittlere Auswahl ist mit 1µm für ein Standard Designs aber Ausreichend. Ab Altium Designer Version 15 ist eine zusätzliche Auflösung 5:5 von 0,01µm bzw. 0,001mil vorhanden.

•                         4:2 Auflösung von 10µm bzw.  1mil
•                         4:3 Auflösung von  1µm bzw.   0,1mil
•                         4:4 Auflösung von 0,1µm bzw. 0,01mil
  
  

Im Layers Menü zur Gerber Ausgabe werden die auszugebenden Layoutlagen ausgewählt.

Alle in der Spalte "Layers To Plot" angewählten Lagen werden bei dem späteren Ausgabeprozess ausgegeben. Es ist eine allgemeine Übereinkunft das zur Leiterkartenerstellung alle Lagen in ungespiegelter Ansicht ausgegeben werden. In der Spalte sind immer alle erstellten elektrischen Lagen und alle aktiven (View Configuration: Enable) mechanischen Lagen aufgelistet.
Die Ansicht ist also je nach Lagenaufbau verschieden lang. Zuunterst sind die aufgeführten Layer nochmals in Gruppen zusammengefasst und können hier schneller ausgewählt werden. Auch bei einer doppelten Auswahl einzelner Lagen wird jeder ausgewählte Layer nur einmal ausgegeben.

in der rechts angeordneten Spalte: "Mechanical Layer(s) to Add to All Plots" können, wie die Bezeichnung schon vermuten lässt, mechanische Lagen ausgewählt werden die dann in jede der links angewählten Layer diese Mechanik Layer hinzufügen. Dadurch ist es möglich Rahmen, Beschriftungsblöcke oder auch Logos in die Ausgaben einzufügen. Wichtig ist aber das streng darrauf geachtet wird das in diesen mechanischen Lagen kein Element innerhalb des PCB eingefügt wird. Die Zusammenführung erfolgt ohne Prüfung. Ein ev. so entstandener Kurzschluss wird über keinen DRC aufgespürt. Im neuen Gerber X2 Format ist die Möglichkeit Layer zusammenzuführen nicht mehr enthalten.

Zuletzt bleibt noch die Auswahl. "include unconnected mid layer pads". Ist dies nicht angewählt werden an die Bohrungen von Vias und Pads die nicht mit Tracks verbunden sind in den Innenlagen kein umlaufendes Kupfer eingezeichnet. Der oft erwartete Raumgewinn durch Verzicht ist wenn dann nur in geringen Umfang gegeben, da eine Leiterbahn zu der Kupferhülse dennoch einen erhöhten Sicherheitsabstand einhalten muss. Vorteil eines Kupferrings in Innenlagen ist die bessere mechanische Festigkeit der Hülse, Vorteil des Verzichts auf den Kupferring ist meist eine bessere Signalintegrität.

Im Drill Drawing Menü zur Gerber Ausgabe können Bohrplots zusätzlich im Gerber Datenformat zur Kontrolle ausgegeben werden.

Für die Leiterkartefertigung werden die Bohrungen für den Bohrautomaten aus speziellen NC Bohrfiles im Excellon Datenformat erstellt. Die erstellten Drill Drawing und Drill Guide Plots, sind für die Übernahme in den Bohrautomaten nicht geeignet. Sie dienen aber der Dokumentation und werden als zusätzliche Layer in eigenen Datenfiles geschrieben. Bei Unklarheiten sind sie nützliche Informationsquellen. Wenn sie nicht gewünscht sind können sie einfach ausgeblendet oder gelöscht werden.

In den Drill Drawing Plots werden an den Bohrpositionen nach Bohrdurchmesser verschiedene Symbole abgebildet. Gewählt werden kann die Darstellung der Bohrung mit Angabe des Bohrdurchmessers mit Größenangabe, als grafisches Symbol oder als Symbol nach Alphabet. Wird die symbolische Darstellung gewählt muss im PCB eine "Drill Table" platziert werden. In dieser Tabelle werden die verwendeten Symbole dem tatsächlichen Bohrdurchmesser zugeordnet.

In den Drill Guide Plots wird an den Bohrpositionen ein kleines Kreuz abgebildet.

Sind in einem Multi Layer PCB weitere Bohrebenen als Blind & Buried VIA eingefügt worden, so werden für jede weitere Bohrebene je ein separater Plot ausgegeben.

Im Apertures Menü zur Gerber Ausgabe wird das Embedded apertures (RS274X) Ausgabeformat angewählt. Weitere Einstellungen sind dann nicht mehr notwendig und möglich.

Damit wird festgelegt die Datenausgabe im aktuellen Extended Gerber Format "RS274-X" auszugegeben. Im älteren mit "RS274-D" bezeichneten Datenformat sollten heute keine Leiterkartendaten mehr erstellt werden.

Im Advanced Menue zur Gerber Ausgabe können alle übrigen Einstellungen getroffen werden.

• In File Size kann die Größe und Rahmenbreite der erstellten Plott Datei eingestellt werden. Ist eine zu kleinere Größe ausgewählt sodas der Plot nicht in den Rahmen passt wird die Ausgabe mit einer Fehlermeldung abgebrochen. Eine größere Angabe schadet hingegen nicht.
  
  
• Die Aperture Matchin Tolerances wird anhand des im ersten Register eingestellten Datenformates ausgewählt. Für die Positive und Negative Abweichung darf kein größerer Wert als die minimale Auflösung des Datenformates eingetragen werden. Unnötig hohe Abweichungen wären die Folge.
  
  
• Im Batch Mode kann zwischen "Separate file per layer":
  - Jede Ausgabe wird in eine eigene Datei ausgegeben, und
  "Panelize layers":
  - Hier werden jeweils aus Top und Bottom layer eine Ansicht nebeneinander in eine gemeinsamme Datei ausgegeben. D.h. Die CU Lage von Top und Bottom nebeneinander in ein File. Ebenso Bestückungsdruck, Soldermask, Pastenmask, .. etc.
  
  
• In Leading/Trailing Zeroes wird die Form der Vor- / Nachkomma Stellen eingestellt. Die Datenmenge kann durch die Unterdrückung der Nullstellen verringert werden.
  - Keep leading and trailing zeroes: Keine Unterdrückung der Nullstellen.
  - Suppress leading  zeroes: Unterdrückung der Nullstellen bei Vorkommawerten.
  - Suppress trailing zeroes: Keine Unterdrückung der Nullstellen bei Nachkommawerten.
  
  
• In Position on Film wird die Ausrichtung der Ausgabe auf dem Film bestimmt. Die Auswahl sollte mit der Einstellung in den Bohrfiles übereinstimmen.
  - Reference to absolute origin: Bezug absoluter PCB Nullpunkt.
  - Reference to relative origin: Bezug relativer PCB Nullpunkt.
  - Center on film: Zentrierte Plot Ausgabe.
  
  
• In Plotter Type kann zwischen zwei verschiedenen Plotter Typen gewählt werden.
  - Unsorted(raster) - Der heutige Industrie Standard, ein Raster-Laser-Fotoplotter. Die Laserplotter nutzen viele unabhängige Strahlen gleichzeitig und plotten gerastert mit einer hohen Auflösung und Geschwindigkeit.
  - Sorted(vector) - Das ursprüngliche Plot Format bei dem ein Stift mit Blende die einzelnen Vectoren nacheinander abfährt.
  
  
• Schlieslich können in Others noch weitere Varianten in der Gerber - Datenausgabe ausgewählt werden.
  - G54 on aperture change: stellt die Kompatibilität mit sehr alten Fotoplottern her.
  - Use software arcs: Nutzen der Befehle G03, G04, G75.
  - Optimize change location commands: optimiert den Plot Ablauf für veraltete Plotter.
  - Generate DRC Rules export file(.RUL): Erzeugt ein Textfile in dem die eingestellten PCB Design Rules aufgelistet sind.

Altium, Altium Designer, Protel, Protel DXP sind Marken oder eingetragene Marken von Altium Limited.
Es werden keine Markenrechte auf diese und andere hier aufgefürten Marken erhoben.