Grundlegende PCB-Terminologieliste, die Sie kennen sollten

Einführung in die grundlegende PCB-Terminologie

Das Verständnis der Terminologie im Zusammenhang mit Leiterplatten (PCBs) ist für jeden, der an der Entwicklung, Fertigung oder Montage von Elektronik beteiligt ist, von entscheidender Bedeutung. Unabhängig davon, ob Sie Ingenieur, Techniker oder Enthusiast sind: Ein solides Verständnis der PCB-Terminologie ermöglicht eine effektive Kommunikation und ein effektives Verständnis innerhalb des Fachgebiets. Diese Liste der grundlegenden PCB-Terminologie dient als grundlegende Referenz, um sich mit den wesentlichen Begriffen und Konzepten vertraut zu machen, die in Diskussionen und Dokumentationen zum Thema PCB häufig vorkommen. Wenn Sie sich praktische Kenntnisse dieser Begriffe aneignen, sind Sie besser gerüstet, um sich in der Welt der Leiterplatten zurechtzufinden und sich an sinnvollen Diskussionen über Design-, Fertigungs-, Montage-, Test- und Fehlerbehebungsprozesse zu beteiligen. Lassen Sie uns die wichtigsten PCB-Terminologien erkunden, die die Bausteine ​​dieses spannenden und dynamischen Bereichs bilden.

 PCB-Basismaterialien

• Bildträger: Basisisoliermaterial, oft FR-4-Glasfaser.
• Prepreg: Glasfaserplatte mit Harz, die in Mehrschichtplatten verwendet wird.
• Kupferfolie: Dünne Kupferschicht, die Schaltkreise bildet.
• Kerndurchmesser: Zentrale Substratschicht in einer Mehrschichtplatte.
• Harz: Epoxidpolymer-Verbindungsschichten miteinander.
• Weben: Glasfaserverstärkungsmuster.
• Dielektrikum: Isoliermaterial zwischen Leitern; Die Dielektrizitätskonstante von FR-4 beträgt ~4.
• Laminierung: Verfahren zur Verbindung von Folien- und Prepreg-Lagen mittels Hitze und Druck.
• Hochfrequenzlaminate: Materialien wie Rogers oder Teflon für HF-/Mikrowellenanwendungen.
• Wärmeleitfähigkeit: Fähigkeit eines Materials, Wärme zu leiten.
• CTE (Wärmeausdehnungskoeffizient): Materialausdehnung/-kontraktion mit der Temperatur.

PCB-Herstellung

• CAM (Computergestützte Fertigung): Der Einsatz von Computersoftware zur Unterstützung der Konvertierung von Konstruktionsdateien für Werkzeug- und Herstellungsprozesse.
• Radierung: Der chemische Prozess, bei dem unerwünschtes Kupfer von einer Leiterplatte entfernt wird, sodass nur die gewünschten Kupferleiterbahnen und -pads zurückbleiben.
• Fotolack: Ein lichtempfindliches Material, das auf eine Leiterplatte aufgetragen wird. Wenn es Licht ausgesetzt und entwickelt wird, bildet es eine Schutzbarriere über Kupferbereichen, die nicht geätzt werden sollten.
• Zelten: Der Prozess, bei dem Durchkontaktierungen (Löcher) mit Fotolack abgedeckt werden, um sie beim Ätzen zu schützen.
• Lötmaske: Eine Schutzschicht, oft grün, aber in verschiedenen Farben erhältlich, die auf die Leiterplatte aufgetragen wird, um Lötbrücken zu verhindern und das Kupfer vor Umwelteinflüssen zu schützen.
• Siebdruck: Eine Schicht aus Tintenmarkierungen, die auf eine Leiterplatte aufgetragen wird, um Komponentenplatzierungen, Referenzbezeichnungen, Logos, Testpunkte und andere Informationen anzuzeigen.
• Überzug: Der elektrochemische Prozess, bei dem eine Metallschicht (üblicherweise Kupfer) auf die Leiterplatte aufgebracht wird, insbesondere in den Bohrlöchern, um Durchkontaktierungen zu erzeugen.
• Panel: Eine größere Platine mit mehreren einzelnen PCB-Designs. Dieser Ansatz dient der Fertigungseffizienz. Nach der Herstellung wird das Panel zerlegt, um die einzelnen Leiterplatten zu trennen.
• Laminierung: Der Prozess, bei dem mehrere Materialschichten mithilfe von Hitze und Druck miteinander verbunden werden, wird häufig bei mehrschichtigen Leiterplatten verwendet.
• PTH (durchkontaktiertes Loch): Ein Loch in der Leiterplatte, das galvanisiert wurde, um eine elektrische Verbindung zwischen verschiedenen Schichten der Leiterplatte zu ermöglichen.
• OSP (Organisches Lötbarkeitskonservierungsmittel): Eine Art Oberflächenveredelung, die auf eine Leiterplatte aufgetragen wird, um deren Lötbarkeit zu verbessern und das Kupfer vor Oxidation zu schützen.
• HDI (High Density Interconnect): Eine Art PCB-Design und -Herstellung, bei der kleine Geometrien und enge Toleranzen verwendet werden, um mehr Komponenten auf kleinerem Raum zu ermöglichen.
• Mikrovia: Eine sehr kleine Durchkontaktierung, die häufig in HDI-Designs verwendet wird und Schichten in einer mehrschichtigen Leiterplatte verbindet.
• Impedanzkontrolle: Ein Prozess bei der Leiterplattenherstellung, um sicherzustellen, dass bestimmte Leiterbahnen eine bestimmte Impedanz haben, was für Hochfrequenzdesigns wichtig ist.
• HASL (Hot Air Solder Leveling): Eine Methode zum Auftragen einer dünnen Lotschicht über die Kupferpads einer Leiterplatte, um die Lötbarkeit zu verbessern.
• Kupfergewicht/-dicke: Die Dicke der Kupferschicht auf einer Leiterplatte, typischerweise gemessen in Unzen pro Quadratfuß.
• Oberflächenfinish: Die letzte schützende und lötbare Schicht, die auf freiliegende Kupferpads einer Leiterplatte aufgetragen wird. Beispiele hierfür sind OSP, HASL, ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) und mehr.
• Beerdigt über: Eine Durchkontaktierung, die die inneren Schichten einer mehrschichtigen Leiterplatte verbindet und die äußeren Schichten nicht erreicht.
• Blinddurchgang: Eine Durchkontaktierung, die auf einer externen Ebene beginnt, aber auf einer internen Ebene endet und nicht durch die gesamte Platine verläuft.
• Gerber-Datei: Ein Standarddateiformat, das Informationen über das Design einer Leiterplatte enthält und von Herstellern zur Herstellung der Leiterplatte verwendet wird.
• Ringring: Der Bereich des Kupferpads, der ein Bohrloch in einer Leiterplatte umgibt.
• Hinterbohren: Der Prozess, bei dem der ungenutzte Teil eines plattierten Durchgangslochs entfernt wird, um parasitäre Kapazitäten zu reduzieren.
• Nackte Platine: Eine Leiterplatte, die hergestellt wurde, auf der jedoch keine Komponenten montiert sind.
• Registerkarte „Breakaway“: Kleine Laschen, die einzelne Leiterplatten innerhalb eines größeren Panels zusammenhalten und später abgebrochen werden.
• Kupferdiebstahl: Den Außenschichten einer Leiterplatte werden Kupfermuster hinzugefügt, um bei der Herstellung eine gleichmäßige Platte auf der gesamten Platine zu gewährleisten.
• Chemisches Kupfer: Eine dünne Kupferschicht, die chemisch ohne Elektrizität abgeschieden wird und häufig als Vorstufe für die Galvanisierung von zusätzlichem Kupfer verwendet wird.
• ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): Eine Art Oberflächenveredelung, die auf Leiterplatten verwendet wird und aus einer darunter liegenden Nickelschicht und einer dünnen Goldschicht darüber besteht.
• Epoxidharz: Eine Art Polymer, das zum Verbinden der Schichten einer mehrschichtigen Leiterplatte verwendet wird.
• Flash-Gold: Eine sehr dünne Goldschicht auf Nickel, die hauptsächlich zum Schutz und nicht zum Löten verwendet wird.
• Innere Schicht: Schichten im Inneren einer Multilayer-Leiterplatte, die von außen nicht sichtbar sind.
• Legende: Ein anderer Begriff für Siebdruck, die gedruckten Etiketten und Markierungen auf einer Leiterplatte.
• NPTH (nicht plattiertes Durchgangsloch): Löcher in einer Leiterplatte, die nicht mit Kupfer beschichtet sind und häufig für Montage- oder mechanische Zwecke verwendet werden.
• Pad: Ein Stück leitfähiges Material auf einer Leiterplatte, an dem eine Komponente mithilfe von Lötzinn befestigt wird.
• Abziehbare Maske: Eine temporäre Lötmaske, die nach dem Löten abgezogen werden kann.
• Referenzmarker: Eine Markierung auf einer Leiterplatte, häufig ein „+“-Zeichen, die zur Ausrichtung während des Montageprozesses verwendet wird.
• Besetzung: Eine Methode zur Erzeugung schwacher Linien auf einer Leiterplattenplatte, die es ermöglicht, diese nach der Herstellung leicht auseinanderzubrechen.
• SMOBC (Lötmaske über blankem Kupfer): Ein Prozess, bei dem eine Lötmaske direkt auf blankes Kupfer aufgetragen wird und anschließend die freiliegenden Kupferpads plattiert werden.
• Schritt und Wiederholung: Ein Prozess, bei dem ein einzelnes PCB-Design mehrfach auf einem größeren Panel dupliziert wird, um die Herstellung zu optimieren.
• Testgutschein: Ein kleiner Abschnitt, der einem PCB-Panel hinzugefügt wurde und Teststrukturen enthält, die zur Überprüfung des Herstellungsprozesses verwendet werden.

Leiterplattenbestückung

• Schutzlack:Eine Schutzschicht, die auf eine Leiterplatte aufgetragen wird, um Schäden durch Feuchtigkeit, Staub, Chemikalien und extreme Temperaturen zu verhindern.
• SMT (Surface Mount Technology): Komponenten werden direkt auf die Oberfläche von PCB-Pads gelötet und nicht durch Löcher. Diese Technik verbessert die Komponentendichte und ermöglicht ein kompakteres PCB-Layout.
• Reflow-Löten: Der Prozess des Lötens von SMT-Komponenten durch Erhitzen der gesamten Leiterplattenbaugruppe in einem Konvektionsofen. Dadurch schmilzt die Lotpaste und festigt die Verbindung zwischen Bauteilen und Leiterplatte.
• Wellenlöten: Eine Methode zum Löten von bedrahteten Durchgangslochkomponenten, bei der die Leiterplatte über eine Welle geschmolzenen Lots geführt wird.
• Handmontage: Manuelle Technik zum Löten und Montieren von Bauteilen. Es wird hauptsächlich für Kleinserien, Nacharbeiten und Reparaturen verwendet.
• Aufsammeln und plazieren: Eine automatisierte Maschine, die Bauteile aufnimmt und sie vor dem Löten präzise auf den Leiterplatten platziert.
• Siebdruck: Ein Verfahren, bei dem eine Schablone zum Auftragen von Lotpaste auf die Leiterplatte verwendet wird, sodass das Lot genau dort platziert werden kann, wo Komponenten montiert werden sollen.
• AOI (Automatisierte Optische Inspektion): Eine visuelle Inspektionsmethode, bei der automatisierte Maschinen die bestückte Leiterplatte auf Fehler scannen.
• J-STD-001: Ein gemeinsamer Industriestandard, der die Materialien, Methoden und Verifizierungskriterien für die Herstellung hochwertiger Lötverbindungen beschreibt.
• BGA (Ball Grid Array): Eine Art oberflächenmontiertes Gehäuse für integrierte Schaltkreise. Als Anschlüsse werden an der Unterseite Lötkugeln verwendet.
• QFN (Quad Flat No-Leads): Eine weitere Art von oberflächenmontierbaren Gehäusen für integrierte Schaltkreise, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie an der Unterseite Anschlüsse, aber keine hervorstehenden Leitungen aufweisen.
• Unterfüllung: Ein schützendes Epoxidharz, das zwischen BGAs oder anderen Chips und der Leiterplatte aufgetragen wird. Es hilft, Lötstellen zu verstärken und vor mechanischer Beanspruchung zu schützen.
• Röntgeninspektion: Eine zerstörungsfreie Prüfmethode mit Röntgenbildgebung zur Inspektion interner Lötstellen, besonders nützlich für BGAs und andere versteckte Verbindungen.
• Durchgangslochkomponenten: Komponenten mit Anschlüssen, die in plattierte Durchgangslöcher in der Leiterplatte eingelötet werden können.
• ECO (Technischer Änderungsauftrag): Ein offizielles Dokument, das eine Änderung des PCB-Designs oder der Stückliste angibt. Es wird verwendet, wenn nach der ersten Entwurfsphase Änderungen erforderlich sind.
• Nutzentrennen: Der Prozess des Trennens einzelner Leiterplatten von größeren Platten nach dem Montageprozess. Dies geschieht in der Regel dann, wenn aus Gründen der Fertigungseffizienz mehrere Leiterplatten auf einem einzigen Panel gefertigt werden.

PCB-Parameter

• Layers: Anzahl der Kupferschichten.
• Dicke: Gesamtdicke der Platte.
• Seitenverhältnis: Verhältnis der Dicke zur minimalen Spur-/Zwischenraumbreite.
• Tonhöhe: Abstand zwischen Pins oder Leiterbahnen.
• Track & Trace: Leitender Kupferkreis.
• Space: Lücke zwischen benachbarten Spuren.
• Linienbreite: Breite einer Spur.
• Ringring: Kupferpadbereich um ein Loch.
• Fertige Lochgröße: Durchmesser des Bohrlochs nach der Galvanisierung.
• Toleranz: Zulässige Variation der Parameter.
• Restposten: Abstand zwischen Kupferelementen auf derselben Ebene.
• Maskenerweiterung: Rückzug der Lötstoppmaske vom Kupferrand.
• Aufstapeln: Anordnung der Schichten in einer mehrschichtigen Leiterplatte.
• Bodenguss: Verbinden isolierter Bereiche mit der Erde, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren.
• Guard-Trace: Geerdete Leiterbahn zwischen zwei Signalleiterbahnen, um Übersprechen zu verhindern.

PCB-Tests und Qualität

• IKT (In-Circuit-Test): Eine Testmethode, bei der eine Maschine die bestückte Leiterplatte auf Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Widerstände, Kapazitäten und andere grundlegende Größen prüft, um eine korrekte Montage sicherzustellen.
• Flying-Probe-Test: Eine Art von IKT, für die kein Testgerät erforderlich ist. Bewegliche Sonden werden zum schnellen Testen von Leiterplatten verwendet, ohne dass eine spezielle Nagelbett-Testvorrichtung erforderlich ist.
• Funktionstest: Nach der IKT wird die Leiterplatte einem Funktionstest unterzogen, um die endgültige elektrische Umgebung nachzubilden und sicherzustellen, dass sie ihre beabsichtigte Funktion erfüllt.
• AOI (Automatisierte Optische Inspektion): Eine visuelle Inspektionsmethode, bei der eine Maschine die bestückte Leiterplatte auf Bauteil- und Lötfehler scannt.
• Röntgeninspektion: Zerstörungsfreie Prüfung zur Prüfung von Lötverbindungen unter BGAs oder anderen Komponenten, bei denen die Lötstelle mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.
• Boundary Scan (JTAG): Eine Testmethode, die Lötverbindungen überprüft und die Funktionalität einiger Komponenten überprüft.
• Einbrenntest: Platinen werden mit Strom versorgt und thermischer Belastung ausgesetzt, um frühzeitige Ausfälle zu erkennen.
• Umweltstresstest: Setzen Sie die Leiterplatte einer Reihe von Umgebungsbedingungen aus, um die Funktionalität über Temperaturen, Luftfeuchtigkeit und andere Umweltfaktoren hinweg sicherzustellen.
• Thermocycling: Testen der Reaktion der Leiterplatte auf Temperaturänderungen, um potenzielle Lötstellenfehler zu identifizieren.
• Vibrations- und Schocktest: Simuliert die mechanischen Belastungen, denen eine Leiterplatte während ihrer Lebensdauer ausgesetzt sein könnte, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
• Goldene Tafel: Eine als fehlerfrei bekannte Referenzplatine, mit der hergestellte Leiterplatten verglichen werden.
• DFT (Design For Testability): Entwerfen Sie eine Leiterplatte so, dass sie einfacher zu testen ist, um genauere Ergebnisse und eine effiziente Fehlerbehebung zu gewährleisten.
• FCT (Funktionsschaltkreistest): Ein Test, der überprüft, ob die Leiterplatte wie vorgesehen funktioniert, häufig einschließlich Firmware- und Software-Interaktionen.
• Abdeckungsanalyse: Bewerten, wie viel der Schaltkreise einer Leiterplatte mit den aktuellen Testmethoden getestet wird.
• FA (Fehleranalyse): Im Falle eines Testfehlers wird eine FA durchgeführt, um die Grundursache des Fehlers zu ermitteln.
• Ertragsanalyse: Misst das Verhältnis der produzierten guten Platinen zur Gesamtzahl der produzierten Platinen. Eine entscheidende Kennzahl zur Beurteilung der Produktionseffektivität und -qualität.
• Prozessfähigkeit (Cpk): Ein statistisches Maß zur Beurteilung, ob ein Prozess eine Ausgabe innerhalb der Spezifikationsgrenzen erzeugen kann.
• DPPM (Defekte pro Million): Eine Metrik, die die Fehlerrate eines Herstellungsprozesses quantifiziert.
• RoHS-Konformitätsprüfung: Stellt sicher, dass die Leiterplattenbaugruppe der Richtlinie zur Beschränkung gefährlicher Stoffe entspricht, die die Verwendung bestimmter gefährlicher Materialien einschränkt.
• Durchgangs- und Isolationsprüfung: Stellt sicher, dass die elektrischen Verbindungen vollständig sind und es keine unbeabsichtigten Verbindungen gibt.

PCB-Reparaturen und -Modifikationen

• Erneut drehen: Der Prozess der Aktualisierung und Erstellung einer neuen Version eines PCB-Layouts, um in einer früheren Version festgestellte Probleme zu beheben.
• Fehler: Dokumentierte bekannte Probleme oder Fehler auf einer Leiterplatte. Es bietet Problemumgehungen oder Korrekturen für Benutzer und Hersteller.
• Jumper: Temporäre Lösungen, bei denen Drähte zum Verbinden zweier Punkte auf einer Leiterplatte verwendet werden, werden oft verwendet, um eine unterbrochene Leiterbahn zu umgehen oder einen Designfehler zu korrigieren.
• Nacharbeit: Der Prozess der Korrektur von Fehlern an bereits bestückten Leiterplatten. Dies kann den Austausch von Komponenten, Lötarbeiten und andere Aufgaben umfassen.
• Heißluft-Nacharbeit: Verwendung einer Heißluftpistole zum Entlöten und Ersetzen fehlerhafter SMT-Komponenten, ohne benachbarte Komponenten zu beschädigen.
• BGA-Rework-Station: Spezialausrüstung zum Entfernen und Ersetzen von Ball Grid Array (BGA)-Gehäusen, die eine präzise Ausrichtung und Wärmekontrolle erfordern.
• Handlöten: Manuelle Löttechnik, die zum Austausch von Komponenten, zum Hinzufügen von Brücken oder zum Befestigen von Lötbrücken verwendet wird.
• Entlöten: Der Vorgang des Entfernens von Lot aus einer Verbindung, häufig unter Verwendung von Werkzeugen wie Lötdocht, Entlötpumpen oder Heißluft.
• Belagreparatur: Fixieren abgehobener oder beschädigter Pads auf einer Leiterplatte, häufig mit Epoxidharz und Kupferfolie.
• Spurenreparatur: Wiederherstellen einer beschädigten oder unterbrochenen Leiterbahn mithilfe von leitfähiger Tinte, Kupferband oder Überbrückungsdrähten.
• Überarbeitung der Schutzbeschichtung: Entfernen und erneutes Aufbringen einer Schutzschicht von einem Leiterplattenabschnitt, um Reparaturen zu erleichtern.
• Bearbeitung: Der Vorgang des Modifizierens einer Leiterplatte durch das Schneiden von Leiterbahnen, das Hinzufügen von Überbrückungsdrähten oder das Vornehmen anderer physischer Änderungen, um Designfehler zu korrigieren oder die Funktionalität zu verbessern.
• Entfernen der Unterfüllung: Entfernen des Epoxidharzes unter einer Komponente (z. B. einem BGA), um dessen Entfernung und Austausch zu erleichtern.
• Reballing: Der Vorgang des Ersetzens der Lötkugeln auf der Unterseite eines BGA oder eines anderen Ball-Grid-Gehäuses.
• Thermisches Profiling: Anpassen des thermischen Profils von Lötgeräten an die spezifischen Anforderungen einer Leiterplatte, um einen ordnungsgemäßen Lotfluss und eine ordnungsgemäße Haftung der Komponenten während der Nacharbeit sicherzustellen.
• Fokussiertes IR (Infrarot): Mithilfe von Infrarotheizungen wird die Wärme auf einen bestimmten Bereich einer Leiterplatte lokalisiert und ermöglicht so eine gezielte Komponentenentfernung, ohne die gesamte Leiterplatte zu beeinträchtigen.
• Epoxidhärtung: Mit Hitze oder UV-Licht wird aufgetragenes Epoxidharz ausgehärtet, was häufig bei Pad- oder Leiterbahnreparaturen verwendet wird.
• Komponentenernte: Entfernen verwendbarer Komponenten von einer defekten Platine zur Wiederverwendung oder zum Testen.
• PCB-Reinigung: Entfernen von Flussmittelrückständen, Verunreinigungen oder Ablagerungen nach Reparaturprozessen mit Lösungsmitteln oder Ultraschallreinigern.
• Inspektion: Verwendung von Vergrößerungs-, AOI- oder Röntgentechniken zur Sicherstellung der Qualität von Reparatur- und Änderungsarbeiten.

Fazit

Die Terminologie rund um Leiterplatten umfasst verschiedene Aspekte der elektrischen Entwicklung, Fertigung, Montage, Prüfung, Qualitätskontrolle und Zuverlässigkeit. Je tiefer Sie in die Leiterplattenentwicklung eintauchen, desto vertrauter werden Ihnen diese Begriffe. Dieses Glossar dient Ihnen als wertvolle Ressource, um Ihr Wissen aufzufrischen und Ihr Verständnis der wichtigsten Fachbegriffe der Leiterplattenentwicklung zu festigen. Durch die Erweiterung Ihrer Kenntnisse der Leiterplattenterminologie sind Sie besser gerüstet, die Komplexität der Leiterplattenentwicklung zu bewältigen und zur Entwicklung innovativer elektronischer Systeme beizutragen.

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