Leiterplattenentwurf mit Eagle
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BN Bulme Graz Gösting 1/7 Leiterplattenentwurf mit Eagle Dieses Tutorial ist als Ergänzung zum Eagle-Tutorial, welches unter www.cadsoft.de heruntergeladen werden kann. Während das Eagle-Tutorial sich im wesentlich auf die Bedienung des Programms konzentriert, finden sich hier Tipps und Designrules für die Leiterplattenfertigung. Bauteilwahl Die gewählten Bauteilgrößen müssen mit den realen Gegebenheiten übereinstimmen. Dazu ist es oft notwendig, die entsprechende passende Größe aus einem Katalog (z.B.: www.rs-components.at, www.farnell.at ) herauszusuchen. Hier einige Beispiele, um die Suche zu vereinfachen: - Standardwiderstände: library: rcl / r-eu / R-EU_R1206 bzw. rcl / r-eu / R-EU_0207/10 - - Standardkondensatoren (ungepolt): library: rcl/c-eu/C-EUC1206 Elko, gepolt: klein: library: rcl / cpol-eu / CPOL_EUE5/10.5 groß: library: rcl / cpol-eu / CPOL_EUE7.5/16 Schraubklemmen: library: con-phoenix-508 / MSTBA2,… Bauteilplatzierungen Ein gelungenes Layout zeichnet sich vor allem durch geschickte Platzierung der Bauelemente aus. Patentrezept dazu gibt es leider keines, da die Aufgabenstellung oft sehr unterschiedliche Vorgehensweisen erfordern. Trotzdem gebe ich ein paar Tipps, um die Anfänge zu erleichtern: - Empfehlenswert ist es, sich den Schaltplan vor der Layouterstellung auszudrucken und mit dessen Hilfe die Bauteile platzieren (logische Gruppen bilden). - Klemmen am Rand (Montage) - Zu kühlende Bauteile am Rand (Kühlbleche) - Montagelöcher in Ecken, ev. noch in die Nähe von Klemmen. - Bauteile zueinander so anordnen, dass sich kurze Verbindungen ergeben - Platine so klein wie möglich (Kosten), möglichst eine „Leerbereiche“.# - Mit „ratsnest“ immer wieder die Luftlinien optimieren. - Mit „show“ kontrollieren, ob zueinander gehörende Anschlüsse in der Nähe liegen. BN Bulme Graz Gösting 2/7 Leiterbahnen - Leiterbahnen im Winkel von 45° / 90° Leiterbahnstärke: Bei großen Strömen entsprechend berechnen, ansonsten 12-24mil Die Versorgungsleitungen (Vcc, GND,.. ) sollten etwas breiter sein. Abstände so wählen, dass beim Löten keine Kurzschlüsse passieren Möglichst kurze Verbindungen Falls nur Unterseite existiert: - Lötbrücken im Layer 16 (Top) zeichnen. Lötbrücken nicht zu lange und nur im 90° Winkel. - Lötbrücken nicht durch Bauteile durch zeichnen! - Beim Bestückungsplan Layer 16 Mitausdrucken. Falls Ober- und Unterseite existieren: - Oberseite gespiegelt drucken - Falls nicht durchkontaktiert werden kann: Kontrollieren, ob alle Bauteile gelötet werden können (manche Bauteile können nur auf einer Seite angelötet werden). BN Bulme Graz Gösting 3/7 Bestückungsplan - Klemmen so bezeichnen, dass Anschlüsse nicht verwechselt werden (z.B: +Ub, GND (Versorgungsspannung), LS+, LS- (für Lautsprecher), … Falls die Unterseite Bauteile enthält, muss diese separat gespiegelt gedruckt werden Schaltplan - Knoten richtig setzen Alle Bauteile mit sprechendem Namen (Bauteilbezeichnung) und Wertangaben (z.B.: C2 / 100µF/25V) Schaltpläne mit Rahmen und Schriftfeld (library: frames/DINA4_L ) Stückliste Bauteilliste (Datei – Exportieren – Partlist) exportieren und nachbearbeiten: - Bauteile, welche nicht bestückt werden müssen entfernt werden (z.B. Bohrlöcher) - Bauteile, welche zu einem Bauteil zusammengefasst werden, müssen als solche aufscheinen (z.B. in einer Reihe angeordnete Lötpunkte „1,2,3,4“ werden zu einer „4-er Klemme“ zusammengefasst. - Ergänzen mit Distributor (z.B.: www.rs-components.at, www.farnell.at ), dessen Bestellnummer und Preis - Kosten der Bauteile (Preise der Bauteile) für ein Stück - Kosten einer Platine (Abmessungen => Fläche => Preis incl. Versandkosten bei www.pcb-pool.com online berechnen und Berechnung beilegen) Allgemein - Texte (Bauteilwerte, Bezeichnungen, etc.) dürfen nicht überlappen und müssen klar dem Bauteil zugeordnet sein („smash“ löst Beschriftung vom Bauteil) Auf jedem Blatt steht: Klasse, Name, Projektname BN Bulme Graz Gösting 4/7 Drucken Bei SW-Druckern ist es sinnvoll, die Farbemulation abzuschalten, da Beschriftungen ansonsten unleserlich werden können: Folgende Blätter sind bei einem Projekt auszudrucken und abzugeben (die Zahlen sind die Nummern der Layer) : - Belichtungsvorlage (Kupfer) Unterseite: Belichtungsvorlage (Kupfer) Oberseite: Bestückungsplan Unterseite: Bestückungsplan Oberseite: Schaltplan: Stückliste(n) Berechnung(en) 16,17,18,20 1,17,18,20 (gespiegelt) 18,20,22,24,26,28 (gespiegelt) 18,20,21,23,25,27 Alles außer 93 (Pins) BN Bulme Graz Gösting 5/7 Tipps & Tricks Allgemein - Layout- und Schaltplan müssen immer ZUGLEICH geöffnet sein (damit Schaltplanund Layout konsistent bleiben) Abschließender Test: Bestückungsplan ausdrucken und die vorhandenen Bauteile in das Papier stecken. Damit finden sich Schwachstellen im Layout, die man in der 2DAnsicht schwer sehen kann (z.B: Bauteil zu hoch, dass er nicht ins Gehäuse passt, ev. Bauteile zu groß/klein, falsch gezeichnet,….) Schaltplan - Keinesfalls sollte man das Rastermaß umstellen. Man läuft Gefahr, Pins überhaupt nicht mehr anschließen zu können! Verbindungen mit dem Befehl „net“, nicht mit „wire“. Layout - - Rastermaß beim Routen möglichst groß wählen (50mil, 25mil), nur in Ausnahmefällen feiner. SMD-Elemente, die nicht am Raster liegen, lassen sich auch ohne Umstellung des Rasters routen. Zwischen SMD-Pins noch eine Leitung legen kann problematisch sein (schwer erkennbare Kurzschlüsse beim Löten). Im Zweifelsfall lieber eine etwas längere Leiterbahn „außen herum“. Stützkondensatoren möglichst direkt mit den Versorgungsanschlüssen des IC verbinden! Abstände, Platinengröße etc. können mit dem Befehl „mark“ vermessen werden! BN Bulme Graz Gösting Musterlayout (am Beispiel eines Class-D Vollverstärkers) Schaltplan (hier ohne Rahmen) Oberseite Unterseite 6/7 BN Bestückungsplan – Oberseite Bestückungsplan – Unterseite Bulme Graz Gösting 7/7
