{"id":476,"date":"2025-09-08T07:16:37","date_gmt":"2025-09-08T07:16:37","guid":{"rendered":"https:\/\/bcpcbsz.com\/?p=476"},"modified":"2025-09-28T09:09:33","modified_gmt":"2025-09-28T09:09:33","slug":"richtlinien-fur-das-design-von-hochgeschwindigkeits-leiterplatten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/richtlinien-fur-das-design-von-hochgeschwindigkeits-leiterplatten\/","title":{"rendered":"Richtlinien f\u00fcr High-Speed PCB-Design"},"content":{"rendered":"

Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten-Routing<\/a><\/p>\n\n\n\n

Es gibt zwei Methoden f\u00fcr das Leiterbahnrouting auf Leiterplatten: automatisches und interaktives Routing. Vor dem automatischen Routing kann interaktives Routing verwendet werden, um Leiterbahnen mit strengeren Anforderungen vorzuverlegen. Eingangs- und Ausgangsleiterbahnen sollten nicht parallel zueinander verlaufen, um Reflexionsinterferenzen zu vermeiden. Bei Bedarf sollten Massefl\u00e4chen zur Isolation hinzugef\u00fcgt werden. Leiterbahnen auf benachbarten Lagen sollten senkrecht zueinander verlaufen, da paralleles Routing leicht zu parasit\u00e4ren Kopplungen f\u00fchren kann.<\/p>\n\n\n\n

Der Erfolg des automatischen Routings h\u00e4ngt von einem gut durchdachten Layout ab. Routing-Regeln, einschlie\u00dflich der Anzahl von Leiterbahnbiegungen, Durchkontaktierungen und Stufen, k\u00f6nnen vordefiniert werden.<\/p>\n\n\n\n

Typischerweise wird zun\u00e4chst exploratives Routing durchgef\u00fchrt, um kurze Verbindungen schnell herzustellen. Anschlie\u00dfend erfolgt das Maze-Routing, das die gesamten Routing-Pfade f\u00fcr alle Verbindungen optimiert. Dabei k\u00f6nnen bestehende Verbindungen bei Bedarf unterbrochen werden. Ziel ist es, Verbindungen umzuleiten, um die Gesamtleistung zu verbessern.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n

1. Umgang mit Strom- und Erdungsleitungen<\/p>\n\n\n\n

Selbst bei optimaler Leiterbahnf\u00fchrung auf der gesamten Leiterplatte k\u00f6nnen St\u00f6rungen durch unzureichende Stromversorgung und Masse die Produktleistung beeintr\u00e4chtigen und mitunter sogar die Ausbeute negativ beeinflussen. Daher muss die Leitungsf\u00fchrung f\u00fcr Stromversorgung und Masse mit gr\u00f6\u00dfter Sorgfalt erfolgen, um St\u00f6rungen zu minimieren und die Produktqualit\u00e4t zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n

Jeder Elektronikentwickler kennt die Ursachen von St\u00f6rungen zwischen Strom- und Masseleitungen. Hier konzentrieren wir uns ausschlie\u00dflich auf Methoden zur Rauschreduzierung und -unterdr\u00fcckung:<\/p>\n\n\n\n

(1) Es ist bekannt, dass zwischen Strom- und Masseleitungen Entkopplungskondensatoren eingef\u00fcgt werden sollten.<\/p>\n\n\n\n

(2) Die Breite der Versorgungs- und Masseleitungen sollte maximiert werden, wobei Masseleitungen idealerweise breiter als Versorgungsleitungen sein sollten. Die Priorit\u00e4tsreihenfolge ist: Masseleitungen > Versorgungsleitungen > Signalleitungen. Typische Signalleitungsbreiten liegen zwischen 0,2 und 0,3 mm, mit minimalen Breiten von 0,05 bis 0,07 mm. Versorgungsleitungen sollten 1,2 bis 2,5 mm breit sein.<\/p>\n\n\n\n

Bei digitalen Schaltungen kann eine breite Massefl\u00e4che durch Verwendung breiter Leiterbahnen zur Erzeugung eines Massenetzwerks gebildet werden (bei analogen Schaltungen ist dies nicht m\u00f6glich).<\/p>\n\n\n\n

(3) Verwenden Sie eine gro\u00dfe Kupfermassefl\u00e4che. Verbinden Sie ungenutzte Bereiche der Leiterplatte mit Masse als Massefl\u00e4che. Alternativ k\u00f6nnen Sie eine mehrlagige Leiterplatte verwenden, bei der Stromversorgung und Masse jeweils auf einer separaten Lage untergebracht sind.<\/p>\n\n\n\n

2. Erdungs\u00fcberlegungen f\u00fcr Mixed-Signal-Schaltungen<\/p>\n\n\n\n

Viele moderne Leiterplatten enthalten nicht mehr ausschlie\u00dflich digitale oder analoge Schaltungen, sondern integrieren beide Typen. Daher muss beim Routing gegenseitige St\u00f6rungen, insbesondere Rauschen auf Massefl\u00e4chen, ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n\n\n\n

Digitale Schaltungen arbeiten mit h\u00f6heren Frequenzen, w\u00e4hrend analoge Schaltungen empfindlicher sind. Hochfrequente Signalleitungen sollten daher m\u00f6glichst weit von empfindlichen analogen Bauteilen entfernt verlegt werden. Die gesamte Leiterplatte verf\u00fcgt nur \u00fcber einen externen Anschlusspunkt f\u00fcr die Massefl\u00e4chen. Die gemeinsame Masse von digitalen und analogen Bauteilen muss daher intern auf der Leiterplatte realisiert werden. Innerhalb der Leiterplatte sind digitale und analoge Massefl\u00e4chen physisch getrennt und nicht miteinander verbunden, au\u00dfer an den externen Schnittstellen (z. B. Steckverbindern). Digitale und analoge Massefl\u00e4chen teilen sich einen gemeinsamen Anschlusspunkt. In manchen Systemen k\u00f6nnen, abh\u00e4ngig vom Systemdesign, getrennte Massefl\u00e4chen verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n

3. Verlegung von Signalleitungen auf Stromversorgungs- (Masse-)Ebenen<\/p>\n\n\n\n

Beim Routing auf mehrlagigen Leiterplatten f\u00fchrt der begrenzte Platz auf den Signalebenen dazu, dass zus\u00e4tzliche Lagen Material verschwenden, die Fertigung komplexer gestalten und die Kosten erh\u00f6hen. Um dies zu vermeiden, empfiehlt sich das Routing auf den Versorgungs- (Masse-)Ebenen. Priorisieren Sie die Versorgungsebenen vor den Masseebenen, da die Integrit\u00e4t der Masseebene optimal ist.<\/p>\n\n\n\n

4. Umgang mit Anschlussbeinen in gro\u00dffl\u00e4chigen Leitern<\/p>\n\n\n\n

Bei gro\u00dffl\u00e4chigen Erdungsanwendungen (elektrisch) werden \u00fcblicherweise die Beinchen von Bauteilen mit diesen verbunden. Die Behandlung dieser Anschlussbeinchen erfordert eine sorgf\u00e4ltige \u00dcberlegung. Aus elektrischer Sicht ist ein vollst\u00e4ndiger Kontakt zwischen den Kontaktfl\u00e4chen der Bauteilbeinchen und der Kupferoberfl\u00e4che ideal. Dieser Ansatz birgt jedoch potenzielle Nachteile f\u00fcr das L\u00f6ten und die Montage der Bauteile:<\/p>\n\n\n\n

\u2460 Zum L\u00f6ten werden Hochleistungsheizger\u00e4te ben\u00f6tigt.<\/p>\n\n\n\n

\u2461 Es f\u00fchrt leicht zu kalten L\u00f6tstellen.<\/p>\n\n\n\n

Um elektrische Leistung und Fertigungsanforderungen in Einklang zu bringen, werden kreuzf\u00f6rmige Kontaktfl\u00e4chen \u2013 sogenannte W\u00e4rmeleitpads \u2013 verwendet. Diese Konstruktion reduziert die Wahrscheinlichkeit kalter L\u00f6tstellen durch \u00fcberm\u00e4\u00dfige W\u00e4rmeableitung beim L\u00f6ten erheblich. Das gleiche Verfahren wird auch f\u00fcr die Verbindung von Pins auf der Massefl\u00e4che von Multilayer-Leiterplatten angewendet.<\/p>\n\n\n

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5. Die Rolle von Netzwerksystemen beim Routing<\/p>\n\n\n\n

In vielen CAD-Systemen wird das Routing durch Netzwerkstrukturen bestimmt. Zu dichte Raster erh\u00f6hen zwar die Anzahl der Routingpfade, f\u00fchren aber zu zu kleinen Schrittweiten und einem \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Datenvolumen im Zeichenbereich. Dies erfordert zwangsl\u00e4ufig mehr Speicherkapazit\u00e4t und beeintr\u00e4chtigt die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Host-Computern und elektronischen Produkten erheblich. Einige Pfade werden redundant, beispielsweise solche, die von Bauteil-Pads, Befestigungsl\u00f6chern oder Montageelementen belegt sind. Umgekehrt reduzieren zu d\u00fcnne Raster die Anzahl der Routingpfade drastisch und beeintr\u00e4chtigen die Erfolgsrate des Routings stark. Daher ist ein ausreichend dichtes Rastersystem f\u00fcr ein optimales Routing unerl\u00e4sslich.<\/p>\n\n\n\n

Der Standardabstand zwischen den Pins eines Bauteils betr\u00e4gt 0,1 Zoll (2,54 mm). Daher wird die Basis des Rastersystems typischerweise auf 0,1 Zoll (2,54 mm) oder ein ganzzahliges Vielfaches von weniger als 0,1 Zoll, wie z. B. 0,05 Zoll, 0,025 Zoll oder 0,02 Zoll, eingestellt.<\/p>\n\n\n\n

6. \u00dcberpr\u00fcfung der Entwurfsregeln (DRC)<\/p>\n\n\n\n

Nach Abschluss des Routing-Designs ist es unerl\u00e4sslich, sorgf\u00e4ltig zu pr\u00fcfen, ob das Routing den vom Designer festgelegten Regeln entspricht. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass diese Regeln den Anforderungen des Leiterplattenfertigungsprozesses gen\u00fcgen. Zu den \u00fcblichen Pr\u00fcfaspekten geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n

\u2460 Ob die Abst\u00e4nde zwischen Leiterbahnen, zwischen Leiterbahnen und Bauteilanschl\u00fcssen, zwischen Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, zwischen Bauteilanschl\u00fcssen und Durchkontaktierungen sowie zwischen Durchkontaktierungen angemessen sind und den Produktionsanforderungen entsprechen.<\/p>\n\n\n\n

\u2461 Ist zu pr\u00fcfen, ob die Leiterbahnen f\u00fcr Stromversorgung und Masse ausreichend breit sind und ob sie eng gekoppelt sind (niedrige Impedanz)? Identifizieren Sie Bereiche auf der Leiterplatte, in denen die Masseleitungen verbreitert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

\u2462 Wurden optimale Ma\u00dfnahmen f\u00fcr kritische Signalleitungen getroffen, wie z. B. die Minimierung der L\u00e4nge, das Hinzuf\u00fcgen von Abschirmungsleitungen und die klare Trennung von Eingangs- und Ausgangsleitungen?.<\/p>\n\n\n\n

\u2463 Besitzen analoge und digitale Schaltungsabschnitte unabh\u00e4ngige Massefl\u00e4chen?<\/p>\n\n\n\n

\u2464 Besteht durch nachtr\u00e4glich hinzugef\u00fcgte Grafiken (z. B. Symbole, Anmerkungen) die Gefahr von Signalunterbrechungen?<\/p>\n\n\n\n

\u2465 Wurden suboptimale Spurengeometrien modifiziert?<\/p>\n\n\n\n

\u2466 Sind Prozesslinien auf der Leiterplatte angebracht? Entspricht die L\u00f6tstoppmaske den Fertigungsanforderungen? Sind die Abmessungen der L\u00f6tstoppmaske geeignet? \u00dcberlappen die Zeichenmarkierungen die Bauteilanschl\u00fcsse und beeintr\u00e4chtigen dadurch m\u00f6glicherweise die Montagequalit\u00e4t?<\/p>\n\n\n\n

\u2467 Sind die Au\u00dfenkanten der Stromversorgungs-\/Massefl\u00e4chen auf Mehrlagenplatinen vertieft? Freiliegende Kupferfolie auf diesen Fl\u00e4chen birgt die Gefahr von Kurzschl\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

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Hochgeschwindigkeits-Leiterplattenrouting: Es gibt zwei Methoden f\u00fcr das Leiterplattenrouting: automatisches und interaktives Routing. Vor dem automatischen Routing kann interaktives Routing verwendet werden, um Leiterbahnen mit strengeren Anforderungen vorzuverlegen. Eingangs- und Ausgangsleiterbahnen sollten nicht parallel zueinander verlaufen, um Reflexionsinterferenzen zu vermeiden. Bei Bedarf sollten Massefl\u00e4chen zur Isolation hinzugef\u00fcgt werden. Routing auf benachbarten Lagen [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[23,19,16,18,24,17],"class_list":["post-476","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-high-speed-pcb-design","tag-pcb","tag-pcb-assembly","tag-pcb-design","tag-pcb-routing","tag-pcba"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/476","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=476"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/476\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":585,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/476\/revisions\/585"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=476"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=476"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=476"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}