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Kupferlagen

Jede Lage besteht zunächst aus vollflächigem Kupfer. Die Fotovorlagen werden mit LDI (Laser-Direkt-Imaging) aufgebracht. Erst der Ätzprozess lässt das eigentliche Leiterbahnbild entstehen. Da die Lagen zueinander verdreht oder gespiegelt werden könnten, ist die Orientierung der Kupferlagen eindeutig definiert. Man betrachtet diese immer von Oben (TOP).

Die erste Lage heißt TOP, die letzte Lage wird als BOT bezeichnet. Alle weiteren elektrischen Lagen sind der Reihe nach benannt.

Beispiel:

Leiterplatte mit 4 Lagen:

  • Lage 1 = TOP
  • Lage 2 = IN2 (erste Innenlage)
  • Lage 3 = IN3 (zweite Innenlage)
  • Lage 4 = BOT


Designstruktur – Auflösung, oder
kleinste realisierbare Leiterbahnbreite, kleinster realisierbarer Leiterbahnabstand

Das Ätzen der Kupferstrukturen ist ein Kernprozess in der Leiterplattenproduktion. Filigrane Strukturen von 75 µm zu erreichen ist nicht einfach. Hier können Sie unser exzellentes technisches Niveau erkennen.

Die kleinste realisierbare Leiterbahnbreite und der kleinste realisierbare Leiterbahnabstand sind von einer Reihe von Faktoren abhängig.

Ein entscheidender Faktor ist die Dicke der Kupferlage. Die in der folgenden Tabelle genannten Werte gelten unter Standard-Bedingungen.


Designstruktur in Abhängigkeit von der gewünschten Kupferdicke:

Designstruktur:
min. Leiterbahnbreite /
min. Leiterbahnabstand
Kupferdicke der Lage
75 µm 12 µm
100 µm 18 µm
125 µm 35 µm
200 µm 70 µm
250 µm 105 µm
300 µm 140 µm
500 µm 200 µm

Ein weiterer nicht zu vernachlässigender Faktor ist das Layout.

Es kommt darauf an, wie die Kupferstrukturen auf der jeweiligen Lage aufgebaut sind.

Sehr dicke und sehr dünne Leiterbahnen sollten nicht einfach gemischt werden.

Nutzen Sie für Power-/Ground- und Signalleitungen wenn möglich unterschiedliche Lagen. Dies hat den Hintergrund, dass jede Lage in einem Bad geätzt wird und die Zeit des Ätzvorganges für dicke und dünne Leiterbahnen unterschiedlich ist. Bei einer Mischung muss man mit Mittelwerten arbeiten, optimale Ergebnisse können dann aber nicht erreicht werden.

Achten Sie auf ein ausgewogenes Design.

Kupfer sollte gleichmäßig auf der gesamten Fläche der Leiterplatte verteilt sein. Ist dies nicht der Fall, können Sie die "Copperbalance Funktion" Ihres Layoutprogrammes einsetzen. Dieses erzeugt elektrisch nicht angeschlossene, meist durch Gitterlinien unterteilte Füllflächen. Auf Wunsch kann Ihnen auch die Ätzwerk GmbH die "Copperbalance" hinzufügen. Aufgrund möglicher veränderter EMV-Eigenschaften führen wir diesen Schritt nicht eigenmächtig aus.

Wie Sie sehen kann sich der Fertigungsaufwand bei speziellem Layout durchaus erhöhen.

Restringe

Der Restring ist der Teil eines Pads, der nach der Bohrung noch übrig bleibt. Durch die Größe des gewählten Restringes legt man unter anderem fest, wie kompakt in der Leiterbahnführung gearbeitet werden kann.

Man unterscheidet zwischen Komponenten- und Via-Pads. Restringe von Vias dürfen sehr klein ausfallen. An einem Komponentenloch hingegen muss in der Regel noch gelötet werden. Hier sollten die Restringe keinesfalls zu klein gewählt werden.

Als Richtlinie gilt:

Standard-Serie:

Paddurchmesser = Bohrdurchmesser + 500 µm (Komponentenlöcher)
Paddurchmesser = Bohrdurchmesser + 400 µm (Vias)

Standard-Prototypen:

Paddurchmesser = Bohrdurchmesser + 400 µm (Komponentenlöcher)
Paddurchmesser = Bohrdurchmesser + 300 µm (Vias)

Minimal produzierbare Werte:

Paddurchmesser = Bohrdurchmesser + 400 µm (Komponentenlöcher)
Paddurchmesser = Bohrdurchmesser + 200 µm (Vias)

Zwischen DK-, NDK-Bohrungen, dem Leiterbahnbild und bei Multilayern zwischen den einzelnen Ebenen zueinander gibt es fertigungsbedingt immer einen kleinen Versatz. Nullreferenz für alle Registrierebenen ist das Bohrprogramm der durchkontaktierten Bohrungen.

Bitte beachten Sie in diesem Zusammenhang die generellen Fertigungstoleranzen unter mechanische Bearbeitung.


Designtipps:

[Gerber-Export-Lagenbezeichnung: "*.TOP" – Kupfer Bestückungsseite oben]
[Gerber-Export-Lagenbezeichnung: "*.BOT" – Kupfer Lötseite unten]
[Gerber-Export-Lagenbezeichnung: "*.IN[X]" – Kupfer Innenlage [X]]

Zur eindeutigen Lagenorientierung sollten Sie im Kupfer auf jeder Lage eine Lagentreppe einsetzen:

Schriftzüge sollten eine Mindeststrichstärke von 200 µm (= 8 mil) nicht unterschreiten. Andernfalls können die Buchstaben und Ziffern unleserlich werden.

Positioniermarken (= Passermarken, fiducial marks)

Die Außenlagen TOP und BOT sind Träger der Komponenten. Um Ihrem Bestücker die Arbeit zu erleichtern, raten wir Ihnen im Randbereich der Leiterplatte Positioniermarken (= Passermarken) zu setzen. Es sollten mindestens drei weit auseinanderliegende Marken gesetzt werden. Häufig werden Positioniermarken kreuzförmig designt.

 
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