Ein Steckerstift kann korrekt sein und die Leiterplattenkontur kann stimmen, trotzdem kann die Montage an einer einzigen unklar beschriebenen Bohrung scheitern. Die Angabe „1,0-mm-Bohrung“ sagt nicht, ob 1,0 mm den Bohrer oder das fertige Loch bezeichnet, ob die Wand metallisiert werden muss oder ob die Bohrung zu einer Press-Fit-Verbindung mit eigenen Abnahmekriterien gehört.
Gute Daten für die PCB-Fertigung behandeln Bohrungen und Langlöcher als funktionale Merkmale statt als reine Koordinatenliste. Fertigungszeichnung, Bohrdateien, Pad-Geometrie, Bauteilspezifikation und Montageplan müssen dieselbe Absicht beschreiben. Eine gezielte PCB-DFM-Prüfung kann Widersprüche erkennen, bevor Werkzeuge vorbereitet werden.
Mit der Funktion beginnen: Bestimmen Sie zuerst, was jede Bohrung leisten soll. Ein gelöteter Anschluss, eine Befestigungsschraube, ein Passstift, ein Via, ein metallisiertes Langloch und ein Press-Fit-Kontakt benötigen unterschiedliche Angaben.
1. Jede Bohrung nach Funktion und Metallisierung einordnen
Eine metallisierte Durchgangsbohrung (PTH) besitzt eine leitfähige Hülse. Sie kann Kupferlagen verbinden, einen Bauteilanschluss aufnehmen oder beide Aufgaben erfüllen. Eine nicht metallisierte Durchgangsbohrung (NPTH) ist normalerweise ein mechanisches Merkmal ohne leitfähige Hülse. Auch Langlöcher können metallisiert oder nicht metallisiert sein; ihre Form definiert den Zweck daher nicht.
Diese Unterscheidung beeinflusst Prozessfolge, Kupferabstand, Prüfung und fertige Öffnung. Sie muss in CAD-Daten und Fertigungsunterlagen erkennbar sein und darf nicht aus benachbarten Pads erraten werden.
| Merkmal | Typischer Zweck | Was die Daten klären müssen |
|---|---|---|
| PTH-Bauteilbohrung | Gelöteter Anschluss und elektrische Verbindung | Endmaß, Toleranz, Pad, verbundene Lagen, Anschluss-Passung |
| NPTH-Befestigungsbohrung | Schraube, Ausrichtung oder Freiraum | Endmaß, Position, Kupferfreistellung, mechanische Toleranz |
| Via | Elektrischer Lagenwechsel | Via-Typ, Endanforderung, Pad- und Antipad-Geometrie |
| Metallisiertes Langloch | Flachanschluss, Lasche, Schirm oder Sonderstecker | Fertige Breite und Länge, Metallisierung, Endgeometrie, Toleranz |
| Press-Fit-Bohrung | Mechanische und elektrische Einpressverbindung | Steckerspezifikation, fertiger Lochbereich, Oberfläche, Leiterplattenaufbau |
2. Das fertige Lochmaß statt eines angenommenen Bohrwerkzeugs angeben
Bei einer metallisierten Bohrung verändert die Kupferabscheidung die Öffnung nach dem Bohren. Der Fertiger wählt normalerweise Werkzeug und Prozesszugabe so, dass das geforderte Endmaß erreicht wird. Nennt die Zeichnung nur einen nominellen Bohrwert, während die Bauteilzeichnung einen Bereich für das fertige Loch vorgibt, können sich beide Dokumente widersprechen.
Geben Sie für passungskritische Merkmale den fertigen Durchmesser und die Toleranz an. Die Wahl des Produktionsbohrers sollte beim Hersteller liegen, sofern dessen Größe nicht ausdrücklich vereinbart wurde. Arbeiten Sie bei Komponenten- und Mechanikschnittstellen vom Anschluss, Stift, Befestiger oder Passmerkmal rückwärts.
Häufige Dokumentationsfalle: Fertiges Lochmaß, nominellen CAD-Bohrer und Fertigungswerkzeug nicht in einer unbeschrifteten Spalte mischen. Benennen Sie den Wert und legen Sie fest, ob die Toleranz vor oder nach der Metallisierung gilt.
3. Restring, Registrierung und Kupferabstand gemeinsam betrachten
Ein fertiges Loch kann nicht isoliert bewertet werden. Das Pad muss nach normaler Registrierung und Prozessabweichung ausreichend Kupfer um die Öffnung behalten. In Innenlagen benötigt das Antipad genug Abstand, damit keine unbeabsichtigte Verbindung entsteht. Nur den Bohrer zu verkleinern, ohne Pad, Antipad, Aspektverhältnis und Montagebedarf zu prüfen, verschiebt das Risiko.
Dies ist bei dichten Multilayern besonders wichtig. Der Leitfaden zu PCB-Via-Typen erklärt die Auswirkungen von Through-, Blind-, Buried- und Microvias. IPC führt IPC-2221 als generischen Designstandard und IPC-2222 als Designstandard für starre organische Leiterplatten in der Übersicht der Designstandards.
4. Langlöcher und Ausschnitte mit herstellbarer Geometrie definieren
Eine längliche Öffnung kann gefräst, durch mehrere Bohrungen oder mit einer anderen vereinbarten Methode hergestellt werden. Der Prozess beeinflusst praktikable Breite, Endform, Kantenqualität und Toleranz. Die mechanische Zeichnung sollte fertige Breite und Länge, Position, Metallisierung sowie funktionsrelevante End- und Eckgeometrie angeben.
Verlassen Sie sich nicht auf eine unbeschriftete Linie in einer Gerber-Lage. Sie könnte als Kontur, Mittellinie, Sperrbereich oder Fräspfad verstanden werden. Nimmt das Langloch einen Flachanschluss auf, müssen Anschluss- und Schlitz-Toleranz zusammen mit dem Lötprozess bewertet werden.
5. Press-Fit-Bohrungen benötigen die Steckerspezifikation
Eine Press-Fit-Schnittstelle ist keine gewöhnliche PTH mit enger Toleranz. Kontaktgeometrie, fertiger Lochbereich, Kupfer und Oberfläche, Leiterplattendicke, Einpresswerkzeug und Abnahme bilden ein System. Die richtigen Werte stammen aus Zeichnung und Anwendungsspezifikation des exakten Steckverbinders.
Der Press-Fit-Katalog von TE Connectivity ordnet beispielsweise konkrete Kontakte bestimmten Produktspezifikationen und nominellen PCB-Lochdurchmessern zu. Übernehmen Sie daher keinen Wert aus einer anderen Kontaktfamilie. Teilen Sie Hersteller, vollständige Teilenummer, Revision und Spezifikation mit dem PCB-Fertiger.
Nicht nur nach Durchmesser freigeben: Ein Loch kann maßhaltig sein, obwohl Hülsenzustand, Oberflächensystem, Einpressaufbau oder Leiterplattenunterstützung falsch sind. Definieren Sie Nachweise für die unbestückte Leiterplatte und den montierten Stecker.
6. Ein widerspruchsfreies Bohrdatenpaket freigeben
Das freigegebene Paket benötigt korrekte Bohrdaten, Fertigungszeichnung, Kontur- oder Fräsdaten, Stack-up und Revisionskennung. Die Bohrkarte hilft bei der menschlichen Prüfung, muss aber mit maschinenlesbaren Dateien und Zeichnungsnotizen übereinstimmen.
Die offizielle KiCad-Dokumentation zu Bohrdateien weist darauf hin, dass PTH und NPTH standardmäßig getrennt ausgegeben werden und ovale Bohrungen normalerweise mit Fräsbefehlen dargestellt werden. Prüfen Sie bei jedem CAD-System die exportierten Daten und verlassen Sie sich nicht allein auf Datenbankeinstellungen.
| Möglicher Konflikt | Fertigungsrisiko | Freigabeprüfung |
|---|---|---|
| Zeichnung nennt NPTH, Padstack ist metallisiert | Falsche Prozessauslegung oder Kupfer am Loch | Metallisierung in CAD, Bohrdatei und Zeichnung abgleichen |
| Lochtabelle und Bauteilzeichnung nennen verschiedene Maße | Zu lose, Kollision oder Montagestopp | Verbindliches fertiges Lochmaß festlegen |
| Langloch nur als Linie dargestellt | Fehlendes, falsch dimensioniertes oder falsch metallisiertes Langloch | Maße, Fräsdaten, Metallisierung und Position angeben |
| Press-Fit-Hinweis ohne Steckerrevision | Anwendung der Regeln einer falschen Kontaktfamilie | Exakte Herstellerspezifikation und Teilenummer beilegen |
7. Nach dem Risiko der Schnittstelle prüfen
Die Sichtprüfung bestätigt Vorhandensein und sichtbare Schäden. Maßprüfungen kontrollieren ausgewählte fertige Öffnungen und Positionen. Für die Struktur metallisierter Bohrungen kann ein Schliffbild vereinbart werden. Montageversuche prüfen Stift-, Anschluss-, Schrauben- oder Gehäusepassung, ersetzen aber nicht jede Leiterplattenprüfung.
IPC-6012F definiert Qualifikations- und Leistungsanforderungen für starre Leiterplatten einschließlich Aufbauten mit metallisierten Durchgangsbohrungen, wie der offizielle Geltungsbereich zeigt. Prüfen Sie den Dokumentstand in der IPC-Revisionsübersicht und nennen Sie Klasse, Ausnahmen, Prüfhäufigkeit und auftragsspezifische Anforderungen.
Freigabe-Checkliste für Einkäufer:
- Funktion und Metallisierung jedes Sonderlochs sind angegeben.
- Passungskritische Merkmale sind als Endmaße mit Toleranz definiert.
- Pad, Antipad, Kupferabstand und Stack-up unterstützen das Merkmal.
- Press-Fit-Anforderungen verweisen auf exakten Stecker und Dokumentstand.
- Bohr-, Fräs- und Zeichnungsdaten tragen dieselbe Revision.
- Prüf- und Passungsnachweise sind vor Fertigungsbeginn festgelegt.
Fazit
Zuverlässige Bohrungsdaten entstehen nicht durch einen einzigen „sicheren“ Durchmesser, sondern durch die Abstimmung von Passung, Kupfergeometrie, Metallisierung, Werkzeug, Datenausgabe und Prüfung. Widersprechen sich diese Elemente, kann die Leiterplatte elektrisch einwandfrei und trotzdem nicht montierbar sein.
EazyPCB unterstützt PCB-Fertigung, DFM-Prüfung, Prototypen, Bohrungs- und Langlochprüfung, Inspektionskoordination und PCB-Bestückung. Senden Sie für Press-Fit-Kontakte, metallisierte Langlöcher oder kontrollierte Endmaße das freigegebene Datenpaket, Bauteilzeichnungen, Steckerspezifikationen, kritische Maße, Menge und geforderte Nachweise über die Kontaktseite.
