| Titelseite | 5 |
| Impressum | 6 |
| Inhaltsverzeichnis | 7 |
| Vorwort | 21 |
| Ein Wort zu Kunst | 23 |
| Worauf beruhen unterschiedliche Layouts und Designs ? | 24 |
| Bestellung und Vergabe von Aufträgen | 25 |
| 1 Entwicklung elektronischer Geräte | 27 |
| 1.1 Von der Idee zum fertigen Produkt | 27 |
| 1.1.1 Die Idee | 28 |
| 1.1.2 Sinn und Zweck | 28 |
| 1.1.3 Funktion | 29 |
| 1.1.4 Ziele | 29 |
| 1.1.5 Wege zum Ziel | 30 |
| 1.1.6 Kostenfaktoren | 33 |
| 1.1.7 Nutzen und Gewinn | 36 |
| 1.1.8 Umweltfaktoren | 37 |
| 1.2 Spezifikation | 38 |
| 1.2.1 Produkt-Beschreibung | 39 |
| 1.2.2 Funktionsübersicht | 46 |
| 1.2.3 Funktionsmuster | 48 |
| 1.2.4 Vorgaben | 49 |
| 1.2.5 Pflichten- und Lastenheft | 55 |
| 1.2.6 Patente | 57 |
| 1.3 Richtlinien und Vorschriften | 60 |
| 1.3.1 Richtlinien | 60 |
| 1.3.2 Vorschriften | 61 |
| 1.3.3 Normen | 63 |
| 1.4 Machbarkeit | 68 |
| 1.4.1 Planung | 68 |
| 1.4.2 Nachfrage | 69 |
| 1.4.3 Finanzierung: | 69 |
| 1.4.4 Worst-Case Scenario | 70 |
| 1.4.5 Realisierbarkeit | 70 |
| 1.5 Businessplan | 71 |
| 1.6 Schlussbewertung zur Ausführbarkeit | 72 |
| 2 Planung | 73 |
| 2.1 Produktekreationsprozess | 74 |
| 2.2 Produktphasen | 75 |
| 2.2.1 Vorbereitung | 75 |
| 2.2.2 Konzeptausarbeitung | 76 |
| 2.2.3 Grundentwicklung | 76 |
| 2.2.4 Produktentwicklung | 77 |
| 2.2.5 Fertigungsüberleitung | 78 |
| 2.2.6 Beginn der Serienfertigung | 79 |
| 2.2.7 Produktion | 79 |
| 2.2.8 Produktbetreuung | 80 |
| 2.2.9 Entsorgung und Recycling | 80 |
| 2.3 Design Flow | 81 |
| 2.3.1 Allgemeiner Design Flow | 81 |
| 2.3.2 Flussdiagramm zeigt Abhängigkeiten | 82 |
| 2.3.3 Meilensteine | 85 |
| 2.3.4 Überprüfung (Review) | 85 |
| 2.4 Terminplanung | 86 |
| 2.4.1 Grundlagen Terminplanung | 86 |
| 2.4.2 Erfahrungswerte für Arbeiten | 87 |
| 2.4.3 Gantt-Diagramm | 88 |
| 2.4.4 Tabellenkalkulation | 89 |
| 2.4.5 History Sheet | 89 |
| 2.5 Kostenlimit für die Entwicklung | 92 |
| 2.5.1 Missverständnisse, fehlende Absprachen und mangelhafte Kommunikation | 92 |
| 3 Design-Tools | 95 |
| 3.1 Mechanik | 96 |
| 3.1.1 Beispiele einiger Mechanik-Systeme | 97 |
| 3.1.2 Simulation | 97 |
| 3.1.3 Datenaustausch | 98 |
| 3.2 Elektronik | 99 |
| 3.2.1 Komplettsysteme | 101 |
| 3.2.2 freie Systeme | 102 |
| 3.2.3 einfache Systeme | 102 |
| 3.2.4 High-End Systeme | 102 |
| 3.3 Firm- und Software | 103 |
| 3.3.1 Softwaredesign | 103 |
| 3.3.2 Embedded Design | 103 |
| 3.3.3 In-circuit Programming | 104 |
| 3.3.4 Debugging | 104 |
| 3.4 Weitere Bereiche | 105 |
| 3.5 Freeware oder kommerzielle Tools | 106 |
| 3.5.1 Freeware | 106 |
| 3.5.2 Kommerzielle Produkte | 107 |
| 4 Baugruppendesign | 109 |
| 4.1 Anforderungen und Eigenschaften | 110 |
| 4.1.1 EMV | 111 |
| 4.1.2 Signalübertragung | 123 |
| 4.1.3 Elektromechanisches Schalten | 130 |
| 4.1.4 ESD | 136 |
| 4.1.5 IP-Schutzart | 138 |
| 4.1.6 Klassifizierung und Komplexität | 141 |
| 4.1.7 Mechanische Anforderungen | 144 |
| 4.1.8 Wärmeentwicklung | 147 |
| 4.1.9 Lebensdauer | 158 |
| 4.2 Position und Lage bestimmter Komponenten | 165 |
| 4.2.1 Anzeigen und Indikatoren | 165 |
| 4.2.2 Bedienungselemente | 166 |
| 4.2.3 Sensoren | 167 |
| 4.2.4 Schnittstellen | 168 |
| 4.2.5 Kabelzuführung | 169 |
| 4.2.6 Sicherheitselemente | 169 |
| 4.2.7 Stromversorgung | 173 |
| 4.2.8 Türen und Klappen | 173 |
| 4.2.9 Hilfsfunktionen | 173 |
| 4.2.10 Beschriftung | 174 |
| 4.3 Mechanische Elemente | 175 |
| 4.3.1 Frontplatten | 175 |
| 4.3.2 Gehäuse | 177 |
| 4.3.3 Befestigung | 178 |
| 4.3.4 Mechanische Funktionen | 181 |
| 4.4 Verdrahtung | 182 |
| 4.4.1 Leiterdichte | 182 |
| 4.4.2 Leiterabstand | 183 |
| 4.4.3 Leiterquerschnitt | 184 |
| 4.4.4 Isolationsmaterialien | 185 |
| 4.4.5 Installationsdraht | 186 |
| 4.4.6 Flexible Litzen | 186 |
| 4.4.7 Mehrfachkabel | 186 |
| 4.4.8 Kupferlackdraht | 187 |
| 4.4.9 Geschirmte Kabel | 188 |
| 4.5 Verbindungstechnik | 189 |
| 4.5.1 Wire-Wrap Technik | 189 |
| 4.5.2 Löttechnik | 190 |
| 4.5.3 Schraubanschlüsse | 190 |
| 4.5.4 Klemmtechnik | 190 |
| 4.5.5 Presstechnik | 191 |
| 4.5.6 Bonden | 192 |
| 4.5.7 Galvanisieren | 192 |
| 4.5.8 Fügen, Schweissen | 193 |
| 4.5.9 Steckverbinder | 193 |
| 4.6 Aufbau und Realisation | 199 |
| 4.6.1 Einzelgeräte | 199 |
| 4.6.2 Prototypen und Muster | 199 |
| 4.6.3 Nullserie | 200 |
| 4.6.4 Serie | 201 |
| 4.7 Inbetriebnahme und Test | 203 |
| 4.7.1 Tests in der laufenden Produktion | 203 |
| 4.7.2 Testbarkeit | 204 |
| 4.7.3 Erste Inbetriebnahme von Prototypen | 206 |
| 4.7.4 Typische Fehler bei Prototypen | 208 |
| 4.7.5 Stichproben auf Widerstandsfähigkeit | 210 |
| 4.8 Produktebetreuung | 211 |
| 4.8.1 Service = Dienstleistung | 211 |
| 4.8.2 Reparatur | 211 |
| 4.8.3 Entsorgung - Recycling | 213 |
| 5 Funktionsdesign | 215 |
| 5.1 Blockschema | 215 |
| 5.2 Schema | 215 |
| 5.2.1 Globale und lokale Elemente | 216 |
| 5.2.2 Funktionsblöcke | 216 |
| 5.2.3 Hierarchie | 217 |
| 5.2.4 Übergänge zwischen Blättern | 218 |
| 5.2.5 Darstellung | 219 |
| 5.2.6 Schema Beispiele | 230 |
| 5.2.7 Netzlisten | 244 |
| 5.2.8 Stücklisten | 244 |
| 5.2.9 Bibliotheken | 245 |
| 5.2.10 Testbarkeit | 245 |
| 5.3 Komponenten | 246 |
| 5.3.1 Funktion gesucht .. | 246 |
| 5.3.2 Angebote: Distributoren und Händler | 248 |
| 5.3.3 Verträge | 249 |
| 5.3.4 Komponenten-Evaluation in Betrieben | 250 |
| 5.4 Kriterien zur Auswahl von Komponenten | 251 |
| 5.4.1 Bauform | 252 |
| 5.4.2 Leistung | 254 |
| 5.4.3 Chip-Komponenten: Baugrössen | 255 |
| 5.4.4 Kondensatoren | 257 |
| 5.4.5 Spulen | 263 |
| 5.4.6 Widerstand und Frequenz | 264 |
| 5.4.7 Operationsverstärker | 264 |
| 5.4.8 Logik | 267 |
| 5.5 Simulation | 269 |
| 5.5.1 Gründe für eine Simulation: | 270 |
| 5.5.2 Simulations-Modi und -Typen | 271 |
| 5.5.3 Spice | 272 |
| 5.5.4 Fehlfunktion: Simulation oder Schaltung? | 280 |
| 5.5.5 Fazit | 280 |
| 5.5.6 Field-Solver (EMS) | 282 |
| 5.5.7 Thermische Simulation | 283 |
| 5.6 Vorgaben für Leiterplatten im Schema | 284 |
| 5.6.1 Strompfade | 284 |
| 5.6.2 Spannungen | 284 |
| 5.6.3 Leistungsbereiche | 284 |
| 5.6.4 Differentielle Leiter | 284 |
| 5.6.5 Impedanzkontrolle | 285 |
| 5.6.6 Vorgaben der Hersteller | 285 |
| 5.7 Schema-Funktionsprüfung | 286 |
| 5.7.1 Electrical Rule Check | 286 |
| 5.7.2 Optische Prüfung | 287 |
| 5.7.3 Review | 287 |
| 6 Leiterplattendesign | 289 |
| 6.1 Sinn und Zweck | 289 |
| 6.1.1 Träger für Komponenten | 289 |
| 6.1.2 Leitungsträger für Verbindungen | 290 |
| 6.1.3 Bauteil mit eigenen Eigenschaften | 290 |
| 6.2 Kurze Geschichte der Leiterplatte | 291 |
| 6.2.1 Wichtigste Daten und Patente | 291 |
| 6.2.2 Fertigungsverfahren | 292 |
| 6.2.3 Layerverwendung | 292 |
| 6.2.4 Layoutübertragungstechnik | 293 |
| 6.2.5 Masssysteme | 293 |
| 6.2.6 Umrechnung Zoll - Meter | 294 |
| 6.2.7 Koordinatensystem | 294 |
| 6.3 Anforderungen an Leiterplatten | 295 |
| 6.3.1 Packungsdichte | 295 |
| 6.3.2 Machbarkeit | 296 |
| 6.4 Trägermaterial für Leiterplatten | 297 |
| 6.4.1 Einige Begriffe | 297 |
| 6.4.2 Basismaterial | 298 |
| 6.4.3 Aufbau von Basismaterial | 299 |
| 6.4.4 Kenndaten | 307 |
| 6.4.5 Materialauswahl | 311 |
| 6.4.6 Daten einiger Basismaterialien im Vergleich | 312 |
| 6.5 Leiterplattenfertigung | 314 |
| 6.5.1 Leiterplattentypen | 314 |
| 6.5.2 Oberflächen | 317 |
| 6.5.3 Einfache Leiterplatten | 321 |
| 6.5.4 Multilayer | 322 |
| 6.5.5 Herstellung eines Multilayers | 323 |
| 6.5.6 Leiterplatten Aufbau | 332 |
| 6.5.7 Löcher und Bohrungen | 342 |
| 6.5.8 Fertigungsdaten | 359 |
| 6.6 Board Erstellung | 372 |
| 6.6.1 Wahl der Strategie | 374 |
| 6.6.2 Layer einrichten | 376 |
| 6.6.3 Definition der Leiterplatte | 382 |
| 6.6.4 Beschriften, Vermassen und Dokumentieren | 386 |
| 6.6.5 Platzieren | 393 |
| 6.6.6 Routen (Leiter verlegen) | 401 |
| 6.6.7 Stromtragfähigkeit und Erwärmung | 418 |
| 6.6.8 Leiterabstand und elektrische Isolation | 436 |
| 6.6.9 Testpunkte | 441 |
| 6.7 EMV-Design | 443 |
| 6.7.1 Versorgungssysteme | 443 |
| 6.7.2 Proximity-Effekt | 449 |
| 6.7.3 Mehrere Versorgungssysteme | 452 |
| 6.7.4 Leiterführung | 454 |
| 6.8 High-Speed-Design | 457 |
| 6.8.1 Wann beginnt „High-Speed“? | 457 |
| 6.8.2 Kritische Leiterlänge | 459 |
| 6.8.3 Impedanzkontrollierte Leiter | 460 |
| 6.8.4 Vias im High-Speed-Umfeld | 466 |
| 6.8.5 Besondere Materialien für hohe Frequenzen | 471 |
| 6.8.6 Differentielle Leiter | 472 |
| 6.9 spezielle Anforderungen | 475 |
| 6.9.1 bewegliche Teile | 475 |
| 6.9.2 Flex | 476 |
| 6.9.3 Starr-Flex | 484 |
| 6.9.4 Semi-Flex | 494 |
| 6.9.5 ZIF-Kontaktierung | 497 |
| 6.9.6 Eingebettete Komponenten | 500 |
| 6.9.7 MID-Technologie | 506 |
| 6.10 Regeln, Rules und Constraints | 509 |
| 6.10.1 Definieren von Rules | 509 |
| 6.10.2 Wichtigste Rules | 511 |
| 6.10.3 Elektrisch und Routing | 511 |
| 6.10.4 Herstellung | 511 |
| 6.10.5 Planes und Polygone | 513 |
| 6.10.6 Masken | 514 |
| 6.10.7 Bestückung | 514 |
| 6.10.8 High-Speed und EMV | 515 |
| 7 Bibliotheken | 517 |
| 7.1 Komponenten-Verwaltung | 517 |
| 7.1.1 Komponenten-Erfassung | 518 |
| 7.1.2 Bauteile-Bibliotheken | 519 |
| 7.1.3 Komponenten-Definition | 522 |
| 7.2 Schema-Bibliothek | 525 |
| 7.2.1 Symbolbibliothek erstellen | 525 |
| 7.2.2 Masse und Raster | 526 |
| 7.2.3 Aufbau von Schema-Symbolen | 527 |
| 7.2.4 Bezeichnung von Schemasymbolen | 527 |
| 7.2.5 Parts (Einzel-Schaltkreise) | 528 |
| 7.2.6 Pinbelegung und -Bezeichnung | 528 |
| 7.2.7 Polarisierte Bauteile | 529 |
| 7.2.8 Nichtelektrische Bauteile | 530 |
| 7.3 PCB-Bibliothek | 531 |
| 7.3.1 Voraussetzungen | 532 |
| 7.3.2 SMD-Landeflächen nach IPC-7351B | 535 |
| 7.3.3 THT-Landeflächen | 543 |
| 7.3.4 Namen Definition nach IPC-Standard | 548 |
| 7.3.5 Weitere Bauformen | 557 |
| 7.3.6 Landeflächen nach Hersteller-Vorgabe | 557 |
| 7.3.7 Namen Definition allgemein | 558 |
| 7.3.8 Null-Rotation für Bauteile | 565 |
| 7.3.9 Beispiele | 568 |
| 7.3.10 Nachwort | 577 |
| 8 Baugruppenfertigung | 579 |
| 8.1 Umgang mit Komponenten | 579 |
| 8.1.1 ESD - Elektrostatische Entladungen | 580 |
| 8.1.2 ESD - Ereignis | 587 |
| 8.1.3 ESD - Schutz | 590 |
| 8.1.4 Verweise auf Literatur | 600 |
| 8.2 Fertigung | 601 |
| 8.2.1 Fertigungsdaten | 601 |
| 8.2.2 Lotpasten-Druck | 606 |
| 8.2.3 Manuelles Bestücken | 607 |
| 8.2.4 Maschinelles Bestücken | 610 |
| 8.2.5 Löten | 612 |
| 8.2.6 Design-Anforderungen | 616 |
| 8.2.7 Bestückungsnutzen | 617 |
| 8.2.8 Variantenbestückung | 618 |
| 8.3 Baugruppen-Tests | 619 |
| 8.3.1 Optische Inspektion | 620 |
| 8.3.2 Automatische optische Inspektion (AOI) | 620 |
| 8.3.3 In-Circuit-Test | 622 |
| 8.3.4 Flying-Probe-Test | 629 |
| 8.3.5 Prüfzeichen | 631 |
| 8.3.6 EMV-Tests | 632 |
| 8.4 Inbetriebnahme | 641 |
| 8.4.1 Burn-In Test | 642 |
| 8.5 Leiterplattenreparatur | 643 |
| 8.5.1 Verwechselte Speisungsanschlüsse | 643 |
| 8.5.2 Verwechselte Anschlüsse | 643 |
| 8.5.3 Vergessene Komponenten | 644 |
| 8.5.4 Leiterbahnen | 645 |
| 8.5.5 Vias | 646 |
| 8.5.6 Durchkontaktierung in Befestigungslöchern | 646 |
| 8.5.7 Rückzug der Planes in Befestigungslöchern | 647 |
| 8.5.8 Beispiel: Mechanischer Bruch in Multilayer | 647 |
| 8.6 Auftragsabwicklung | 648 |
| 8.6.1 Auftragsvergabe | 648 |
| 8.6.2 Offertanfrage | 648 |
| 8.6.3 Bestellung | 649 |
| 8.6.4 Rückfragen | 650 |
| Anhang A: Projektübernahme | 651 |
| Anhang B: Musterleiterplatte | 653 |
| Anhang C: Glossar | 659 |
| Index | 668 |
| Quellenverzeichnis | 683 |
