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Das Projekt "Die Leiterplatte 2010"

"Die Leiterplatte 2010" gehört zu den spannendsten Projekten, die Anfang des Jahrtausends auf den Weg gebracht worden sind. Über mehrere Jahre wurden hochleistungsfähige CPU-Boards entwickelt, designed und produziert. Die technisch-physikalischen Anforderungen an die Signal- und Powerintegrität wurden niemals zuvor öffentlich in einer Detailtiefe dokumentiert, wie das in diesem Projekt geschehen ist.

Es war und ist der Wunsch der Arbeitsgruppe "LP2010", daß das Projekt zugänglich bleibt. Der geistige Vater der Urvorlagen, Herr Gerhard Eigelsreiter von der Firma unit^el aus Graz, hat die Schaltpläne und die Projektergebnisse freigegeben.

Damit ist ein Einblick in die Konstruktion von extrem stabiler Hardware möglich. Die begleitende Beschreibung der theoretischen Ansätze für die CPU-Boards erläutert die Herausforderungen an das CAD-Design, schildert jedoch auch die Hintergründe für die Konstruktion der Leiterplatten und die Produktion der Baugruppen.

"Die Leiterplatte 2010" ist damit viel mehr, als nur ein Referenzboard. Sie bietet hervorragendes Anschauungs- und Lehrmaterial für alle, die sich mit der Entwicklung von Elektronik für die zuverlässige Übertragung hoher Datenraten beschäftigen.

Wir stellen Ihnen hier eine Auswahl interessanter Dokumente aus dem Projekt "Die Leiterplatte 2010" zur Verfügung.

Download-Files

DieLeiterplatte2010_001.pdf (1,6 MB): Wie alles begann

Vortrag von Arnold Wiemers und Kathrin Fechner zur 2. Fachtagung "Die Leiterplatte 2010" der ELEKTRONIKPRAXIS vom 18. März 2010 (seinerzeit organisiert von Frau Claudia Mallok). Ein Abriß der Historie, beginnend 2002 mit der "Leiterplatte 2005". Erste Konzepte und Abstimmung zwischen den Projektpartner.

DieLeiterplatte2010_010.pdf (11,6 MB): Das Projekt

Umfassende Projektbeschreibung von Arnold Wiemers. Übersicht zu den Versionsständen. Beschreibung der Projektidee und der Aufgaben für die Projektpartner. Projektdetails mit Fragestellungen und Projektzielen. Anforderungen an das CAD-Layout, die Leiterplatte und die Baugruppe. Zeitraster. Kosten. Benefits. Kommunikation. Aufgabenverteilung. Originalschaltpläne für die Referenzbaugruppe "meltemi". BOM und Bauteilhinweise. Netzlisten in Formaten für unterschiedliche CAD-Systeme. Mechanische Vorgaben für das Board mit Angabe der Position fixer Bauteile. Leiterplattenspezifikation (…ILFA) und Fertigungsablauf sowie die Dokumentation des Multilayerlagenaufbaus.

DieLeiterplatte2010_011.pdf (0,1 MB): LeiterplattenAkademie -- Motivation

Informationen zur LA - LeiterplattenAkademie GmbH von Kathrin Fechner. Motivation für die Aufgabenstellung und Erwartungen an das Projekt.

DieLeiterplatte2010_012.pdf (0,1 MB) TAUBE ELECTRONIC: Projektaufgabe Baugruppenfertigung

Informationen zur TAUBE ELECTRONIC GmbH von Rainer Taube. Motivation für die Mitarbeit an dem Projekt. Einschätzung des Projektumfeldes aus der Perspektive der Baugruppenproduktion.

DieLeiterplatte2010_013.pdf (0,1 MB): TAUBE ELECTRONIC: Projektaufgabe Design

Informationen zur CAD-Dienstleistung der TAUBE ELECTRONIC GmbH von Angela Lange und Jürgen Paape. Motivation und Einschätzung des Projektes aus der Sicht der CAD-Layoutkonstruktion.

DieLeiterplatte2010_020.pdf (14 MB): ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft (deutsch)

Alle Veröffentlichungen zur "Leiterplatte 2005" und "Leiterplatte 2010", die in der ELEKTRONIKPRAXIS erschienen sind, wurden hier in einem Sonderdruck zusammengefaßt. In 20 Beiträgen werden Hintergründe, Grundlagen, weiterführendes Wissen und Projektergebnisse erläutert. Sprache deutsch.

DieLeiterplatte2010_021.pdf (26 MB): ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft (englisch)

Alle Veröffentlichungen zur "Leiterplatte 2005" und "Leiterplatte 2010", die in der Elektronikpraxis erschienen sind, wurden hier in einem Sonderdruck zusammengefaßt. In 20 Beiträgen werden Hintergründe, Grundlagen, weiterführendes Wissen und Projektergebnisse erläutert. Sprache englisch. Weil die Texte und Artikel identisch sind, eignen sich beide Sonderhefte auch zum Vergleich von Fachbegriffen.

DieLeiterplatte2010_022.pdf (8 MB): ELEKTRONIKPRAXIS Korrekturdruck (deutsch)

Alle Veröffentlichungen zur "Leiterplatte 2010", die in der Elektronikpraxis erschienen sind, wurden zur Kontrolle des Satzes als Korrekturdruck vorgelegt. Inhaltlich sind alle 14 Kapitel/Veröffentlichungen vollständig. Hintergründe, Grundlagen, weiterführendes Wissen und Projektergebnisse werden erläutert Noch ohne Umschlag und teilweise noch ohne Werbung. Geringere Auflösung bei Grafiken und Texten.

DieLeiterplatte2010_030.pdf (1 MB): Gerhard Eigelsreiter: Die Konstruktion von 'meltemi'

Vortrag von Gerhard Eigelsreiter. Betrachtungen im Vorfeld für die Konstruktion und die Architektur von MCC-Systemen mit einem hohen Leistungspotential. Regeln für ein Highspeed-Design. Definition von Strom- und Signalräumen. Stützung und Absorption von Stromversorgungssystemen. Der Einfluß von Flächen und Segmentierungen.

DieLeiterplatte2010_031.pdf (15 MB): Die 'meltemi'-Schaltpläne (kommentiert)

Kommentierung der Schaltpläne der "Leiterplatte 2010" durch Arnold Wiemers und Gerhard Eigelsreiter (der die Schaltpläne entwickelt hat). Gegenüberstellung von Originalplänen und Kommentarplänen. Detaillierte Informationen zur Funktion der einzelnen Schaltungsbereiche. Informativ und lehrreich werden die Hintergründe erklärt.

DieLeiterplatte2010_032.pdf (1 MB): Multilayer Baupläne im Projekt (ILFA)

Jeder der drei CAD-Layout-Partner hat sich für einen eigenen Lagenaufbau entschieden. Hier sind die drei Baupläne dokumentiert, die von ILFA erstellt wurden.

DieLeiterplatte2010_040.pdf (1 MB): Projektfortschritt, Überblick 2007

Zusammenfassung des Projektes "Die Leiterplatte 2010" von Claudia Mallok und Arnold Wiemers für den Konferenzband der 15. FED-Jahreskonferenz 2007 in Bremen. Zentrale Fragen und vornehmliche Zielstellungen an das Projekt.

DieLeiterplatte2010_041.pdf: Die Leiterplatte 2010: FED-Konferenzvortrag 2007

Darstellung des Projektes "Die Leiterplatte 2010" als Vortrag von Claudia Mallok und Arnold Wiemers zur 15. FED-Jahreskonferenz in Bremen. Einsatzbereiche von Highspeed-Baugruppen. Strategische Optionen. Projektteilnehmer. Planung der Veröffentlichungen. Kostenaufteilung. Erläuterungen zu den Schwerpunkten des Projektes. Informationen zu den Schaltplänen und zum Baugruppenkonzept, zur Leiterplatte, zu Simulationen, zur Bauteilbibliothek, zur Layouterstellung und zur Baugruppenproduktion. Kommentare der Projektmitglieder.

DieLeiterplatte2010_050.pdf (4 MB): Die Leiterplatte 2010 -- da capo: FED-Konferenzvortrag 2008

Darstellung des Projektes "Die Leiterplatte 2010 / Da Capo" als Vortrag von Claudia Mallok, Arnold Wiemers und Gerhard Eigelsreiter zur 16. FED-Jahreskonferenz in Bamberg. Projektstatus und Informationen zu den Zwischenständen. Erste Analysen der gerouteten CAD-Layouts. Leiterbahnanbindungen, Powerplanes, Plazierung von Bauteilen. Routingstrategien für die Verdrahtung von Signalnetzen. Interpretation des CAD-Layouts von Stromversorgungsflächen.

DieLeiterplatte2010_051.pdf (3 MB): Die Leiterplatte 2010 -- Finale: FED-Konferenzvortrag 2009

Darstellung des Projektes "Die Leiterplatte 2010 / Finale" als Vortrag von Claudia Mallok, Arnold Wiemers und Gerhard Eigelsreiter zur 17. FED-Jahreskonferenz in Magdeburg. Projektstatus und Informationen zu den ersten Ergebnissen der produzierten meltemi-Varianten. Erste Erfahrungen mit den gerouteten CAD-Layouts. Informationen zu den gefertigten Leiterplatten und zur Produktion der Baugruppen.

DieLeiterplatte2010_060.pdf (1 MB): Flyer ELEKTRONIKPRAXIS: Praxisseminar Leiterplatte 2010, November 2009

Flyer der Elektronikpraxis zum 1. Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010" am 05. November 2010 in Würzburg.

DieLeiterplatte2010_070.pdf (2,2 MB): Flyer ELEKTRONIKPRAXIS: Praxisseminar Leiterplatte 2010, März 2010

Flyer der Elektronikpraxis zum 2. Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010" am 18.März 2010 in Würzburg.

DieLeiterplatte2010_071.pdf (1 MB): Vortrag "Power Integrity" von Nils Dirks

Vortrag "Power Integrity" von Nils Dirks zum Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010". Vermeidung von Störpegeln. Definition von Rückstrompfaden. Mögliche Powerplane-Geometrien. Profil des Versorgungsstroms. Arbeitsfrequenzen. Emissionen der Baugruppe "meltemi economic". Impedanzen und Resonanzen von Stromversorgungsflächen. Abstrahlungsverhalten. Untersuchungen mit H-Feld-Sonden. Der Einfluß der Powerintegrität auf die Signalintegrität. Aspekte der EMV von Baugruppen.

DieLeiterplatte2010_072.pdf (3,4 MB): Jennifer Vincenz -- Layouterfahrungen

Vortrag "LP2010 - Layouterfahrungen" von Jennifer Vincenz zum Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010". Installation eines EDA-Systems zur Layout-Erstellung. Erfahrungen beim Routing einer der drei meltemi-Varianten im Projekt. Aufbau von Bibliothekselementen. Spezifikation von Padstacks, Parts und StackUps. Erfahrungen bei der Datenübernahme. Integration von Layoutvorgaben. Definition von Netzklassen. Festlegung von Constraints. Vom DesignRuleCheck zum Postprozeß.

DieLeiterplatte2010_073.pdf (1,8 MB): Hermann Reischer -- Signalintegrität

Vortrag "Signalintegrität" von Hermann Reischer zum Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010". Erläuterung diverser Fachbegriffe. Modelle für Leitungen und Signalübertragungen. Laufzeiten, Reflexionen, Impedanzanpassung. Single Ended Impedanzen und Differentielle Impedanzen. Geometrische Strukturen für impedanzdefinierte Leiterbahnen. Berechnung der Impedanz über Field Solver. Ohmsche Widerstände. Konstruktion von Signal-Rückstrompfaden. Abschätzung des Übersprechens.

DieLeiterplatte2010_074.pdf (5 MB): TAUBE ELECTRONIC -- Baugruppenfertigung

Vortrag "Baugruppenfertigung" von Angela Lange, Jürgen Paape und Rainer Taube zum Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010". Logistik und organisatorische Strukturen für die fertigungsgerechte Produktion elektronischer Baugruppen. Systematische Prozeßkontrolle durch Qualitätsregelkreise. Vorgaben für den Lotpastendruck. Auswahl geeigneter Bauteile. Erarbeitung eines optimalen Reflowprofiles. Fehlerquellen und besondere Lösungen bei der Bestückung der LP2010-Baugruppen.

DieLeiterplatte2010_075.pdf (1 MB): Volker Klafki -- Basismaterialien

Vortrag "Technische Anforderungen und Auswahl von Basismaterialien" von Volker Klafki zum Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010". Hoch-Tg halogenfreie oder phenolisch gefüllte Materialien. Treatments von Kupferfolien. Die Auswirkung von Low Dk / Df-Werten im Basismaterial. Der Einfluß von Füllstoffen und Feuchtigkeit auf FR4-Harzsysteme. Polare Gruppen und intermolekulares Dipolmoment. Qualitäten unterschiedlicher Glasgewebetypen. Verfahren zur Qualifikation von Basismaterialien.

DieLeiterplatte2010_076.pdf (9 MB): Gerhard Eigelsreiter -- Ergebnisse

Vortrag "Try to imagine / Ergebnisse aus dem Projekt" von Gerhard Eigelsreiter zum Praxis-Seminar "Die Leiterplatte 2010". Konzepte für die Stromversorgung von Bauelementen. Reduktion der Abstrahlung von eingebrachter Störenergie. Klassische Stützung im Vergleich zur breitbandigen Stützung mit Kondensatoren. Analyse des Störspektrums über diskrete Frequenzbereiche. Ergebnisse der EMV-Messung aus dem EMV-Prüflabor für die Baugruppen im Projekt. Vergleichende Analyse des Störspektrums bei unterschiedlicher Last.

DieLeiterplatte2010_081 Gerberdata.zip: Gerberdaten im PentaLogix-Format

Die CAD-Layoutdaten des Projektlayouts 2 sind als Gerberdaten archiviert. Die Daten sind hier als "-.bin"-File angelegt und gezippt. Dieses Format kann direkt mit dem o.a. PentaLogix-Viewer eingelesen werden (->...ViewMate installieren, "-.bin"-File entzippen, ViewMate starten, Menu "File" öffnen, Funktion "Open" aufrufen, "-.bin"-File anwählen).

Die jeweils aktuelle Version des GerberViewers "ViewMate" steht kostenlos auf den PentaLogix-Seiten zur Verfügung: www.pentalogix.com

Das Programm ist FreeWare. Die Produktionsdaten für die Leiterplatten und Baugruppen aus dem Projekt "Die Leiterplatte 2010" sind in GERBER dokumentiert. Mit dem Programm können die Daten des CAD-Layouts aus dem Projektlayout 2 eingesehen und untersucht werden.

 

6. November in Berlin

Seminar
Leiterplatten 1

LP-Produktionstechnologien
unter Berücksichtigung der elementaren Designregeln
für CAD und CAM

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26.-28. November in Berlin

Seminar
Leiterplatten 6

Konstruktion und Analyse
von CAD-Layouts und Leiterplatten

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4. Dezember in Ettlingen

Seminar
Leiterplatten 2

Multilayersysteme

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5. Dezember in Ettlingen

Seminar
Leiterplatten 3

High-Speed-Leiterplatten

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6. Dezember in Ettlingen

Seminar
Leiterplatten 11

Konstruktion von Multilayern

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Neu:

Ab sofort sind unsere
Vortragsbände erhältlich.