Schaltungstechnik

2.1 Methodik zur Elektroniksystementwicklung 13
Bedingungen mit welchen Testaufbauten die vorgegebenen Eigenschaften getestet
und überprüft werden sollen.
Layoutentwurf und Modulkonstruktion: In dieser Phase geht es um die
Erstellung des „physikalischen Entwurfs“ unter Berücksichtigung von Vorgaben
durch den Schaltungsentwickler betreffs der Gestaltung des Masse-Versorgungssystems,
der Platzierung und der Layoutgestaltung kritischer Schaltungsfunktionen.
Elektroniksysteme werden zumeist auf Baugruppenträgern realisiert. Basis eines
Baugruppenträgers ist eine Leiterplatte (PCB: Printed Circuit Board). Dazu muss
die symbolische Schaltungsbeschreibung in die physikalische Beschreibung einer
Zieltechnologie umgesetzt werden. Die zweidimensionale Abbildung der physikalischen
Beschreibung ist das Layout eines Schaltungsentwurfs. Hierzu werden
Werkzeuge für die Layouterstellung verwendet, das sind u.a. Layout-Editoren bzw.
Auto-Router. Nach Erstellung des Layouts eines Schaltungsentwurfs sind die Einbauplätze
der Schaltkreisfunktionen und die Verbindungsleitungen bekannt. Insbesondere
bei höheren Frequenzen ergeben sich zusätzliche parasitäre Einflüsse
durch die Aufbautechnik und durch die Verbindungsleitungen, die in einer Schaltungsverifikation
unter Berücksichtigung dieser Einflüsse analysiert werden müssen.
Schließlich benötigt der Baugruppenträger Befestigungselemente und z.B.
eventuelle spezielle Kühlmaßnahmen, die in der Modulkonstruktion beschrieben
werden.
Fertigungsdaten: In einem Fertigungsdatensatz sind alle für die Fertigung
eines Systemmoduls erforderlichen Unterlagen enthalten. Bei einer Elektronik-
Baugruppe ist dies u.a. die Stückliste, der Dokumentensatz für die Erstellung der
Leiterplatte, sowie der Dokumentensatz für die Entwurfsbeschreibung und der
Testvorgaben. Der Layoutdatensatz enthält im engeren Sinn alle für die Fertigung
einer Leiterplatte erforderlichen Fertigungsdaten, u.a. Dokumentensatz mit Layoutdaten
im geeigneten Datenformat, Filmdaten, Bohrlochdaten, Bestückdaten.
Prototypenfertigung: Nach Erstellung der physikalischen Designdaten für die
im System benötigten Baugruppen erfolgt die Musterfertigung und anschließend
die Musterprüfung. Vor einer Fertigungsfreigabe wird das Konzept nach einer Prototypenfertigung
einer eingehenden Erprobung durch Systemtests unterzogen. Bild
2.1-2 zeigt den prinzipiellen Ablauf einer Prototypenfertigung. Mit Blickrichtung
auf den Prozessablauf, dargestellt in Bild 2.1-2, werden im Folgenden die wichtigsten
Begriffe der Prototypenfertigung erläutert.
Teilelogistik: Ausgangspunkt der Fertigung eines Elektroniksystemmoduls sind
der Baugruppenträger (nackte Leiterplatte), die elektronischen und elektromechanischen
Bauteile als Kaufteile und die anwendungsspezifisch integrierten Bausteine
(ASIC). Die Teilelogistik kümmert sich um die Verfügbarkeit der
erforderlichen elektrischen, elektromechanischen und mechanischen Teile in der
erforderlichen Qualität. „Application Specific Integrated Circuits“ werden insbesondere
bei höherem Stückzahlbedarf von Systemmodulen verwendet, um den
Platzbedarf sowie die Kosten zu reduzieren und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Komplette Systemmodule lassen sich anstelle des Aufbaus auf einer Leiterplatte