{"id":11942,"date":"2026-09-03T10:19:16","date_gmt":"2026-09-03T10:19:16","guid":{"rendered":"https:\/\/geyuanelectronics.com\/?p=11942"},"modified":"2026-09-03T10:25:57","modified_gmt":"2026-09-03T10:25:57","slug":"grundprinzipien-des-leiterplatten-layout-designs-und-richtlinien-zur-vermeidung-von-risiken-bei-referenzdesigns-fur-leiterplatten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geyuanelectronics.com\/de\/core-principles-of-pcb-layout-design-and-guidelines-for-avoiding-risks-in-pcb-reference-design\/","title":{"rendered":"Grundprinzipien des Leiterplatten-Layout-Designs und Richtlinien zur Vermeidung von Risiken bei Referenzdesigns f\u00fcr Leiterplatten"},"content":{"rendered":"<nav aria-label=\"Navigationspfad\" class=\"rank-math-breadcrumb\"><p><span class=\"last\">Startseite<\/span><\/p><\/nav>\n\n\n\n<h1 class=\"wp-block-heading has-x-large-font-size\"><strong>Grundprinzipien des Leiterplattenlayouts und Leitlinien zur Vermeidung von Risiken bei<\/strong> <strong>Leiterplatten-Referenzdesign<\/strong><strong><\/strong><\/h1>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Hardware-Entwickler wissen, dass <a href=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/de\/fahigkeiten\/schaltungsentwurf\/\">Leiterplatten-Layout-Entwurf<\/a> ist stets ein entscheidender und erg\u00e4nzender Aspekt. Schon ein kleines Versehen kann zu Problemen wie \u00fcberm\u00e4\u00dfiger EMV, starken St\u00f6rger\u00e4uschen in der Stromversorgung und einem instabilen Betrieb der Bauteile f\u00fchren. Insbesondere bei Entwicklungsanforderungen, die mehrere Bauteile, hohe Str\u00f6me und komplexe Timing-Anforderungen umfassen, sind viele Ingenieure schnell \u00fcberfordert und entdecken verschiedene Probleme erst nach der Serienfertigung kundenspezifischer Leiterplatten.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dieser Artikel wurde vom PCB-Team bei <a href=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/de\/\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/\">Geyuan Electronics<\/a>, fasst die Kernprinzipien des PCB-Layout-Designs zusammen und bietet einen Leitfaden zur Minderung von Risiken im Zusammenhang mit TI-Referenzdesigns. Bei Hochgeschwindigkeits-PCB-Designs mit gemischten analogen und digitalen Schaltungen sind ein hervorragendes Layout und eine optimale Verlegung entscheidend f\u00fcr die Gew\u00e4hrleistung der elektromagnetischen Vertr\u00e4glichkeit (EMV) und der Signalintegrit\u00e4t (SI). Hochwertige Leiterplatten-Referenzdesigns (EVMs\/Referenzdesigns) sind hervorragende Ausgangspunkte f\u00fcr die Entwicklung; eine direkte \u00dcbernahme in die tats\u00e4chliche Produktumsetzung birgt jedoch h\u00e4ufig unbekannte Risiken aufgrund von \u00c4nderungen der Leiterplattenkontur, der Lagenanzahl und der Materialien. Im Folgenden werden die wichtigsten allgemeinen Grunds\u00e4tze des Leiterplatten-Layouts sowie praktische Richtlinien zur Minderung h\u00e4ufiger technischer Risiken bei der Verwendung von TI-Referenzdesigns vorgestellt.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Leiterplattenlayout<\/strong> <strong>ist<\/strong> <strong>die erste H\u00fcrde bei der Umsetzung von Konstruktionszeichnungen in zuverl\u00e4ssige Produkte.<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In der Hardware-Entwicklung ist ein Leiterplattenlayout weit mehr als nur eine \u201cKarte\u201d, auf der die Positionen der Bauteile eingezeichnet sind. Es gleicht vielmehr einem \u201cStadtplan\u201d f\u00fcr die Leiterplatte, der festlegt, wie Energie effizient zugef\u00fchrt, wie Signale klar \u00fcbertragen und wie W\u00e4rme reibungslos abgeleitet wird \u2013 und damit letztlich die Obergrenze der Leistung des gesamten Systems sowie die Untergrenze seiner Zuverl\u00e4ssigkeit bestimmt. Viele unerfahrene Ingenieure verfallen leicht einem Irrtum: Sie glauben, dass es ausreicht, die Leiterbahnen auf der Leiterplatte zu verbinden, sofern der Schaltplan korrekt ist. In Wirklichkeit kann ein schlechtes Layout ein theoretisch perfektes Design in der Praxis instabil, ineffizient oder sogar unbrauchbar machen. Hochfrequentes Signal\u00fcbersprechen, St\u00f6rger\u00e4usche der Stromversorgung, Ausf\u00e4lle aufgrund thermischer Belastung \u2013 diese kniffligen Probleme sind oft auf Nachl\u00e4ssigkeiten in der Layout-Phase zur\u00fcckzuf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Als eines der f\u00fchrenden <a href=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/de\/leiterplatte\/\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/pcb\/\">Anbieter von kundenspezifischen Leiterplatten,<\/a> Geyuan Electronics stellt Referenzdesigns, Evaluierungsboards und Layout-Vorschl\u00e4ge auf Basis von Datenbl\u00e4ttern f\u00fcr Ihre kundenspezifischen Leiterplattenprojekte bereit. Diese werden anhand branchenweit anerkannter \u201cGoldstandards\u201d analysiert und umgesetzt. \u201c Unsere Materialien zur Fertigungsbarkeitsanalyse gehen \u00fcber blo\u00dfe Anleitungen zum Entwurf und zur Herstellung einer Leiterplatte hinaus; sie verk\u00f6rpern unser Verst\u00e4ndnis von Leiterplatten, insbesondere das ingenieurwissenschaftliche Know-how, das hinter ihrem optimalen Betrieb in der realen physikalischen Welt steht. Viele Kunden m\u00f6chten jedoch lediglich unsere Arbeit kopieren. Wir halten dies f\u00fcr unzureichend. Unabh\u00e4ngig davon, ob Sie mit uns zusammenarbeiten oder nicht: Das Verst\u00e4ndnis f\u00fcr das \u201dWarum\u201c hinter anspruchsvollen Leiterplattenprojekten und das Erkennen der rechtlichen und technischen Grenzen, die mit diesen Designressourcen einhergehen, ist f\u00fcr jeden verantwortungsbewussten Ingenieur unerl\u00e4sslich. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit der Kernlogik des Layouts von Leiterplattenkomponenten und f\u00fchrt Sie \u2013 kombiniert mit typischen Beispielen und wichtigen Aussagen aus unseren t\u00e4glichen Projekten f\u00fcr Kunden \u2013 durch den gesamten Designprozess, vom Verst\u00e4ndnis der Zeichnungen bis hin zur Risikominimierung.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>von Leiterplatten<\/strong> <strong>Grundlegende Gestaltungsprinzipien und Layout-Diagramme<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ein \u00fcbersichtliches Bauteilanordnungsdiagramm, wie beispielsweise die in Leiterplatten-Entwurfsunterlagen \u00fcblicherweise enthaltenen Platzierungsdiagramme f\u00fcr die Ober- und Unterseite, bildet unseren Ausgangspunkt f\u00fcr die Analyse. Der Schwerpunkt bei der Betrachtung des Diagramms liegt jedoch nicht darauf, die Position eines bestimmten Widerstands oder Kondensators zu identifizieren, sondern die zugrunde liegenden Konstruktionsprinzipien zu verstehen, die deren Anordnung bestimmen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Priorit\u00e4t bei der elektrischen Leistung: Signalintegrit\u00e4t und Stromintegrit\u00e4t<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dies ist das vorrangige Ziel des Layout-Designs. Hervorragende Leiterplatten-Layouts zeichnen sich in der Regel durch mehrere fortgeschrittene Design- und Platzierungsaspekte aus. Sie werden feststellen, dass Stromversorgungschips (wie LDOs oder DC\/DC-Wandler), die Prozessoren, FPGAs oder Hochgeschwindigkeits-ADCs\/DACs mit Strom versorgen, stets so nah wie m\u00f6glich an den stromverbrauchenden Bauteilen platziert werden. Dies geschieht nicht willk\u00fcrlich; das Ziel besteht darin, die L\u00e4nge der hochstrombelasteten Stromversorgungsschleifen zu minimieren und die parasit\u00e4re Induktivit\u00e4t zu reduzieren. Die Schleifeninduktivit\u00e4t erzeugt w\u00e4hrend Laststromtransienten Spannungsspitzen (AV = L * didt), was zu Versorgungsrauschen f\u00fchrt und die Stabilit\u00e4t des Kernchips direkt beeintr\u00e4chtigt. Auf den Evaluierungsboards von TI sind fast immer mehrere Keramikkondensatoren mit unterschiedlichen Kapazit\u00e4ten (z. B. 10 \u00b5F, 1 \u00b5F, 0,1 \u00b5F) in der N\u00e4he der Ein- und Ausgangspins jeder Stromversorgung zu sehen. Diese Entkopplungsstrategie der \u201cParallelschaltung von gro\u00dfen und kleinen Kondensatoren\u201d bietet einen niederohmigen Pfad \u00fcber einen breiten Frequenzbereich und leitet hochfrequentes Rauschen gegen Masse kurz. Was das Layout betrifft, m\u00fcssen diese Kondensatoren direkt zwischen den Pins der Stromversorgung und der Masseebene platziert werden; \u00fcberm\u00e4\u00dfig lange Leitungen f\u00fchren zu parasit\u00e4ren Induktivit\u00e4ten, die den Entkopplungseffekt erheblich verringern.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Bitte beachten Sie jedoch Folgendes: Ordnen Sie niemals alle Entkopplungskondensatoren ordentlich in einer Reihe weit entfernt vom Chip an, nur um ein \u00fcbersichtliches Leiterplattenlayout zu erzielen. Der richtige Ansatz besteht darin, einen Kondensator pro Pin zu verwenden und dabei Verbindungen mit m\u00f6glichst kurzer Entfernung zu bevorzugen, auch wenn dies optisch nicht so ansprechend aussieht.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dar\u00fcber hinaus ber\u00fccksichtigen erfahrene Ingenieure bei der Vorplanung der Hochgeschwindigkeits-Signalf\u00fchrung bereits bei der Platzierung wichtiger Chips (wie DSPs und Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen-Transceiver) gleichzeitig die Ausrichtungsrichtung der wichtigsten Hochgeschwindigkeits-Signalleitungen. Beispielsweise erfordern DDR-Speicherschnittstellen eine strenge L\u00e4ngen- und Impedanzkontrolle; beim Layout sollte der DDR-Chip zum Controller ausgerichtet sein, sodass reichlich Platz f\u00fcr direkte Verlegungswege bleibt, um Umwege oder Durchkontaktierungen zu vermeiden. In hervorragenden Leiterplatten-Layouts erfolgt die Platzierung von Serienkopplungskondensatoren und Abschlusswiderst\u00e4nden f\u00fcr Differenzpaarsignale wie USB, PCIe und Gigabit-Ethernet \u00e4u\u00dferst sorgf\u00e4ltig. Sie befinden sich typischerweise an der \u201cEngstelle\u201d des Signalpfads und sind symmetrisch angeordnet, um die Signalqualit\u00e4t zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Optimierung der physikalischen Struktur: W\u00e4rmemanagement und elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die elektrische Leistung entscheidet dar\u00fcber, ob eine Schaltung funktionieren kann, w\u00e4hrend die physikalische Strukturgestaltung bestimmt, ob sie kontinuierlich und stabil betrieben werden kann. Das Layout des W\u00e4rmemanagements konzentriert sich auf Leistungsbauelemente (wie Motorantriebs-Chips und Leistungsmodule) als prim\u00e4re W\u00e4rmequellen. Das PCB-Layout zeigt deutlich die Platzierung dieser Bauelemente; sie sind typischerweise am Rand der Platine, in der N\u00e4he des Geh\u00e4uses oder in Bereichen mit reservierten K\u00fchlk\u00f6rpern\/L\u00fcftern angeordnet. Auf den Schichten direkt unter diesen Bauelementen wird die Verlegung empfindlicher Signalleitungen so weit wie m\u00f6glich vermieden; stattdessen werden durchgehende Kupferbahnen als W\u00e4rmeleitpads verwendet, die \u00fcber mehrere Durchkontaktierungen mit internen oder r\u00fcckseitigen Massefl\u00e4chen verbunden sind, wodurch die gesamte Leiterplatte als K\u00fchlk\u00f6rper genutzt wird. Bei Chips, die erhebliche W\u00e4rme erzeugen, muss beim Layout ausreichend Platz \u00fcber ihnen reserviert werden, um K\u00fchlk\u00f6rper anzubringen oder den Luftstrom zu lenken.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dar\u00fcber hinaus ist ein gutes Layout die wirtschaftlichste und effektivste Methode zur Unterdr\u00fcckung von EMI (elektromagnetischen St\u00f6rungen). Unsere Leiterplattenentw\u00fcrfe basieren h\u00e4ufig auf dem Konzept der \u201cZoneneinteilung\u201d. Bei der Analog-Digital-Zoneneinteilung werden empfindliche analoge Schaltungen (wie hochpr\u00e4zise ADC-Frontends und Operationsverst\u00e4rker) physisch von st\u00f6rungsanf\u00e4lligen digitalen Schaltungen (wie Mikrocontrollern und digitalen Bussen) getrennt. Dies wird in der Regel durch eine Aufteilung der Massefl\u00e4che oder durch \u201cTrenching\u201d erreicht; dabei muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Masseverbindungen an einem einzigen Punkt erfolgen, um die Entstehung von Masseschleifenantennen zu vermeiden. Hochfrequenzkomponenten wie HF-Schaltungen und Taktgeber werden gruppiert und von Massefl\u00e4chen umgeben, um zu verhindern, dass ihre St\u00f6raussendungen andere Bauteile beeintr\u00e4chtigen. In der N\u00e4he fast aller Schnittstellen, die in die Leiterplatte hinein- und aus ihr herausf\u00fchren (Stromeingang, Kommunikationsanschl\u00fcsse), werden Filter- und Schutzkomponenten (wie Gleichtaktdrosseln, TVS-Dioden und Filterkondensatoren) konzentriert angeordnet und bilden so eine \u201cFirewall\u201d, um das Eindringen externer St\u00f6rungen oder das Entweichen internen Rauschens zu verhindern.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Konstruktion im Hinblick auf Herstellbarkeit und Pr\u00fcfbarkeit<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Selbst das beste Design ist ein Fehlschlag, wenn es sich nicht effizient und kosteng\u00fcnstig fertigen l\u00e4sst oder wenn die Fehlerbehebung nach der Produktion schwierig ist. Die Referenzdesigns von TI sind vorbildlich in Bezug auf DFM (Design for Manufacturability) und DFT (Design for Testability). Erstens wird bei l\u00f6torientierten Layouts ein ausreichender Abstand zwischen den Bauteilen eingehalten, um den Arbeitsraum f\u00fcr die D\u00fcsen automatischer Best\u00fcckungsmaschinen sowie die Anforderungen an den Hei\u00dfluftstrom beim Reflow-L\u00f6ten zu gew\u00e4hrleisten. Bauteile, die manuelles L\u00f6ten oder Nacharbeiten erfordern (wie Jumperkappen und Testpunkte), werden an leicht zug\u00e4nglichen Stellen an den R\u00e4ndern platziert. Die Ausrichtung polarer Bauteile (wie Elektrolytkondensatoren und Dioden) ist im Allgemeinen einheitlich, um eine einfache Sichtpr\u00fcfung zu erm\u00f6glichen. An kritischen Stromversorgungsnetzen, Reset-Signalen, Taktsignalen und wichtigen Busknoten weisen die Layouts von TI h\u00e4ufig gezielt platzierte freiliegende Pads oder Testl\u00f6cher auf. Diese Testpunkte bieten physische Zugangspunkte f\u00fcr Flying-Probe-Tests nach der Produktion, die Funktionsfehlerbehebung und die Fehlerdiagnose \u2013 entscheidend f\u00fcr die Sicherstellung der Produktausbeute und der zuk\u00fcnftigen Wartbarkeit. Testpunkte sollten beim Layout nicht unter gro\u00dfen Bauteilen oder in den \u00e4u\u00dferen Ecken der Leiterplatte platziert werden, um einen einfachen Kontakt der Sonden zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Praktischer Leitfaden zur Vermeidung von Konstruktionsrisiken<\/strong> <strong>bei Projekten zur Leiterplattenfertigung<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Klauseln, die wir \u00fcblicherweise am Ende von Projektdokumenten auff\u00fchren, sind nicht nur Formalit\u00e4ten der Rechtsabteilung, sondern vielmehr \u201cRandbedingungen\u201d und \u201cZust\u00e4ndigkeiten\u201d, die Hardware-Ingenieure ernst nehmen m\u00fcssen. Das Verst\u00e4ndnis und die Einhaltung dieser Bedingungen sind ein wesentlicher Bestandteil professioneller Konstruktionsarbeit.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Der Schl\u00fcssel zur Sicherheit<\/strong> <strong>liegt in<\/strong> <strong>klar definierte gestalterische Vorgaben und Eigenverantwortung.<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In der Regel wird in den Erkl\u00e4rungen zu unseren Projektartikeln ausdr\u00fccklich darauf hingewiesen: \u201cDas Produkt ist nicht f\u00fcr den Einsatz in sicherheitskritischen Anwendungen zugelassen \u2026 es sei denn, Vertreter beider Parteien haben eine Vereinbarung unterzeichnet, die diesen Einsatz ausdr\u00fccklich regelt.\u201d Typische Beispiele f\u00fcr sicherheitskritische Anwendungen sind lebenserhaltende Systeme (wie Herzschrittmacher und Beatmungsger\u00e4te) sowie Sicherheitssysteme im Automobilbereich (wie Airbag-Steuerger\u00e4te und Bremssteuerungen) \u2013 Bereiche, in denen ein Ausfall zu Verletzungen oder zum Tod f\u00fchren k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Praktische Auslegung und Reaktion<\/strong><strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">1. Produktauswahl: Bei der Entwicklung f\u00fcr potenziell risikoreiche Anwendungsbereiche wie Medizin, Automobilindustrie und industrielle Steuerungstechnik besteht der erste Schritt nicht darin, zu pr\u00fcfen, ob die Chip-Parameter die Anforderungen erf\u00fcllen, sondern in der Konsultation der offiziellen Produktbrosch\u00fcre oder der Datenblatt-Homepage des jeweiligen Chip-Modells, um zu best\u00e4tigen, ob es zur Produktreihe \u201cAutomotive Grade\u201d, \u201cf\u00fcr medizinische Anwendungen zertifiziert\u201d oder zur Produktlinie \u201cFunktionale Sicherheit\u201d geh\u00f6rt. Es gibt eindeutige Kennzeichnungen, wie beispielsweise Chips in Automobilqualit\u00e4t, die dem AEC-Q100-Standard entsprechen, oder Prozessoren mit Datenbl\u00e4ttern zur funktionalen Sicherheit.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">2. Vermeiden Sie Designs in \u201cGrauzonen\u201d: Versuchen Sie niemals, einen Allzweck-Chip f\u00fcr den Verbraucher- oder Industriebereich in einem Prototyp oder Produkt zu verwenden, das ein Risiko f\u00fcr die pers\u00f6nliche Sicherheit darstellt. Selbst wenn er in Labortests stabil funktioniert, fehlen ihm Zertifizierungen und Garantien hinsichtlich extremer Umgebungsbedingungen, langfristiger Zuverl\u00e4ssigkeit und Ausfallarten.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">3. Aufteilung der Verantwortung: Diese Erkl\u00e4rung legt die volle Verantwortung f\u00fcr die Konstruktion beim \u201cK\u00e4ufer\u201d fest (d.\u202fh. bei den Ingenieuren und deren Unternehmen). Das bedeutet: Sollten Sie versehentlich einen nicht f\u00fcr diesen Zweck vorgesehenen Chip in einer sicherheitskritischen Anwendung einsetzen, \u00fcbernehmen wir im Falle eines Vorfalls keinerlei rechtliche Haftung. Die gesamte \u00dcberpr\u00fcfung der Konformit\u00e4t, die Auslegung der Sicherheitsmechanismen sowie die Risikobewertung liegen in der alleinigen Verantwortung Ihres Entwicklungsteams.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Geistiges Eigentum und Dokumentennutzung: Ordnungsgem\u00e4\u00dfe Quellenangaben und gef\u00e4hrliches Plagiat<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In der Erkl\u00e4rung wird betont, dass unsere Informationen \u201cnicht ohne Genehmigung ver\u00e4ndert werden d\u00fcrfen\u201d, und es wird klargestellt, dass wir keine Patentlizenzen gew\u00e4hren. Welche Auswirkungen hat dies auf unsere Nutzung der Referenzentw\u00fcrfe?<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Referenzprozess zur Einhaltung von Vorschriften<\/strong><strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Verstehen, nicht kopieren: Der zentrale Nutzen der Bezugnahme auf das Layout des Evaluierungsboards von Geyuan Electronics liegt darin, die technischen Methoden des Unternehmens zum Umgang mit Hochgeschwindigkeitssignalen, Stromversorgung und W\u00e4rmeableitung zu erlernen. Sie sollten sich die \u2019Partitionierungsstrategie\u201c, die \u201dPlatzierungsregeln f\u00fcr Entkopplungskondensatoren\u201c und die \u201dMethoden zur Impedanzsteuerung\u201c zu eigen machen und das Layout anschlie\u00dfend entsprechend den spezifischen Abmessungen, Schnittstellenpositionen und baulichen Einschr\u00e4nkungen Ihres eigenen Produkts neu gestalten, anstatt die Form einfach eins zu eins zu kopieren.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Im Fokus: Anwendungshinweise: Noch wertvoller als die Schaltpl\u00e4ne der Referenzdesigns sind die umfassenden Anwendungshinweise von Geyuan Electronics. Diese Dokumente erl\u00e4utern detailliert die Konstruktionsprinzipien und Layout-Richtlinien f\u00fcr bestimmte Schaltungstypen (wie beispielsweise Layouts f\u00fcr Schaltnetzteile und Hochgeschwindigkeits-ADC-Schnittstellen) und vermitteln Ihnen so das n\u00f6tige Wissen, um selbstst\u00e4ndig L\u00f6sungen zu finden.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Einsatz offizieller Tools: Nutzen Sie aktiv die von Geyuan Electronics bereitgestellten offiziellen Design-Tools, wie beispielsweise das WEBENCH@-Tool f\u00fcr die Stromversorgungsauslegung und das Tool f\u00fcr die Taktarchitektur. Die von diesen Tools erstellten Schaltpl\u00e4ne und Layout-Empfehlungen wurden von Geyuan Electronics gepr\u00fcft und freigegeben, sodass Anpassungen auf dieser Grundlage mit einem geringen Risiko verbunden sind.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Warnung vor risikoreichem Verhalten<\/strong><strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Direkte \u00c4nderung und Weiterverwendung der offiziellen Schaltpl\u00e4ne und des Logos von Geyuan Electronics: Die direkte Verwendung der PCB-Siebdruckebene (einschlie\u00dflich Logo und Platinennummer) des Evaluierungsboards von Geyuan Electronics f\u00fcr eine eigene kommerzielle Produktplatine stellt einen eindeutigen Versto\u00df dar.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Behauptung einer Verbindung zu Geyuan Electronics: In Produktwerbungen den Eindruck zu erwecken, dass die eigenen Entw\u00fcrfe von Geyuan Electronics \u201cgenehmigt\u201d oder \u201cunterst\u00fctzt\u201d wurden, sofern keine offizielle Kooperationsvereinbarung vorliegt.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Ignorieren von Bekanntgaben zur Einstellung von Bauteilen: Geyuan Electronics beh\u00e4lt sich das Recht vor, Produkte jederzeit aus dem Sortiment zu nehmen. Das bedeutet, dass es bei Projekten mit langen Produktlebenszyklen unerl\u00e4sslich ist, den Produktstatus regelm\u00e4\u00dfig auf der Website von Geyuan Electronics zu \u00fcberpr\u00fcfen und alternative L\u00f6sungen zu entwickeln oder eine Lebenszyklusbeschaffung f\u00fcr kritische Chips durchzuf\u00fchren, um nicht in eine passive Situation zu geraten, in der \u2019keine Chips mehr verf\u00fcgbar\u201c sind.\u201d<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Von Layout-Diagrammen bis hin zu einer Konstruktions-Checkliste f\u00fcr zuverl\u00e4ssige Produkte<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Durch die Kombination der Layout-Beispiele und Warnhinweise von Geyuan Electronics k\u00f6nnen wir eine Checkliste erstellen, die sich durch den gesamten Entwurfsprozess zieht und die Umsetzung von Best Practices sowie die Risikovermeidung gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Einzelpr\u00fcfung w\u00e4hrend der Layout-Phase<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nachdem das PCB-Layout fertiggestellt ist und bevor Sie die Fertigungsdateien freigeben, f\u00fchren Sie bitte eine systematische \u00dcberpr\u00fcfung anhand dieser Tabelle durch:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><tbody><tr><td><strong>Pr\u00fcfkategorie<\/strong><strong><\/strong><\/td><td><strong>Konkrete Pr\u00fcfpunkte<\/strong><strong><\/strong><\/td><td><strong>Hintergrund\/Zweck<\/strong><strong><\/strong><\/td><td><strong>H\u00e4ufige Fehlerbeispiele<\/strong><strong><\/strong><\/td><\/tr><tr><td><strong>Stromintegrit\u00e4t<\/strong><strong><\/strong><\/td><td>1. Sind die Stromversorgungs-Chips in jeder Stufe nahe an der Last platziert? 2. Sind die Eingangs-\/Ausgangskondensatoren direkt an den Pins der Stromversorgungs-Chips angeschlossen? 3. Ist der Hochstrompfad breit genug? Ist er mit Kupfer ausgef\u00fcllt? 4. Ist die Massefl\u00e4che vollst\u00e4ndig und weist sie eine niedrige Impedanz auf? Befindet sich unter kritischen Chips eine durchgehende Massefl\u00e4che?<\/td><td>Die Schleifeninduktivit\u00e4t reduzieren, St\u00f6rger\u00e4usche der Stromversorgung unterdr\u00fccken und einen Spannungsabfall sicherstellen.<\/td><td>Der Entkopplungskondensator ist mehr als 5 mm vom Versorgungsanschluss des Chips entfernt; die Versorgungsleiterbahnen sind d\u00fcnn und lang; die Massefl\u00e4che ist fragmentiert und wird durch die Signalleitungen unterbrochen.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Signalintegrit\u00e4t<\/strong><strong><\/strong><\/td><td>1. Sind Hochgeschwindigkeits-Differenzpaare (USB, HDMI usw.) in gleicher L\u00e4nge, mit gleichem Abstand und symmetrisch verlegt? 2. Sind kritische Taktleitungen auf ein Minimum reduziert und von anderen empfindlichen Signalen ferngehalten? 3. Ist die Signalreferenzebene durchgehend (ohne \u00dcberkreuzung von Split-Zonen)? 4. Sind die Abschlusswiderst\u00e4nde auf der Empf\u00e4ngerseite des Signals platziert?<\/td><td>Stellen Sie die Signalabfolge sicher und reduzieren Sie Reflexionen und \u00dcbersprechen.<\/td><td>Differentialpaare weisen enorme L\u00e4ngenunterschiede auf, um Hindernissen auszuweichen; Taktleitungen machen auf der Leiterplatte lange Umwege; Signalleitungen \u00fcberqueren Spalten in der Masseebene.<\/td><\/tr><tr><td><strong>W\u00e4rmemanagement<\/strong><strong><\/strong><\/td><td>1. Befinden sich wichtige w\u00e4rmeerzeugende Bauteile in der N\u00e4he des Leiterplattenrandes oder im W\u00e4rmeableitungsweg? 2. Sind W\u00e4rmeleitpads und Durchkontaktierungen unter den Leistungsbauelementen angebracht? 3. Ist rund um die w\u00e4rmeerzeugenden Bauteile ausreichend Platz f\u00fcr die Luftzirkulation vorhanden? 4. Werden Thermistoren (wie Quarze oder bestimmte Sensoren) von W\u00e4rmequellen ferngehalten?<\/td><td>Verhindert eine \u00dcberhitzung des Chips, eine Frequenzreduzierung oder Besch\u00e4digungen und verbessert so die langfristige Zuverl\u00e4ssigkeit.<\/td><td>Das Leistungsmodul befindet sich in der Mitte der Platine und ist an allen vier Seiten von anderen Chips umgeben; die W\u00e4rmeableitpads weisen keine oder nur unzureichende Durchkontaktierungen auf.<\/td><\/tr><tr><td><strong>EMV\/EMI<\/strong><strong><\/strong><\/td><td>1. Sind der analoge und der digitale Bereich wirksam voneinander isoliert? 2. Befindet sich die Filter-Schaltung der Schnittstelle am Schnittstellenanschluss? 3. Sind St\u00f6rquellen wie Quarzoszillatoren und Schaltnetzteile mit einer Massefl\u00e4che abgeschirmt? 4. Ist entlang der Leiterplattenr\u00e4nder ausreichend Platz f\u00fcr die Anbringung von Abschirmh\u00fclsen vorhanden?<\/td><td>Durch eine auf die Unterdr\u00fcckung von St\u00f6rungen ausgerichtete Konstruktion werden die Normen zur elektromagnetischen Vertr\u00e4glichkeit erf\u00fcllt.<\/td><td>Die Verdrahtung des Schaltknotens des digitalen Schaltnetzteils verl\u00e4uft in der N\u00e4he des Eingangs des hochpr\u00e4zisen Operationsverst\u00e4rkers; die Schnittstellen-Filterschaltung ist in der Mitte der Platine angeordnet und nicht am Eingang.<\/td><\/tr><tr><td><strong>DFM\/DFT<\/strong><strong><\/strong><\/td><td>1. Entspricht der Abstand zwischen den Bauteilen den Anforderungen des Best\u00fcckungsautomaten (in der Regel \u2265 0,3 mm)? 2. Sind alle Bauteile deutlich mit ihren Bezeichnungszeichen gekennzeichnet? Sind die Polarit\u00e4tsmarkierungen korrekt? 3. Wurden an kritischen Netzwerksegmenten Testpunkte angebracht? 4. Entsprechen die Abmessungen der Leiterplatte und die Befestigungsl\u00f6cher der Geh\u00e4use- oder Konstruktionszeichnung?<\/td><td>Stellen Sie die Eignung f\u00fcr die Serienfertigung, eine einfache Schwei\u00dfbarkeit und die Fehlerbehebung nach der Fertigung sicher.<\/td><td>Die Widerst\u00e4nde und Kondensatoren im 0402-Geh\u00e4use waren zu dicht beieinander platziert, was zu L\u00f6tbr\u00fccken f\u00fchrte; die Testpunkte wurden vollst\u00e4ndig von gro\u00dfen Durchsteckbauteilen verdeckt.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Konstruktionsarchivierung und Lieferkettenmanagement<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Fertigstellung des Layouts ist erst der Anfang. Auf der Grundlage der von Geyuan Electronics festgelegten Anforderungen an das Risikomanagement gehen wir bei der Archivierung der Entw\u00fcrfe und beim Lieferkettenmanagement ebenso streng vor.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Best\u00e4tigung der Komponentenklasse in der St\u00fcckliste (BOM): In der endg\u00fcltigen St\u00fcckliste des Produkts sollte f\u00fcr jeden Chip (und alle Schl\u00fcsselkomponenten) die Zertifizierungsklasse (z. B. kommerziell, industriell, Automobil, milit\u00e4risch) angegeben sein. Diese Liste sollte streng mit der Umgebungsklasse und den Zuverl\u00e4ssigkeitsanforderungen im Dokument mit den Konstruktionsanforderungen \u00fcbereinstimmen und als Teil der archivierten Dokumentation enthalten sein.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Richten Sie eine \u00dcberwachung des Produktlebenszyklus ein: Beauftragen Sie eine bestimmte Person damit, regelm\u00e4\u00dfig (z. B. viertelj\u00e4hrlich) auf der offiziellen Website den Produktstatus der wichtigsten im Produkt verwendeten Chips zu \u00fcberpr\u00fcfen. Achten Sie auf Hinweise wie \u201cNicht f\u00fcr neue Designs empfohlen\u201d und \u201cEinstellungsverk\u00fcndung\u201d. Bei Produkten mit einem Lebenszyklus, der sich \u00fcber mehrere Jahre erstrecken kann, sollten Sie in der ersten Entwurfsphase in Betracht ziehen, Modelle auszuw\u00e4hlen, die sich in einer fr\u00fchen Phase ihres Lebenszyklus oder in einer ausgereiften Phase befinden, und alternative Bezugsquellen pr\u00fcfen.<\/li>\n\n\n\n<li>Aufzeichnungen zur Entwurfsgrundlage pflegen: F\u00fcr wichtige Verarbeitungsmethoden im Layout (wie beispielsweise den Entwurf einer speziellen Filterschaltung oder die Layout-Einschr\u00e4nkungen einer Hochgeschwindigkeitsschnittstelle) sollten die Nummer des herangezogenen Anwendungshinweises von Geyuan Electronics, das Modell der Evaluierungsplatine oder der Simulationsbericht gespeichert werden. Dies erleichtert nicht nur den Wissenstransfer innerhalb des Teams, sondern erm\u00f6glicht auch eine schnelle R\u00fcckverfolgung der Entscheidungsgrundlagen, wenn sp\u00e4ter Probleme auftreten oder Design\u00e4nderungen erforderlich werden.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Prototypentests und Designiteration<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Tests nach der R\u00fcckkehr der ersten <a href=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/de\/dienstleistungen\/leiterplatten-prototypenbau\/\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/services\/pcb-prototyping\/\">Leiterplatten-Prototyp<\/a> ist der abschlie\u00dfende Test, um den Erfolg des Layouts zu \u00fcberpr\u00fcfen. In dieser Phase sollte Folgendes besonders beachtet werden:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Pr\u00fcfung der Stromversorgung: Messen Sie mit einem Oszilloskop (mit ausreichender Bandbreite) die Rauschwelligkeit jedes wichtigen Stromversorgungsnetzes bei dynamischen Last\u00e4nderungen. Liegt sie innerhalb des vom Chip geforderten Bereichs?<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Vergleichen Sie den Test zur Qualit\u00e4t des Lichtsignals: Verwenden Sie ein Hochgeschwindigkeits-Oszilloskop oder einen Protokollanalysator, um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob das Augendiagramm der Hochgeschwindigkeitsschnittstelle offen ist, ob der Jitter innerhalb der Toleranz liegt und ob die Flanken des Taktsignals \u2026<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>W\u00e4rmebildpr\u00fcfung: Unter extremen Bedingungen wie Volllast und in einer Hochtemperaturkammer sollte die Platine mit einer W\u00e4rmebildkamera gescannt werden, um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob die tats\u00e4chliche W\u00e4rmeverteilung den Konstruktionsvorgaben entspricht und ob es sich um ein beabsichtigtes Konstruktionsmerkmal oder um ein unkontrollierbares W\u00e4rmeableitungsproblem handelt.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>EMC-Vorabpr\u00fcfung: Sofern es die Umst\u00e4nde zulassen, kann eine einfache Messung der St\u00f6raussendung durchgef\u00fchrt werden, um schwerwiegende Layoutfehler im Vorfeld zu erkennen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Zusammenfassung der Tests<\/strong><strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Alle w\u00e4hrend der Tests festgestellten Probleme sollten im Layout-Diagramm zur\u00fcckverfolgt werden, um die Ursache zu ermitteln. Liegt eine unzureichende Entkopplung vor? Ist die Signalschleifenfl\u00e4che zu gro\u00df? Oder ist das thermische Design ungeeignet? Ber\u00fccksichtigen Sie die Spannungsabf\u00e4lle bei jeder Last und bei Volllast. Testauswertung und Modifikation sind Teil eines tiefgreifenden Verst\u00e4ndnisses des Prinzips \u201cLayout bestimmt die Leistung\u201d und bilden zudem den Kernprozess beim Aufbau von Erfahrung als Ingenieur. Denken Sie daran: Die Referenzdesigns und Vorgaben von Geyuan Electronics bieten uns zwar eine hervorragende Ausgangsbasis und klare Sicherheitsgrenzen, doch was letztendlich daf\u00fcr sorgt, dass sich ein Produkt dauerhaft auf dem Markt behaupten kann, ist die sorgf\u00e4ltige Abw\u00e4gung und strenge \u00dcberpr\u00fcfung jedes einzelnen Details durch den Entwickler selbst.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Checkliste \u201ePCB Review Gold\u201c<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Bevor Sie das PCB-Layout und das Routing fertigstellen und die \u00dcbermittlung an den Leiterplattenhersteller vorbereiten, f\u00fchren Sie bitte anhand der folgenden Checkliste eine abschlie\u00dfende Selbstpr\u00fcfung durch:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Entkopplungskondensatoren: Befinden sich alle Entkopplungskondensatoren auf ICs in der N\u00e4he der Pins? Flie\u00dft der Strom durch den Kondensator, bevor er in den Pin gelangt?<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Stromschleife: Wurde die Fl\u00e4che der Hochfrequenz-Hochstrom-Schaltnetzteilschleife minimiert?<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Impedanzkontrolle: Wurden die Differentialleitungen und Antennen vom Leiterplattenhersteller einer Impedanzkontrolle unterzogen? Ist die Referenzebene vollst\u00e4ndig?<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Isolierte Kupferfl\u00e4chen und nicht geerdetes Kupfer: Befinden sich auf der Leiterplatte isolierte Kupferbahnen, die nicht geerdet sind? (Diese sollten entfernt oder mithilfe mehrerer Durchkontaktierungen geerdet werden.)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Siebdruck und Beschriftungen: Sind die Siebdruckbeschriftungen am ersten Pin des Chips (Pin 1), das Hochspannungs-Warnhinweisetikett und die Schnittstellenbeschreibung deutlich und korrekt?<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Die Leiterplatte ist der \u201cN\u00e4hrboden\u201d eines Systems und die Grundlage f\u00fcr die Entwicklung fortschrittlicher Produkte.<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Eine gute Leiterplatte ist wie fruchtbarer Boden; sie strahlt zwar kein Licht aus, entscheidet aber dar\u00fcber, ob ein Samen gedeihen kann. Wenn Sie das n\u00e4chste Mal eine Leiterplatte entwerfen, denken Sie daran: Sie \u201cverbinden nicht nur Dr\u00e4hte\u201d, sondern bauen ein Miniatur-\u00d6kosystem mit einer steuerbaren elektromagnetischen Umgebung auf. Die Position jeder Durchkontaktierung, die Form jeder Kupferschicht und die Auswahl jedes Kondensators beeinflussen stillschweigend die Stabilit\u00e4t, Lebensdauer und Konformit\u00e4t des Systems.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Mit der Entwicklung von 5G, der zunehmenden Bedeutung von KI-Inferenz und der Automobilelektronik werden Leiterplatten mit Herausforderungen durch h\u00f6here Frequenzen (Mikrowellen), st\u00e4rkere Str\u00f6me (&gt;100 A) und rauere Umgebungsbedingungen (Vibrationen, Temperaturschwankungen) konfrontiert sein. Zuk\u00fcnftige technologische Trends wie Hochfrequenzmaterialien (Rogers, ISLAM), eingebettete passive Bauteile und 3D-Stacking werden neue Anforderungen an das Design von Mehrschichtplatinen stellen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nur wenn man die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen versteht und die F\u00e4higkeit besitzt, Theorie in die Praxis umzusetzen, kann man bei der Entwicklung komplexer Systeme wirklich sicher sein. Wenn Sie an einem Projekt mit einer Leiterplatte mit hoher Best\u00fcckungsdichte oder einer Mehrschichtleiterplatte arbeiten, wenden Sie sich gerne an das Team von Geyuan Electronics, um Ihre Herausforderungen bei der Entwicklung und Fertigung zu l\u00f6sen und Ihnen fortschrittliche <a href=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/de\/leiterplatte\/leiterplattenfertigung\/\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/geyuanelectronics.com\/pcb\/pcb-manufacturing\/\">L\u00f6sung f\u00fcr die Leiterplattenfertigung<\/a>s.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Core Principles of PCB Layout Design and Guidelines for Avoiding Risks in PCB Reference Design Hardware design engineers know that PCB layout design is always a crucial and complementary aspect. Even a small oversight can lead to problems such as excessive EMC, high power supply noise, and unstable component operation. 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