Einführung
Eine blank PCB (leere Leiterplatte), auch bare board (unbestückte Leiterplatte) genannt, ist die Basis jedes elektronischen Geräts – vom Smartphone und Router bis hin zu Netzteilen und Sensoren. Doch eine leere Leiterplatte funktioniert erst, wenn sie mit den passenden Bauteilen bestückt und zu einer PCBA (Printed Circuit Board Assembly / bestückte Leiterplatte) montiert wird.
Dieser Leitfaden erklärt alles Wichtige zu blank PCBs und Bauteilen – was sie sind, wie sie hergestellt werden, wo man sie kauft und wie Sie Schritt für Schritt von der unbestückten Leiterplatte zur funktionsfähigen Baugruppe gelangen.
Was ist eine Blank (Bare) PCB?
Eine blank PCB ist eine Leiterplatte ohne aufgelötete Bauteile. Sie liefert die mechanische Struktur und die elektrischen Leiterbahnen, die Bauteile miteinander verbinden. Denken Sie an sie als Skelett Ihres elektronischen Geräts.
Typische Schichten einer leeren Leiterplatte:
- Basismaterial (Substrat): meist FR-4-Glasfaser, bekannt für Stabilität und Isolation.
- Kupferschicht: leitfähige Leiterbahnen, die den Stromfluss bilden.
- Lötstoppmaske: die grüne (oder andersfarbige) Schicht, die Kupfer isoliert und Lotbrücken verhindert.
- Bestückungsdruck (Silkscreen): Aufdruck für Referenzkennzeichen und Bauteilumrisse.
- Vias und Bohrungen: verbinden Lagen und dienen zur Aufnahme von THT-Bauteilen.
Wichtige Spezifikationen: Lagenzahl (1–16+), Leiterplattendicke (häufig 1,6 mm), Kupferdicke (1–2 oz) sowie minimale Leiterbahnbreite/-abstand (z. B. 6 mil/6 mil).
Wenn Bastler von „Zero PCB“ oder „Prototype Board“ sprechen, meinen sie oft Lochraster-/Universalleiterplatten mit vorgebohrten Löchern, jedoch ohne vordefinierte Kupferleiterbahnen. Eine blank/bare PCB besitzt dagegen ein projektspezifisches Layout.
Blank PCB vs. PCBA: Begriffe nicht verwechseln
Die Verwechslung ist leicht:
- PCB (Printed Circuit Board) = unbestückte Leiterplatte.
- PCBA (Printed Circuit Board Assembly) = bestückte Leiterplatte mit aufgelöteten Bauteilen.
Im Fertigungsablauf gilt: PCB → PCBA → Endprodukt.
Sie entwerfen und fertigen zuerst die Leiterplatte, anschließend erfolgt die Bestückung mit Bauteilen zur funktionsfähigen Baugruppe.
Blank PCB und Bauteile: Was wird benötigt?
Eine leere Leiterplatte wird erst funktionsfähig, wenn sie mit elektronischen Bauteilen bestückt ist. Diese lassen sich in folgende Kategorien einteilen:
1) Passive Bauteile
Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten. Sie steuern Spannungen, filtern Rauschen und formen Signale. Sie benötigen keine eigene Versorgung, sind aber grundlegend für die Stabilität der Schaltung.
2) Aktive Bauteile
Integrierte Schaltungen (ICs), Transistoren, Spannungsregler, Dioden. Sie verstärken Signale, schalten Ströme und übernehmen logische Funktionen.
3) Steckverbinder
USB-Buchsen, Stiftleisten, Strombuchsen oder Edge-Connectoren – sie verbinden die Leiterplatte mit der Außenwelt.
4) Mechanik & Thermik
Kühlkörper, Abstandshalter, Schrauben und Befestigungselemente. Sie sorgen für Stabilität und Wärmeabfuhr.
5) Schnittstellen & Debug-Punkte
Programmierstecker, Testpads und Jumper – wichtig für Entwicklung und Prüfung.
THT vs. SMD:
Bauteile gibt es als THT (Through-Hole Technology, bedrahtet) mit Drähten durch Bohrungen – ideal für Einsteiger – und als SMD (Surface-Mount Device), die direkt auf Pads sitzen – optimal für automatische Bestückung und kompakte Designs.
Beispielliste für ein einfaches Projekt:
- DC-Strombuchse und Spannungsregler
- Mikrocontroller (z. B. ATmega oder STM32)
- Kondensatoren und Widerstände für Filterung
- LEDs und Taster
- Stiftleisten für I/Os
- USB- oder serielle Schnittstelle
Achten Sie im Layout darauf, dass jedes Bauteil die korrekte Footprint-Zuordnung hat und die Orientierung (z. B. Pin 1, Polarität) stimmt.
Einkauf von Blank PCBs und Bauteilen: Kosten & Bezugsquellen
1) Wo kauft man Blank PCBs?
Viele Hersteller für Schnellmuster und Kleinserien bieten Online-Kalkulatoren, Gerber-Upload und Lieferzeiten von wenigen Tagen. Typische Services:
- Rapid Prototyping (1–10 Stück) für Ingenieure, Maker und Studierende
- Kleinserien für Start-ups und Pilotläufe
- Materialoptionen wie FR-4, Aluminium, Rogers (HF-Laminat)
- Kostenloses DFM-Checking, elektrische Prüfung, Oberflächen wie ENIG, HASL, OSP
Fast Turn PCBs kombiniert Geschwindigkeit, Qualität und Kosteneffizienz – eine verlässliche Wahl, wenn Sie schnell leere Leiterplatten benötigen.
2) Wo kauft man elektronische Bauteile?
- Autorisierte Distributoren: Mouser, Digi-Key, Arrow (Qualität & Rückverfolgbarkeit).
- Plattformen/Reseller: Amazon, eBay, Maker-Shops (für kleine Projekte, auf Fälschungen achten).
- Lokaler Fachhandel für Standard-Widerstände/Kondensatoren.
3) Kostenstruktur
- PCB-Fertigung: abhängig von Größe, Lagen, Kupferdicke, Oberfläche (HASL, ENIG).
- Bauteile: Preise variieren stark; Mengenrabatte nutzen.
- Bestückung: Handlöten für Prototypen, SMD-Reflow oder Wellenlöten für Produktion.
- Tests: Funktionstests/ICT erhöhen Zuverlässigkeit bei moderaten Mehrkosten.
- Versand & Handling.
4) Einflussfaktoren auf die Lieferzeit
- Mehr Lagen oder feinere Strukturen → längere Fertigung
- Spezielle Oberflächen (ENIG, Immersionssilber) → +1–2 Tage
- Nicht verfügbare Bauteile → Verzögerungen in der Bestückung
Für eine kleine 2-Lagen-Platine sind typisch 3–5 Tage PCB-Fertigung plus 3–7 Tage für Bauteilbeschaffung und Bestückung.
Vom Blank zur PCBA: Der 7-Schritte-Prozess
Die Umwandlung der leeren Leiterplatte in eine funktionierende Baugruppe erfordert saubere Planung und Umsetzung. So gehen Profis und Hobbyisten vor:
Schritt 1: Schaltplan & BOM erstellen
Entwurf in KiCad, Altium Designer oder EasyEDA. Der Schaltplan definiert die Verbindungen.
Export der BOM (Bill of Materials) mit Bezeichnung, Wert, Footprint und Anzahl.
Bauteile mit guter Verfügbarkeit wählen, um lange Lieferzeiten zu vermeiden.
Schritt 2: PCB-Layout
Schaltplan ins Layout übertragen.
Stack-up (Lagenzahl, Kupfergewicht) festlegen.
Leiterbahnen gemäß Designregeln routen: Abstände, Stromtragfähigkeit, ggf. Impedanz.
Ausreichend Freiraum für Lötung/Bestückung – besonders um Steckverbinder und hohe Bauteile.
Schritt 3: DFM-Prüfung (Design for Manufacturability)
Vor der Bestellung prüfen:
- Minimale Leiterbahnbreite/-abstand
- Bohrdurchmesser & Via-Toleranzen
- Lötstopp-Freistellungen
- Lesbarkeit des Bestückungsdrucks
- Fiducials für Pick-and-Place
Viele Leiterplattenhersteller bieten DFM-Checks beim Upload.
Schritt 4: PCB-Fertigung
Gerber, Bohrdaten und Stack-up übermitteln.
Oberfläche (bleifreies HASL oder ENIG) und Lötstoppfarbe festlegen.
Typische Prototypen: FR-4, 1 oz Kupfer, 1,6 mm Dicke.
Nach der Fertigung: E-Test zur Prüfung auf Kurzschluss/Unterbrechung.
Schritt 5: Bauteilvorbereitung & Sortierung
Bauteile gemäß BOM sortieren.
Beutel mit Teilenummer und Platzierung (z. B. R1, C3, U2) beschriften.
Orientierung kontrollieren: Polarität, Pin 1, korrekter Footprint.
Schritt 6: Bestückung (Handlöten oder Reflow)
Zwei gängige Methoden:
- Handlöten: ideal für kleine Stückzahlen/Prototypen. Temperaturgeregelter Lötkolben & Flussmittel verwenden. Zuerst kleine/niedrige Bauteile, dann hohe.
- Reflow-Löten: für SMD. Lotpaste auf Pads, Bauteile platzieren, im Reflow-Ofen aufschmelzen.
Für THT-Bauteile in größeren Mengen: Wellenlöten. Flussmittelreste reinigen und Lötstellen auf kalte Lötungen/Brücken prüfen.
Schritt 7: Elektrische Prüfung & Inbetriebnahme
Vor dem Einschalten prüfen:
- Kurzschluss zwischen Versorgung und Masse
- Fehlende/verkehrte Bauteile
- Lose Stecker oder Lötbrücken
Mit strombegrenztem Netzteil einschalten und Spannungen an Testpunkten messen.
Anschließend Funktionstests: LED blinken lassen, Ausgangsspannungen prüfen, ggf. Firmware-Tools anschließen.
Bare vs. Zero PCB: Wann welches Board?
| Merkmal | Bare (Blank) PCB | Zero / Prototype Board |
|---|---|---|
| Struktur | Kundenspezifische Kupferleiterbahnen | Vorgebohrte Löcher, kein Kupferlayout |
| Zweck | Projektspezifisches Design | Manuelle Verdrahtung für schnelle Prototypen |
| Montage | Erfordert PCB-Fertigung | Drähte/Brücken direkt löten |
| Leistung | Konstante Impedanz & hohe Zuverlässigkeit | Geeignet für niederfrequente, edukative Schaltungen |
| Einsatz | Produktion & anspruchsvolle Projekte | Lernen, kleine DIY-Aufbauten |
Zero PCBs eignen sich fürs Experimentieren und Lehren – günstig und einfach.
Für wiederholbare, leistungsfähige Designs mit kontrollierter Führung und kompakter Baugröße nutzen Sie Bare PCBs.
Häufige Fragen (FAQ) zu Blank PCBs & Bauteilen
1) Kann ich eine leere Leiterplatte direkt verwenden?
Nein. Eine blank PCB ist nur Kupfer auf Substrat. Erst durch das Bestücken entsteht eine PCBA.
2) Ersetzt eine Zero PCB ein kundenspezifisches Design?
Nur bei sehr einfachen, langsamen Schaltungen. Zero PCBs erlauben keine Kontrolle über Leitungslänge, Impedanz oder Übersprechen. Für professionelle bzw. hochfrequente Designs benötigen Sie eine gefertigte PCB.
3) Welche Dicke und welches Kupfergewicht sind üblich?
Standard ist 1,6 mm und 1 oz Kupfer. Für Leistungsstufen/hohe Ströme 2–3 oz verwenden.
4) Wo kaufe ich sicher PCBs und Bauteile?
Bestellen Sie bei seriösen Fertigern mit Qualitätsprüfung. Bei Bauteilen auf autorisierte Distributoren setzen, um Fälschungen zu vermeiden.
5) Was prüfe ich vor dem Einschalten?
Polarität, Kurzschlüsse, Lötbrücken, Bauteilausrichtung. Zuerst mit strombegrenztem Netzteil einschalten. Niemals direkt „volle Spannung“ anlegen.
Fazit
Eine blanke PCB wirkt simpel, ist aber das Rückgrat jedes Elektronikprodukts. Mit den richtigen Bauteilen und sauberer Bestückung wird sie zum Herz Ihres Designs – der PCBA, die Ihre Schaltung zum Leben erweckt.
Wer versteht, wie Leiterplatten aufgebaut sind, wo man verlässliche Komponenten beschafft und wie man bestückt und prüft, vermeidet teure Fehler und beschleunigt Prototyping wie Produktion.
Ob Student, Hobbyist oder Ingenieur: Wenn Sie diesem 7-Schritte-Pfad – vom Schaltplan bis zur fertigen Baugruppe – folgen, gelangen Sie sicher von der leeren Leiterplatte zur funktionsfähigen Schaltung. Für schnelle und zuverlässige Fertigung & Bestückung bietet Fast Turn PCBs One-Stop-Lösungen – schnelle Prototypen, Kleinserien und vollständige PCBA-Services in Qualität, der Sie vertrauen können.
