von der Schaltung bis zur fertigen Multilayer-Platine
KiCad ist ein freies ECAD-Programmpaket zur Entwicklung von Schaltplänen & Leiterplatten in der Elektronik.
Dieser praxisnahe Intensivkurs vermittelt den professionellen Umgang mit dem Open-Source-ECAD-Werkzeug KiCad zur durchgängigen Entwicklung elektronischer Baugruppen. Ausgehend von den Grundlagen (Schaltplan, Symbol-/Footprint-Erstellung, Bibliotheksmanagement, Layout) werden auch fortgeschrittene Themen behandelt wie z. B. hierarchische Schaltpläne, Busse, erweiterte ERC/DRC-Strategien, Plug-ins/Content-Management, Austauschformate sowie die Vorbereitung eines Designs für Fertigung, Bestückung und kritische Reviews. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Transfer von „Tool-Bedienung“ zu ingenieurmäßigem Leiterplatten-Design, insbesondere EMV-gerechtem Layout, Wellenwiderstand/Impedanzführung, Ground-Bounce und Power-Supply-Integrity. Der Kurs ist praxisorientiert und interaktiv: Inhalte und Vertiefung richten sich – im Rahmen der Kursziele – auch nach den konkreten Fragestellungen und Wünschen der Teilnehmer (z. B. bestimmte Fertiger-Designregeln, spezielle Leiterplattenarten, typische EMV-Probleme, Bibliotheksorganisation im Team, etc.).
Alle im Kurs verwendeten Werkzeuge sind Open Source.
Der Kurs richtet sich an Entwickler, Ingenieure und technisch versierte Anwender, die Schaltpläne und Leiterplatten entwerfen oder vorhandene Kenntnisse systematisch vertiefen möchten.
Mix aus Theorie, Demonstration, Übungen und durchgängigen Projekten. Hoher Praxisanteil mit gezielten Engineering-Reviews. Inhalte und Schwerpunktsetzung können teilweise an die Wünsche der Teilnehmer angepasst werden.
Lernziele: Die Teilnehmer sind nach dem erfolgreichen Kursabschluss in der Lage:- KiCad-Projekte professionell aufzusetzen (Workflow, Projektstruktur, Variantendenken)
- Schaltpläne inkl. Busleitungen, Labels, hierarchischen Blättern konsistent aufzubauen
- eigene Symbole, Footprints und Bibliotheken zu erstellen und zu pflegen
- eine mehrlagige Leiterplatte fertigungs- und bestückungsgerecht zu entwerfen
- EMV-/SI-/PI-Aspekte (Rückstrompfade, Entkopplung, Grounding, Impedanz) in konkrete Layoutregeln zu überführen
- Daten für Fertigung/Bestückung sicher zu erzeugen (Gerber/Drill, Pick and Place, BOM etc.)
- Designregeln (DRC/Constraints) und Designreviews strukturiert anzuwenden
- technische und wirtschaftliche Randbedingungen (Strukturgrößen, Stückzahlen, Bestückvarianten) zu berücksichtigen
Trainer und Dozenten
Prof. Dr.-Ing. Steffen Kaufmann ist seit 2025 Professor für Elektronik und Sensortechnik an der HAWK Göttingen. In Lehre und Forschung arbeitet er an der Entwicklung intelligenter Sensorsysteme, nicht-invasiver Messverfahren sowie eingebetteter Systeme – mit starkem Fokus auf robuste, industrietaugliche Elektronikentwicklung.
Als promovierter Elektroingenieur verbindet er wissenschaftlich fundierte Methoden mit praxisnaher Entwicklungserfahrung. Seine Kurse zeichnen sich durch einen engineering-orientierten Ansatz aus: von sauberer Schaltplanarchitektur über professionelles Bibliotheks- und Datenmanagement bis zu EMV-gerechtem Leiterplattendesign, Power-Integrity und kritischen Designreviews.
Teilnehmer profitieren dabei von einer didaktisch strukturierten Vermittlung, vielen Best-Practice-Regeln sowie konkreten Workflows, wie sie in realen Entwicklungsprojekten und im Zusammenspiel mit Fertigung/Bestückung erforderlich sind.
Voraussetzungen
Grundkenntnisse der Elektronik und Schaltungstechnik. ECAD-Vorkenntnisse sind hilfreich, aber nicht erforderlich.
Inhalt
Einstieg & Projektworkflow
- Überblick KiCad-Toolchain und Arbeitsweise
- Projektstruktur, Versionsmanagement-Ansatz (Best Practices)
- Templates, Layer-Setups, globale Einstellungen
- ERC/DRC-Philosophie: „Fehler vermeiden statt suchen“
Schaltplan-Engineering (Grundlagen → Fortgeschritten)
- Schaltplanerstellung, Annotation, Netze, Labels
- Regeln für robuste Schaltpläne (Lesbarkeit, Modularität, Review-Fähigkeit)
- Busleitungen und Bus-Anbindung (Ein-/Ausleitungen, Bus-Labels)
- Hierarchische Schaltpläne (Sheets, Ports, globale vs. hierarchische Bezeichner)
- Elektrische Prüfungen (ERC), strukturierte Fehlersuche
Bibliotheken & Datenbasis für Beschaffung
- Symbolbibliotheken / Footprintbibliotheken: Aufbau, Pflege, Naming-Konventionen
- Eigene Bauteile: Symbolerstellung, Footprint-Design (THT/SMD), Pin-/Pad-Definitionen
- Datenbasis zur Beschaffung: Felder/Properties, Hersteller-/Distributor-PNs, BOM-Strategie (Einkauf, Varianten, Alternativteile)
- Bibliotheksversionierung und Teamfähigkeit im Unternehmen
PCB-Layout – von Regeln zu professioneller Fertigungsfähigkeit
- Board Setup, Net Classes, Constraint Management
- Platzierungsstrategie: montagefreundliche Platzierung, thermische Aspekte, Bauteilhöhen/Keepouts, Trennung analog/digital/power
- Routing-Strategien: kontrollierte Rückstromführung, empfindliche Netze, Differenzleitungen (Grundprinzipien), Via-Strategien, Stitching, Guarding
Multilayer & Lagenaufbau (Stack-up)
- Stack-up-Logik (Signal/GND/PWR)
- Bezugslagen und Rückstrompfade
- Sinnvolle Layeranzahl abhängig von: Signaldichte / Strukturgrößen, EMV-Randbedingungen, Kosten
- Ableitung „engineering rules“ aus dem Stack-up
EMV, Wellenwiderstand, Ground-Bounce, Power Integrity
- EMV-Basics: Schleifenflächen, Rückstrom, Kopplungsmechanismen, Grounding-Strategien (einheitliche Masseführung, Avoid: „ground splits“ ohne Konzept)
- Wellenwiderstand / Impedanz: praxisorientiertes Verständnis
- Ground-Bounce: Mechanismen, typische Fehlerbilder
- Power-Supply-Integrity (PSI/PI): Entkopplungskonzepte (lokal/zentral), Kondensator-Auswahl, Placement, Via-Induktivität, robuste Versorgungsführung
Fertiger-/Bestückerregeln, Austauschformate, Datenexport
- Designregeln aus Fertigung & Assembly: min. Strukturgrößen, Bohrdurchmesser, Restringe / Lötstopp / Pastenmasken, Testbarkeit (ICT/Flying Probe)
- Austauschformate: Gerber/Drill, ODB++, Pick & Place, BOM (strukturiert, einkaufsfähig)
- 3D-Viewer, 3D-Modell-Export und mechanische Integration (STEP/VRML je nach Setup)
Automatisierung / Workflows: Jobsets
- Ziel: reproduzierbarer Export und weniger Fehler bei Fertigungsdaten
- Einführung in KiCad Jobsets: definierte Export-Pipelines (Gerber/Drill, Positionsdaten, Zeichnungen, Reports), konsistente Datenstände für Reviews und Fertigerkommunikation, Dokumentations- und Release-Strategien (z. B. „Release-Ordner je Revision“)
Kritische Designreviews (Engineering Review Methodik / Stage-Gate-Prozesse)
- Review-Checklisten: Funktionalität, Fertigbarkeit, EMV/PI-Risiken, Testbarkeit / Debuggability
- Typische „Showstopper“ aus der Praxis
- Dokumentation und Revisionsstände
Praxisprojekte (durchgängig)
- Entwicklung von Beispielbaugruppen (Schaltplan → Layout → Outputdaten)
- Anwendung auf Wunschprojekt der Teilnehmer (wenn geeignet)
- Abschluss: Review der Projekte und Lessons Learned
Optionale Vertiefungen (je nach Zeit / Teilnehmerwunsch)
- KiCost (BOM-Kalkulation, Lieferantenintegration): automatisierte Preis-/Verfügbarkeitsabschätzung aus der BOM, Vergleich von Alternativbauteilen und Stückzahl-Effekten, Einbindung in den Entwicklungsprozess (early cost estimation)
- iBOM (Interactive BOM): interaktive Bestückungs-/Assembly-Unterstützung, Ausgabeformate und Übergabe an Fertigung/Prototyping, Nutzen für Debug/Bring-up und kleine Serien
Kurszeiten
Wer möchte, reist bis 22 Uhr am Vortag an und nutzt den Abend bereits zum Fachsimpeln am Kamin oder im Park.
An Kurstagen gibt es bei uns ab 8 Uhr Frühstück.
Unsere Kurse beginnen um 9 Uhr und enden um 18 Uhr.
Neben den kleinen Pausen gibt es eine Stunde Mittagspause mit leckerem, frisch in unserer Küche zubereitetem Essen.
Nach der Schulung anschließend Abendessen und Angebote für Fachsimpeln, Ausflüge uvm. Wir schaffen eine Atmosphäre, in der Fachleute sich ungezwungen austauschen. Wer das nicht will, wird zu nichts gezwungen und findet auch jederzeit Ruhe.
