Przygotowywanie dokumentacji do produkcji i montażu PCB: kto czego potrzebuje?

Wśród początkujących (i nawet niektórych doświadczonych) projektantów płytek PCB panuje przekonanie, że wystarczy po prostu nacisnąć „przyciski” lub menu z poleceniami w oprogramowaniu, aby uzyskać dane do produkcji i montażu. Zanim jednak będzie to możliwe, należy wykonać kilka konfiguracji. (Polecenia w Altium Designer^® zostały oznaczone poniżej kolorem CZERWONYM).

Chociaż istnieje wiele różnych sposobów przygotowywania dokumentacji płytki PCB, ważne jest, aby uwzględnić potrzebę przedstawiania oddzielnych informacji dla każdego procesu produkcji. Dane potrzebne do wytworzenia płytki PCB przez producenta różnią się od tych, których potrzebuje montażysta. Określmy więc najpierw, jakich zestawów danych potrzebuje każdy z nich. Zauważ, że konfigurację danych należy wykonać w pakiecie projektowym, nawet jeśli tworzysz plik ODB++ lub używasz danych wyjściowych IPC-2581. Pamiętaj: wprowadzając błędne dane, uzyskasz błędne wyniki.

Dane, których potrzebuje producent

Te dane są przedstawiane na RYSUNKACH PRODUKCYJNYCH. Towarzyszy im także zestaw plików do przetwarzania. RYSUNKI PRODUKCYJNE można wykonać za pomocą Draftsman^®, a pliki do przetwarzania można skonfigurować w Outjob. Wszystkie da się SKOMPRESOWAĆ w jeden pakiet dla fabrykanta. (W AltiumLive szybko znajdziesz wiele opcji dokładnego używania tych poleceń).

Rozmiar płytki i lokalizacja funkcji

Obejmuje to określenie ORIGIN (punktu 0,0), gdzie można zmierzyć i zweryfikować wszystkie wymiary. Pliki NC Drill NIE zrobią tego za Ciebie, podobnie jak tworzenie pliku ścieżki NC (chociaż mogą one okazać się bardzo przydatne producentowi).

• Wymiary dla ogólnych granic

• Wymiary dla wycięć i nacięć

• Wymiary dla ogólnej grubości płytki

• Wykorzystanie metodologii tolerancji GDT

Otwory i gniazda

Najlepiej przedstawione są za pomocą Tabeli Wierceń i produkowane z wykorzystaniem pliku NC Drill. (Sprawdź rozmiary otworów za pomocą Edytora Rozmiaru Paneli/PCB/Otworów – Panels/PCB/Hole Size Editor).

• Liczba różnych rozmiarów otworów. Powinna ona zwiększać się co 2 mil (0,05 mm) w celu otrzymania spójnych i opłacalnych wyników.

• Definicje dla powlekanych, niepowlekanych i głębokich otworów (ślepych, przykrytych lub wierconych od tyłu).

 ^{Rysunek 1. Montaż PCB - przegląd otworów}

Liczba i określenie warstw

Obejmuje to plik GERBER dla każdej warstwy procesu – miedzi, powłoki złota (jeśli jest obecna), maski antylutowniczej i sitodruku. (Ustawień należy dokonać w Stosie Warstw – Layer Stack).

• Pokaż stos warstw i określ, gdzie znajdują się warstwy sygnałów i płaszczyzn. Ponumeruj warstwy miedzi, aby uniknąć pomyłek. Nazwij warstwy górnej i dolnej maski antylutowniczej oraz sitodruku, a także wszelkie inne dodatkowe warstwy procesowe.

• Grubość i materiał mogą być ogólne lub wyraźnie określone, w zależności od potrzeb.

• Niektóre firmy pokazują również podgląd każdej warstwy miedzi.

  • Nie jest to potrzebne, ale może pomóc szybko zidentyfikować „pozytywny lub negatywny” charakter pliku GERBER.
    Wiele programów stworzy warstwy „PŁASZCZYZNY” jako obraz „pozytywny” lub „negatywny”.

  • Może to stanowić także szybki punkt odniesienia dla projektanta lub zespołu projektowego w celu upewnienia się, że wszystkie oczekiwane funkcje zostały prawidłowo określone w każdej warstwie.

^{Rysunek 2:Stos warstw w montażu PCB}

^{Rysunek 3. Montaż płytek drukowanych. Podgląd Gerber}

Lokalizacje punktów testowych do produkcji lub lista plików wchodzących w skład dokumentacji

Gdy zdefiniujesz funkcje w układzie, takie jak punkt testowy do produkcji, możesz wyeksportować je w pliku IPC-D-356a Netlist. (Zrobisz to za pomocą polecenia Outjob/Fabrication Outpts)

• Czasami producent będzie chcieć kopii schematu w celu weryfikacji niektórych sieci. Zależy to od wymagań producenta w celu zapewnienia takich funkcji elektrycznych, jak pary różnicowe czy ciągłość przez połączenie sieci:

Zapewnij dostęp do następujących danych:

• Tolerancja, procesy produkcyjne i klasyfikacja produktu IPC pomaga w zdefiniowaniu tolerancji)

• Wymagania dotyczące platerowania

• Rejestracja

• Materiał i kolor maski antylutowniczej

• Materiał i kolor sitodruku

• Wszelkie specjalne pokrycia i wykończenia (zgodne materiały powlekania, złocenie, HASL, itp.)

^{Rysunek 4. Uwagi produkcyjne do montażu}

Dane, których potrzebuje montażysta PCB

Wszystkie informacje, których potrzebuje montażysta, są przedstawione na RYSUNKU MONTAŻU PCB i towarzyszy im zestaw plików do przetwarzania. RYSUNKI MONTAŻU można wykonać za pomocą Draftsman^®, a pliki do przetwarzania da się skonfigurować za pomocą polecenia Outjob. Można je także SKOMPRESOWAĆ w jeden pakiet dla montażysty.

Podgląd planowanego montażu płytki z góry, dołu i boku

• Jeśli istnieją warianty montażu PCB, należy je zaznaczyć w podglądzie (lub poglądach). Właśnie w tym miejscu musisz POKAZAĆ, które komponenty nie zostaną zainstalowane, a które tak.

• Trzeba zadbać także o wymiary szybkiego odniesienia rozmiaru całkowitego (X i Y) płytki oraz wysokość największego komponentu (lub komponentów) po każdej stronie płytki.

  • Dzięki temu montażysta może szybko sprawdzić, jakich maszyn będzie potrzebować w celu produkcji Twoich płytek.

• Widok 3D to miły dodatek, ale nie zawsze potrzebny. Służy on do objaśnienia zamiaru montażu i zapewnienia odpowiedniej komunikacji.

^{Rysunek 5. Podgląd montażu PCB}

^{Rysunek 6. Podgląd boczny montażu PCB}

• Określ zmienne/tolerancje położenia/wyrównania dla komponentów, które muszą łączyć się z innymi elementami mechanicznymi w kompletnej części (takiej jak panel oprzyrządowania, interfejs przełącznika lub przycisku albo światłowód).

• Użyj tego samego źródła, które zostało wykorzystane w rysunku produkcyjnym, aby określić tolerancję lokalizacji.

• Użyj metodologię tolerancji GDT dla lokalizacji X, Y i Z.

• Użyj szczegółów, aby w razie potrzeby pomóc z dokładnością wyrównania.

Zapewnij dostęp do pliku Pick & Place z układu

• Jest to wygenerowany dokument tekstowy z oryginalnymi lokalizacjami każdego komponentu. Wykorzystuje się go podczas konfiguracji maszyn montażowych. Obejmuje on listę lokalizacji komponentów powiązanych z punktem początkowym płytki PCB.

• UWAGA: wszystkie komponenty SIM są umieszczane (a zatem określane w celu lokalizacji) z uwzględnieniem ŚRODKA części, a nie rogu! Jest to spowodowane rodzajem wykorzystywanej maszyny do umieszczania – ramienia robotycznego z rurą ssącą. Wiele komponentów TH (lub ciężkich komponentów) umieszcza się za pomocą ramienia robotycznego typu „grabber”. Odniesieniem ich lokalizacji może być „Pin 1” lub „środek elementu”. Dla nasad i łączników TH, używaj „Pinu 1”. Gdy ta sama część łączy w sobie zarówno komponenty SM, jak i TH, używaj „środka elementu”.

Przedstaw zestawienia materiałowe z zatwierdzonym drugim i trzecim zaopatrzeniem dla komponentów

Może to być rysunek montażu lub oddzielny dokument. Dane wyjściowe zestawienia materiałowego można stworzyć na podstawie schematu lub układu. Istnieje wiele sposobów produkcji zestawienia materiałowego.

• Nie pozostawiaj decyzji na temat alternatywnych komponentów montażyście. Wiele komponentów wygląda tak samo, chociaż NIE jest taka sama. Wszelkie alternatywne komponenty powinny mieć taką samą FORMĘ, DOPASOWANIE oraz FUNKCJĘ!!

^{Rysunek 7. Zestawienie materiałowe do montażu płytek drukowanych}

Przygotuj UWAGI obejmujące:

• Tolerancje, procesy produkcji oraz klasyfikację produktu IPC (pomaga zdefiniować tolerancję).

• Specjalne wymagania programowe komponentów.

• Dodatkowe procedury montażu PO lutowaniu.

^{Rysunek 8. Uwagi dotyczące montażu PCB}

Określ procedury testowe montażu PCB

Mogą one także zostać określone na rysunku montażowym lub w oddzielnym dokumencie. Oto możliwe opcje:

• Uwzględnij wymagania testu funkcjonalności zgodnie z potrzebą.

• Jeśli jest to wymagane, udostępnij program testowy.

• Określ punkty testowe montażu.

  • Powinny one znajdować się z dala od antylutowniczych złącz komponentów i poza wszystkimi komponentami.

  • Powinny one znajdować się na siatce, jeśli korzystasz z procedur testowych „bed-of-nails”.

Problemy, którym musimy stawić czoła podczas konfiguracji z myślą o plikach i dokumentacji w celu produkcji oraz montażu często leżą w kilku miejscach. Przyjrzyj się sposobom obejścia problemu, stosowanym w Twoim środowisku. Nie zawsze trzeba korzystać z  „dobrych praktyk”.Następnie zastanów się, co możesz poprawić.

Masz więcej pytań? Skontaktuj się z ekspertem w Altium lub przeczytaj więcej naszych wpisów, aby lepiej zrozumieć proces wysyłania kompletnego pakietu dokumentacji w celu produkcji płytek PCB za pomocą Altium Designer^®.