Wie führt man PCB-CAM-Engineering-Arbeiten durch?

Leiterplatten sind ein wichtiger Bestandteil moderner elektronischer Geräte und ihre präzise Herstellung ist für die Funktionalität und Zuverlässigkeit dieser Geräte von entscheidender Bedeutung. Leiterplattenhersteller nutzen eine Reihe von CAM-Prozessen (Computer-Aided Manufacturing), um sicherzustellen, dass die Leiterplatten den ursprünglichen Designspezifikationen entsprechen. In diesem umfassenden Leitfaden befassen wir uns mit den Feinheiten der PCB-CAM-Werkzeugausstattung und behandeln die entscheidenden Schritte, Überlegungen und Best Practices bei der Vorbereitung eines Designs für die Fertigung.

PCB CAM: Die Bedeutung gründlicher Kontrollen im Prozess der Erstellung technischer Dateien

Wenn wir ein Bildmaterial für eine Leiterplatte (PCB) erhalten, beginnt unser Prozess zur Erstellung der PCB-Engineering-Datei mit gründlichen Prüfungen und Anpassungen, um sicherzustellen, dass das Endprodukt dem Originalentwurf genau entspricht. Unser erfahrenes Team prüft sorgfältig jeden Aspekt des Entwurfs, und wenn Unregelmäßigkeiten festgestellt werden, ergreifen wir die notwendigen Schritte, um die Absichten des Designers zu klären, bevor wir fortfahren, und stellen so die Genauigkeit während des gesamten Herstellungsprozesses sicher.

Da PCB-Designs enthalten manchmal Elemente, die nicht herstellbar sind. Wir bieten ein kostenloses Design For Manufacturing (DFM) überprüfen wir jede Bestellung, bevor wir sie zur Produktion freigeben. Wir nutzen unsere umfassende Erfahrung mit verschiedenen Designregelsätzen und Softwarepaketen, um potenzielle Probleme zu identifizieren und zu beheben. Unser Entwicklungsteam verbringt normalerweise etwa 3 Stunden damit, jedes Design während des Erstellungsprozesses der PCB-Engineering-Datei sorgfältig zu überprüfen, auszurichten und anzupassen, um sicherzustellen, dass Ihre Platine den beabsichtigten Spezifikationen so genau wie möglich entspricht, was zu hochwertigen PCBs führt, die die Erwartungen erfüllen oder übertreffen.

PCB CAM: CAM-Überprüfung - Allgemeine Checkliste für die Herstellung unbestückter Platinen

Ihre Checkliste für die CAM-Prüfung bei der Herstellung von unbestückten Leiterplatten ist ein umfassender Leitfaden zur Sicherstellung der Herstellbarkeit von Leiterplatten (Leiterplatten). Hier ist eine Aufschlüsselung der einzelnen Punkte auf der Checkliste:

1. Bewertung des Herstellungsdrucks:
   • Überprüfen Sie, ob die Angaben in der Fertigungszeichnung sowohl mit dem Verkaufsauftrag als auch mit dem Gerber-Dateien.
   • Stellen Sie sicher, dass alle Spezifikationen in der Fertigungszeichnung erreichbar sind.
   • Überprüfen Sie, ob die Maße in der Zeichnung mit den tatsächlichen Maßen in der digitalen Datei übereinstimmen.
   • Suchen Sie nach unklaren oder nicht herstellbaren Anweisungen.
2. Ausrichtung und Dateiüberprüfung:
   • Bestätigen Sie das Vorhandensein aller erforderlichen digitalen Dateien und stellen Sie sicher, dass diese vollständig sind.
   • Richten Sie alle Ebenen richtig aus und orientieren Sie sie.
3. Kupferschichten:
   • Stellen Sie sicher, dass der Abstand zwischen den Kupferelementen den Mindestanforderungen basierend auf dem gewünschten Kupfergewicht entspricht.
   • Stellen Sie sicher, dass Kupfer die Platinenkante nicht überlappt, es sei denn, dies ist beabsichtigt.
   • Suchen Sie nach toten Ablaufverfolgungsfragmenten, die Probleme verursachen könnten.
   • Löschen Sie alle Tafelumrisse oder irrelevante Informationen außerhalb des Tafelumfangs.
   • Skalieren Sie Kupfermerkmale, um Ätz- und Beschichtungsprozesse zu berücksichtigen.
   • Vergleichen Sie die Bohrdatei mit den äußeren Kupferschichten, um sicherzustellen, dass die plattierten Löcher ausreichend Kupfer umgeben.
   • Wenn Goldfinger vorhanden sind, fügen Sie Leiterbahnen hinzu, um sie für den elektrolytischen Hartvergoldungsprozess mit der Sammelschiene zu verbinden.
   • Entfernen Sie auf inneren Schichten nicht funktionierende Kupferpads um Durchkontaktierungen herum, die keine Verbindung zur Schicht herstellen.
4. Lötmaske:
   • Passen Sie die Schwellung der Lötstoppmaske an, um einen übergroßen Maskenabstand von 4 bis 5 Mil (2 bis 2.5 Mil pro Seite des Kupferelements) zu erreichen.
   • Stellen Sie sicher, dass zwischen den Kupferelementen genügend Abstand vorhanden ist, um Maskendämme zuverlässig zu drucken.
   • Überprüfen Sie die Platine auf möglicherweise fehlende Lötstoppmaskenabstände und stellen Sie sicher, dass Abstände nicht korrekt erscheinen.
   • Löschen Sie alle Tafelumrisse oder irrelevante Informationen außerhalb des Tafelumfangs.
5. Siebdruck:
   • Stellen Sie sicher, dass die Linienbreite und die Zeichenhöhe des Siebdrucks den Mindestanforderungen für einen lesbaren Druck entsprechen.
   • Siebdruckelemente, die zu nahe an einer lötbaren Oberfläche liegen, anpassen oder verschieben.
   • Löschen Sie alle Tafelumrisse oder irrelevante Informationen außerhalb des Tafelumfangs.
6. Bohrdatei:
   • Stellen Sie sicher, dass die Bohrer in ihren Kupferpads zentriert sind.
   • Überprüfen Sie, ob Bohrtreffer fehlen.
   • Löschen Sie doppelte Bohrtreffer.
   • Stellen Sie sicher, dass die vom Kunden angegebene Bohrlochtoleranz erreicht werden kann (IPC-Klasse-2-Standard: +/- 3mil für durchkontaktierte Löcher (PTH) und +/-2mil für nicht plattierte Durchgangslöcher (NPTH)).
   • Stellen Sie sicher, dass der Randabstand der Bohrer den Mindestanforderungen entspricht.
   • Vergleichen Sie das Bohrdiagramm und die Bohrkarte mit der tatsächlichen CNC-Bohrdatei, falls vorhanden.

Indem Sie diese Checkliste befolgen, können Sie dazu beitragen, sicherzustellen, dass das PCB-Design für die Herstellung bereit ist, und potenzielle Probleme während des Herstellungsprozesses minimieren.

Was macht ein PCB CAM Engineer?

Ihre zusätzlichen Checklistenpunkte für Leiterplattenumrisse, UL-/Datumscode-/94V-0-/RoHS-Kennzeichnungen und Prüfungen für Mehrschichtplatinen bieten weitere Details zur CAM-Überprüfung und zum Herstellungsprozess für Leiterplatten. Hier ist eine Aufschlüsselung dieser Elemente:

Board Gliederung

• Stellen Sie sicher, dass der Platinenumriss mit der Fertigungszeichnung und dem Kundenauftrag übereinstimmt.
• Bestimmen Sie den wahren Rand des Umrisses anhand der Mitte der Linie, mit der er gezeichnet wurde.
• Wenn mehrere Umrissebenen vorhanden sind, verwenden Sie die .GM1-Ebene oder eine andere mechanische Ebene als korrekte Umrissebene. Verwenden Sie die .GKO-Ebene nur, wenn keine andere Kontur bereitgestellt wird.
• Fügen Sie alle für die Verlegung erforderlichen Ausschnitte oder Schlitze zur Umrissebene der mechanischen Platine hinzu.
• Erstellen Sie eine CNC-Routendatei zum Fräsen der Platine.

UL/Datumscode/94V-0/RoHS-Kennzeichnung:

• Fügen Sie auf Wunsch des Kunden UL-/Datumscode-/94V-0-/RoHS-Kennzeichnungen auf der Platine hinzu.
• Wenn keine Anfrage gestellt wird, werden standardmäßig keine zusätzlichen Markierungen hinzugefügt.

Zusätzliche Prüfungen bei Multilayer-Platinen:

• Stellen Sie sicher, dass für mehrschichtige Platinen eine Schichtenfolge vorgesehen ist.
• Stellen Sie sicher, dass der angegebene Schichtaufbau (kontrolliertes Dielektrikum) mit den vorhandenen Materialien eingehalten werden kann.
• Überprüfen Sie für eine kontrollierte Impedanz die Berechnungen und schlagen Sie Änderungen vor, um die Zielimpedanz zu erreichen.

Arrays (Panels) erstellen:

• Befolgen Sie die Kundenanforderungen für die Unterteilung des Designs in eine Anordnung für die automatisierte Montage.
• Fügen Sie nach Bedarf Werkzeugschienen, Passermarken, Werkzeuglöcher, Kerben und Laschenführungen für das Array hinzu.
• Teilen Sie die Pastenschichten (Schablonenschichten) als Hilfsmittel für die Schablonenherstellung auf. Überprüfen Sie diese Ebenen sorgfältig, da keine Anpassungen daran vorgenommen werden.

Dateierstellung (Werkzeug-/Arbeitsdatei):

• Erstellen Sie nach allen Überprüfungen und Anpassungen die endgültige „Arbeitsdatei“ für die Fertigung.
• Laden Sie diese Arbeitsdatei auf den Server hoch und senden Sie eine E-Mail mit einem Download-Link an den Kunden.

Elektrische Prüfung und Dateiverteilung:

• Alle Platinen werden elektrischen Tests unterzogen, die auf einer optimierten Netzliste basieren, die aus der Originaldatei generiert wird.
• Wenn eine IPC-Netzliste bereitgestellt wird, wird diese mit der Gerber-Liste verglichen, um sicherzustellen, dass es keine Abweichungen gibt.
• Verteilen Sie die entsprechenden Dateien an verschiedene Fertigungsabteilungen, um die Produktion vorzubereiten.

Diese Schritte stellen sicher, dass das PCB-Design gründlich überprüft, bei Bedarf angepasst und für die Fertigung gemäß den Spezifikationen und Industriestandards des Kunden vorbereitet wird. Dieser umfassende Ansatz hilft, Fehler zu minimieren und stellt die erfolgreiche Produktion hochwertiger Leiterplatten sicher. Dies ist nur eine Einführung in die allgemeinen Inhalte der CAM-Arbeit. Als nächstes werden wir den CAM-Workflow und die Inhalte im Detail besprechen.

Detaillierte CAM-Arbeitsinhalte

Überprüfen Sie, ob das Projekt korrekt ist.？

Der Normalisierungsprozess für die Gerber-Dateien, die mit jeder PCB-Bestellung gesendet werden, stellt sicher, dass die Dateien standardisiert und mit den PCB-Panelisierungs- und Herstellungsprozessen kompatibel sind. Hier sind die grundlegenden Schritte dieses Normalisierungsprozesses:

1. Gerber-Dateien umbenennen:
   • Benennen Sie die Gerber-Dateien um, um der Standardbenennungskonvention Ihres Unternehmens zu entsprechen. Dies trägt dazu bei, die Konsistenz und Klarheit der Dateiverwaltung aufrechtzuerhalten.
2. Überprüfen der Dateipräsenz:
   • Stellen Sie sicher, dass alle erforderlichen Gerber-Dateien vorhanden sind. Dazu gehören Dateien für verschiedene Schichten, Lötmasken, Siebdruckdateien, Bohrdateien und alle anderen relevanten Dateien, die für die Fertigung erforderlich sind.
3. Importieren in CAM-Software:
   • Importieren Sie Gerber-Dateien und NC-Bohrdateien in CAM-Software (Computer Aided Manufacturing), wie zum Beispiel: cam350, genesis2000, ucam,Incam usw. Dieser Schritt ist für die weitere Verarbeitung und Analyse unerlässlich.
4. Überprüfung der Spezifikationen:
   • Vergleichen Sie die in der Bestellung angegebenen Spezifikationen der Leiterplatte mit den in den Gerber-Dateien bereitgestellten Daten. Stellen Sie sicher, dass die Spezifikationen übereinstimmen, um Unstimmigkeiten im Herstellungsprozess zu vermeiden.
5. Prüfung der Fertigungskompatibilität:
   • Bewerten Sie die Spezifikationen und Funktionen in den Gerber-Dateien, um sicherzustellen, dass sie den Fertigungsmöglichkeiten Ihres PCB-Herstellungsprozesses entsprechen. Dazu gehört die Prüfung auf Verstöße gegen Designregeln und Herstellbarkeitsprobleme.

Erstellen Sie Netz- und Stahlgitterdateien

Erstellen Sie Netz- und Stahlgitterdateien und optimieren Sie diese. Beispielsweise können Kupferschichten, die zum selben Netz gehören, optimiert und zusammengeführt werden, um die Datengröße zu reduzieren. Oberflächenmontierte Geräte (SMDs) können durch die Umwandlung in Pads optimiert werden, und SMDs und Ball Grid Arrays können spezifische Dateiattribute zugewiesen werden (BGA) Komponenten, um nachfolgende Produktionsprozesse zu optimieren.

Um die Produktion zu optimieren und Daten für eine spätere Optimierung zu optimieren, CAM-Ingenieure, ist eine umfassende Überprüfung und Optimierung des im Bild dargestellten Kupfers notwendig.

Definieren Sie Lochattribute und erhöhen Sie die Bohrergröße.

A. Lochattribute richtig definieren (Via, plattiertes Durchgangsloch (PTH), nicht plattiertes Durchgangsloch (NPTH)).

B. Wenn der Kunde keine Bohrdateien zur Verfügung stellt, wandeln Sie die separate Bohrzeichnung in Bohrdaten um.

C. Achten Sie beim Erstellen von Slots auf deren Größe, die manchmal in Textfeldern angegeben wird.

D. Berücksichtigen Sie die Spezifikationen der Platine (z. B. Lötmaskendicke +0.15 mm, Eintauchen in Gold, Vergoldung, Eintauchen in Zinn +0.1 mm, alle NPTH-Löcher +0.05 mm).

E. Berücksichtigen Sie etwaige besondere Anforderungen des Kunden.

F. Verwenden Sie die separate Bohrzeichnung, um auf Probleme wie zu große, zu kleine, zu große oder unzureichende Löcher sowie auf eine Fehlausrichtung der Löcher zu prüfen.

G. Optimieren Sie das Bohrband.

Innenschichtfolien modifizieren.

A. Negative Innenschicht:

Hinweis:
A. Alle auf dem Negativfilm dargestellten Grafiken müssen geätzt werden.
B. Größe der Isolationspads (0.15–0.30 mm).
C. Öffnungsgröße für Lötmaskenpads (innere Schicht: um 0.2 mm oder mehr größer als das Loch, äußere Schicht: um 0.4 mm oder mehr größer als das Loch, Öffnungslinie: 0.25 mm).
D. V-Schnitt-Kupferentfernung an der Platinenkante (basierend auf der Platinendicke).
e. Stellen Sie sicher, dass die Lötmaskenpads vollständig von den umgebenden Isolationspads isoliert sind.
F. Berücksichtigen Sie die Notwendigkeit eines Schrumpfungsfaktors.

B. Positive Innenschicht:

Hinweis:
A. Entfernen Sie eigenständige Pads (sofern nicht durch Kundenanforderungen angegeben; normalerweise während der Produktion entfernen).
B. Kompensieren Sie Spuren (fügen Sie den Kompensationswert basierend auf unterschiedlichen Kupferfoliendicken hinzu).
C. Optimieren Sie die Leiterbahnen (Abstand zwischen Via-PTH-Ringen und Abstand zwischen Löchern, Leiterbahnen und Pads).
D. Tropfen hinzufügen.
e. Füllen Sie kleine Lücken.
F. Entfernen Sie die innere Kupferfolie (an den Platinenkanten und V-Schnittbereichen).
G. Erwägen Sie die Verkupferung der Prozesskanten und vermeiden Sie V-Schnittlinien und Bohrlöcher.
H. Berücksichtigen Sie die Notwendigkeit eines Expansions-/Kontraktionsfaktors.
ich. Große Kupferbereiche in der Innenschicht in der Nähe von Goldfingern sollten entlang der schrägen Kante des Goldfingers bis zu einer Tiefe von 0.5 mm nach innen entfernt werden.

Spuren der äußeren Schicht

Denken Sie vor dem Lesen des Artikels nach: Muss die Verkabelung im Bild unten optimiert werden oder liegt ein Problem vor?

• Spurenkompensation.
• Entfernen Sie NPTH-Pads.
• Leiterbahnen optimieren (Lochringgröße, Abstand).
• Tropfen hinzufügen (nach Bedarf, im Allgemeinen nicht hinzugefügt).
• Entfernen Sie Kupfer aus NPTH- und PTH-Löchern ohne Lötmaske. PTH-Löcher ohne Lötmaske sollten kleinere Ringringe als die Lochgröße haben.
• Kupfer-Freiraumgröße.
• Füllen Sie kleine Lücken und Nadellöcher.
• V-Schnitt und Kupferentfernung an den Platinenkanten.
• Die Goldfinger der Innenschicht sollten im Goldfingerbereich nach innen vertieft sein.
• Goldfinger-Leitdrähte, Leitungen, Blindfinger.
• Berücksichtigen Sie eventuelle Sonderwünsche des Kunden.
• Ob den Leiterbahnen UL-Kennzeichnungen hinzugefügt werden sollen.
• Legt fest, ob der geätzte Text auf den Spuren um 0.25 mm verschoben werden soll.
•  Ob V-förmige Testpads hinzugefügt werden sollen.
• Erstellen Sie für V-förmige Bretter NPTH-Löcher.
• Die leitenden Goldfingerdrähte sollten einen Pfad mit der Platinenkante bilden.

Lötmaske

A. Ist das Lötmaskenfenster groß genug (0.05–0.08 mm größer als das Leiterbahnpad)?
B. Gibt es irgendwelche sichtbaren Spuren? Stellen Sie sicher, dass das Lötstopppad mindestens 0.07 mm von der Leiterbahn entfernt ist.
C. Fügen Sie für NPTH- und Nicht-Lötmaskenlöcher Ringringe hinzu, die 0.15 mm größer als die Lochgröße sind.
D. Grüne Lötstopplackbrücken sollten mindestens 0.075 mm breit sein (für andere Farben mindestens 0.1 mm breit).
e. Für Löcher mit einem Durchmesser von 0.8 mm, die nicht mit Fenstern versehen sind, fügen Sie Ringringe hinzu, die 0.15 mm kleiner als die Lochgröße sind.
F. Berücksichtigen Sie den Aushärtungszyklus der Lötstoppmaske und stellen Sie sicher, dass die UL-Kennzeichnungen nicht übersehen werden.
G. Erstellen Sie Lötmaskenfenster für Goldfingeröffnungen und Dummy-Fingeröffnungen.
H. Bestimmen Sie, ob Lötmaskenfenster für Testpads erstellt werden sollen.
ich. Wenn bei Platinen mit V-Schnitt der Abstand zwischen dem Durchgangsloch und dem Pad oder BGA weniger als 0.15 mm beträgt, gehen Sie entsprechend vor.
J. Fügen Sie Ringringe für Hilfslöcher und explosionsgeschützte Löcher hinzu.
k. Bestimmen Sie die Art von Durchgangslöchern mit Fenstern und wie Sie mit dem Verstopfen der Lötstoppmaske umgehen.

Seidensiebdruck

A. Überprüfen Sie die Breite der Zeichen und optimieren Sie das Seitenverhältnis der Zeichen.
B. Überprüfen Sie die Polarität der Zeichen und optimieren Sie sie.
C. Überprüfen Sie, ob an der Platinenkante und in den V-Schnittbereichen eingravierte Zeichen vorhanden sind.

D. Stellen Sie sicher, dass UL-Markierungen und -Zyklen gemäß den Kundenanforderungen hinzugefügt werden, und bestätigen Sie deren Platzierung relativ zu den Formlinien, wobei V-Schnittlinien vermieden werden.
e. Stellen Sie sicher, dass der Abstand zwischen Text und Markierungsfeldern auf einer Seite mindestens 0.1 mm beträgt.

Zeichnung formen

A. Stimmen alle Daten mit den Gerber-Dateien überein?

B. Gibt es Fälle mit mehreren Steckplätzen oder fehlenden Steckplätzen?

C. Sind die Positionierungslöcher im Abstand von 1.0 mm platziert und werden NPTH-Löcher verwendet?

D. Sind alle Standards vollständig und korrekt?

e. Ist die verbleibende Dicke nach dem V-Schnitt korrekt?

F. Sind die Anforderungen an die abgeschrägte Kante der Goldfinger korrekt?

Bitte überprüfen Sie die Umformzeichnung, um sicherzustellen, dass diese Aspekte genau dargestellt und mit den beabsichtigten Spezifikationen übereinstimmen.

Endkontrolle

Vergleichen Sie nach Abschluss der CAM-Produktion sorgfältig die endgültige Ausgabe mit dem Originalmanuskript, um die Genauigkeit sicherzustellen. Überprüfen Sie die Gerber-Fertigungsanweisungen und führen Sie anschließend eine gründliche DFM-Analyse mithilfe von Software durch, um die Einhaltung der Spezifikationen zu bewerten. Überprüfen Sie außerdem sorgfältig, ob überschüssige oder fehlende Pads vorhanden sind.

Im Bild oben gibt es eine Inkonsistenz in der Größe eines der Löcher innerhalb derselben Komponentengrundfläche. Wenn diese Lochgröße mit der angegebenen Lochtabelle übereinstimmt, ist es Ihrer Meinung nach notwendig, dies mit dem Designer zu klären? Für weitere Diskussionen oder andere Fragen können Sie sich gerne an unsere Ingenieure wenden. Wir ermutigen ausdrücklich, sich an Diskussionen zu beteiligen.Jetzt diskutieren

Führen Sie gleichzeitig eine umfassende Untersuchung des Routings, der Lötmaske und der Zeichenschichten durch, um etwaige Anomalien oder Unregelmäßigkeiten zu identifizieren. Dieser ganzheitliche Ansatz gewährleistet die Erkennung etwaiger Auffälligkeiten im Design.

Führen Sie mithilfe einer Software drei Runden Netzwerkvergleichsprüfungen durch, um sicherzustellen, dass die Dateien frei von Netzwerkproblemen sind. Dieser Schritt ist wichtig, um die Integrität der Daten zu wahren. Wenn in den ursprünglichen Gerber-Dateien Netzwerkprobleme festgestellt werden, stellen Sie umgehend eine Angebotsanfrage, um die Probleme zeitnah zu beheben.

Exportieren Sie die Gerberdateien zur Panelisierung, generieren Sie die erforderlichen Filme und vervollständigen Sie die ERP-Daten und die Dokumentation des Produktionsprozesses sorgfältig. Dies gewährleistet genaue Informationen für effiziente Fertigungsprozesse und erleichtert eine reibungslose Ausführung.

Fazit

CAM-Ingenieure sind sehr erfahrene Fachleute, deren Arbeit ein hohes Maß an Fachwissen erfordert. Bei Hochsprung Electronics verfügen wir über ein Team von Ingenieuren mit über zehn Jahren Erfahrung, die alle mit verschiedenen Arten von Gerber-Dateien gearbeitet haben. Mit ihrer umfangreichen Leiterplattenherstellung Erfahrung sind sie in der Lage, unnötige Fehler zu vermeiden und die Produktivität zu steigern.

CAM-Ingenieure stoßen häufig auf zahlreiche technische Probleme. In dieser Folge werden wir nur einige dieser Probleme auflisten. In der nächsten Ausgabe geben wir einen detaillierten Überblick über häufige Probleme im CAM-Engineering und geben Optimierungsempfehlungen für die Konstruktion.