Αρχείο Centroid για συναρμολόγηση PCB που χρησιμοποιείται στην κατασκευή SMT

Στην Highleap Electronics , εξετάζουμε καθημερινά τα αρχεία κεντροειδούς (τοποθέτηση/XY) για την κατασκευή PCB και τη συναρμολόγηση SMT . Μια εξαγωγή κεντροειδούς είναι σωστή μόνο όταν ταιριάζει με το σύνολο δεδομένων παραγωγής . Αυτό σημαίνει ότι το περίγραμμα Gerber , τα δεδομένα τρυπανιού , η αναθεώρηση BOM και τυχόν κανόνες πάνελ πρέπει να προέρχονται από το ίδιο πακέτο κατασκευής.

Αυτός ο οδηγός εξηγεί πώς να δημιουργήσετε δεδομένα κεντροειδούς που είναι σαφή, συνεπή και έτοιμα για εργοστασιακό προγραμματισμό. Ακολουθεί τους ίδιους πρακτικούς κανόνες με την προδιαγραφή απαιτήσεων αρχείου επιλογής και τοποθέτησης — επειδή τα αρχεία κεντροειδούς και τα αρχεία επιλογής και τοποθέτησης είναι συχνά το ίδιο σύνολο δεδομένων τοποθέτησης με διαφορετικά ονόματα.

---

Τι είναι ένα αρχείο κεντροειδούς

Ένα αρχείο κεντροειδούς ονομάζεται επίσης αρχείο τοποθέτησης εξαρτημάτων , αρχείο XY ή αρχείο επιλογής και τοποθέτησης . Υποδεικνύει στο μηχάνημα επιλογής και τοποθέτησης SMT την κεντρική θέση (ή ένα καθορισμένο σημείο παραλαβής ) κάθε εξαρτήματος, την περιστροφή του και εάν τοποθετείται στην επάνω ή στην κάτω πλευρά της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Κατά τη διάρκεια του NPI ή των πρώτων κατασκευών, ο assembler συνήθως διασταυρώνει το αρχείο κεντροειδούς με το Gerber (περίγραμμα + pads) και το BOM για να επιβεβαιώσει ότι οι συντεταγμένες και οι προσανατολισμοί ταιριάζουν με την ακριβή αναθεώρηση της πλακέτας που συναρμολογείται.

Αρχείο Centroid και αρχείο επιλογής και τοποθέτησης

Πολλά εργαλεία CAD χρησιμοποιούν τους όρους centroid και pick και place εναλλακτικά. Στην πράξη, και οι δύο συνήθως περιέχουν τις ίδιες βασικές στήλες: RefDes , X , Y , Rotation και Side . Οι διαφορές συχνά έγκεινται απλώς στις κεφαλίδες, στην ονομασία στηλών ή στο πρότυπο εξαγωγής.

Εάν χρειάζεστε μια σαφή γραμμή βάσης για τη μορφοποίηση και τις συμβάσεις, ανατρέξτε στον οδηγό απαιτήσεων επιλογής και τοποθέτησης αρχείων.

Γιατί έχει σημασία η ακρίβεια του κεντροειδούς

Τα σφάλματα κεντροειδούς γίνονται σφάλματα τοποθέτησης. Σε μικρά παθητικά και πακέτα με λεπτό τονικό ύψος, ακόμη και μια μικρή μετατόπιση μπορεί να αυξήσει το tombstoning, το skew, το bridging και τις ψευδείς κλήσεις AOI. Όσο πιο σφιχτό είναι το τονικό ύψος, τόσο πιο ευαίσθητη είναι η κατασκευή στον συντονισμό και την ακρίβεια περιστροφής.

Σημείωση: Τα παραπάνω εύρη είναι μόνο ενδεικτικά. Η πραγματική δυνατότητα τοποθέτησης εξαρτάται από το μοντέλο του μηχανήματος, το μέγεθος της σανίδας, τα χαρακτηριστικά, τον έλεγχο στένσιλ/επικόλλησης και τη ρύθμιση της διαδικασίας.

---

Απαιτήσεις μορφής αρχείου Centroid

Ένα αρχείο κεντροειδούς έτοιμο για χρήση από το εργοστάσιο θα πρέπει να είναι αναγνώσιμο από μηχανήματα και σαφές. Το CSV και το TXT με οριοθέτηση στηλοθέτη είναι ευρέως αποδεκτά. Αυτό που έχει μεγαλύτερη σημασία είναι οι συνεπείς στήλες, τα πεδία συντεταγμένων που περιέχουν μόνο αριθμητικά στοιχεία και οι σαφείς σημειώσεις για τις μονάδες , την αρχή και τη σύμβαση περιστροφής.

Για καλύτερη συμβατότητα, ευθυγραμμίστε την εξαγωγή σας με τις απαιτήσεις pick-and-place-file : κάντε τα δεδομένα αυτονόητα ακόμα και όταν το αρχείο ανοίγεται εκτός του εργαλείου CAD σας.

Απαιτούμενες στήλες

• Αναφέρων προσδιοριστής (RefDes) πρέπει να ταιριάζει με το BOM
• Τοποθεσία X αριθμητική συντεταγμένη από την καθορισμένη αρχή
• Τοποθεσία Y αριθμητική συντεταγμένη από την καθορισμένη αρχή
• Περιστροφή αριθμητικές μοίρες με τεκμηριωμένη σύμβαση
• Πλευρά Πάνω ή κάτω

Προτεινόμενες στήλες

• Τιμή ή περιγραφή βοηθά το εργοστάσιο να επιβεβαιώσει γρήγορα την κατηγορία του εξαρτήματος
• Συσκευασία ή αποτύπωμα βοηθά στην αναγνώριση τροφοδοτών και ακροφυσίων
• MPN προαιρετικό αλλά χρήσιμο για τον εξοπλισμό και τη μείωση της ασάφειας

Σημειώσεις κεφαλίδας προς συμπερίληψη

• Μονάδες mm ή mil (προτιμάται το mm)
• Προέλευση κάτω αριστερή γωνία του περιγράμματος ή του κέντρου του πίνακα—δηλώστε το με σαφήνεια
• Σημασία συντεταγμένων κέντρο εξαρτήματος έναντι σημείου λήψης—δηλώστε το σαφώς
• Κατεύθυνση περιστροφής Πολλά συστήματα χρησιμοποιούν CCW θετικό, αλλά επιβεβαιώνουν την εξαγωγή CAD σας
• Εύρος περιστροφής 0–360 (αποφύγετε τις αρνητικές γωνίες εκτός εάν το τεκμηριώσετε ρητά)
• Συμπεριφορά από κάτω καθορίστε εάν τα δεδομένα βυθού αντικατοπτρίζονται ή όχι
• Αναθεώρηση διοικητικού συμβουλίου πρέπει να ταιριάζει με την Gerbers και την αναθεώρηση BOM

# Centroid File - Board Rev A
# Units: Millimeters
# Origin: Lower-left corner of board outline
# Coordinates represent: Component centroid (center of footprint)
# Rotation: Counterclockwise positive, 0–360
# Bottom data: Not manually mirrored (handled by import tool if needed)
#
RefDes,X(mm),Y(mm),Rotation(deg),Side,Value,Package,MPN
C1,5.080,12.700,0,Top,100nF,0603,CL10B104KB8NNNC
C2,7.620,12.700,0,Top,1uF,0603,GRM188R61E105KA12D
R1,10.160,15.240,90,Top,10K,0402,RC0402FR-0710KL
U1,25.400,20.320,0,Top,MCU,LQFP48,STM32F103C8T6
U2,35.560,20.320,180,Bottom,Driver,QFN-16,EXAMPLE-MPN

Ακρίβεια συντεταγμένων

• Ελάχιστο 3 δεκαδικά ψηφία (mm)
• Συνιστάται 4 δεκαδικά ψηφία για πυκνό SMT
• Πρακτικό όριο 6 δεκαδικά ψηφία—πέραν αυτού σπάνια έχει νόημα

Εάν προετοιμάζετε ένα πλήρες πακέτο μεταβίβασης πέρα ​​από τα αρχεία κεντροειδούς—συμπεριλαμβανομένων των αρχείων Gerber, τρυπανιού, BOM και σχεδίων—χρησιμοποιήστε αυτήν τη λίστα ελέγχου για να αποφύγετε τυχόν ελλείψεις στοιχείων: Πλήρεις απαιτήσεις αρχείου συναρμολόγησης.

---

Πώς προσδιορίζονται οι κεντροειδείς συντεταγμένες

Τα περισσότερα εργαλεία CAD εξάγουν συντεταγμένες κεντροειδούς από τον ορισμό της βιβλιοθήκης αποτυπώματος. Εάν η προέλευση ή το σημείο λήψης του αποτυπώματος δεν έχει οριστεί σωστά, το κεντροειδές μπορεί να μετατοπιστεί ακόμα και όταν τα pads φαίνονται σωστά στον επεξεργαστή. Η κατανόηση της κοινής λογικής κεντροειδούς σάς βοηθά να εντοπίσετε τα προβλήματα της βιβλιοθήκης νωρίς—πριν αυτά γίνουν προβλήματα προγραμματισμού assembly.

Στοιχεία δύο μαξιλαριών

Για συμμετρικά τμήματα τσιπ, το κέντρο βάρους είναι συνήθως το μέσο σημείο μεταξύ των κέντρων των μαξιλαριών:

X_centroid = (X_pad1 + X_pad2) / 2
Y_centroid = (Y_pad1 + Y_pad2) / 2

Πολλαπλών ακίδων ολοκληρωμένα κυκλώματα

Για κοινά αποτυπώματα QFP, QFN και SOIC, το κεντροειδές είναι συνήθως το γεωμετρικό κέντρο της διάταξης pad (ή το καθορισμένο κέντρο σώματος). Τα προβλήματα συνήθως προέρχονται από την τοποθέτηση της προέλευσης του αποτυπώματος ή από ασυνεπείς συμβάσεις βιβλιοθήκης.

• Η προέλευση του αποτυπώματος έχει οριστεί σε μια γωνία αντί για το κέντρο του σώματος
• Βιβλιοθήκη κατασκευασμένη από διαφορετική αναφορά (αυλή vs σώμα vs κέντρο διάταξης μαξιλαριών)
• Λανθασμένο σημείο λήψης σε εξαρτήματα με περίεργο σχήμα

BGAs

Για τα BGA, το κεντροειδές είναι συνήθως το κέντρο της συστοιχίας σφαιρών, συχνά το μέσο σημείο μεταξύ αντίθετων γωνιών:

X_centroid = (X_A1 + X_corner_opposite) / 2
Y_centroid = (Y_A1 + Y_corner_opposite) / 2

Συνδέσεις και εξαρτήματα περίεργης μορφής

Για μη συμμετρικά εξαρτήματα, το καλύτερο σημείο τοποθέτησης μπορεί να είναι η θέση συλλογής στο φύλλο δεδομένων και όχι το γεωμετρικό κέντρο του σώματος. Αυτό είναι σύνηθες για μεγάλους συνδέσμους, μονάδες, ασπίδες και εξαρτήματα με ασύμμετρη κατανομή μάζας. Εάν το φύλλο δεδομένων καθορίζει ένα σημείο συλλογής, χρησιμοποιήστε το και καταγράψτε το στις σημειώσεις κεφαλίδας.

Επαληθεύστε το αρχείο Centroid σας

---

Πολικότητα περιστροφής και ειδικά μέρη

Ακόμα και με σωστές συντεταγμένες X και Y, τα προβλήματα περιστροφής μπορούν να σταματήσουν μια κατασκευή. Οι συναρμολογητές συνήθως επαληθεύουν την περιστροφή ελέγχοντας ένα μικρό σύνολο εξαρτημάτων αγκύρωσης: ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα για την ακίδα 1 , μία πολωμένη συσκευή και τουλάχιστον ένα εξάρτημα στην κάτω πλευρά για να επιβεβαιώσουν τη συμπεριφορά κατοπτρισμού.

Σύμβαση περιστροφής και μηδενική αναφορά

• Η κατεύθυνση περιστροφής είναι συχνά αριστερόστροφα θετική, αλλά όχι καθολική
• Η μηδενική αναφορά ορίζεται από τον προεπιλεγμένο προσανατολισμό της βιβλιοθήκης αποτυπώματος
• Μην «διορθώνετε» τις περιστροφές στο Excel; διόρθωση των κανόνων βιβλιοθήκης/εξαγωγής και δημιουργία νέου
• Τα κάτω μέρη ενδέχεται να απαιτούν κατοπτρισμό ανάλογα με τις ρυθμίσεις εξαγωγής CAD και το εργαλείο εισαγωγής εργοστασίου

Πολωμένα εξαρτήματα

• ICs επιβεβαιώστε ότι ο προσανατολισμός της ακίδας 1 ταιριάζει με τη σήμανση PCB και την ένδειξη συσκευασίας
• Δίοδοι και TVS επιβεβαιώστε ότι η λωρίδα καθόδου ταιριάζει με το μοτίβο της γης και τη μεταξοτυπία
• Ηλεκτρολυτικά και ταντάλιο επιβεβαιώστε τα σημάδια πολικότητας που ταιριάζουν με την πολικότητα του ταμπόν

LED με πρεσαριστά εξαρτήματα και εμπιστευτικά στοιχεία

• LEDs κεντροειδές στο κέντρο του σώματος· η περιστροφή καθορίζει τον προσανατολισμό ανόδου/καθόδου
• Συνδετήρες με πίεση να περιλαμβάνεται μόνο εάν τοποθετείται σε μηχανή· σημειώστε τυχόν ειδικούς χειρισμούς
• Αξιωματούχοι χρήση του πραγματικού εμπιστευτικού κέντρου· η περιστροφή ορίζεται στο 0

Για ευρύτερες οδηγίες σχεδιασμού συναρμολόγησης PCB—συμπεριλαμβανομένων των ενδείξεων, των ραγών εργαλείων, των προστατευτικών φραγμών και των κανόνων πίνακα—ανατρέξτε στους Κανόνες σχεδιασμού συναρμολόγησης.

---

Πώς να επικυρώσετε ένα αρχείο centroid

Μια απλή, επαναλαμβανόμενη ρουτίνα επικύρωσης εντοπίζει τα περισσότερα προβλήματα που σχετίζονται με τα κεντροειδή πριν από την παραγωγή. Εστιάστε πρώτα σε συστηματικά σφάλματα όπως η προέλευση , οι μονάδες και η σύμβαση περιστροφής . Στη συνέχεια, αναζητήστε μεμονωμένα προβλήματα αποτυπώματος.

Οπτικός έλεγχος επικάλυψης

• Επικάλυψη σημείων κεντροειδούς στο περίγραμμα Gerber και στα χάλκινα μαξιλαράκια (βοηθά το στρώμα συναρμολόγησης)
• Ελέγξτε πρώτα τα γωνιακά εξαρτήματα για να εντοπίσετε γρήγορα την αναντιστοιχία προέλευσης
• Επαληθεύστε τουλάχιστον ένα εξάρτημα σε κάθε κατηγορία: παθητικά, ολοκληρωμένα κυκλώματα, πολωμένα εξαρτήματα, εξαρτήματα κάτω πλευράς

Αυτοματοποιημένοι έλεγχοι

• Συγκρίνετε τον αριθμό των εξαρτημάτων με το BOM (μόνο τα τοποθετημένα εξαρτήματα)
• Βεβαιωθείτε ότι όλες οι συντεταγμένες εμπίπτουν στο περίγραμμα του πίνακα
• Ελέγξτε για διπλότυπες συντεταγμένες (μπορεί να υποδεικνύουν στοιβαγμένα μέρη, εμπιστευτικά στοιχεία ή προβλήματα εξαγωγής)
• Ελέγξτε τις τιμές περιστροφής για λόγους λογικής και αναζητήστε ασυνήθιστες γωνίες

Βρόχος ανατροφοδότησης πρώτου άρθρου

• Επιθεωρήστε την τοποθέτηση μετά την πρώτη εκτέλεση και μετρήστε τυχόν συστηματική μετατόπιση
• Διορθώσεις εγγράφων και ενημέρωση ρυθμίσεων εξαγωγής CAD ή ορισμών βιβλιοθήκης
• Αναδημιουργήστε το αρχείο centroid από την ίδια αναθεώρηση με το Gerbers και το BOM

Συνιστώμενη ονομασία πακέτου μεταβίβασης (αποφεύγεται η αναντιστοιχία έκδοσης)

• Όνομα_Έργου_RevA_Gerber.zip
• ProjectName_RevA_Drill.zip (ή περιλαμβάνεται στο Gerber zip)
• Όνομα_Έργου_RevA_BOM.xlsx
• Όνομα_Έργου_RevA_Centroid.csv
• Όνομα_Έργου_Σχέδια_Συναρμολόγησης_Ανάλυση_.pdf

Αν θέλετε ένα επιπλέον βήμα ασφαλείας για πυκνές σανίδες, νέες επιφάνειες ή κατασκευές για πρώτη φορά, οι μηχανικοί μας μπορούν να ελέγξουν την προέλευση, τις μονάδες και τις συμβάσεις περιστροφής πριν από την παραγωγή: Δωρεάν έλεγχος DFM.

Επικοινωνήστε με την Highleap Electronics για ερωτήσεις σχετικά με τα αρχεία κεντροειδούς ή για βοήθεια με την επικύρωση, ειδικά εάν δεν είστε σίγουροι σχετικά με τον ορισμό προέλευσης, τις ρυθμίσεις μονάδας ή τη συμπεριφορά περιστροφής της κάτω πλευράς.