Plik centroidu do montażu PCB używanego w produkcji SMT

W Highleap Electronics codziennie weryfikujemy pliki centroidów (umiejscowienie/XY) pod kątem produkcji płytek PCB i montażu SMT . Eksport centroidów jest poprawny tylko wtedy, gdy jest zgodny z zestawem danych produkcyjnych . Oznacza to, że konspekt Gerbera , dane wierceń , rewizja zestawienia materiałów (BOM) i wszelkie reguły panelizacji muszą pochodzić z tego samego pakietu.

Ten przewodnik wyjaśnia, jak generować dane centroidów, które są przejrzyste, spójne i gotowe do programowania fabrycznego. Opiera się on na tych samych praktycznych zasadach, co nasza specyfikacja wymagań dotyczących plików pick-and-place – ponieważ pliki centroidów i pliki pick-and-place często stanowią ten sam zbiór danych o rozmieszczeniu pod różnymi nazwami.

---

Czym jest plik centroid

Plik centroidu jest również nazywany plikiem rozmieszczenia komponentów , plikiem XY lub plikiem pick-and-place . Informuje on maszynę SMT o położeniu środkowym (lub zdefiniowanym punkcie podniesienia ) każdego komponentu, jego obrocie oraz o tym, czy jest on umieszczony na górnej , czy dolnej stronie płytki PCB.

Podczas NPI lub pierwszych kompilacji, monter zazwyczaj porównuje plik centroidu z plikami Gerber (kontur + pady) i BOM , aby potwierdzić, czy współrzędne i orientacje odpowiadają dokładnej wersji montowanej płytki.

Plik centroidu i plik „podnieś i umieść”

Wiele narzędzi CAD używa zamiennie terminów centroid i pick and place. W praktyce oba te terminy zazwyczaj zawierają te same kolumny bazowe: RefDes , X , Y , Rotation i Side . Różnice często dotyczą jedynie nagłówków, nazw kolumn lub szablonu eksportu.

Jeśli potrzebujesz jasnego punktu odniesienia w zakresie formatowania i konwencji, zapoznaj się z naszym przewodnikiem dotyczącym wymagań dotyczących wyboru i umieszczenia pliku.

Dlaczego dokładność centroidu ma znaczenie

Błędy centroidu stają się błędami rozmieszczenia. W przypadku małych elementów pasywnych i pakietów o małym skoku, nawet niewielkie przesunięcie może zwiększyć efekt tombstoningu, przekoszenie, mostkowanie i fałszywe wywołania AOI. Im mniejszy skok, tym bardziej wrażliwa jest konstrukcja na dokładność koordynacji i obrotu.

Uwaga: Powyższe zakresy mają charakter orientacyjny. Rzeczywiste możliwości rozmieszczania zależą od modelu maszyny, rozmiaru płytki, znaczników, kontroli szablonu/pasty oraz dostrojenia procesu.

---

Wymagania formatu pliku centroid

Plik centroidu gotowy do produkcji powinien być czytelny maszynowo i jednoznaczny. Formaty CSV i TXT rozdzielone tabulatorami są powszechnie akceptowane. Najważniejsze są spójne kolumny, pola współrzędnych zawierające wyłącznie wartości numeryczne oraz czytelne opisy jednostek , początku układu współrzędnych i konwencji obrotu.

Aby uzyskać najlepszą kompatybilność, dostosuj eksport do wymagań dotyczących pobierania i umieszczania plików : zadbaj o to, aby dane były oczywiste nawet wtedy, gdy plik zostanie otwarty poza narzędziem CAD.

Wymagane kolumny

• Oznaczenie odniesienia (RefDes) musi być zgodny z BOM
• Lokalizacja X współrzędna numeryczna z określonego początku
• Lokalizacja Y współrzędna numeryczna z określonego początku
• Rotacja stopnie numeryczne z udokumentowaną konwencją
• Bok Górny lub dolny

Polecane kolumny

• Wartość lub opis pomaga fabryce szybko potwierdzić klasę części
• Opakowanie lub ślad pomaga zidentyfikować podajniki i dysze
• MPN opcjonalne, ale pomocne przy kompletowaniu i redukcji niejednoznaczności

Notatki do uwzględnienia w nagłówku

• Jednostki mm lub mil (preferowany mm)
• Origin lewy dolny róg obrysu planszy lub środek planszy — wyraźnie to zaznacz
• Znaczenie współrzędnych środek ciężkości komponentu a punkt odbioru — wyraźnie to określ
• Kierunek obrotów wiele systemów korzysta z CCW pozytywnego, ale potwierdź swój eksport CAD
• Zakres obrotu 0–360 (unikaj kątów ujemnych, chyba że wyraźnie to udokumentujesz)
• Zachowanie od dołu określ, czy dane dolne są lustrzanym odbiciem, czy nie
• Rewizja zarządu musi być zgodny z plikami Gerber i wersją 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

Dokładność współrzędnych

• Minimum 3 miejsca po przecinku (mm)
• Polecane 4 miejsca po przecinku dla gęstego SMT
• Praktyczna granica 6 miejsc po przecinku – powyżej tego miejsca rzadko ma to znaczenie

Jeśli przygotowujesz kompletny pakiet przekazania wykraczający poza pliki centroid — w tym pliki Gerber, pliki wierteł, zestawienie materiałów i rysunki — użyj tej listy kontrolnej, aby uniknąć pominięcia elementów: Uzupełnij wymagania dotyczące pliku zespołu.

---

Jak określa się współrzędne środka ciężkości

Większość narzędzi CAD eksportuje współrzędne centroidu z definicji biblioteki footprintów. Jeśli początek footprintu lub punkt odbioru jest zdefiniowany nieprawidłowo, centroid może zostać przesunięty, nawet jeśli pola kontaktowe wyglądają poprawnie w edytorze. Zrozumienie typowej logiki centroidów pomaga wcześnie wykryć problemy z biblioteką — zanim staną się one problemami w programowaniu złożeń.

Komponenty dwupłytkowe

W przypadku symetrycznych części układu scalonego, środek ciężkości zwykle znajduje się w punkcie środkowym między środkami padów:

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

Układy scalone wielopinowe

W przypadku typowych footprintów QFP, QFN i SOIC, centroid jest zazwyczaj geometrycznym środkiem układu padów (lub zdefiniowanym środkiem korpusu). Problemy zazwyczaj wynikają z umiejscowienia początku footprintu lub niespójnych konwencji bibliotecznych.

• Początek śladu ustawiony w narożniku zamiast w środku korpusu
• Biblioteka zbudowana na podstawie innego odniesienia (dziedziniec vs. korpus vs. środek tablicy padów)
• Nieprawidłowy punkt odbioru w przypadku części o nietypowym kształcie

BGA

W przypadku układów BGA środek ciężkości zwykle znajduje się w środku układu kulek, często w punkcie środkowym między przeciwległymi rogami:

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

Złącza i elementy o nietypowych kształtach

W przypadku komponentów niesymetrycznych, najlepszym punktem umieszczenia może być punkt odbioru podany w karcie katalogowej, a nie geometryczny środek korpusu. Jest to powszechne w przypadku dużych złączy, modułów, osłon i elementów o asymetrycznym rozkładzie masy. Jeśli karta katalogowa określa punkt odbioru, należy go użyć i opisać w nagłówku.

Zweryfikuj swój plik centroid

---

Biegunowość obrotowa i części specjalne

Nawet przy prawidłowych współrzędnych X i Y, problemy z obrotem mogą przerwać montaż. Monterzy zazwyczaj weryfikują obrót, sprawdzając niewielki zestaw elementów kotwiących: jeden układ scalony dla pinu 1 , jeden element spolaryzowany i co najmniej jeden element od spodu, aby potwierdzić zachowanie lustrzanego odbicia.

Konwencja rotacji i odniesienie zerowe

• Kierunek obrotu jest często przeciwny do ruchu wskazówek zegara, ale nie jest uniwersalny
• Odniesienie zerowe jest definiowane przez domyślną orientację biblioteki footprintów
• Nie „naprawiaj” obrotów w programie Excel; popraw reguły biblioteki/eksportu i wygeneruj ponownie
• Części znajdujące się od spodu mogą wymagać odbicia lustrzanego w zależności od ustawień eksportu CAD i narzędzia do importu fabrycznego

Komponenty spolaryzowane

• ICs sprawdź, czy orientacja pinu 1 jest zgodna z oznaczeniem płytki PCB i wskaźnikiem obudowy
• Diody i TVS sprawdź, czy pasek katody pasuje do wzoru na powierzchni i sitodruku
• Elektrolityki i tantal sprawdź, czy oznaczenia biegunowości pasują do biegunowości podkładki

Części wciskane i punkty odniesienia dla diod LED

• diody LED środek ciężkości w środku ciała; obrót definiuje orientację anody/katody
• Złączki wciskane uwzględnij tylko w przypadku montażu maszynowego; zwróć uwagę na wszelkie specjalne obchodzenie się
• Powiernicy użyj prawdziwego środka odniesienia; obrót ustawiony na 0

Aby zapoznać się ze szczegółowymi wskazówkami dotyczącymi projektowania zespołów płytek PCB — obejmującymi punkty odniesienia, szyny narzędziowe, elementy zabezpieczające i zasady dotyczące paneli — zapoznaj się z zasadami projektowania zespołów.

---

Jak sprawdzić poprawność pliku centroid

Prosta, powtarzalna procedura walidacji wychwytuje większość problemów związanych z centroidami przed rozpoczęciem produkcji. Skup się najpierw na błędach systematycznych, takich jak początek , jednostki i konwencja obrotu . Następnie poszukaj izolowanych problemów z zasięgiem.

Kontrola nakładki wizualnej

• Nałóż punkty centroidalne na kontur Gerbera i podkładki miedziane (warstwa montażowa pomaga)
• Najpierw sprawdź komponenty narożne, aby szybko wykryć niezgodność punktów początkowych
• Sprawdź co najmniej jedną część w każdej kategorii: elementy pasywne, układy scalone, części spolaryzowane, części znajdujące się od spodu

Kontrole automatyczne

• Porównaj liczbę komponentów z BOM (tylko umieszczone części)
• Sprawdź, czy wszystkie współrzędne mieszczą się w obrysie planszy
• Sprawdź, czy współrzędne nie są zduplikowane (mogą wskazywać na ułożone na sobie części, punkty odniesienia lub problemy z eksportem)
• Sprawdź poprawność wartości obrotów i poszukaj nietypowych kątów

Pierwsza pętla sprzężenia zwrotnego artykułu

• Po pierwszym przebiegu sprawdź rozmieszczenie i zmierz ewentualne systematyczne przesunięcia
• Korekta dokumentów i aktualizacja ustawień eksportu CAD lub definicji bibliotek
• Wygeneruj ponownie plik centroidu z tej samej wersji co pliki Gerber i BOM

Zalecane nazewnictwo pakietów przekazania (zapobiega niezgodności wersji)

• NazwaProjektu_RevA_Gerber.zip
• ProjectName_RevA_Drill.zip (lub zawarty w pliku zip Gerber)
• NazwaProjektu_RevA_BOM.xlsx
• NazwaProjektu_RevA_Centroid.csv
• NazwaProjektu_RevA_RysunkiZespołu.pdf

Jeśli chcesz zastosować dodatkowe środki bezpieczeństwa w przypadku płyt o dużej gęstości, nowych footprintów lub pierwszych konstrukcji, nasi inżynierowie mogą przed produkcją dokonać przeglądu pochodzenia, jednostek i konwencji rotacji: Bezpłatny przegląd DFM.

W razie pytań dotyczących pliku centroidu lub w razie potrzeby uzyskania pomocy w zakresie jego walidacji skontaktuj się z firmą Highleap Electronics — zwłaszcza jeśli nie masz pewności co do definicji punktu początkowego, ustawień jednostek lub zachowania się obrotu dolnej części.