Arquivo de centroide para montagem de PCB usado na fabricação SMT

Na Highleap Electronics , revisamos arquivos de centroide (posicionamento/XY) diariamente para fabricação de PCBs e montagem SMT . Uma exportação de centroide só é correta quando corresponde ao conjunto de dados de produção . Isso significa que o contorno Gerber , os dados de furação , a revisão da lista de materiais (BOM) e quaisquer regras de panelização devem ser do mesmo pacote de construção.

Este guia explica como gerar dados de centroide claros, consistentes e prontos para programação de fábrica. Ele segue as mesmas regras práticas da nossa especificação de requisitos de arquivos de pick-and-place , pois arquivos de centroide e arquivos de pick-and-place geralmente são o mesmo conjunto de dados de posicionamento com nomes diferentes.

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O que é um arquivo de centroide?

Um arquivo de centroide também é chamado de arquivo de posicionamento de componentes , arquivo XY ou arquivo de pick-and-place . Ele informa à máquina de pick-and-place SMT a localização central (ou um ponto de coleta definido ) de cada componente, sua rotação e se ele será posicionado na parte superior ou inferior da placa de circuito impresso (PCB).

Durante a fase de NPI (Introdução de Novos Produtos) ou nas primeiras montagens, o montador normalmente compara o arquivo centroid com os arquivos Gerber (contorno + pads) e a lista de materiais (BOM) para confirmar se as coordenadas e orientações correspondem à revisão exata da placa que está sendo montada.

Arquivo de centroide e arquivo de seleção e colocação

Muitas ferramentas CAD usam os termos "centroide" e "selecionar e posicionar" como sinônimos. Na prática, ambos geralmente contêm as mesmas colunas principais: RefDes , X , Y , Rotação e Lado . As diferenças costumam ser apenas cabeçalhos, nomes de colunas ou o modelo de exportação.

Se você precisar de uma base clara para formatação e convenções, consulte nosso guia de requisitos de arquivos de seleção e posicionamento.

Por que a precisão do centroide é importante?

Erros no centroide se transformam em erros de posicionamento. Em componentes passivos pequenos e encapsulamentos com passo fino, mesmo um pequeno deslocamento pode aumentar o efeito de tombstoning, distorção, ponteamento e falsos alarmes de ângulo de incidência. Quanto menor o passo, mais sensível a montagem se torna à precisão de coordenadas e rotação.

Nota: Os intervalos acima são apenas indicativos. A capacidade real de posicionamento depende do modelo da máquina, do tamanho da placa, dos marcadores de referência, do controle do estêncil/pasta e do ajuste do processo.

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Requisitos do formato de arquivo Centroid

Um arquivo de centroide pronto para uso em fábrica deve ser legível por máquina e inequívoco. Os formatos CSV e TXT delimitados por tabulação são amplamente aceitos. O mais importante é a consistência das colunas, campos de coordenadas exclusivamente numéricos e notas claras sobre unidades , origem e convenção de rotação.

Para obter a melhor compatibilidade, alinhe sua exportação com os requisitos de seleção e posicionamento de arquivos : torne os dados autoexplicativos mesmo quando o arquivo for aberto fora da sua ferramenta CAD.

Colunas obrigatórias

• Designador de referência (RefDes) deve corresponder à lista de materiais.
• Localização X coordenada numérica a partir da origem definida
• Localização Y coordenada numérica a partir da origem definida
• rotação graus numéricos com convenção documentada
• Lado Parte superior ou inferior

Colunas recomendadas

• Valor ou descrição ajuda a fábrica a confirmar rapidamente a classe da peça.
• Embalagem ou pegada Ajuda a identificar alimentadores e bicos.
• MPN Opcional, mas útil para a criação de kits e redução de ambiguidades.

Notas de cabeçalho a incluir

• Monitoradas mm ou mil (mm é preferível)
• Origin canto inferior esquerdo do contorno do tabuleiro ou centro do tabuleiro — indique claramente.
• Significado de coordenadas centroide do componente versus ponto de coleta — especifique claramente.
• Direção de rotação Muitos sistemas usam CCW positivo, mas confirme a sua exportação CAD.
• Faixa de rotação 0–360 (evite ângulos negativos, a menos que você os documente explicitamente)
• Comportamento da parte inferior Especifique se os dados da parte inferior estão espelhados ou não.
• Revisão do Conselho Deve corresponder aos arquivos Gerber e à revisão da lista de materiais.

# 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

Precisão de coordenadas

• Mínimo 3 casas decimais (mm)
• Recomendado até 4 casas decimais para SMT denso
• Limite prático 6 casas decimais — além disso, raramente faz sentido.

Se você estiver preparando um pacote completo de entrega além dos arquivos de centroide — incluindo arquivos Gerber, furação, lista de materiais e desenhos — use esta lista de verificação para evitar itens faltantes: Requisitos completos do arquivo de montagem.

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Como as coordenadas do centroide são determinadas

A maioria das ferramentas CAD exporta as coordenadas do centroide da definição da biblioteca de footprints. Se a origem ou o ponto de coleta do footprint estiverem definidos incorretamente, o centroide pode ficar deslocado mesmo que os pads pareçam corretos no editor. Compreender a lógica comum do centroide ajuda a identificar problemas na biblioteca precocemente, antes que se tornem problemas na programação da montagem.

Componentes de dois pads

Para componentes de chip simétricos, o centroide geralmente é o ponto médio entre os centros dos pads:

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

CIs com múltiplos pinos

Para os formatos comuns QFP, QFN e SOIC, o centroide geralmente é o centro geométrico da matriz de pads (ou o centro do corpo definido). Os problemas normalmente surgem do posicionamento da origem do footprint ou de convenções inconsistentes da biblioteca.

• A origem da pegada foi definida para um canto em vez do centro do corpo.
• Biblioteca construída a partir de uma referência diferente (pátio vs corpo vs centro da matriz de almofadas)
• Ponto de encaixe incorreto em peças de formato irregular

BGA

Para BGAs, o centroide é tipicamente o centro da matriz de esferas, geralmente o ponto médio entre cantos opostos:

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

Conectores e componentes de formato irregular

Para componentes não simétricos, o melhor ponto de posicionamento pode ser o local de coleta indicado na folha de dados, em vez do centro geométrico do corpo. Isso é comum para conectores grandes, módulos, blindagens e peças com distribuição de massa assimétrica. Se a folha de dados especificar um ponto de coleta, utilize-o e documente-o nas notas de cabeçalho.

Verifique seu arquivo de centroide

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Polaridade de rotação e peças especiais

Mesmo com as coordenadas X e Y corretas, problemas de rotação podem interromper a montagem. Os montadores normalmente verificam a rotação conferindo um pequeno conjunto de componentes de referência: um CI para o pino 1 , um dispositivo polarizado e pelo menos um componente na parte inferior para confirmar o comportamento de espelhamento.

Convenção de rotação e referência zero

• O sentido de rotação é frequentemente anti-horário positivo, mas não é universal.
• A referência zero é definida pela orientação padrão da biblioteca de footprints.
• Não "corrija" rotações no Excel.Corrija as regras de biblioteca/exportação e regenere.
• As peças da parte inferior podem precisar ser espelhadas, dependendo das configurações de exportação CAD e da ferramenta de importação de fábrica.

Componentes polarizados

• ICs Confirme se a orientação do pino 1 corresponde à marcação na placa de circuito impresso e ao indicador de encapsulamento.
• Diodos e TVS Confirme se a faixa do cátodo corresponde ao padrão de contato e à serigrafia.
• Eletrólitos e tântalo Confirme se as marcas de polaridade correspondem à polaridade do pad.

LEDs, peças de encaixe por pressão e marcadores fiduciais

• LEDs centroide no centro do corpo; a rotação define a orientação do ânodo/cátodo
• Conectores de encaixe por pressão Incluir somente se colocado por máquina; observar qualquer manuseio especial.
• Fiduciais Use o centro fiducial verdadeiro; rotação definida como 0.

Para orientações mais abrangentes sobre o projeto de montagem de PCBs — incluindo marcas de referência, trilhos de ferramentas, áreas de exclusão e regras de painel — consulte Regras de projeto de montagem.

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Como validar um arquivo de centroide

Uma rotina de validação simples e repetível detecta a maioria dos problemas relacionados ao centroide antes da produção. Concentre-se primeiro em erros sistemáticos, como origem , unidades e convenção de rotação . Em seguida, procure por problemas isolados na área de contato.

verificação de sobreposição visual

• Sobreponha os pontos centrais no contorno Gerber e nas almofadas de cobre (a camada de montagem ajuda).
• Verifique primeiro os componentes de canto para detectar rapidamente qualquer discrepância na origem.
• Verifique pelo menos um componente em cada categoria: componentes passivos, circuitos integrados, componentes polarizados, componentes da parte inferior.

Verificações automatizadas

• Compare a quantidade de componentes com a lista de materiais (apenas as peças já posicionadas).
• Verifique se todas as coordenadas estão dentro do contorno do tabuleiro.
• Verifique se há coordenadas duplicadas (podem indicar peças empilhadas, marcadores fiduciais ou problemas de exportação).
• Verifique os valores de rotação e procure por ângulos incomuns.

Primeiro artigo ciclo de feedback

• Inspecione o posicionamento após a primeira execução e meça qualquer desvio sistemático.
• Correções de documentos e atualização das configurações de exportação CAD ou definições de biblioteca.
• Recompile o arquivo de centroides a partir da mesma revisão dos arquivos Gerber e da lista de materiais (BOM).

Nomes recomendados para pacotes de transferência (evitam incompatibilidade de revisões)

• ProjectName_RevA_Gerber.zip
• ProjectName_RevA_Drill.zip (ou incluído no arquivo zip Gerber)
• ProjectName_RevA_BOM.xlsx
• ProjectName_RevA_Centroid.csv
• ProjectName_RevA_AssemblyDrawings.pdf

Se você deseja uma medida de segurança adicional para placas densas, novos formatos ou montagens inéditas, nossos engenheiros podem revisar a origem, as unidades e as convenções de rotação antes da produção: Revisão DFM gratuita.

Entre em contato com a Highleap Electronics para dúvidas sobre o arquivo centroide ou para obter assistência com a validação, especialmente se você não tiver certeza sobre a definição da origem, as configurações de unidades ou o comportamento da rotação da parte inferior.