Файл центроида для сборки печатных плат, используемый в SMT-производстве.

В компании Highleap Electronics мы ежедневно проверяем файлы центроидов (размещения/XY) для производства печатных плат и поверхностного монтажа . Экспорт центроида считается корректным только в том случае, если он соответствует производственному набору данных . Это означает, что контур Gerber , данные сверления , версия спецификации и любые правила панельной обработки должны быть из одного и того же пакета сборки.

В этом руководстве объясняется, как генерировать данные о центроидах, которые являются понятными, согласованными и готовыми для заводского программирования. Оно следует тем же практическим правилам, что и наша спецификация требований к файлам для размещения и установки , поскольку файлы центроидов и файлы для размещения и установки часто представляют собой один и тот же набор данных для установки под разными именами.

---

Что такое файл центроида?

Файл центроида также называется файлом размещения компонентов , XY-файлом или файлом для установки компонентов . Он сообщает системе установки компонентов для поверхностного монтажа (SMT) местоположение центра (или определенную точку установки ) каждого компонента, его поворот и то, размещается ли он на верхней или нижней стороне печатной платы.

В процессе разработки новых компонентов или первой сборки сборщик обычно сверяет файл центроида с файлами Gerber (контур + контактные площадки) и спецификацией материалов , чтобы убедиться, что координаты и ориентация точно соответствуют версии собираемой платы.

Файл центроида и файл для выбора и размещения

Во многих САПР термины «центроид» и «выбор и размещение» используются взаимозаменяемо. На практике оба термина обычно содержат одни и те же основные столбцы: RefDes , X , Y , Rotation и Side . Различия часто заключаются лишь в заголовках, названиях столбцов или шаблоне экспорта.

Если вам необходимы четкие стандарты форматирования и правил оформления, обратитесь к нашему руководству по выбору и размещению требований к файлам.

Почему важна точность определения центра тяжести

Ошибки центроида приводят к ошибкам размещения. На небольших пассивных компонентах и ​​в корпусах с малым шагом даже небольшое смещение может увеличить вероятность появления «надгробий», перекоса, образования мостиков и ложных срабатываний датчика угла атаки. Чем меньше шаг, тем чувствительнее конструкция к точности координат и вращения.

Примечание: указанные выше диапазоны являются лишь ориентировочными. Фактические возможности размещения зависят от модели станка, размера платы, реперных точек, контроля трафарета/пасты и настройки технологического процесса.

---

Требования к формату файла Centroid

Файл с координатами центроида, готовый к использованию на заводе, должен быть машиночитаемым и однозначным. Широко используются форматы CSV и TXT с разделителями-табуляторами. Наиболее важны согласованные столбцы, поля координат, содержащие только числовые значения, и четкие примечания к единицам измерения , началу координат и правилам поворота.

Для обеспечения наилучшей совместимости согласуйте экспорт с требованиями к выбору и размещению файлов : сделайте данные самоочевидными даже при открытии файла вне вашей САПР-системы.

Обязательные столбцы

• Обозначение ссылки (RefDes) должно соответствовать спецификации материалов.
• Местоположение X числовая координата от заданного начала координат
• Местоположение Y числовая координата от заданного начала координат
• Вращение числовые градусы с документально подтвержденной системой обозначений
• Боковую Верх или низ

Рекомендуемые колонки

• Значение или описание помогает заводу быстро подтвердить класс детали
• Упаковка или отпечаток помогает идентифицировать питатели и форсунки
• MPN Необязательный, но полезный инструмент для комплектации и уменьшения неопределенности.

Примечания к заголовку, которые необходимо включить.

• Единицы мм или мил (предпочтительно мм)
• Origin Нижний левый угол контура доски или центра доски — четко это обозначьте.
• Координатное значение Центроид компонента против точки захвата — четко это сформулируйте.
• Направление вращения Во многих системах используется направление против часовой стрелки, но обязательно проверьте экспорт из САПР.
• Диапазон вращения 0–360 (избегайте отрицательных углов, если это не указано явно)
• Поведение нижней стороны Укажите, зеркально ли отображаются данные Bottom.
• Ревизия платы должны соответствовать файлам Gerber и версии спецификации материалов (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

Координатная точность

• Минимальный 3 знака после запятой (мм)
• Рекомендованные 4 знака после запятой для плотного SMT
• Практический предел 6 знаков после запятой — всё, что больше, редко имеет смысл.

Если вы готовите полный пакет документов для передачи, помимо файлов центроидов, включая файлы Gerber, файлы сверления, спецификацию материалов и чертежи, используйте этот контрольный список, чтобы избежать упущений: Выполните все требования к файлам сборки.

---

Как определяются координаты центроида

Большинство САПР-инструментов экспортируют координаты центроида из определения библиотеки посадочных мест. Если начало координат или точка привязки определены неправильно, центроид может быть смещен, даже если контактные площадки выглядят правильно в редакторе. Понимание общей логики центроида помогает выявлять проблемы с библиотекой на ранней стадии — до того, как они превратятся в проблемы программирования ассемблера.

Компоненты с двумя контактными площадками

Для симметричных микросхем центр тяжести обычно находится посередине между центрами контактных площадок:

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

Многоконтактные микросхемы

Для распространенных типоразмеров QFP, QFN и SOIC центр тяжести обычно совпадает с геометрическим центром контактной площадки (или определенным центром корпуса). Проблемы обычно возникают из-за расположения начала координат контактной площадки или несогласованности соглашений в библиотеках.

• Начало координат отпечатка установлено в углу, а не в центре тела.
• Библиотека построена на основе разных эталонных данных (внутренний двор, корпус, центральный массив на площадке).
• Неправильная точка захвата на деталях неправильной формы.

BGA

В случае BGA-чипов центр тяжести обычно находится в центре массива шариков, часто посередине между противоположными углами:

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

Соединители и компоненты нестандартной формы

Для несимметричных компонентов наилучшей точкой размещения может быть место, указанное в техническом описании, а не геометрический центр корпуса. Это характерно для крупных разъемов, модулей, экранов и деталей с асимметричным распределением массы. Если в техническом описании указана точка размещения, используйте ее и укажите в примечаниях заголовка.

Проверьте файл центроида.

---

Полярность вращения и специальные детали

Даже при правильных координатах X и Y проблемы с вращением могут остановить сборку. Как правило, сборщики проверяют вращение, проверяя небольшой набор опорных компонентов: одну микросхему для вывода 1 , одно поляризованное устройство и как минимум один компонент на нижней стороне платы для подтверждения зеркального отображения.

Соглашение о вращении и нулевая точка отсчета

• Направление вращения часто является положительным и направлено против часовой стрелки, но это не всегда так.
• Нулевая точка отсчета определяется ориентацией по умолчанию, заданной библиотекой посадочных мест.
• Не следует "исправлять" повороты в Excel.; исправить правила библиотеки/экспорта и перегенерировать
• В зависимости от настроек экспорта CAD-модели и инструмента импорта заводских настроек, для деталей нижней стороны может потребоваться зеркальное отображение.

Поляризованные компоненты

• ИС Убедитесь, что ориентация вывода 1 соответствует маркировке печатной платы и индикатору корпуса.
• Диоды и ТВС Подтвердите соответствие катодной полосы схеме контактов и шелкографии.
• Электролитические конденсаторы и тантал Подтвердите соответствие полярности меткам на панели.

светодиоды, детали, устанавливаемые методом запрессовки, и метки.

• светодиоды Центр тяжести находится в центре тела; вращение определяет ориентацию анода/катода.
• Пресс-соединители Указывать только в том случае, если размещение произведено машинным способом; отметьте любые особые условия обработки.
• Реперные знаки использовать истинный реперный центр; поворот установить на 0.

Более подробные рекомендации по проектированию печатных плат, включая обозначения реперных точек, направляющие для инструментов, зоны, запрещенные для размещения компонентов, и правила проектирования панелей, см. в разделе « Правила проектирования сборок».

---

Как проверить файл центроида

Простая, воспроизводимая процедура проверки позволяет выявить большинство проблем, связанных с центроидами, до начала производства. В первую очередь следует сосредоточиться на систематических ошибках, таких как начало координат , единицы измерения и правила поворота . Затем следует искать отдельные проблемы с областью охвата.

Визуальная проверка наложения

• Наложите центроидные точки на контур Gerber и медные контактные площадки (слой сборки поможет).
• Для быстрого выявления несоответствия начала координат сначала проверьте угловые компоненты.
• Проверьте как минимум одну деталь в каждой категории: пассивные компоненты, интегральные схемы, поляризованные компоненты, компоненты нижней стороны платы.

Автоматические проверки

• Сравните количество компонентов со спецификацией (только размещенные детали).
• Убедитесь, что все координаты находятся в пределах контура доски.
• Проверьте наличие повторяющихся координат (это может указывать на наличие сложенных деталей, реперных точек или проблем с экспортом).
• Проверьте значения поворота и поищите необычные углы.

Первая статья: цикл обратной связи

• После первого запуска проверьте правильность установки и измерьте любое систематическое смещение.
• Внесение исправлений в документы и обновление настроек экспорта САПР или определений библиотек.
• Восстановите файл центроида из той же ревизии, что и файлы Gerber и BOM.

Рекомендуемое именование пакетов для передачи данных (позволяет избежать несоответствия версий).

• ProjectName_RevA_Gerber.zip
• ProjectName_RevA_Drill.zip (или включен в архив Gerber zip)
• ProjectName_RevA_BOM.xlsx
• ProjectName_RevA_Centroid.csv
• ProjectName_RevA_AssemblyDrawings.pdf

Если вам необходима дополнительная мера безопасности для печатных плат с высокой плотностью размещения компонентов, новых посадочных мест или при первой сборке, наши инженеры могут проверить начало координат, единицы измерения и правила поворота перед началом производства: Бесплатная проверка DFM.

По вопросам, касающимся файла центроида, или для получения помощи в проверке данных, обращайтесь в компанию Highleap Electronics , особенно если вы не уверены в определении начала координат, настройках единиц измерения или особенностях вращения нижней стороны.