Как проводить инженерные работы по CAM-технологии для печатных плат?

Печатные платы являются важной частью современных электронных устройств, и их точное изготовление имеет важное значение для функциональности и надежности этих устройств. Производители печатных плат используют ряд процессов автоматизированного производства (CAM), чтобы гарантировать соответствие печатных плат исходным проектным спецификациям. В этом подробном руководстве мы углубимся в тонкости инструментов CAM для печатных плат, охватывая важные этапы, соображения и лучшие практики, связанные с подготовкой проекта к производству.

PCB CAM: важность тщательных проверок в процессе создания инженерных файлов

Когда мы получаем макет печатной платы (PCB), процесс создания инженерного файла печатной платы начинается с тщательных проверок и корректировок, чтобы гарантировать, что конечный продукт точно соответствует исходному дизайну. Наша опытная команда тщательно изучает каждый аспект конструкции, и в случае обнаружения каких-либо нарушений мы предпринимаем необходимые шаги для выяснения намерений дизайнера, прежде чем двигаться дальше, обеспечивая точность на протяжении всего производственного процесса.

С Дизайн печатных плат иногда включают в себя элементы, изготовление которых невозможно, мы предлагаем бесплатный проект для производства (DFM) проверяйте каждый заказ перед отправкой его в производство. Используя наш обширный опыт работы с различными наборами правил проектирования и пакетами программного обеспечения, мы работаем над выявлением и устранением потенциальных проблем. Наша команда инженеров обычно тратит около 3 часов на тщательную проверку, согласование и корректировку каждой конструкции в процессе создания инженерного файла печатной платы, чтобы гарантировать, что ваша плата максимально соответствует заданным спецификациям, что приводит к созданию высококачественных печатных плат, которые соответствуют ожиданиям или превосходят их.

PCB CAM: обзор CAM, общий контрольный список для изготовления голой платы

Ваш контрольный список для проверки CAM при изготовлении печатных плат представляет собой комплексное руководство по обеспечению технологичности печатных плат (печатных плат). Вот разбивка каждого пункта контрольного списка:

1. Обзор производственной печати:
   • Убедитесь, что спецификации производственных чертежей соответствуют как заказу на продажу, так и Герберские файлы.
   • Убедитесь, что все характеристики, указанные на производственном чертеже, достижимы.
   • Проверьте, соответствуют ли размеры на чертеже фактическим размерам в цифровом файле.
   • Ищите любые неясные или нетехнологичные инструкции.
2. Выравнивание и проверка файлов:
   • Подтвердите наличие всех необходимых цифровых файлов и убедитесь в их полноте.
   • Правильно выровняйте и сориентируйте все слои.
3. Медные слои:
   • Убедитесь, что расстояние между медными элементами соответствует минимальным требованиям, исходя из желаемого веса меди.
   • Убедитесь, что медь не перекрывает край платы, если это не намеренно.
   • Проверьте наличие тупиковых фрагментов трассировки, которые могут вызвать проблемы.
   • Удалите все контуры платы или постороннюю информацию за ее периметром.
   • Масштабируйте характеристики меди, чтобы учесть процессы травления и нанесения покрытия.
   • Сравните напильник с внешними медными слоями, чтобы убедиться, что вокруг покрытых металлом отверстий достаточно меди.
   • Если присутствуют золотые пальцы, добавьте следы, чтобы связать их с шиной для процесса электролитического твердого золочения.
   • На внутренних слоях удалите нефункциональные медные площадки вокруг переходных отверстий, которые не соединяются со слоем.
4. Паяльная маска:
   • Отрегулируйте выпуклость паяльной маски так, чтобы зазор маски составлял 4–5 мил (от 2 до 2.5 мил на каждую сторону медного элемента).
   • Убедитесь, что между медными элементами достаточно места для надежной печати маски-плотин.
   • Осмотрите плату на наличие потенциально недостающих зазоров паяльной маски и зазоров, которые кажутся неправильными.
   • Удалите все контуры платы или постороннюю информацию за ее периметром.
5. Цвет шелкографии:
   • Убедитесь, что ширина линии и высота символов шелкографии соответствуют минимальным требованиям для разборчивой печати.
   • Отрегулируйте или переместите элементы шелкографии, расположенные слишком близко к паяемой поверхности.
   • Удалите все контуры платы или постороннюю информацию за ее периметром.
6. Файл сверла:
   • Убедитесь, что сверла расположены по центру своих медных площадок.
   • Проверьте, нет ли пропущенных ударов сверла.
   • Удаление повторяющихся результатов сверления.
   • Убедитесь, что допуск на отверстие, указанный заказчиком, достижим (стандарт IPC класса 2: +/- 3 мил для сквозных отверстий с металлическим покрытием (PTH) и +/-2 мил для сквозных отверстий без покрытия (NPTH)).
   • Убедитесь, что расстояние между сверлами соответствует минимальным требованиям.
   • Сравните схему сверления и карту сверления с фактическим файлом сверла ЧПУ, если он имеется.

Следуя этому контрольному списку, вы можете гарантировать, что конструкция печатной платы готова к производству, сводя к минимуму потенциальные проблемы в процессе изготовления.

Чем занимается инженер PCB CAM?

Дополнительные элементы контрольного списка для контура платы, маркировки UL/кода даты/94V-0/RoHS и проверки многослойных плат предоставляют дополнительную информацию о проверке CAM и процессе производства печатных плат. Вот разбивка этих предметов:

Схема доски

• Убедитесь, что контур платы соответствует производственному чертежу и заказу на продажу.
• Определите истинный край контура, используя центр линии, использованной для его рисования.
• Если предусмотрено несколько слоев контура, используйте слой .GM1 или другой механический слой в качестве правильного контура. Используйте слой .GKO только в том случае, если другой контур не указан.
• Добавьте все вырезы или прорези, необходимые для трассировки, на слой контура механической платы.
• Создайте файл маршрута ЧПУ для трассировки платы.

Маркировка UL/кода даты/94V-0/RoHS:

• Добавьте на плату маркировку UL/кода даты/94V-0/RoHS по запросу клиента.
• Если запрос не подается, по умолчанию никакие дополнительные маркировки не добавляются.

Дополнительные проверки многослойных плат:

• Убедитесь, что для многослойных плат предусмотрена последовательность слоев.
• Убедитесь, что указанное количество материалов (контролируемый диэлектрик) может быть достигнуто с помощью имеющихся под рукой материалов.
• Для контролируемого импеданса проверьте расчеты и предложите изменения для достижения целевого импеданса.

Создание массивов (панелей):

• Следуйте требованиям заказчика по объединению конструкции в массив для автоматизированной сборки.
• Добавьте направляющие для инструментов, реперные метки, отверстия для инструментов, надрезы и трассировку выступов, если это необходимо для массива.
• Панельизируйте слои пасты (трафарета) в качестве награды за изготовление трафарета. Внимательно просмотрите эти слои, поскольку в них не вносится никаких изменений.

Создание файла (инструментальный/рабочий файл):

• После всех проверок и корректировок создайте доработанный «рабочий файл» для изготовления.
• Загрузите этот рабочий файл на сервер и отправьте клиенту электронное письмо со ссылкой для скачивания.

Электрические испытания и распространение файлов:

• Все платы проходят электрические испытания на основе оптимизированного списка соединений, созданного на основе исходного файла.
• Если предоставляется список соединений IPC, он сравнивается с Gerber, чтобы убедиться в отсутствии расхождений.
• Распространите соответствующие файлы в различные производственные отделы для подготовки к производству.

Эти шаги гарантируют, что конструкция печатной платы будет тщательно проверена, при необходимости скорректирована и подготовлена ​​к производству в соответствии со спецификациями заказчика и отраслевыми стандартами. Такой комплексный подход помогает минимизировать ошибки и обеспечивает успешное производство высококачественных печатных плат. Это лишь введение в общее содержание работы CAM. Далее мы подробно обсудим рабочий процесс и содержание CAM.

Подробное содержание работы CAM

Проверьте правильность проекта?

Процесс нормализации файлов Gerber, отправляемых с каждым заказом на печатную плату, гарантирует, что файлы стандартизированы и совместимы с процессами панельизации и производства печатных плат. Вот основные этапы этого процесса нормализации:

1. Переименование файлов Gerber:
   • Переименуйте файлы Gerber в соответствии со стандартным соглашением об именах вашей компании. Это помогает поддерживать последовательность и ясность в управлении файлами.
2. Проверка наличия файла:
   • Убедитесь, что все необходимые файлы Gerber присутствуют. Сюда входят файлы для различных слоев, паяльной маски, шелкографии, файлы для сверления и любые другие файлы, необходимые для производства.
3. Импорт в программное обеспечение CAM:
   • Импортируйте файлы Gerber и файлы сверления с ЧПУ в программное обеспечение CAM (автоматизированное производство), например: cam350, Genesis2000, укам,Incam и т. д. Этот шаг важен для дальнейшей обработки и анализа.
4. Обзор технических характеристик:
   • Сравните характеристики печатной платы, указанные в заказе, с данными, указанными в файлах Gerber. Убедитесь, что спецификации совпадают, чтобы избежать расхождений в производственном процессе.
5. Проверка совместимости производства:
   • Оцените спецификации и функции файлов Gerber, чтобы убедиться, что они соответствуют производственным возможностям вашего процесса производства печатных плат. Сюда входит проверка нарушений правил проектирования и проблем технологичности.

Создание файлов сетей и стальных сеток.

Создавайте файлы сетей и стальных сеток и оптимизируйте их. Например, медные слои, принадлежащие одной сети, можно оптимизировать и объединить для уменьшения размера данных. Устройства для поверхностного монтажа (SMD) можно оптимизировать путем преобразования их в контактные площадки, а определенные атрибуты файлов можно назначить SMD и массиву сетки шариков (BGA) компоненты для оптимизации последующих производственных процессов.

Оптимизировать производство и упорядочить данные для последующей оптимизации путем CAM-инженеры, необходимо провести комплексную проверку и оптимизацию меди, изображенной на изображении.

Определите атрибуты отверстия и увеличьте размер сверла.

А. Правильно определите атрибуты отверстий (сквозное отверстие, сквозное отверстие с металлизацией (PTH), сквозное отверстие без покрытия (NPTH)).

B. Если клиент не предоставляет файлы сверления, преобразуйте отдельный чертеж сверления в данные сверления.

В. При создании слотов обращайте внимание на их размер, который иногда указывается в текстовых полях.

D. Учитывайте характеристики платы (например, толщина паяльной маски +0.15 мм, погружение в золото, позолота, погружение в олово +0.1 мм, все отверстия NPTH +0.05 мм).

E. Учитывайте любые особые требования заказчика.

F. Используйте отдельный чертеж сверла, чтобы проверить наличие таких проблем, как слишком большие, заниженные, чрезмерные или недостаточные отверстия, а также несоосность отверстий.

G. Оптимизируйте ленту для сверления.

Измените пленки внутреннего слоя.

А. Отрицательный внутренний слой:

Примечание:
а. Вся графика, отображаемая на негативной пленке, должна быть выгравирована.
б. Размер изоляционных прокладок (0.15-0.30 мм).
в. Размер отверстия для площадок паяльной маски (внутренний слой: больше отверстия на 0.2 мм или более, внешний слой: больше отверстия на 0.4 мм или более, линия открытия: 0.25 мм).
д. Удаление меди V-образным вырезом на краю платы (в зависимости от толщины платы).
е. Убедитесь, что площадки паяльной маски полностью изолированы окружающими изолирующими площадками.
ф. Учитывайте необходимость коэффициента усадки.

Б. Положительный внутренний слой:

Примечание:
а. Снимите отдельные колодки (если не указано в требованиях заказчика; обычно удаляют во время производства).
б. Компенсация следов (добавьте значение компенсации, исходя из различной толщины медной фольги).
в. Оптимизируйте трассы (расстояние между кольцами переходных каналов PTH и расстояние между отверстиями, трассами и контактными площадками).
д. Добавьте слезы.
е. Заполните небольшие пробелы.
ф. Удалите внутреннюю медную фольгу (по краям платы и в местах V-образных вырезов).
г. Рассмотрите возможность нанесения медного покрытия на обрабатываемые кромки, избегая V-образных надрезов и просверленных отверстий.
час Учитывайте необходимость коэффициента расширения/сжатия.
я. Внутренний слой больших медных участков возле золотых пальцев следует удалить внутрь на глубину 0.5 мм по скошенной кромке золотого пальца.

Следы внешнего слоя

Прежде чем читать статью, подумайте: нужно ли оптимизировать проводку на картинке ниже или есть какие-то проблемы?

• Отслеживание компенсации.
• Снимите колодки NPTH.
• Оптимизируйте трассы (размер кольца отверстия, расстояние).
• Добавьте слезинки (по мере необходимости, обычно не добавляются).
• Удалите медь из отверстий NPTH и PTH маски без пайки, а отверстия PTH маски без пайки должны иметь кольцевые кольца меньшего размера, чем размер отверстия.
• Размер медного зазора.
• Заполните небольшие щели и отверстия.
• Удаление меди с V-образного выреза и края платы.
• Золотые пальцы внутреннего слоя должны быть утоплены внутрь в области золотых пальцев.
• Проводящие провода с золотыми пальцами, выводы, макеты пальцев.
• Учитывайте любые особые требования заказчика.
• Добавлять ли маркировку UL на трассы.
• Перемещать ли вытравленный текст на трассах на 0.25 мм.
•  Добавлять ли тестовые площадки с V-образным вырезом.
• Для досок с V-образным вырезом создайте отверстия NPTH.
• Проводящие провода с золотыми пальцами должны образовывать путь вдоль края платы.

Паяльная маска

а. Достаточно ли велико окно паяльной маски (на 0.05–0.08 мм больше, чем контактная площадка)?
б. Есть ли какие-нибудь открытые следы? Убедитесь, что площадка паяльной маски находится на расстоянии не менее 0.07 мм от дорожки.
в. Для отверстий NPTH и масок без припоя добавьте кольцевые кольца, размер которых на 0.15 мм больше размера отверстия.
д. Перемычки паяльной маски зеленого цвета должны иметь ширину не менее 0.075 мм (для других цветов — не менее 0.1 мм).
е. Для отверстий диаметром 0.8 мм без окон добавьте кольцевые кольца на 0.15 мм меньше размера отверстия.
ф. Учитывайте цикл отверждения паяльной маски и убедитесь, что маркировка UL не пропущена.
г. Создайте окна паяльной маски для отверстий для золотых пальцев и отверстий для ложных пальцев.
час Определите, следует ли создавать окна паяльной маски для тестовых площадок.
я. Для плат с V-образным вырезом, если расстояние между сквозным отверстием и контактной площадкой или BGA меньше 0.15 мм, обращайтесь с этим соответствующим образом.
Дж. Добавьте кольцевые кольца для вспомогательных и взрывозащищенных отверстий.
к. Определите природу сквозных оконных отверстий и способы борьбы с засорением паяльной маски.

Шелкография

а. Проверьте ширину символов и оптимизируйте соотношение сторон символов.
б. Проверьте полярность символов и оптимизируйте их.
в. Проверьте, есть ли выгравированные символы на краю платы и в областях V-образных вырезов.

д. Убедитесь, что маркировка UL и циклы добавлены в соответствии с требованиями заказчика, и подтвердите их расположение относительно линий формования, избегая линий V-образного выреза.
е. Убедитесь, что расстояние между контактными площадками для текста и обводки составляет не менее 0.1 мм с одной стороны.

Формирующий рисунок

а. Все ли данные соответствуют файлам Gerber?

б. Есть ли случаи наличия нескольких слотов или их отсутствия?

в. Расположены ли установочные отверстия на расстоянии 1.0 мм и используются ли отверстия NPTH?

д. Все ли стандарты полны и правильны?

е. Точна ли оставшаяся толщина после V-образного выреза?

ф. Правильны ли требования к скошенной кромке золотых пальцев?

Просмотрите чертеж формовки, чтобы убедиться, что эти аспекты точно представлены и соответствуют предполагаемым спецификациям.

Окончательная проверка

После завершения производства CAM тщательно сравните окончательный результат с исходной рукописью, чтобы обеспечить точность. Проверьте инструкции по изготовлению Gerber и проведите тщательный анализ DFM с использованием программного обеспечения для оценки соответствия спецификациям. Кроме того, внимательно проверьте, нет ли лишних или отсутствующих колодок.

На изображении выше видно несоответствие размера одного из отверстий в пределах одного и того же компонента. Если этот размер отверстия соответствует указанной таблице отверстий, считаете ли вы, что его необходимо согласовать с проектировщиком? Для дальнейшего обсуждения или любых других вопросов, пожалуйста, свяжитесь с нашими инженерами. Мы настоятельно рекомендуем участвовать в обсуждениях.Обсудить сейчас

Одновременно проведите комплексное исследование слоев трассировки, паяльной маски и символов, чтобы выявить любые аномалии и нарушения. Такой целостный подход гарантирует обнаружение любых отклонений в конструкции.

Выполните три раунда проверки сети с помощью программного обеспечения, чтобы убедиться, что в файлах нет проблем, связанных с сетью. Этот шаг необходим для обеспечения целостности данных. Если в исходных файлах Gerber обнаружены какие-либо сетевые проблемы, незамедлительно поднимите запрос предложения для своевременного устранения проблем.

Экспортируйте файлы Gerber для панельизации, создайте необходимые фильмы и тщательно заполните данные ERP и документацию производственного процесса. Это обеспечивает точную информацию для эффективных производственных процессов и способствует бесперебойному выполнению.

Заключение

Инженеры CAM — это высококвалифицированные профессионалы, чья работа требует большого профессионализма. В Хайпрыжок В области электроники у нас есть команда инженеров с более чем десятилетним опытом работы, каждый из которых работал с различными типами файлов Gerber. Благодаря своим обширным Производство печатных плат опыт, они способны избежать ненужных ошибок и повысить производительность.

Инженеры CAM часто сталкиваются с многочисленными инженерными проблемами. В этом выпуске мы перечислим лишь некоторые из этих проблем. В следующем выпуске мы предоставим подробный обзор распространенных проблем, возникающих в CAM-инжиниринге, и предложим рекомендации по оптимизации проектирования.