Як проводити інженерні роботи з PCB CAM?

Плати є важливою частиною сучасних електронних пристроїв, і їх точне виготовлення має важливе значення для функціональності та надійності цих пристроїв. Виробники друкованих плат використовують низку процесів автоматизованого виробництва (CAM), щоб переконатися, що друковані плати відповідають специфікаціям оригінального дизайну. У цьому вичерпному посібнику ми заглибимося в тонкощі інструментів PCB CAM, охоплюючи важливі етапи, міркування та найкращі практики, пов’язані з підготовкою проекту до виробництва.

PCB CAM: важливість ретельних перевірок у процесі створення інженерного файлу

Коли ми отримуємо ілюстрацію для друкованої плати (PCB), наш процес створення технічного файлу PCB починається з ретельних перевірок і коригувань, щоб гарантувати, що кінцевий продукт точно відповідає оригінальному дизайну. Наша досвідчена команда ретельно вивчає кожен аспект дизайну, і якщо виявляються будь-які порушення, ми вживаємо необхідних заходів для з’ясування намірів дизайнера, перш ніж рухатися вперед, забезпечуючи точність протягом усього виробничого процесу.

З Конструкції друкованих плат іноді включають елементи, які неможливо виготовити, ми пропонуємо безкоштовний дизайн для виробництва (DFM) переглядайте кожне замовлення перед випуском у виробництво. Використовуючи наш великий досвід роботи з різними наборами правил проектування та програмними пакетами, ми працюємо над виявленням і вирішенням потенційних проблем. Наша команда інженерів зазвичай витрачає близько 3 годин на ретельну перевірку, вирівнювання та коригування кожного дизайну під час процесу створення інженерного файлу друкованої плати, щоб переконатися, що ваша плата якомога точніше відповідає запланованим специфікаціям, що призводить до отримання високоякісних друкованих плат, які відповідають або перевершують очікування.

PCB CAM: Загальний контрольний список CAM для виготовлення голої плати

Ваш контрольний список для перегляду CAM у виготовленні чистих плат є вичерпним посібником для забезпечення технологічності друкованих плат (друковані плати). Ось розбивка кожного пункту контрольного списку:

1. Огляд друку виготовлення:
   • Переконайтеся, що специфікації креслення виготовлення відповідають як замовленню на продаж, так і Файли Gerber.
   • Переконайтеся, що всі характеристики на кресленні виготовлення досяжні.
   • Перевірте, чи розміри на кресленні відповідають фактичним вимірюванням у цифровому файлі.
   • Шукайте будь-які незрозумілі або невиготовлювані інструкції.
2. Вирівнювання та перевірка файлів:
   • Підтвердьте наявність усіх необхідних цифрових файлів і переконайтеся, що вони повні.
   • Правильно вирівняйте та орієнтуйте всі шари.
3. Мідні шари:
   • Переконайтеся, що відстань між елементами міді відповідає мінімальним вимогам на основі бажаної ваги міді.
   • Переконайтеся, що мідь не перекриває край плати, якщо це не навмисно.
   • Перевірте наявність тупикових фрагментів трасування, які можуть спричинити проблеми.
   • Видаліть будь-які контури дошки або сторонню інформацію за межами периметра дошки.
   • Розширюйте характеристики міді, щоб враховувати процеси травлення та нанесення покриттів.
   • Порівняйте свердлильний файл із зовнішніми мідними шарами, щоб переконатися, що отвори з покриттям мають достатню кількість міді навколо них.
   • Якщо є золоті пальці, додайте сліди, щоб прив’язати їх до шини для електролітичного твердого позолоти.
   • На внутрішніх шарах видаліть нефункціональні мідні прокладки навколо отворів, які не підключаються до шару.
4. Паяльна маска:
   • Відрегулюйте здуття паяльної маски, щоб відповідати зазору маски від 4mil до 5mil (від 2mil до 2.5mil на сторону мідної деталі).
   • Переконайтеся, що між мідними елементами є достатній відстань для надійного друку маскувальних дамб.
   • Перевірте плату на наявність будь-яких потенційно відсутніх зазорів для паяльної маски та зазорів для питань, які здаються неправильними.
   • Видаліть будь-які контури дошки або сторонню інформацію за межами периметра дошки.
5. Шовкографія:
   • Переконайтеся, що ширина лінії шовкографії та висота символів відповідають мінімальним вимогам для розбірливого друку.
   • Відрегулюйте або перемістіть елементи шовкографії, які розташовані надто близько до спаяної поверхні.
   • Видаліть будь-які контури дошки або сторонню інформацію за межами периметра дошки.
6. Файл свердла:
   • Переконайтеся, що свердла відцентровані в межах своїх мідних колодок.
   • Перевірте відсутність свердла.
   • Видаліть повторювані удари свердла.
   • Переконайтеся, що визначений замовником допуск до свердління отвору є досяжним (стандарт IPC класу 2: +/- 3mil для пластинчастих наскрізних отворів (PTH) і +/-2mil для наскрізних отворів без покриття (NPTH)).
   • Перевірте, чи відстань від краю до краю свердла відповідає мінімальним вимогам.
   • Порівняйте схему свердління та карту свердління з фактичним файлом свердла з ЧПУ, якщо він надається.

Дотримуючись цього контрольного списку, ви можете переконатися, що дизайн друкованої плати готовий до виробництва, мінімізуючи потенційні проблеми під час процесу виготовлення.

Що робить PCB CAM Engineer？

Ваші додаткові елементи контрольного списку для контуру плати, маркування UL/код дати/94V-0/RoHS і перевірки для багатошарових плат надають додаткові відомості про перевірку CAM і процес виробництва друкованих плат. Ось розбивка цих елементів:

Схема дошки

• Переконайтеся, що контур плати відповідає кресленню виготовлення та замовленню на продаж.
• Визначте справжній край контуру, використовуючи центр лінії, яка використовується для його малювання.
• Якщо передбачено кілька шарів контуру, використовуйте шар .GM1 або інший механічний шар як правильний контур. Використовуйте шар .GKO, лише якщо немає іншого контуру.
• Додайте будь-які вирізи або прорізи, необхідні для маршрутизації, до шару контуру механічної плати.
• Створіть файл маршруту ЧПК для маршрутизації плати.

Маркування UL/код дати/94V-0/RoHS:

• Додайте на плату маркування UL/код дати/94V-0/RoHS, якщо цього вимагає клієнт.
• Якщо запит не зроблено, за умовчанням додаткові позначки не додаються.

Додаткові перевірки багатошарових плат:

• Перевірте, чи надано послідовність шарів для багатошарових плат.
• Переконайтеся, що зазначений стек-ап (контрольований діелектрик) може бути виконаний наявними матеріалами.
• Для контрольованого імпедансу перевірте розрахунки та запропонуйте зміни для досягнення цільового опору.

Створення масивів (панелей):

• Дотримуйтеся вимог замовника щодо об’єднання конструкції в масив для автоматизованого складання.
• Додайте інструментальні напрямні, опорні точки, отвори для інструментів, надрізи та вкладку, якщо потрібно для масиву.
• Панелізуйте шари пасти (трафарету) як люб’язність для виготовлення трафарету. Уважно перегляньте ці шари, оскільки вони не коригуються.

Створення файлу (інструментальний / робочий файл):

• Після всіх перевірок і коригувань створіть остаточний «робочий файл» для виготовлення.
• Завантажте цей робочий файл на сервер і надішліть клієнту електронний лист із посиланням для завантаження.

Електричне тестування та розповсюдження файлів:

• Усі плати проходять електричні випробування на основі оптимізованого списку з’єднань, створеного з оригінального файлу.
• Якщо надається список мереж IPC, його порівнюють із Gerber, щоб переконатися у відсутності розбіжностей.
• Роздайте відповідні файли різним виробничим відділам для підготовки до виробництва.

Ці кроки гарантують, що дизайн друкованої плати буде ретельно перевірено, налаштовано за необхідності та підготовлено до виробництва відповідно до специфікацій замовника та галузевих стандартів. Цей комплексний підхід допомагає мінімізувати помилки та забезпечує успішне виробництво високоякісних друкованих плат. Це лише вступ до загального змісту роботи CAM. Далі ми детально обговоримо робочий процес і вміст CAM.

Детальний робочий вміст CAM

Перевірте, чи правильний проект?

Процес нормалізації для файлів Gerber, які надсилаються з кожним замовленням на друковану плату, гарантує, що файли стандартизовані та сумісні з панелями друкованих плат і процесами виробництва. Ось основні етапи процесу нормалізації:

1. Перейменування файлів Gerber:
   • Перейменуйте файли Gerber, щоб вони відповідали стандартам імен вашої компанії. Це допомагає підтримувати послідовність і ясність у управлінні файлами.
2. Перевірка наявності файлу:
   • Перевірте наявність усіх необхідних файлів Gerber. Це включає файли для різних шарів, паяльну маску, шовкографію, файли для свердління та будь-які інші відповідні файли, необхідні для виробництва.
3. Імпорт у програмне забезпечення CAM:
   • Імпорт файлів Gerber і файлів свердління з ЧПУ в програмне забезпечення CAM (комп’ютерне виробництво), наприклад: cam350, genesis2000, ucam，Incam тощо. Цей крок є важливим для подальшої обробки та аналізу.
4. Огляд специфікацій:
   • Порівняйте характеристики друкованої плати, надані в замовленні, з даними, наданими у файлах Gerber. Переконайтеся, що специфікації збігаються, щоб уникнути розбіжностей у виробничому процесі.
5. Перевірка сумісності виробництва:
   • Оцініть специфікації та функції у файлах Gerber, щоб переконатися, що вони відповідають виробничим можливостям вашого процесу виробництва друкованої плати. Це включає перевірку на порушення правил проектування та проблеми з технологічністю.

Створіть файли сітки та сталевої сітки

Створюйте файли сіток і сталевих сіток і оптимізуйте їх. Наприклад, мідні шари, що належать одній мережі, можна оптимізувати та об’єднати, щоб зменшити розмір даних. Пристрої для поверхневого монтажу (SMD) можна оптимізувати, перетворивши їх на колодки, а певні атрибути файлів можна призначити SMD і масиву кулькової сітки (BGA) компоненти для оптимізації подальших виробничих процесів.

Щоб оптимізувати виробництво та впорядкувати дані для подальшої оптимізації Інженери CAM, необхідно виконати комплексну перевірку та оптимізацію міді, зображеної на зображенні.

Визначте атрибути отворів і збільште розмір свердла.

A. Правильно визначте атрибути отвору (прохідний, наскрізний отвір із покриттям (PTH), наскрізний отвір без покриття (NPTH)).

B. Якщо замовник не надає файли свердла, перетворіть окреме креслення свердла в дані свердла.

C. При створенні слотів звертайте увагу на їх розмір, який іноді вказується в текстових полях.

D. Враховуйте технічні характеристики плати (наприклад, товщина паяльної маски +0.15 мм, занурення золота, позолота, занурення олова +0.1 мм, усі отвори NPTH +0.05 мм).

E. Розглянемо будь-які особливі вимоги замовника.

F. Скористайтеся окремим кресленням свердління, щоб перевірити наявність таких проблем, як завеликі, занижені, надмірні або недостатні отвори, а також зміщення отворів.

G. Оптимізуйте свердлильну стрічку.

Змініть плівки внутрішнього шару.

A. Негативний внутрішній шар:

Примітка:
a. Уся графіка, що відображається на негативній плівці, має бути витравлена.
b. Розмір ізоляційних прокладок (0.15-0.30 мм).
в. Розмір отвору для колодок паяльної маски (внутрішній шар: більший за отвір на 0.2 мм або більше, зовнішній шар: більший за отвір на 0.4 мм або більше, лінія відкриття: 0.25 мм).
d. Видалення міді V-подібним вирізом на краю дошки (залежно від товщини дошки).
д. Переконайтеся, що колодки паяльної маски повністю ізольовані навколишніми ізоляційними майданчиками.
f. Враховуйте необхідність коефіцієнта усадки.

B. Позитивний внутрішній шар:

Примітка:
a. Зніміть окремі колодки (якщо це не передбачено вимогами замовника; зазвичай знімають під час виробництва).
b. Компенсація слідів (додайте значення компенсації на основі різної товщини мідної фольги).
в. Оптимізуйте траси (відстань між наскрізними кільцями PTH і відстань між отворами, трасами та колодками).
d. Додайте сльозинки.
д. Заповнити невеликі прогалини.
f. Зніміть внутрішню мідну фольгу (на краях дошки та в місцях V-подібного вирізу).
g. Розгляньте мідне покриття на обробних краях, уникаючи ліній V-подібного надрізу та отворів.
ч. Враховуйте потребу в коефіцієнті розширення/звуження.
i. Великі мідні ділянки внутрішнього шару біля золотих пальців слід видалити всередину на глибину 0.5 мм уздовж похилого краю золотого пальця.

Сліди зовнішнього шару

Подумайте перед тим, як читати статтю: чи потрібно оптимізувати електропроводку на малюнку нижче чи є якась проблема?

• Слідова компенсація.
• Зніміть колодки NPTH.
• Оптимізація слідів (розмір кільця отвору, відстань).
• Додайте сльози (за потреби, зазвичай не додають).
• Видаліть мідь з отворів NPTH і PTH без маски для пайки, а отвори для PTH без маски для пайки повинні мати кільця, менші за розмір отвору.
• Розмір мідного зазору.
• Заповніть невеликі прогалини та отвори.
• Видалення міді з V-подібного вирізу та краю дошки.
• Золоті пальці внутрішнього шару повинні бути заглиблені всередину в області золотих пальців.
• Золоті пальці струмопровідні дроти, виводи, муляжі пальців.
• Враховуйте будь-які особливі вимоги замовника.
• Чи додавати маркування UL на траси.
• Чи потрібно переміщати вигравіруваний текст на слідах на 0.25 мм.
•  Чи додавати тестові колодки з V-подібним вирізом.
• Для V-подібних дощок створіть отвори NPTH.
• Провідні дроти золотого пальця мають утворювати шлях із краєм плати.

Паяльна маска

a. Чи достатньо велике вікно паяльної маски (на 0.05-0.08 мм більше, ніж трасуюча площадка)?
b. Чи є якийсь відкритий слід? Переконайтеся, що майданчик паяльної маски знаходиться щонайменше на 0.07 мм від сліду.
в. Для отворів NPTH і маски без припою додайте кільця, які на 0.15 мм перевищують розмір отвору.
d. Зелені паяльні перемички повинні мати ширину не менше 0.075 мм (для інших кольорів не менше 0.1 мм).
д. Для отворів діаметром 0.8 мм, які не мають вікон, додайте кільця, які на 0.15 мм менші за розмір отвору.
f. Розглянемо цикл затвердіння паяльної маски та переконайтеся, що маркування UL не пропущено.
g. Створіть вікна паяльних масок для отворів для золотих пальців і фіктивних отворів для пальців.
ч. Визначте, чи потрібно створювати вікна паяльної маски для тестових майданчиків.
i. Для дощок з V-подібним вирізом, якщо відстань між наскрізним отвором і прокладкою або BGA менше 0.15 мм, обробляйте це відповідно.
j. Додайте кільця для допоміжних і вибухозахищених отворів.
k. Визначте природу віконних наскрізних отворів і способи поводження з забиванням паяльної маски.

Шовкографія

a. Перевірте ширину символів і оптимізуйте співвідношення сторін символів.
b. Перевірте полярність символів і оптимізуйте їх.
в. Перевірте, чи є вигравірувані символи на краю дошки та в зонах V-подібного вирізу.

d. Переконайтеся, що маркування та цикли UL додано відповідно до вимог замовника та підтвердьте їх розміщення відносно ліній формування, уникаючи ліній V-подібного вирізу.
д. Переконайтеся, що відстань між текстом і полями трасування становить принаймні 0.1 мм з одного боку.

Формування креслення

a. Чи всі дані відповідають файлам Gerber?

b. Чи є випадки кількох слотів або відсутні слоти?

в. Чи розташовані отвори позиціонування на 1.0 мм і чи використовуються отвори NPTH?

d. Чи всі стандарти повні та правильні?

д. Чи точна товщина, що залишилася після V-різання?

f. Чи правильні вимоги до скошеного краю золотих пальців?

Будь ласка, перегляньте креслення формування, щоб переконатися, що ці аспекти точно представлені та узгоджені з запланованими специфікаціями.

Підсумкова перевірка

Після завершення виробництва CAM ретельно порівняйте кінцевий результат з оригінальним рукописом, щоб переконатися в точності. Перевірте інструкції з виготовлення Gerber і виконайте ретельний аналіз DFM за допомогою програмного забезпечення для оцінки відповідності специфікаціям. Крім того, уважно перевірте, чи немає зайвих або відсутніх колодок.

На зображенні вище є невідповідність розміру одного з отворів у межах одного компонента. Якщо цей розмір отвору відповідає вказаній таблиці отворів, як ви вважаєте, чи потрібно узгоджувати це з проектувальником? Для подальшого обговорення або будь-яких інших питань, будь ласка, не соромтеся зв’язуватися з нашими інженерами. Ми настійно заохочуємо брати участь у дискусіях.Обговорити зараз

Одночасно проведіть повну перевірку маршрутизації, паяльної маски та символьних шарів, щоб виявити будь-які аномалії чи порушення. Цей цілісний підхід забезпечує виявлення будь-яких відхилень у конструкції.

Виконайте три раунди мережевих порівняльних перевірок за допомогою програмного забезпечення, щоб переконатися, що файли не мають проблем, пов’язаних з мережею. Цей крок необхідний для підтримки цілісності даних. Якщо в оригінальних файлах Gerber виявлено будь-які проблеми з мережею, негайно надішліть запит на пропозицію, щоб своєчасно розглянути та вирішити проблеми.

Експортуйте файли gerber для створення панелей, створюйте необхідні фільми та ретельно заповнюйте дані ERP і документацію виробничого процесу. Це забезпечує точну інформацію для ефективних виробничих процесів і сприяє безперебійному виконанню.

Висновок

Інженери CAM — це професіонали з високим досвідом, робота яких вимагає великого досвіду. на Highleap Electronics, у нас є команда інженерів з більш ніж десятирічним досвідом, кожен з яких працював з різними типами файлів Gerber. З їхньою обширною Виробництво друкованих плат досвіду, вони здатні уникнути непотрібних помилок і підвищити продуктивність.

Інженери CAM часто стикаються з численними інженерними проблемами. У цій частині ми перерахуємо лише деякі з цих проблем. У наступному випуску ми надамо детальний огляд поширених проблем, що виникають у розробці CAM, і запропонуємо рекомендації щодо оптимізації дизайну.