Los aspectos clave de la documentación de las PCB

En todas nuestras clases y actividades de consultoría, así como en los numerosos artículos que creamos, siempre destacamos la importancia de la documentación de las PCB. Junto con la especificación de fabricación de PCB, esta documentación es crucial para garantizar que una PCB se cree correctamente la primera vez y en las ocasiones sucesivas. Debido a que la creación de la documentación de las PCB se produce en una de las etapas tardías del proceso de diseño, no se le da suficiente importancia. Cuando se crean PCB de alta densidad complejas y multicapa, es imprescindible que la documentación de las PCB sea adecuada y esté presente desde la fase de fabricación del proyecto.

Este artículo describe los diversos planos, archivos y notas de fabricación que deben acompañar a cada PCB que entra en fabricación.

Los clientes y lo que deben recibir

El proceso de diseño de PCB tiene tres clientes principales:

• El fabricante de la PCB.
• El montador de la PCB.
• La organización de pruebas de producción.

Cada uno de estos clientes requiere de datos extraídos de la base de datos de diseño que estén impresos en un formato aplicable a su equipo particular. También es necesario crear una serie de documentos que contengan las reglas de diseño y los datos pertinentes para cada diseño de PCB. Los tipos de documentos y sus contenidos distribuidos comprenden:

• El plano de fabricación y los datos de fabricación registrados. Quizás te interese nuestro artículo sobre Cómo descifrar las notas de fabricación de una PCB.
• El paquete de archivos de diseño utilizados para crear la película y otra información sobre las herramientas de fabricación (a veces denominados "datos Gerber").
• El plano de montaje y la información de ensamblaje necesaria.
• El conjunto de archivos de ensamblaje junto con la lista de materiales y la información de recogida y colocación.
• La serie de puntos de prueba que utilizará la ingeniería de pruebas para preparar los dispositivos de prueba necesarios.

A continuación, se describe información adicional sobre los puntos mencionados anteriormente. Se debe tener en cuenta que la siguiente lista también incluye el plano de ingeniería, pero este se debe conservar en la sede de la empresa. 

El plano de ingeniería

El plano de ingeniería se parece mucho a un plano de fabricación. La diferencia es que el plano de ingeniería contiene información de diseño en vez de información de fabricación. Este documento se conserva en la sede de la empresa y no se envía al fabricante. La fuente de información de este plano es el plano del contorno que define el tamaño y la forma de la PCB. La información registrada en este plano consta de los siguientes elementos:

• El diagrama de perforación, incluidos los tamaños de las perforaciones y la cantidad necesaria estimada.
• El stackup de la PCB.
• La lista de notas de fabricación.
• La tabla de tecnología que define las reglas de trazado de pistas.
• La lista de todos los archivos de diseño que deben prepararse para el fabricante.
• El plano del contorno de la PCB.
• Una tabla que muestra las tensiones de alimentación que se asignarán a cada capa de alimentación de la PCB.
• Otras notas anexas pertinentes.

El plano de fabricación

El plano de fabricación se deriva del plano de ingeniería. En este plano se añade el recuento final de agujeros y se elimina la tabla de tecnología. La capa final 1 de la PCB se añade al plano del contorno. Nota: En el pasado, se dibujaba en este plano la ubicación y el tamaño de todos los agujeros perforados. Sin embargo, los fabricantes ya no utilizan esta información y ha perdido su valor. La ilustración de la capa 1 muestra qué aspecto debería tener la PCB terminada y se usa en su lugar.

El plano de fabricación contiene el stackup y muestra cada capa de la PCB con su respectivo nombre, junto con los datos Gerber por capa. Un problema que se da es que la información entre estas dos fuentes no es la misma. Esto puede crear problemas para el fabricante, que intenta hacer coincidir los archivos de diseño con las capas del stackup. El resultado es que las capas se apilan en el orden incorrecto. Por lo tanto, se deben usar las mismas etiquetas para los archivos de diseño y los nombres en el plano del apilado. La Figura 1 muestra cómo se dispone un plano de fabricación.

Figura 2. Diseño de un plano de fabricación típico para la documentación de las PCB.

La Tabla 1 es la lista de notas de fabricación necesarias para crear una gran cantidad de capas y una PCB de impedancia controlada. 

Tabla 1. Una serie típica de notas de fabricación

La Tabla 2 contiene la lista de archivos de diseño necesarios para fabricar una PCB multicapa. 

Tabla 2. Una lista de archivos de diseño requeridos por un fabricante para construir una PCB multicapa.

La ubicación X-Y de todos los pines de componentes se anexa a la netlist de CAD, y se designa como IPC-356. La netlist de CAD se utiliza en la preparación del dispositivo de prueba de la placa desnuda, que luego se compara con la netlist que se ha sintetizado de los datos Gerber.

El plano de montaje

El plano de montaje contiene la información necesaria para montar todos los componentes electrónicos en la PCB. También contiene información sobre cómo acoplar todas las piezas mecánicas. Dada la amplitud de la información contenida en la información de montaje, suele tener varias páginas.

Los archivos de montaje

Los archivos de montaje contienen la ubicación X-Y de todos los componentes. La lista de materiales, el código que se cargará en las piezas programables, y cualquier otra información requerida por el fabricante para montar la PCB.

Los archivos de puntos de prueba

Los archivos de puntos de prueba son la lista de puntos de prueba que se han diseñado en la PCB para proporcionar acceso de prueba en circuito a la PCB. 

Resumen

La documentación de las PCB que fue diseñada en la fabricación puede parecer muy sencilla e incluso puede parecer algo obvio. Pero, es precisamente por estas razones que hay que tener cuidado al crear esta información. También se recomienda que toda la documentación de las PCB que se acumula a lo largo de las diversas operaciones de diseño se revisen y aprueben minuciosamente. Esto antes de que acompañe a la PCB en su camino hacia su materialización como producto final.

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