Documentación clave para montaje y fabricación de PCB

John Watson
|  Created: June 5, 2019  |  Updated: March 16, 2020

Vengo de unos orígenes humildes: una larga tradición de granjeros de Pennsylvania central. Es increíble cómo uno puede tomar una simple semilla, plantarla en el terreno y cuidar de ella. En poco tiempo, tienes una planta madura con una variedad de usos: alimento para las personas, alimento para el ganado y, lo más importante, más semillas para la próxima temporada de siembra.

Con tantas cosas que dependen de la semilla, no es extraño que queramos cuidarla y protegerla, 

Los diseños de PCB son como esa simple semilla. Plantamos datos confidenciales inicialmente que van en ellas. Después de cuidar de ellos durante el proceso de diseño, se convierten en una planta madura, el diseño de PCB final que enviamos para fabricación o montaje.  En cierto modo, estoy tan asombrado de este proceso como lo estaba en los campos de maíz. En primer lugar, ¿cómo es posible semejante complejidad?

Los datos que utilizamos a lo largo del proceso de diseño dependen de los roles específicos que tengamos en el diseño. Lo vemos todo de manera distinta cuando los distintos participantes trabajan juntos en sus respectivos roles. El diseño de PCB está estratificado en procesos complejos, y no podemos hablar de datos confidenciales sin recurrir a esos roles. 

Datos iniciales y desarrollo del diseño de PCB 

La esencia de todo diseño de PCB está en el componente electrónico. Todo empieza y termina allí. 

En un tiempo, los sistemas electrónicos no eran tan complicados como lo son hoy en día, y los componentes eran mucho más sencillos. Constaban de un símbolo esquemático, una huella y algunos parámetros básicos. Una práctica común era copiar un componente a lo largo del diseño con diferentes valores. Con el tiempo, se hicieron necesarios componentes más complejos, con mucha más información y detalles para sostener los sistemas de vanguardia. 

Como mínimo, debemos incluir la siguiente información con cada uno de los componentes: símbolo esquemático, huella (calcomanía), modelo 3D, simulación de circuito (opcional), información paramétrica, aprovisionamiento y documentación de apoyo.

En este punto, intervienen tres roles: el ingeniero electrónico, el bibliotecario y el diseñador de PCB. Como podemos ver en el diagrama más abajo, cada rol específico utiliza datos. Por supuesto, soy consciente de que estos no son absolutos y que puede haber algún cruce. 

 

 

En todo este proceso de diseño, se utilizan datos en determinados puntos. Por ejemplo, el ingeniero electrónico utiliza la información paramétrica para escoger el componente principal del diseño. El componente seleccionado pasa al bibliotecario para construir la pieza necesaria. El diseñador de PCB utiliza el componente en un esquemático y lo lleva al diseño de la PCB. 

En momentos críticos del diseño, me aseguro de incluir a otras personas en el proceso. Aquí se incluyen el ingeniero mecánico, compras y control de calidad, que utilizan datos específicos para hacer su trabajo. Nuestro gráfico crece, pero estas personas son un poco más específicas en cuanto a los datos que buscan. 

 

Datos de salida de PCB 

Ahora podemos examinar los datos de salida de nuestro diseño de PCB. Probablemente más importante y, añadiría, más enervante, estamos preparados para crear nuestros paquetes de salida. 

Sí, has leído bien: paquete(S). Hay dos paquetes de datos. El primer paquete es el paquete de fabricación de la PCB, que incluye los datos necesarios para fabricar la placa. En segundo lugar, está el paquete de datos de montaje que, como habrás adivinado, sirve para el montaje de la PCB. Solo quiero mencionar algo acerca de la seguridad: estos dos paquetes de datos contienen toda la información necesaria para crear un diseño de PCB. Como práctica común, tenemos dos paquetes de datos, de manera que podemos enviarlos a diferentes proveedores. Ningún proveedor (a menos, por supuesto, que confíes plenamente en él) recibe ambos paquetes. El documento que nunca sale, bajo ninguna circunstancia, es el esquemático. Con él, cualquiera podría plagiar tu diseño.

Conocer las necesidades específicas de la fabricación y el montaje es útil. La industria cambia continuamente, y hay numerosos formatos de datos de salida disponibles. Resulta más fácil cuando sabes cuál es mejor usar. Lo que se ofrece aquí es lo habitual, pero, como se dice, tu experiencia puede variar. Puedo hablar mucho acerca de cada elemento, pero no tengo suficiente espacio aquí. Cada uno de ellos tiene una función. 

 

 

Plano de fabricación

Este plano detallado debe incluir los elementos críticos que la empresa de fabricación necesita, incluida la dimensión de taladro, plano de la placa, tabla de taladros, apilamiento de capas, exigencias especiales de fabricación, tablas de líneas de transmisión (utilizadas para líneas de impedancia controlada) y notas de fabricación detalladas. Recuerda que esto es solo una referencia. Si no incluyes detalles específicos en el documento, no se tendrán en cuenta. 

Datos de montaje

 

 

El plano de montaje sirve de guía a la empresa de montaje. En este documento, es mejor un exceso de información que la falta de ella. Si no se incluyen requisitos específicos, se retrasará la construcción. Se debe procurar información precisa, principalmente para la lista de materiales. Los errores en este punto se agravan sustancialmente. 

Conclusión

Cada dato en el proceso de diseño de PCB tiene su lugar y función. Si sabes cuáles son y por qué están allí, tu equipo y las empresas de fabricación y montaje de PCB te lo agradecerán. Son las semillas que plantamos para hacer algunas cosas increíbles, pero solo cuando sabemos cómo usarlos y, sobre todo, por qué.  

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Con casi 40 años en el sector de la electrónica, 20 de ellos en el campo del diseño y la ingeniería de PCB, John se ha mantenido siempre a la vanguardia de la industria como diseñador e ingeniero y, más recientemente, como formador y mentor. Aunque ha trabajado principalmente en el ámbito de la fabricación, también se ha adentrado en distintos terrenos relacionados con los servicios para PCB. Como veterano, sirvió con orgullo en el Ejército de los EE. UU., en la esfera de la inteligencia militar. John cuenta con certificación "CID" como diseñador de interconexiones y está en vías de obtener la certificación de nivel avanzado. En su puesto de ingeniero sénior de PCB en Legrand Inc., dirige en la actualidad equipos de diseñadores e ingenieros de PCB en diferentes divisiones en los Estados Unidos y China.

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