Documentación de Fabricación de Ensamblaje de PCB con Draftsman

En mis numerosos años en la industria electrónica, hemos recorrido un largo camino. Desde el uso de cinta en mylars para diseños de PCB hasta sistemas CAD avanzados, la industria ha movido lo que solo se puede describir como años luz en los últimos 30 años más o menos.

Atrás quedaron los días (afortunadamente) de un esquema dibujado a mano que luego era traducido por alguien a físico que está conectado a mano (incluso en los primeros programas de diseño esto era cierto). ¿Netlist? ¿Cuál fue de esos en un esquema?

Las herramientas CAD han avanzado mucho desde entonces, y el uso de una herramienta avanzada como Altium Designer^® puede ahorrar mucho tiempo en muchas tareas que rara vez (si alguna vez) se proporcionan como herramientas de automatización en otros paquetes CAD.

Pero yo divago.

Esta es la primera de una serie de publicaciones donde muestro cómo cuento la historia de los servicios de ensamblaje de PCB a mis fabricantes contratados.

Así que; has completado el diseño de tu PCB (o tal vez múltiples proyectos de placa de circuito impreso), estás satisfecho con el diseño y has generado los archivos necesarios para obtener tu última obra de arte realmente fabricada; pero ¿lo has hecho?

He visto una gran cantidad de paquetes de datos para la fabricación, desde indiferentes hasta geniales, y, para ser sinceros, terribles. Con la llegada de componentes de paso realmente fino en paquetes de montaje en superficie, entre otros avances, las reglas de fabricación han cambiado ya que los métodos más antiguos simplemente no son adecuados para los más nuevos y el paquete de fabricación necesita proporcionar posiblemente más orientación de la que era suficiente en el pasado.

¿Qué tipo de soldadura deseas que usen? ¿Cuáles son los límites del perfil de reflujo? Estos son dos (de muchos) problemas muy importantes para asegurarse de que el proceso de soldadura produzca juntas de alta calidad. Sin embargo, las uniones de soldadura no son lo único a considerar. Como se mostrará en esta serie de publicaciones, es posible transmitir información muy detallada de manera clara y concisa, sin margen de duda.

Cuando envías tu diseño, sabes lo que quieres hacer, pero los fabricantes de electrónica por el contrario no. No entienden la intención del diseño, dónde se usará (lo que implica algunos pasos que no forman parte de los resultados habituales de la herramienta CAD) o cómo probarlo a menos que realmente proporciones esa información.

Para cerrar esta brecha, PJS Electronics Ltd. proporciona un paquete completo de fabricación con sus diseños. Esto proporciona al CEM un conjunto de documentos que muestran todo lo necesario para construir el diseño. Ese paquete también se proporciona al cliente para que pueda usar su propio ensamblador preferido.

Hay diferentes tipos de paquetes dependiendo de lo que se está fabricando, por lo que me limitaré a lo más simple para esta publicación; el paquete de fabricación del conjunto de PCB encapsulado en el rectángulo. Esta vista es la jerarquía de ensamblaje y no cómo se generan realmente las salidas.

La jerarquía que se muestra es una configuración típica para un paquete de fabricación de ensamblaje de PCB y el uso de las herramientas en Altium (desde 16.1 en adelante), es muy fácil hacer un paquete que reduzca o elimine la incertidumbre para el fabricante de su elección. ¿Está completamente automatizado? No; cada empresa y cada diseño son diferentes y hay un trabajo por delante que se cubrirá en el segundo artículo de esta serie.

Ten en cuenta que el paquete que se muestra es para un conjunto único y podría ser fácilmente un objeto secundario o principal para otros conjuntos superiores o inferiores, lo que lo hace ideal para empresas con sistemas PDM (Gestión de datos de productos) / LCM (Gestión del ciclo de vida).

Echemos un vistazo rápido a lo que tenemos aquí:

El conjunto maestro de impresión. No todo lo que el fabricante necesita saber está en las salidas electrónicas (pick and place, BoM); puede haber instrucciones especiales, un procedimiento de prueba que se utilizará y otra información. Esto a menudo falta en muchos paquetes, pero no es difícil de generar, como veremos en una publicación futura. Este es el dibujo maestro para el montaje; todo lo demás está subordinado. En las industrias en las que he trabajado, llamamos a esto una fuente única de verdad.

El esquema y la BoM son salidas estándar que generalmente ya existen y las dejaremos por ahora (pero veré cómo pueden apoyar mejor a los equipos internos y a la fabricación externa en una publicación posterior).

Los datos electrónicos de diseño de PCB; aquí hay matices que, una vez más, publicaré más adelante.

El maestro de fabricación de PCB; esto es, como el maestro de ensamblaje, generalmente no generado o enviado, pero toda la información para que un fabricante de PCB realice con éxito las placas de circuito al desnudo no está contenida en los datos electrónicos, como gerbers y archivos OD ++. Una mirada mucho más cercana a esto será el tema de otra publicación.

Una típica hoja frontal maestra de fabricación de PJS Electronics Limited; hay 3 hojas en total. El proyecto de ejemplo Altium MiniPC se utilizó para generar este documento utilizando la plantilla PJS Electronics.

Prueba de información. Desafortunadamente, las pruebas para confirmar que un ensamblaje de PCB está funcionando después de ser ensamblado están incompletas o faltan.

Existen grandes ventajas al usar este enfoque.

Con información completa sobre el ensamblaje de la placa de circuito impreso, el fabricante del contrato puede generar una cotización precisa ya que puede estimar adecuadamente todo lo requerido; eso significa que no hay sorpresas cuando una prueba se envía repentinamente al fabricante contratado, quien, además de cobrarte por la prueba a realizar, puede necesitar suspender tu proceso de ensamblaje hasta que el operador tenga tiempo disponible. Muchos fabricantes por contrato reservan sus líneas con semanas y meses de anticipación y organizan su mano de obra y equipos en consecuencia. Un paquete incompleto puede generar muchos dolores de cabeza. La documentación y una fuente única de verdad son clave para un proceso de ensamblaje de placa de circuito impreso de calidad.

El fabricante de PCB (a menudo una compañía separada del ensamblador) puede generar una cotización precisa ya que toda la información que necesitan está escrita para ellos (la plantilla de mi compañía tiene 26 comentarios predefinidos para la impresión de fabricación de PCB).

Tu equipo de gestión de datos te adorará.

Incluso hay un estándar para estos documentos; IPC-D-325. Al seguir este estándar, todos entienden qué información se transmite.

Implementé este esquema en una empresa para la que trabajé y un ensamblador de electrónica por contrato me dijo que era simplemente el mejor paquete de fabricación que habían visto. ¿No te gustaría poder mostrar ese correo electrónico a tu jefe cuando llegue el momento de la evaluación?

El resultado final: un paquete de fabricación completo puede ahorrar tiempo, dinero y programación cuando se realiza correctamente y habrá menos preguntas y respuestas (aunque debería haber algunas preguntas en un nuevo ensamblaje; que el ensamblador y el fabricante no hagan ninguna pregunta es una muy mala señal).

Usar Altium puede simplificar enormemente la generación de los dibujos adicionales. Hay que dedicar una cierta cantidad de tiempo para obtener las plantillas correctas, pero eso se amortiza pronto por la velocidad y la facilidad de generar estos archivos más adelante en el proceso.