Aspetti chiave della documentazione PBC

La documentazione PCB è un fattore la cui importanza sottolineiamo in tutti i nostri corsi e attività di consulenza, così come nei numerosi articoli pubblicati. Insieme alle specifiche di fabbricazione dei circuiti stampati, questa documentazione è fondamentale per garantire che un PCB venga prodotto correttamente fin da subito e per tutti i cicli successivi. Poiché la creazione della PCB documentation avviene quasi alla fine del processo di progettazione, a questo passaggio viene spesso prestata poca o non sufficiente attenzione. Quando si costruiscono PCB complessi, multistrato e ad alta densità, è invece di cruciale importanza che il progetto sia accompagnato verso la fase di produzione da tutta la documentazione necessaria.

Questo articolo illustra i vari disegni, file e note di fabbricazione necessarie per la buona riuscita della produzione PCB.

Documentazione PCB: figure professionali coinvolte e le loro richieste

Il processo di progettazione PCB coinvolge principalmente tre figure professionali:

• Il produttore di PCB.
• L'assemblatore di PCB.
• L'azienda responsabile dei test di produzione.

Ciascuno di essi richiede dati estratti dal database di progettazione e stampati in un formato adatto alle loro specifiche apparecchiature. All'interno della documentazione PCB è inoltre necessario creare un pacchetto di documenti che contenga le regole di progettazione e i dati relativi a ciascun progetto PCB. Le tipologie di documenti e i contenuti condivisi includono:

• I disegni di fabbricazione e i dati di fabbricazione raccolti.
• L'insieme dei file di progettazione utilizzati per creare il film e altre informazioni sugli strumenti di produzione (a volte indicati come dati Gerber).
• Il disegno d'assemblaggio e le informazioni d'assemblaggio necessarie.
• Il pacchetto dei file di assemblaggio, insieme alla distinta base e alle informazioni per il pick and place.
• L'insieme dei punti di prova che verranno utilizzati dagli ingegneri di test per preparare i dispositivi di collaudo necessari.

Puoi trovare ulteriori informazioni su questi elementi in seguito. Quest'elenco include in realtà anche il disegno tecnico, ma questo viene solitamente conservato all'interno dell'azienda. È una parte importante del processo, pertanto abbiamo deciso di illustrarlo più approfonditamente.

Il disegno tecnico

Il disegno tecnico assomiglia molto a un disegno di fabbricazione, ad eccezione del fatto che contiene informazioni sulla progettazione invece che sulla produzione. Come notato precedentemente, questo documento viene conservato internamente e non viene inviato al produttore. Questo disegno si basa sul disegno del contorno del PCB che ne definisce le dimensioni e la forma. Le informazioni registrate su di esso includono:

• La tabella di foratura, comprese le dimensioni del trapano e la quantità necessaria stimata.
• Lo stackup PCB.
• L'elenco delle note di fabbricazione.
• La classe tecnologica che definisce le regole di routing.
• L'elenco di tutti i file di progettazione che devono essere preparati per il produttore.
• Il disegno del contorno del PCB.
• Una tabella che rappresenta le tensioni di alimentazione che verranno assegnate a ciascun layer di potenza del PCB.
• Altre note rilevanti e appendici.

PCB documentation: il disegno di fabbricazione

Il disegno di fabbricazione deriva dal disegno tecnico sopracitato. Ad esso viene aggiunto il conteggio finale dei fori mentre viene rimossa la classe tecnologica. Il layer finale 1 del PCB viene inoltre aggiunto al disegno del contorno. Nota: in passato, era prassi comune includere un disegno con il posizionamento e la dimensione di tutti i fori praticati. I produttori non utilizzano più queste informazioni, e questa pratica è caduta in disuso. Al suo posto, per illustrare l'aspetto del PCB finito, viene utilizzata la grafica del layer 1.

Il disegno di fabbricazione contiene lo stackup e mostra ogni layer del PCB, per nome, insieme ai dati dei file Gerber, per layer. Un problema comune è che le informazioni contenute su queste due fonti differiscano. Ciò può creare difficoltà al produttore che tenta di abbinare i file di progettazione con i layer nello stackup, rischiando l'impilaggio sbagliato dei layer. Per questo è importante usare le stesse etichette per i file di progettazione e per i nomi sul disegno dello stackup. L'immagine 1 mostra come si presenta un disegno di produzione.

Immagine 2. Layout di un tipico disegno di produzione

La Tabella 1 contiene l'elenco delle note di produzione necessarie per costruire un PCB ad alto numero di layer e a impedenza controllata. 

Tabella 1. Un tipico pacchetto di note di produzione

La tabella 2 contiene l'elenco dei file di progettazione necessari per produrre un PCB multistrato. 

Tabella 2. Elenco dei file di progettazione richiesti dal produttore

Alla netlist CAD, indicata come IPC-356, viene aggiunta la posizione XY di tutti i pin dei componenti. La netlist CAD è utilizzata nella preparazione del dispositivo di test della scheda nuda, che viene quindi confrontato con la netlist sintetizzata dai dati Gerber.

Il disegno di assemblaggio

Il disegno di assemblaggio contiene le informazioni necessarie per assemblare tutti i componenti elettronici sul PCB. Contiene anche informazioni sul fissaggio delle parti meccaniche. Data l'ampiezza delle informazioni contenute, questo documento può essere lungo diverse pagine.

File di assemblaggio

I file di assemblaggio contengono la posizione X-Y di tutti i componenti, la distinta base e il codice da caricare nelle parti programmabili, insieme a qualsiasi altra informazione necessaria per l'assemblaggio del PCB.

File per i punti di prova

Questi file includono l'elenco dei punti di prova progettati nel PCB per fornire l'accesso necessario per eseguire i test in-circuit. 

Riepilogo della documentazione PCB

La documentazione PCB necessaria per accompagnare il circuito stampato nella fase di produzione può sembrare semplice e addirittura quasi una formalità. Tuttavia, è proprio per questo che è importante che queste informazioni vengano raccolte con cura. Inoltre, è auspicabile che tutte le parti della documentazione, accumulate attraverso il processo di progettazione del PCB, siano attentamente esaminate e approvate prima di inviare il PCB alle fasi finali di produzione.

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