Panoramica dei file di output di progettazione PCB

Zachariah Peterson
|  Creato: December 20, 2021  |  Aggiornato: September 18, 2022
File di output per la progettazione PCB

Prima che la scheda possa essere messa in produzione e preparata per l'assemblaggio, è necessario generare una serie di file in grado di fornire supporto al produttore. Si tratta dei file di output di progettazione PCB, noti anche come file di produzione, dati di fabbricazione, file di assemblaggio e molti altri nomi. I produttori e gli assemblatori usano diversi set di file di output per produrre il PCBA, che andranno generati dal team di progettazione per poter avere un preventivo del prodotto e far partire la fase di fabbricazione.

Prima di inviare il file di progettazione a un produttore via e-mail, assicurati di ottenere prima un elenco dei file di produzione e assemblaggio richiesti. Se sei un progettista alle prime armi, dedica un po' di tempo a studiare i tipi e le estensioni più comuni dei file di produzione PCB elencati qui di seguito.

Elenco dei file di output per la progettazione PCB

Di seguito è riportato un elenco dei file di produzione PCB comunemente usati. Potrebbe non essere necessario generare tutti i file in questo elenco per ciascun produttore, ma è buona norma crearli tutti in modo da garantire che il dispositivo sia producibile praticamente ovunque.

  • File di produzione: i formati di file utilizzati per creare gli stencil per la produzione delle schede vuote includono Gerber RS-274-X/X2, IPC-2581 e ODB++. I file di foratura a controllo numerico vengono utilizzati per programmare le perforatrici CNC al fine di posizionare i fori sulla scheda vuota.
  • File di assemblaggio: i due file principali necessari per l'assemblaggio sono la distinta base dei materiali (BOM) e il file pick-and-place. Entrambi vengono utilizzati per abbinare le parti e per il posizionamento durante l'assemblaggio. Il file della paste mask utilizzato per l'assemblaggio verrà generato insieme ai file di fabbricazione.
  • Stampe e disegni: i disegni di fabbricazione e assemblaggio sono come dei modelli per il tuo progetto e contengono una gran quantità di informazioni. Queste informazioni sono generalmente inserite all'interno di un preventivo, ma la creazione di un disegno di produzione garantisce che i produttori di tutto il mondo comprendano esattamente come si desidera che la scheda venga prodotta.
  • File STEP e stampe 3D: questi due pacchetti di file si usano insieme e offrono all'assemblatore la possibilità di vedere chiaramente l'orientamento di alcuni componenti con packaging non standardizzato.
  • Rapporto Testpoint: questo file include una serie di nodi designati per le misurazioni elettriche, sia per i test di continuità che per i test interni al circuito più specifici.
  • File vari: alcuni produttori potrebbero richiedere altri tipi di file. Questi potrebbero includere gli schematici, la netlist, i file di stampa fotografica degli strati meccanici (ad es. Gerber) o altri report con commenti e requisiti di retro foratura.
  • Binari e documentazione di test: nella produzione ad alto volume alcuni prodotti potrebbero richiedere il flashing on-the-line dei binari e i successivi test funzionali per garantire che ogni prodotto sia completamente funzionante. Questi requisiti devono essere specificati e potrebbe essere necessario fornire un dispositivo di prova per agevolare il collaudo funzionale automatizzato.

Tutto inizia con i file di fabbricazione e la documentazione

Prima di passare alla fase di produzione e all'assemblaggio, i file di fabbricazione devono essere inviati per la revisione DFM e il preventivo. Il produttore esaminerà questi file per assicurarsi che il progetto sia fabbricabile nel suo impianto. Questa verifica viene effettuata con un software CAM specializzato, che controllerà i file di fabbricazione per ottenere le spaziature, le dimensioni delle funzionalità, le loro spaziature e qualsiasi altro aspetto del progetto fisico che potrebbe presentare difficoltà in fase di produzione. I file Gerber sono comunemente utilizzati in questa fase del processo, ma qualsiasi produttore dovrebbe essere in grado di utilizzare altri formati di file di fabbricazione standard (ODB++ o IPC-2581).

File di output per la progettazione PCB Gerber
Il produttore esaminerà i file di fabbricazione, in particolare le caratteristiche del rame e della maschera di ciascun layer per garantire che la scheda possa essere prodotta in modo affidabile.

Anche le note di fabbricazione sono importanti, in quanto forniscono tutte le altre informazioni necessarie per fabbricare un PCB vuoto. Aspetti come rivestimenti conformi, finiture superficiali, materiali specifici da utilizzare (maschera di saldatura LPI, ecc.), requisiti di impedenza, specifiche sui layer/materiali dello stackup e molto altro sono tutti specificati nel disegno di fabbricazione del PCB. Note di fabbricazione chiare ed esaustive aiuteranno a garantire che il tuo progetto possa essere prodotto ovunque.

Anche il tuo assemblatore potrebbe dover esaminare il tuo progetto per garantire che venga prodotto in modo affidabile e senza difetti. Il disegno di assemblaggio e la distinta base vengono utilizzati creare il preventivo e per garantire un assemblaggio accurato una volta ricevute le schede vuote e i componenti dall'assemblatore. I disegni di assemblaggio contengono una serie di note che aiutano questo processo ed eliminano qualsiasi ambiguità nella fase di produzione.

File di output PCB aggiuntivi

Alcuni dati aggiuntivi a volte necessari in fase di produzione includono i modelli meccanici o le stampe 3D, nonché dati MCAD per l'involucro. La necessità o meno di questi dati dipende dal servizio richiesto e dall'ambito del progetto. Ad esempio, in fase di assemblaggio, alcuni condensatori al piombo radiali o assiali potrebbero dover essere curvati su un lato con un orientamento molto specifico: le stampe 3D e un file STEP sono la soluzione ideale per illustrarlo chiaramente.

File di output per la progettazione PCB STEP
L'orientamento di questi connettori è facilmente visibile in un file STEP. Questo può essere incluso nei file di output PCB standard.

Un altro requisito di assemblaggio specializzato si presenta con i connettori a pressione o connettori a crimpare, che non vengono applicati nella procedura di assemblaggio PCB standard. Per questi componenti deve essere fornita anche la documentazione relativa: un disegno di assemblaggio o un documento con i requisiti specifici potrebbero essere la soluzione migliore. Se hai dubbi al riguardo o stai lavorando con un nuovo produttore, assicurati di richiedere queste informazioni e di fornire i dati corretti.

In caso di documentazione mancante, o se non viene indicato in modo specifico un importante requisito di fabbricazione/assemblaggio, il produttore tenderà a scegliere tecniche e requisiti "standard" applicabili alla maggior parte dei progetti di base. Se non sei preoccupato per aspetti come le placcature superficiali o i requisiti della maschera di saldatura, puoi concentrarti unicamente sulla creazione dei file di fabbricazione principali lasciando il resto al produttore. Aziende diverse offrono livelli di servizio differenti e saranno disposte ad aiutarti a produrre con successo il tuo primo PCBA.

Riepilogo

In passato, i progettisti dovevano preparare manualmente i file di output PCB e i dati di produzione, raccogliendo le informazioni provenienti da diversi documenti di progettazione e compilando manualmente la documentazione finale. Gli strumenti di progettazione di ultima generazione possono aiutarti a preparare questo pacchetto di dati automaticamente, in modo da risparmiare tempo e completare rapidamente le revisioni al progetto. Per il tuo prossimo progetto utilizza i migliori strumenti CAD per creare rapidamente il tuo layout PCB e prepararlo alla produzione.

File di output per la progettazione PCB
Questo è un breve elenco della documentazione che è possibile generare con Altium Designer.

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Sull'Autore

Sull'Autore

Zachariah Peterson ha una vasta esperienza tecnica nel mondo accademico e industriale. Prima di lavorare nel settore dei PCB, ha insegnato alla Portland State University. Ha condotto la sua Fisica M.S. ricerche sui sensori di gas chemisorptivi e il suo dottorato di ricerca in fisica applicata, ricerca sulla teoria e stabilità del laser casuale. Il suo background nella ricerca scientifica abbraccia temi quali laser a nanoparticelle, dispositivi semiconduttori elettronici e optoelettronici, sistemi ambientali e analisi finanziaria. Il suo lavoro è stato pubblicato in diverse riviste specializzate e atti di conferenze e ha scritto centinaia di blog tecnici sulla progettazione di PCB per numerose aziende. Zachariah lavora con altre società del settore PCB fornendo servizi di progettazione e ricerca. È membro della IEEE Photonics Society e dell'American Physical Society.

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