最も完璧なドキュメントパッケージをPCBの製造部門に送る方法

開発ステージの完了は常に喜ばしいことです。ちょうど今、PCBプロジェクトの最後のハードルを乗り越えたところだと考えましょう。それは新しいコンポーネントの数量確保、環境テストの最終化、またはEMC（電磁両立性）技術者からの承認かもしれません。これで基板は「リリース済み」状態になり、全ての承認が署名され、あとは製造に渡すだけです。設計仕様を作業可能なファイルに変換し、翻訳して、PCB製造業者に渡す手順は単純明快であるべきですが、実際には、そうではありません。

ドキュメントの一部が欠けていただけでも、設計者の仕様と、ドキュメントに記載されているものとを結びつけるラインは簡単に不明瞭となり、製造プロセスは簡単に停止してしまいます。「悪魔は細部に宿る」という諺は、PCBの製造や実装のドキュメントについて、まさに的確に当てはまります。複数の利害関係者が関与するプロジェクトの期間に起きたことを伝達する真実の単一の情報源として、より多くより詳細に記載するほど良い結果が得られます。設計後のプロセスを行うため使用できる全てのツールと、必要な製造ファイルの出力を使用することで、製造業者が当て推量を行い、見解の相違のため高い見積もりを要求することや、製造プロセスが遅延することや、さらに悪い結果として仕様を満たさないPCBを構築してしまうことを避ける必要があります。設計の意図をデジタルの世界から物理的な製品に変換するには、製造業者の観点から見て、完全なドキュメントパッケージはどのようなものかということを、的確に理解する必要があります。

製造ファイルの基礎

製造業者の観点から見ると、設計ファイルで参照されるドキュメントが1つでも欠けていれば、それは大きなエラーです。不完全な製造ドキュメントはほとんどの場合、問題の明確化と軽減に浪費される時間から、プロジェクトの遅延を招きます。そこで、ここに示すような出力ファイルの分類をまず覚えてください。

製造ドキュメントのパッケージが完全なだけでなく、PCB業界で一般的に受け入れられているフォーマットでパッケージを製造業者に送る必要があることにも留意してください。

PCB設計について最も一般的に受け入れられているファイル形式は、ガーバー（標準のRS-274-Dまたは拡張のRS-274X）、ODB++、およびExcellonです。さいわい、ほとんどのCADシステムは、これらのフォーマットのいずれかで設計データを生成またはエクスポートできます。そして、実際に製造業者へデータを送る前に、どのような製造ファイルを、どのフォーマットで必要としているのかを、製造業者との間で正確に確認しておくべきです。しかし、例外はありますが、自社内のCADフォーマットで設計を製造業者に送ることは常に避けるべきです。この単一のファイルフォーマットは多くの場合、製造業者では読み取り不能で、基板の製造に使用できません。

含めるべきもの

それでは、最低限何を含めればいいでしょうか? これは製造業者によって異なりますが、製造業者が顧客と十分に情報を共有していることを確認するため、多くの場合に最低限必要とされるドキュメントは次のものです。

• 次のデータを含むPCBデータ

  • ガーバーデータ

  • ドリルデータ

  • ネットリストデータ

• 次のデータを含むPCB製造指示

  • 長穴および穴サイズ

  • 基板の外形

  • 完成した銅箔の重量

  • 完成したPCBの厚さ

  • 表面仕上げ

  • シルクスクリーンの要件

  • ソルダーマスクの要件

• 次のデータを含む部品表（BOM）

  • 数量

  • デジグネータ

  • 内容説明

  • 製造業者でのPart Number

これらの情報により、製造業者は十分に正確な見積もりや予定配送日を提供でき、さらに重要な点として、設計意図を理解し、御社に固有の要件を満たすPCBを構築できます。

完全なドキュメントデータパッケージ（出力ジョブファイル）

製造業者はデータをどのように使用するのか

基板は一般に、デジタル制御される25の手順により、生産ツールを使用して製造されます。一部の設計者は、自分たちが提出するガーバーファイルなどのPCB製造データから、フォトプロッターのように自動的に製版が行われたり、ドリルファイルがドリルマシンで直接使用されたりすると考えています。しかし実際の工程はそのようなものではありません。パネル化はその明白な証拠です。これらの要素について解説しましょう。

レイヤー構成

設計者が送付したデータを使用して、製造業者が最初に行う手順は、自社のCAMシステム内にデータを読み込み、PCBのモデルを再作成することです。システムによって画像ファイルが変換され、このモデルが実際に製造プロセスを推進します。この理由から、設計者が送付するデータでは、スタックに含まれる各ファイルの機能を定義する情報を明確に指定し、どれが最上位レイヤーでどれが最下位レイヤーなのかといったことを明確にする必要があります。

ドリルファイル

このファイルは、PCBの材質のうち削除する部分や、メッキすべき部分を示す幾何情報を指定します。ドリルマシンが幾何データを読み取れるよう、この情報は標準のもので、直径、開始および終了レイヤー、およびメッキのありなしが指定されている必要があります。

PCBの外形

PCBの外形と、どの部分がPCBの一部で、どの部分がそうではないかという情報がなければ、基板を構築できません。PCBの外形では、閉じた、切れ目や穴のない輪郭を指定する必要があります。穴を意図的に含めない理由は、混乱を招く重複を回避するためです。ドリルファイルには適切に定義された穴開けパターンが既に含まれています。

技術的な図面

全ての製造業者は、製造ツールシステムに入力される設計者からのデジタルデータを使用しますが、機械的なものなど実際の技術的な図面も含めるべきです。これらの図面はPCBをデジタルに処理するには不要ですが、必要に応じて技術者が手動でチェックするために使用します。また、1つ忘れてはいけないのは、これらの図は銅箔レイヤー、ソルダーマスク、legend、ドリルパターン、またはデザインに含まれる他のパターンのどれであれ、デジタルデータの替わりとしては決して使用されないことです。

ネットリスト

ドキュメントパッケージには、ネットリストを必ず含めます。その理由は、設計をCAMシステムへ正しく転送するのにネットリストが役立つからです。製造データをCAMシステムに入力した後で、最初に生成されるのは画像からのネットリストで、参照ネットリストと呼ばれます。ソフトウェアまたはオペレーターによるエラーの可能性があるため、この参照ネットリストは多くの場合に、CAM技術者によってジョブデータと比較され、間違いの可能性がある部分が見逃されていないことが確認されます。

当て推量を避ける

使用しているPCB設計ツールで、依然として手作業による出力ファイルの生成が必要な場合、出力するファイルに十分な注意を払い、単一のリポジトリに整理しておきます。簡単に言うと、完全なPCBドキュメントパッケージには、製造業者によって必要とされる全てのファイルが、当て推量なしに簡単に解釈できるようなファイルフォーマットと構造で整理され、含まれている必要があります。冗長な、または間違いのあるファイルが製造業者で見つかった場合、製造プロセスの遅延を招くだけで、最も望ましくない結果となります。

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