Limpeza do Layout da PCB Antes da Fabricação

| Criada: Junho 25, 2022 | Atualizada: Novembro 25, 2024

Uma vez que você termina o posicionamento e o roteamento no layout da sua PCB, pode ser tentador finalizar o layout e enviar tudo diretamente para a fabricação. A realidade é que a placa pode ainda precisar de algum trabalho antes de ser considerada finalizada. A limpeza que você realiza na etapa final do layout da PCB ajudará a capturar quaisquer erros pendentes que não podem ser programados no seu motor de DRC, e te dá a chance de adicionar quaisquer detalhes pendentes às camadas superficiais.

Esta seção final do nosso curso intensivo sobre detalhes de fabricação de PCBs mostra o que precisa ser feito para finalizar um layout de PCB antes de gerar os entregáveis finais necessários para a fabricação. O processo começa com a limpeza das camadas superficiais no seu layout de PCB, onde elementos de serigrafia são limpos e elementos de cobre são verificados quanto à conformidade com as regras de design. Uma vez que o layout da PCB está limpo, você gera os arquivos de entrega finalizados e prepara tudo para a produção.

Limpeza do Seu Layout de PCB

A limpeza do layout da PCB te dá a chance de adicionar todos os toques finais necessários aos seus dados CAD. Isso envolve fazer alguns ajustes finais no layout da PCB para que o design esteja em conformidade com os requisitos de DFM/DFA. Alguns dos pontos importantes a verificar no seu layout de PCB são mostrados na tabela abaixo.

Roteamento e vias	Ajuste qualquer roteamento para eliminar erros de distância mínima Verifique as vias quanto ao tamanho de furação necessário, tolerâncias e tamanho do pad Se necessário, aplique gotas de lágrima se ainda não estiverem aplicadas
Serigrafia	Mova os designadores para que não se sobreponham Mova quaisquer elementos de serigrafia para fora dos pads de solda e furos Coloque quaisquer marcações de legenda como logotipos da empresa, números de peças, etc. Verifique se os contornos de serigrafia dos componentes (se presentes) não ficam sob os contornos do corpo do componente
Polígonos	Se possível, redesenhe polígonos sobrepostos para evitar que as regras de distância mínima abram quaisquer conexões de rede Verifique se todos os polígonos têm atribuições de rede Repasse todos os polígonos e verifique se a ordem de repasse não abre quaisquer conexões de rede Verifique a distribuição uniforme de cobre entre as camadas e adicione polígonos em camadas vazias conforme necessário
Verificação mecânica de retorno	Certifique-se de que quaisquer elementos no layout da PCB correspondam aos seus desenhos mecânicos Verifique as posições de quaisquer componentes críticos como conectores Coloque furos de montagem e fiduciais, se necessário Certifique-se de que os corpos dos componentes 3D não colidam ou se sobreponham

Muitos desses pontos podem ser programados em seus DRCs e serão aplicados automaticamente à medida que você cria o layout da PCB. No entanto, ainda é importante verificar muitos desses pontos manualmente, pois o motor de DRC automatizado no seu software de design de PCB pode não sinalizar esses pontos visualmente. Executar um DRC manual final e verificar visualmente ajudará você a identificar qualquer um dos pontos nesta tabela que foram perdidos.

Configurando os Requisitos do Seu Ponto de Teste

Definir pontos de teste adequados em um layout de placa durante seu processo de design é crítico para ter sua PCB testada e verificada pelo seu fabricante antes da PCBA ser enviada para você. Ao adicionar pontos de teste adequados em uma placa, você aumentará significativamente a probabilidade de detectar quaisquer erros relacionados à fabricação durante o processo de validação pós-produção. Dado que cada design tem suas limitações e restrições físicas únicas, é sempre recomendado consultar seu fabricante para determinar o posicionamento ideal dos pontos de teste.

Antes de entrar nos detalhes específicos dos requisitos de ponto de teste e pad, há várias diretrizes gerais a ter em mente.

Cada nó em sua placa deve ter pelo menos um ponto de teste para sonda.
Não é recomendado usar leads de componentes como pontos de teste.
É recomendado distribuir seus pontos de teste por toda a placa.

Pontos de teste podem simplesmente ser partes expostas de cobre na PCB, o que pode ser tão simples quanto colocar uma almofada e conectá-la a uma rede. O tamanho típico da almofada neste caso pode ser tão pequeno quanto 1 mm e pode se ramificar a partir de uma almofada de componente, trilha ou conector. Vias conectadas a almofadas ou trilhas também são uma opção a ser selecionada para uso como pontos de teste em um layout de PCB, apenas certifique-se de que elas não estejam cobertas. Um exemplo é mostrado abaixo.

PCB test point placement — Os pontos de teste TP14 e TP15 são colocados para se ramificarem a partir de um conector de pinos. Esses pontos de teste permitem que um sinal seja sondado antes de entrar em um circuito e depois que sai do circuito.

Uma estratégia comum para acelerar os testes durante a fabricação, bem como os testes elétricos na PCBA, é colocar os pontos de teste em fila, assim como você colocaria almofadas de montagem para um cabeçalho de pinos passantes. O espaçamento entre as almofadas de teste (de centro a centro) seria mantido em 100 mils se você seguir este caminho. Isso permite que um dispositivo de teste sonde todos os pontos simultaneamente.

Ao colocar e selecionar pontos de teste, você pode definir se eles devem ser sondados durante a fabricação, montagem ou ambos. Isso será feito no seu aplicativo de design de PCB, e suas ferramentas de entrega gerarão um relatório de ponto de teste a partir dos seus dados de layout.

Saiba mais sobre como colocar e selecionar pontos de teste

Gerar Entregáveis

O pacote de entregas finais inclui tudo o que um fabricante de PCB precisaria para construir e montar o PCB. Os dados finais do projeto raramente são usados pelo fabricante, a menos que você os contrate para produzir as entregas em seu nome. Na grande maioria dos casos, você precisará produzir as entregas por conta própria e enviá-las ao seu fabricante. A lista típica de entregas necessárias para fabricação e montagem inclui:

Arquivos de fabricação (arquivos Gerber, arquivos ODB++, e/ou arquivos IPC-2581)
Arquivos de furação NC para equipamentos de furação automatizados
Um arquivo de pick-and-place para maquinário de montagem automatizado
Uma lista de conexões para testes (formato de lista de conexões IPC-D-356A)
Um relatório de pontos de teste detalhando pontos de fabricação e montagem de teste no layout do PCB
Uma BOM completa com informações de fornecimento para cada componente
Desenhos de fabricação e montagem detalhando como a placa deve ser fabricada

Alguns fabricantes também podem exigir que você crie um painel para o seu PCB. Um desenho de painel mostra o arranjo dos PCBs que serão fabricados em um painel de tamanho padrão. Uma vez que o painel é fabricado, as placas individuais serão montadas em um processo de soldagem padrão.

PCB panelization — *Exemplo de painel de PCB.*

O seu software de design de PCB pode acelerar a criação desses entregáveis com algumas ferramentas automatizadas. Certifique-se de entender a lista completa de entregáveis que seu fabricante precisa enquanto você trabalha para limpar o layout do seu PCB e finalizar o design.

Saiba mais sobre as saídas de design de PCB e como gerá-las

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Sobre o autor

Zachariah Peterson tem vasta experiência técnica na área acadêmica e na indústria. Atualmente, presta serviços de pesquisa, projeto e marketing para empresas do setor eletrônico. Antes de trabalhar na indústria de PCB, lecionou na Portland State University e conduziu pesquisas sobre teoria, materiais e estabilidade de laser aleatório. A experiência de Peterson em pesquisa científica abrange assuntos relacionados aos lasers de nanopartículas, dispositivos semicondutores eletrônicos e optoeletrônicos, sensores ambientais e padrões estocásticos. Seu trabalho foi publicado em mais de uma dezena de jornais avaliados por colegas e atas de conferência, além disso, escreveu mais de dois mil artigos técnicos sobre projeto de PCB para diversas empresas. É membro da IEEE Photonics Society, da IEEE Electronics Packaging Society, da American Physical Society e da Printed Circuit Engineering Association (PCEA). Anteriormente, atuou como membro com direito a voto no Comitê Consultivo Técnico de Computação Quântica do INCITS, onde trabalhou em padrões técnicos para eletrônica quântica e, no momento, atua no grupo de trabalho P3186 do IEEE, que tem como foco a interface de portas que representam sinais fotônicos com simuladores de circuitos da classe SPICE.

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