Электронная книга: Освоение производства печатных плат: Часть 2

Расшифровка заметок по изготовлению печатных плат

У моего хорошего друга есть шутка насчет планирования нового дизайна печатной платы для производства: он часто спрашивает: "Вы сегодня звонили своему производителю?" чтобы подчеркнуть, что в процессе проектирования нужно несколько раз связываться с вашим производственным партнером. Это то, о чем дизайнеры часто забывают, и это может привести к серьезным проблемам перед началом массового производства. Дело в том, что ваша плата должна пройти несколько раундов анализа на предмет производимости (DFM) для обеспечения возможности изготовления, как в плане фабрикации, так и сборки.

Так когда же следует начинать подвергать ваш дизайн анализу DFM? Еще один важный вопрос может быть: каким образом можно ускорить процесс анализа DFM? В любой плате много чего проверять, и полная проверка дизайнов на предмет производимости может занять много времени, особенно в сложных компоновках. Вот что следует ожидать от анализа DFM и как быстро пройти через этот процесс.

Что входит в анализ DFM для печатных плат?

В общем смысле, анализ на предмет производственной пригодности (DFM) применим к любым объектам, которые необходимо производить в больших объемах. Производимые изделия должны быть спроектированы таким образом, чтобы они соответствовали процессу, используемому для массового производства, поэтому дизайн необходимо проверить на предмет того, не приведет ли что-либо в нем к низкому выходу годных изделий, дефектам или снижению срока службы. В наши дни ваш производитель печатных плат и сборщик могут находиться на разных концах земного шара, и критически важно обеспечить им всем доступ к единому, контролируемому хранилищу информации о проекте для проведения анализа DFM.

Анализ DFM для печатных плат включает проверку соответствия дизайна процессам изготовления и сборки вашего производителя. Любой опытный дизайнер должен знать, что список возможных вариантов проектирования, которые могут снизить качество, длинен. Я знаю, что до сих пор не запомнил все возможные проблемы с производственной пригодностью, которые могут скрываться в дизайне, поэтому я часто полагаюсь на своего производителя для проверки моих плат, когда я собираюсь сделать заказ на изготовление.

Регулярно проверяйте свой дизайн

Это поднимает важный вопрос: когда следует проводить проверки на соответствие требованиям производства (DFM) вашего дизайна? Если вы работаете с более простыми платами, вполне можно полагаться на то, что ваш производитель проведет окончательную проверку DFM перед производством; повторные глубокие проверки DFM просто занимают слишком много времени, когда ваш производитель может выполнить это быстро. Для более сложных проектов, например, плат с большим количеством слоев, смешанными сигналами, узкими зазорами и несколькими стандартами сигнализации, необходимо провести несколько проверок DFM, чтобы заранее выявить потенциальные проблемы с качеством.

Лучший способ предотвратить ненужные изменения дизайна перед производством - провести анализ DFM в несколько разных моментов:

При выборе компонентов: Это в основном касается размеров пассивных компонентов, особенно 0201 и 01005. Если вам необходимо использовать эти маленькие компоненты, просто убедитесь, что ваш производитель может справиться с ними.

Во время планирования расположения компонентов: На этом этапе мы все еще определяем некоторые базовые аспекты платы, такие как возможное количество слоев, диапазон ширин дорожек, размеры переходных отверстий (via), необходимость перехода на HDI, какие ламинаты PCB использовать и какой уровень производственной пригодности IPC будет применим к дизайну.

После размещения компонентов: После того, как вы разместили компоненты, обратите внимание на процесс сборки, особенно в отношении пайки на двусторонних SMD-платах. Также подумайте о том, как заземленные компоненты будут паяться к их опорной плоскости и нуждаются ли они в тепловых рельефах.

При планировании стека слоев: Вас может удивить, сколько стеков слоев нужно изменить, прежде чем дизайн можно будет отправить в производство. Это так же просто, как запросить у вашего производителя проверенную таблицу стека слоев.

После генерации файлов Gerber: Некоторые дефекты легче увидеть в ваших файлах Gerber, поэтому лучше всего просканировать ваши Gerber на предмет таких вещей, как перекрывающиеся отверстия для сверления и соотношения аспектов переходных отверстий.

В сотрудничестве с командой MCAD: В некоторых случаях размещение паяемых разъемов или других механических элементов может создать чрезмерно тесные зазоры.

Несколько из этих пунктов стоит более подробно обсудить, так как они могут не часто обсуждаться в некоторых других статьях.

Зазоры между компонентами

Некоторые моменты, касающиеся разъемов, будут применимы и к любым другим компонентам, но есть еще один момент, связанный с зазорами, который стоит проверить. Убедитесь, что вы учли расширение во время сборки, особенно для разъемов с пластиковым кожухом или основанием. Если два компонента слишком близко друг к другу и они расширяются во время пайки, они могут оба оторваться от платы во время сборки.

Проверка зазоров в анализе DFM помогла бы нам предвидеть отрыв компонентов во время недавнего производственного цикла.

Рассмотрение Посадочных Мест

Очевидно, что вы должны приложить усилия, чтобы убедиться, что ваши посадочные места проверены. Это можно сделать вручную или используя только проверенные компоненты напрямую от производителей, когда они доступны. Однако, как только посадочное место попадает в макет, вам нужно будет проверить отверстия для паяльной маски, зазор до переходных отверстий, зазор до других компонентов, соотношение сторон переходных отверстий и многое другое. Если вы не используете программное обеспечение с подходящими функциями проверки правил, вы можете оставить тепловую подушку висящей в воздухе, или вы можете разместить отверстие для сверления слишком близко к паяльному скосу. Вы можете смотреть на макет печатной платы напрямую, но вполне нормально сгенерировать предварительные файлы Gerber и сравнить ваши слои (см. ниже).

Вы можете обнаружить компоненты, которым нужны отверстия для паяльной маски и капли, из промежуточных файлов Gerber.

Проверка стека

Это может звучать упрощенно, но вы с легкостью пройдете этот этап, если просто попросите вашего производителя предоставить вам стек с желаемым количеством слоев и их расположением. Они уже провели анализ DFM, необходимый для обеспечения прохождения определенных стеков слоев через их процесс. Они дадут вам необходимую ширину дорожек, расстояние между дорожками (для дифференциальных пар) и толщину слоев, которые вам нужно будет использовать с вашими желаемыми ламинатными материалами. В некоторых случаях вы можете удивиться, обнаружив, что ваш желаемый ламинатный материал недоступен, и вам придется использовать близкий эквивалент.

Если вы свяжетесь с вашим производителем заранее, они отправят вам квалифицированную таблицу стека.

Для 4-слойных стеков вы, скорее всего, получите стандартный стек 8mil/40mil/8mil S/P/P/S с общей толщиной 62 mil. Более сложные стеки могут потребовать индивидуальную таблицу, особенно когда у вас есть плата, которая требует маршрутизации с контролируемым импедансом. Если вы получите информацию о стеке заранее, вы не рискуете использовать неправильные дорожки и расстояния, необходимые для контролируемого импеданса, все уже будет проверено.

Анализ DFM перед изготовлением

После того, как вы закончили разработку вашей платы и отправили её на производство, ваш производитель должен провести собственный анализ DFM, используя ваши окончательные файлы Gerber. Заметьте, я использую слово "должен" здесь, потому что не все производители делают это; у некоторых производителей вы загружаете ваши файлы Gerber, и они будут производить плату точно так, как она представлена в ваших файлах для производства, без вопросов. У некоторых производителей вам нужно будет явно запросить этот уровень сервиса, поскольку разные уровни сервиса будут доступны только как дополнение.

Как только вы получите анализ DFM от вашего производителя, вы увидите много результатов в следующих двух областях: проверки зазоров на соответствие возможностям процесса и проверки на соответствие конкретным отраслевым требованиям.

Проверка размеров элементов на соответствие возможностям процесса

Когда вы отправляете ваши файлы дизайна на производство и они проводят анализ DFM, вы, вероятно, увидите много результатов, связанных с проверками зазоров. Производитель уже должен проверить вышеупомянутые области, но ему также нужно будет сравнить размеры ваших элементов и зазоры с возможностями их процесса. Даже если вы проходили этот процесс с предварительными файлами Gerber в рамках предварительной оценки, лучше всего пройти его снова, так как вы могли что-то упустить.

Пример отчета анализа DFM от одного из моих предпочтительных производителей, сертифицированных по ITAR, представлен ниже. В этой таблице мы можем видеть расстояния, размеры кольцевых зазоров и зазоры между металлизированными сквозными отверстиями и медью. Из последней строки видно, что мои настройки зазора между дорожкой и медью слишком низкие, а на некоторых посадочных местах размеры кольцевых зазоров малы.

Пример отчета анализа DFM, показывающий зазоры по сравнению с производственными возможностями.

В этом примере у нас есть несколько ошибок вдоль конкретного посадочного места, которое, как оказалось, является пакетом TO-92. В данном случае размер отверстия во встроенной библиотеке был слишком большим, что заставило кольцевой зазор по краю быть слишком маленьким, чтобы сохранить зазоры. После изменения размера отверстия мы смогли увеличить место для кольцевого зазора класса 2, оставив при этом достаточно зазора, чтобы предотвратить замыкание.

Как ваш производитель проверяет каждую возможную деталь в компоновке вашей печатной платы для большого, сложного проекта с тысячами сетей? Существуют приложения, которые помогают автоматизировать этот процесс и составляют отчет о любых нарушениях процесса. Некоторые производители используют свои собственные приложения внутри компании, в то время как другие предоставят вам доступ к загружаемой программе, которую вы можете использовать для проверки вашего проекта перед производством.

Пересмотр Соответствия Классам IPC

Еще одна область требований к проектированию, требующая большего опыта, - это проверка соответствия классам IPC. Важным моментом, который следует указать в процессе запроса предложений, является уровень квалификации IPC, которого вы стремитесь достичь, если таковой имеется. Это включает проверку наличия капель, размеров кольцевых зазоров, диаметров отверстий и площадок против веса меди, возможности металлизации сквозных отверстий и площадок, требований к толщине диэлектрика, лишь для примера некоторых основных требований надежности. Физическая компоновка будет сравниваться с возможностями производителя для обеспечения соответствия конечного дизайна квалификационным и эксплуатационным требованиям, определенным в стандартах IPC, и перед изготовлением потребуются изменения.

Как Быстро Передать Данные Дизайна Вашему Производителю

Какой самый быстрый способ передать файлы в руки вашего производителя и как можно убедиться, что они полностью понимают ваше проектное намерение? Вам понадобится лучший набор инструментов для облачного сотрудничества, который вы можете найти. В наши дни, когда все делается цифровым способом, разработчикам печатных плат нужны инструменты, помогающие им сотрудничать над сложными проектами и делиться ими со своими производственными партнерами. С платформой Altium 365 легко и быстро делиться всем, от полных выпусков проекта до отдельных файлов дизайна, с вашим производителем, другими членами команды и клиентами.

Altium 365 также помогает оптимизировать анализ производственной пригодности за счет полного набора функций документирования, включая:

• Инструменты для хостинга и управления компонентами и библиотеками
• Интегрированная система управления версиями на основе Gi
• Интеграция с внутренними инструментами базы данных или внешними приложениями управления версиями
• Функции управления доступом и пользователями

В Altium 365 есть чрезвычайно удобный способ отправить вашу плату производителю с помощью функции «Отправить производителю». Как только проект будет опубликован в вашем рабочем пространстве Altium 365, вы можете перейти в опубликованный проект и нажать кнопку «Отправить производителю» в верхней части экрана, как показано ниже. Затем ваш производитель может открыть проект в Altium Designer или скачать опубликованные файлы и провести анализ файлов производства с помощью приложения для анализа производственной пригодности.

Как только проект будет опубликован в вашем рабочем пространстве Altium Designer, вы можете предоставить доступ вашему производителю.

Как только ваша разработка будет у производителя, он сможет комментировать конкретные моменты в дизайне, что поможет избежать путаницы при чтении отчета анализа производственной пригодности (DFM). Эти комментарии затем можно просматривать онлайн в Altium 365 через ваш браузер или в макете печатной платы, когда вы открываете ваш проект в Altium Designer. Никакая другая облачная служба не помогает проходить через множество раундов анализа DFM, как Altium 365.

Самый быстрый способ провести ваш дизайн через множество раундов анализа DFM, отслеживая изменения в проектах на протяжении всего процесса, - использовать платформу Altium 365^™. У вас будут все необходимые инструменты для обмена, хранения и управления всеми вашими данными дизайна печатных плат на защищенной облачной платформе. Altium 365 - единственная облачная платформа сотрудничества, специально предназначенная для дизайна и производства печатных плат, и все функции в Altium 365 интегрированы с мировыми инструментами дизайна в Altium Designer^®.

Все ли еще необходимы маркеры фидуциальных меток на печатных платах с учетом современных производственных возможностей?

Примерно 10 лет назад я перестал смотреть фильмы ужасов. В молодости мне действительно нравилось испытывать страх, но когда я начал свою инженерную карьеру, мне стали больше интересны жанры боевиков и научной фантастики. Вероятно, это потому, что на работе я сталкивался со своими историями ужасов, когда простые ошибки приводили к катастрофическим последствиям после производства.

Когда я начал свою карьеру в области электронного проектирования, компоненты с сквозным монтажом были чрезвычайно популярны, а компоненты поверхностного монтажа встречались редко. Когда микроконтроллеры (MCU) в корпусах (Quad Flat Package) QFP стали популярны, у меня не было выбора, кроме как перейти с устаревших корпусов с пластиковыми выводами (PLCC). Это потому, что PLCC требует дополнительного разъема, в то время как QFP можно монтировать непосредственно на печатную плату. Насколько я мог судить, это было лишь вопросом времени, прежде чем производители чипов перестанут выпускать MCU в корпусах PLCC в пользу QFP или аналогичных корпусов.

Когда мои поставщики сборки печатных плат отправили мне письмо с сообщением о том, что они не могут машинно установить микроконтроллер на 200 заказанных мной производственных платах, начался мой кошмар. Привыкнув к разъемам PLCC, которые являются компонентами сквозного монтажа, я не подумал о необходимости предоставления маркеров фидуциалов на печатной плате. Размещение маркеров фидуциалов критически важно, и их отсутствие означало, что все микроконтроллеры в корпусе QFP с мелким шагом контактов пришлось собирать вручную.

Это привело к увеличению процента отклоненных плат и бесчисленным часам, потраченным на исправление дефектов от несовершенной ручной пайки. С тех пор я всегда стараюсь использовать маркеры фидуциалов в своих проектах, даже если мои поставщики говорят мне, что они модернизировали свои машины для работы без маркеров. Кроме того, изучение размещения маркеров фидуциалов стало огромным скачком в моей карьере! Я никогда больше не допущу ошибку пропуска этих маркеров!

Необходимы ли маркеры фидуциалов с современными технологиями производства?

Я всегда проектировал свои печатные платы с использованием как глобальных, так и локальных маркеров фидуциалов. Однако, когда я наткнулся на статью, объясняющую возможность опускания локальных фидуциалов, я был заинтригован. Имело смысл убирать маркеры фидуциалов на меньших печатных платах, чтобы максимизировать пространство для сигнальных дорожек.

В результате прогресса в технологиях производства, локальные маркеры фидуциалов могут быть опущены в определенных условиях. На меньших платах современные монтажные машины могут устанавливать компоненты SMT, используя только глобальные точки фидуциалов. Маркеры фидуциалов также могут быть опущены для компонентов с большим шагом. Например, компоненты поверхностного монтажа с шагом 1,0 мм и выше могут быть точно установлены последними машинами.

Тем не менее, важно обсудить возможности машин вашего производителя перед удалением локальных маркеров фидуциалов из вашего дизайна. Я узнал на собственном опыте, что не все производители оснащены машинами, работающими на основе последних технологий. С другой стороны, глобальные маркеры фидуциалов никогда не должны опускаться из ваших дизайнов. Даже если вы работаете с некоторыми из самых передовых производственных возможностей.

Лучшие практики использования маркеров фидуциалов в дизайне печатных плат

Если вы хотите получить максимум от сборки машинами, вам нужно правильно расположить маркеры фидуциалов. Существует несколько важных рекомендаций по размещению фидуциалов в вашем дизайне.

1. Маркер фидуциала создается путем размещения несверленного медного слоя в круглой форме. Маркер фидуциала должен быть свободен от паяльной маски.
2. Оптимальный размер маркера фидуциала должен быть между 1 и 3 мм. Необходимо поддерживать зону очистки, аналогичную диаметру маркера.

3. Для глобальных фидуциалов 3 маркера размещаются на краю плат для наилучшей точности. В случаях, когда места недостаточно, требуется как минимум 1 глобальный маркер фидуциала.

4. Маркер фидуциала должен находиться на расстоянии 0.3 дюйма от края платы, не считая зону очистки маркера фидуциала.

5. Для локальных фидуциалов размещение состоит как минимум из двух маркеров фидуциала, расположенных диагонально на внешнем крае компонента, монтируемого на поверхность.

6. Когда плата больше, любое угловое несоответствие во время производства будет меньше. Это потому, что малое угловое отклонение будет легче обнаружить, когда расстояние между фидуциалами больше.

Заметка о размере фидуциала на печатной плате

Размер опорных марок печатной платы (PCB) обычно составляет от 1 до 3 мм, но необходимый размер зависит от используемых производителем монтажных машин. Некоторые производители рекомендуют добавлять 3 опорные марки в углах платы, так как это обеспечивает 2 измерения углового выравнивания и позволяет машине для установки компонентов определить правильную ориентацию. Некоторые производители указывают конкретный размер, который также зависит от используемого монтажного оборудования. В общем случае диаметр отверстия в паяльной маске должен быть в два раза больше диаметра голой меди для опорной марки, хотя некоторые производители предпочитают, чтобы отверстие в паяльной маске было в три раза больше диаметра опорной марки. Кроме того, размер опорных марок на одной и той же плате (как глобальных, так и локальных) должен быть одинаковым и не должен отличаться более чем на ~25 микрон.

Если вы собираете двухслойную плату, опорные марки верхнего и нижнего слоев должны располагаться друг над другом. Это может показаться удивительным; можно было бы подумать, что расположение опорных марок должно быть зеркальным отображением друг друга, но я никогда не видел, чтобы производители указывали это в своих рекомендациях. Размер опорных марок верхнего и нижнего слоев PCB должен быть одинаковым, включая отверстие в паяльной маске.

 

Локальные фидуциалы обычно имеют размер около 1 мм с отверстием в паяльной маске 2 мм, хотя стоит обратить внимание на правило D-3D, показанное на изображении выше, поскольку ваш производитель может предпочесть более крупное отверстие в паяльной маске для размера фидуциала вашей печатной платы. Размер локального фидуциала печатной платы обычно не намного превышает 1 мм, чтобы оставить место для трассировки и размещения других компонентов. Для мелких компонентов, таких как резистор 0201 или чип-размерный BGA, монтажная машина будет достаточно точной, так что локальный фидуциал не потребуется, и машина точно будет знать, где должны располагаться ваши компоненты.

Не помешает проверить, правильно ли подобраны размер фидуциала вашей печатной платы и отверстие в паяльной маске, прежде чем отправлять ваш дизайн производителю. Фидуциалы классифицируются как механические элементы на вашей плате и ни к чему не подключены, поэтому изменить футпринт для пользовательского фидуциала и при необходимости разместить новый фидуциал довольно просто. Некоторые производители могут изменить размер фидуциала вашей печатной платы за вас, если они не подходят по размеру.

Вы можете легко проектировать и размещать свои маркеры для позиционирования, площадки, полигоны и любые другие медные элементы для вашей печатной платы, используя мирового класса функции проектирования и размещения печатных плат в Altium Designer^®. Пользователи могут воспользоваться единой интегрированной платформой проектирования с функциями разработки схем и размещения печатных плат для создания производственных печатных плат. Когда вы закончили свой проект, и хотите отправить файлы вашему производителю, платформа Altium 365^™ упрощает сотрудничество и обмен вашим проектом.

Расшифровка заметок по изготовлению печатных плат

Отправка платы на изготовление - это волнующий и нервирующий момент. Многие бессонные ночи были вызваны первым пробным производством, и очень важно убедиться, что все проверено, перепроверено и может пройти инспекцию DFM! Если вам нужно отправить дизайн на изготовление, одним из важных элементов документации, которую вы можете создать, является чертеж изготовления. В этом чертеже вам нужно будет включить заметки по изготовлению печатной платы, которые скажут вашему производителю, как собрать вашу плату.

Почему бы просто не передать вашему производителю файлы дизайна и не дать ему самому разобраться? Существует несколько причин для этого, но это означает, что ответственность возвращается к вам, как к дизайнеру, за создание производственных файлов и документации для вашей печатной платы. Кроме того, если кто-то отправляет вам чертеж дизайна, вы должны хотя бы уметь читать этот чертеж и понимать, что он означает. Если вы никогда не нуждались в размещении информации на чертеже для изготовления или подготовке заметок для производства, это на самом деле довольно просто, если у вас есть подходящие инструменты дизайна. Мы рассмотрим, как вы можете делать это внутри вашей компоновки печатной платы и как это поможет вам быстро генерировать данные для вашего производителя.

Что такое заметки для изготовления печатных плат?

Чертеж изготовления печатной платы (PCB) используется производителем для того, чтобы каждый на производственной площадке понимал требования к данному дизайну и как этот дизайн должен быть изготовлен. В чертеже изготовления содержатся заметки по изготовлению PCB. Эти заметки обычно шаблонизированы различными конструкторскими или производственными организациями, поскольку нет строгого стандарта, указывающего, что должно или не должно включаться в заметки по изготовлению PCB. Ваши заметки не говорят изготовителю, как строить печатную плату буквально, они указывают изготовителю требования к конечной голой плате, чтобы в целом сборка была успешной.

Это означает, что когда вы готовитесь отправить дизайн на производство, вам не нужно вручную переписывать все заметки по изготовлению: вы можете скопировать свой шаблон в макет PCB, вставить некоторые важные пункты, специфичные для дизайна, и отправить это изготовителю для рассмотрения. В качестве примера того, что вы увидите в заметках по изготовлению PCB, посмотрите пример ниже.

Пример заметок по изготовлению PCB, которые мы используем в наших проектах.

Если вы хотите открыть текстовую копию вышеуказанных заметок и адаптировать их для своих проектов, вы можете получить их по этой ссылке. Ваши заметки могут быть преобразованы в формат, который будет более кратким или удобным для ваших проектов. Если вы индивидуальный дизайнер и работаете над множеством проектов, размещение этих заметок в компоновке печатной платы или в чертеже изготовления может помочь вам отслеживать требования к проекту. Если вы работаете в крупной организации, у вас, вероятно, есть конкретные требования от вашего работодателя. Если эти требования не указаны, то вам, как дизайнеру, придется самостоятельно разработать их.

Заметки по изготовлению печатных плат не строго стандартизированы с точки зрения содержания и формата. Однако есть некоторая базовая информация, которую вы найдете в любом профессиональном наборе заметок по изготовлению печатных плат, и некоторая из этой информации является самоочевидной. Что-то вроде толщины платы или допусков является (или должно быть) довольно очевидным. Другие аспекты заметок по изготовлению заслуживают некоторого объяснения. Я не буду вдаваться в каждый пункт в приведенном выше примере, но я хочу выделить несколько из них, поскольку они критически важны для обеспечения корректного изготовления вашей платы.

Заметка 1: Уровень класса IPC

Эта заметка определяет уровень производительности платы при ее использовании в полевых условиях в соответствии со стандартом IPC-6012. Это стандарт надежности, и ваш производитель будет использовать его для определения уровня инспекции, который необходимо провести для обеспечения надежности. Существуют три класса:

Класс 1: Предназначен для одноразовых продуктов, предполагаемых к использованию один или несколько раз

Класс 2: Предназначен для продуктов с продлённым сроком службы, которые будут находиться в непрерывной эксплуатации

Класс 3: Предназначен для продуктов с высочайшим уровнем надежности, при сбое которых может быть поставлена под угрозу человеческая жизнь. Это стандартное требование для военного, медицинского и аэрокосмического оборудования.

Как правило, если вы не укажете это, уровень инспекции по умолчанию будет Класс 2, или возможно Класс 1, если вы работаете с производителем, ориентированным на бюджет. Некоторые конструкции или производители могут соответствовать только уровням инспекции IPC-A-600; я обсужу эти различия в предстоящем блоге.

Заметка 4-6: Поверхностные особенности

Все поверхностные характеристики должны быть указаны, включая маску пайки, шелкографию и покрытие. Если вы не укажете эти параметры, обычно вам достанется поверхность с оловянно-свинцовым или серебряным покрытием, поэтому убедитесь, что вы указали что-то более надежное, например, ENIG, если это необходимо. Шрифт и размер шелкографии указывать здесь не нужно, это будет показано в ваших файлах Gerber.

Шелкография, маска пайки и покрытие должны быть указаны в ваших производственных заметках.

Примечание 15: Требования к тестированию

Приведенный выше пример показывает требование к плоскостности платы, но на самом деле он указывает на требование к тестированию. Обратите внимание, что в части B Примечания 15 указано:

• ТЕСТИРОВАНИЕ В СООТВЕТСТВИИ С ТЕКУЩЕЙ РЕВИЗИЕЙ IPC-TM-650 2.4.22

IPC-TM-650 2.4.22 — это конкретный метод испытаний, которому должна соответствовать голая плата. Это стандартное требование для обеспечения того, чтобы компоненты не наклонялись во время пайки и сборки.

В этом разделе могут быть перечислены и другие требования к тестированию. К таким требованиям могут относиться испытания на падение или расслоение, вибрационные испытания (обычно используются в PCBA), испытания на окисление, испытания на температурные циклы или любые другие тесты, которые вы считаете важными для вашего конечного применения. Если в стандарте IPC или другом отраслевом стандарте указана методология, необходимая для теста, то этот стандарт должен быть указан вместе со спецификацией, которой должна соответствовать плата. Это обычно встречается в платах для военно-аэрокосмической отрасли, которые имеют конкретные требования к безопасности или надежности, выходящие за рамки, указанные в стандартах IPC. Если это хобби-проект или однократный прототипный выпуск, обычно вам не нужно указывать ничего, кроме плоскостности, которая является стандартным требованием к производительности среди изготовителей.

На этом изображении показано использование приспособления для вибрационного тестирования на готовой плате.

Примечание 16: Материал ПП

Я рассмотрел важность ваших материалов и как указывать материалы в предыдущем блоге. Этот раздел должен указывать наиболее важные требования к вашему материалу. Класс пламястойкости в приведенном выше примере является стандартной оценкой NEMA, которая используется для определения, что такое подложка FR4. Другое примечание (часть B в примере) - это значение температуры стеклования (Tg). Чем выше ожидаемая рабочая температура вашей платы, тем выше требуемое значение Tg для подложки, что обеспечивает способность PCBA выдерживать термические циклы. В этом разделе вы не должны указывать требования к диэлектрической постоянной; это будет рассмотрено в разделе импеданса.

Примечание 17: Допуск регистрации

Уровень регистрации на вашей плате относится к горизонтальному несоответствию между слоями в PCB. Когда PCB прессуется, будут небольшие вариации в боковом выравнивании слоев, обычно менее пары милов. Вы никогда не сможете добиться этого числа до 0 милов, но производители обычно добиваются достаточно близкого значения, так что вам не придется слишком беспокоиться о неправильной регистрации при сверлении и металлизации сквозных отверстий. Низкое несоответствие гарантирует, что любые контактные площадки, размещенные на сквозных отверстиях, будут выравниваться и создавать прочное соединение с баррелем сквозного отверстия.

В дизайнах класса IPC 3 вам, скорее всего, потребуется добавить каплю (teardrop), чтобы обеспечить надежное соединение с переходным отверстием (via) в случае любого смещения и разрыва. Убедитесь, что ваши инструменты для трассировки печатных плат могут применять капли, если вы разрабатываете с таким уровнем надежности.

Примечание 19: Импеданс

Импеданс может быть коварным, поскольку он тесно связан с требованиями к материалам печатной платы. Причина, по которой мы хотим указать Tg и негорючесть в Примечании 16, заключается в том, что эти значения могут применяться к различным материалам. Однако не все из этих подходящих материалов дадут вам точно нужный импеданс, поэтому указанный вами импеданс может быть достигнут только с некоторыми конкретными материалами, которые подойдут для вашего стека.

Есть несколько способов, как вы можете задать требования к импедансу в вашем дизайне:

Указать ширину и расстояние: Вы можете указать необходимые значения импеданса для одиночных дорожек или дифференциальных пар на разных слоях, а также требуемую ширину, как я сделал в примере. Обратите внимание, что не все производители могут или будут подбирать материалы для достижения этих целей для вас; некоторые производители просто не держат достаточно материалов на складе, чтобы смешивать и сочетать ламинаты для достижения ваших целей, и вам придется искать другие варианты или платить больше.

Используйте стек материалов вашего производителя: Лучший путь - это просто позвонить вашему производителю, получить их стандартный стек материалов для вашего количества слоев и использовать их значения ширины дорожки/расстояния между парами для вашей платы, чтобы обеспечить контролируемое сопротивление. Таким образом, вы будете знать, что они могут изготовить вашу плату так, как вы её спроектировали. Это не обязательно, но когда вы переходите к большему количеству слоев, объем любого перепроектирования, необходимого для соответствия требованиям по сопротивлению, будет больше, поэтому лучше всего запросить эту информацию перед началом проектирования.

Если у вас есть несколько требований, которые вам нужно указать на разных слоях, вы можете создать таблицу сопротивлений, которая включает информацию о ширине и опорном плане на каждом слое в вашем чертеже изготовления печатной платы. Затем вы можете включить текст "СМОТРЕТЬ ТАБЛИЦУ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДЛЯ ТРЕБОВАНИЙ ПО ШИРИНЕ И ТОЛЕРАНТНОСТИ" (или написать что-то подобное).

Пример таблицы сопротивлений. [Источник: PCB Universe]

Где размещать заметки по изготовлению печатной платы

Примечания следует размещать в чертеже изготовления, например, в файле DWG/DXF или в файле PDF. Чертеж платы, таблица сверлений, таблица импедансов и чертеж стека могут находиться на одной странице, и вы, конечно, можете разместить примечания на этой странице, если есть место. Обычно чертеж сверлений, чертеж стека, таблица сверлений и примечания размещают на одной странице, а слои Gerber - на другой.

Другой популярный вариант - размещение их непосредственно в компоновке печатной платы, что означает, что вы фактически превращаете вашу компоновку печатной платы в большой чертеж изготовления печатной платы. Используйте объект String в вашей компоновке печатной платы и просто вставьте примечания изготовления напрямую. Их можно разместить на механическом слое и экспортировать в составе ваших Gerber-файлов (их можно разместить на слое чертежа сверлений). Это позволяет любому, у кого есть ваш проектный файл, видеть примечания изготовления непосредственно рядом с компоновкой.

Свяжитесь с вашим изготовителем заранее, чтобы обеспечить успех

Лучший путь, которому вы можете следовать при создании новой платы, - это связаться с производителем на раннем этапе и узнать, что должно быть указано в ваших заметках по изготовлению печатной платы. Если вы сможете получить эти данные заранее, вы сможете включить их в заметки по изготовлению печатной платы вместе с вашим чертежом. Этот документ будет центральным хранилищем данных о проекте, поэтому хорошо вести подробные заметки по изготовлению для дизайна на случай, если вы когда-либо захотите снова его произвести в будущем. Ведение документации также полезно для индивидуальных дизайнеров, которые хотят сделать переход к работе в крупных организациях, где документация намного более критична и должна быть очень подробной.

Прежде чем подготавливать заметки по изготовлению печатной платы, вам нужно создать макет печатной платы с использованием качественного и простого в использовании программного обеспечения, такого как CircuitMaker. Пользователи могут легко создавать новые проекты и без проблем переходить к производству. Все пользователи CircuitMaker также имеют доступ к личному рабочему пространству на платформе Altium 365, где они могут загружать и хранить данные о дизайне в облаке, а также легко просматривать проекты через веб-браузер на защищенной платформе.