Membuat PCB untuk perakitan itu mudah, bukan? Kami hanya menyemprotkan semua jejak kaki ke tata letak papan, hubungkan semua jejak, kirimkan gerbers dan posisi posisi, dan kami sudah selesai – benar?
Whoa, pegang telepon, di sana, Young Rogue! Sama seperti kita dapat meretas beberapa kode sumber kerja dengan variabel bernama setelah teman-teman terbaik kami, kami juga dapat merancang PCB kami dengan cara yang membuatnya cukup sulit untuk berkumpul.
Namun, dengan mengikuti spesifikasi desain yang disepakati, kami akan menempatkan diri untuk sukses dengan perakitan otomatis. Jika kita ingin pihak lain menaruh komponen di papan kita, kita perlu mengkomunikasikan langkah-langkah yang diperlukan dengan jelas untuk sampai ke sana. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan mengikuti standar.
Orientasi jejak kaki yang tepat
Sekarang, sejenak, mari kita bayangkan diri kita sebagai gagasan alat pengambilan vakum pada mesin pick-and-place. Alat-alat ini dibuat untuk mengambil komponen pada gulungan dari centroid mereka dan menelanjangi mereka pada pola tanah yang sesuai. Tampaknya cukup mudah, bukan? Ini, disuplai bahwa kami merancang jejak kaki kami dengan mengetahui bahwa mereka akan berhadapan muka dengan mesin pick-and-place.
Untuk mendapatkan dari gulungan ke papan, kami, para desainer, perlu dua bit informasi dari lembar data bagian keluar: bagian centroid dan orientasi reel.
Bagian centroid adalah lokasi X-Y yang memanggil center-of-massa bagian. Ini umumnya menceritakan mesin: “Jempilah aku dari sini!” Sebagai desainer, adalah tanggung jawab kami untuk merancang semua jejak kaki kami sehingga asal jejak yang ditetapkan pada centroid bagian. Jika kita lupa melakukannya, pick-and-place akan mencoba menyedot bagian kita dari lokasi yang mungkin tidak terlalu baik untuk paket, seperti: sudut.
Kredit Gambar: Maxim Terintegrasi
Orientasi reel adalah orientasi di mana bagian berada di dalam gulungan. Untuk mesin pick-and-place, gulungan biasanya dimuat ke dalam pembuat hanya dengan satu cara. Namun, bagian-bagian yang hidup di gulungan itu dapat berorientasi pada salah satu dari empat cara – dengan Pin 1 di salah satu dari empat kuadran.
Sekali lagi, sebagai desainer, itu adalah tanggung jawab kami untuk merancang semua jejak kaki kami sehingga orientasi jejak cocok dengan gulungan, relatif terhadap arah pakan gulungan. Singkatnya, kita hanya perlu memastikan bahwa pin 1 pada desain jejak kaki kita cocok dengan kuadran yang sama dengan pin 1 pada gulungan saat berjalan melalui mesin.
PIN 1 di Quadrant 1
Kedengarannya mudah, bukan? Biasanya, kita beruntung; Dua bit informasi ini ada di datasheet bagian. Sayangnya, itu tidak selalu terjadi. Kadang-kadang, lembar data utama IC mungkin tidak terdiri dari orientasi gulungan. Untuk info itu, mereka sering merujuk Anda ke lembar data yang berbeda dengan informasi reel untuk jenis paket tertentu. Sebagai contoh, lihat informasi gulungan D-PAK [PDF] pada halaman dioda Vishay.
Praktik pemisahan informasi reel ini menjadi dokumen terpisah umumnya kemalasan pada bagian dari vendor. Saya dapat mendengarnya sekarang: “Mengapa menempatkan informasi gulungan pada setiap lembar data satu bagian ketika kita hanya bisa meletakkannya pada lembar data terpisah yang hanya melampaui informasi gulungan yang sesuai dengan ukuran bagian tertentu?” Namun demikian, sementara praktik ini dapat mengirim kami berburu angsa liar hanya untuk satu cuplikan informasi, selalu terdaftar. Cepat atau lambat, seseorang perlu membuat massa menghasilkan produk dengan bagian vendor, dan informasi orientasi ini sangat penting untuk perakitan.
Ambiguitas jejak yang tidak terhindarkan:
Kredit Gambar: Digikey
Terhadap semua peluang, beberapa bagian masih belum memiliki cara yang jelas untuk menunjukkan orientasi mereka. Bagian-bagian ini biasanya dipolarisasi pasif (tutup dan dioda) dengan jejak simetris. Periksa paket capactor ini:
Kapasitor ini (PN: T55P475M010C0200) terpolarisasi, tetapi memiliki pola tanah 0805, yang simetris (tidak terpolarisasi). Dengan asumsi rumah perakitan PCB mendapatkan file posisi standar dengan transformasi bagian dan file gerber, apakah mereka memiliki informasi yang cukup untuk mencari tahu ke mana topi harus pergi? Kecuali jika ada orientasi default yang disepakati – mereka tidak!
Inilah kesepakatannya: Secara teknis, spec IPC-7351 memiliki orientasi “PIN-1” yang ditentukan untuk komponen-komponen ini yang harus sesuai dengan orientasi gulungan. Spesifikasi ini, yang kami diskusikan pada bagian di atas, harus kebijakan ambiguitas apa pun. Masalahnya adalah bahwa kita, sebagai pembuat perpustakaan jejak, tidak berada di bawah kendala seperti itu untuk mengikuti spec spec. Ketika kita membuat jejak perpustakaan kita dapat menempatkan Pin-1 dalam kuadran apa pun yang kita inginkan! Di sini, desainer PCB yang terhormat, terletak bahaya dalam mengimpor beberapa pustaka jejak chum acak dari online. Kecuali kami telah memeriksa setiap jejak, kami tidak memiliki jaminan yang mengatakan Chum telah merancang jejak kaki untuk mengikuti spesifikasi IPC-7351.
Ketika ada keraguan, Anda mungkin perlu membantu rumah perakitan Anda dengan beberapa grafik informatif yang menunjukkan orientasi yang tepat. Tangkapan layar dari tata letak papan dengan beberapa label harus dHai.
Bekerja dengan bagian yang sebenarnya ada
Bergantung pada perangkat lunak desain kami, seringkali kami bekerja dengan simbol skematis yang terkait dengan bagian dengan jumlah bagian tertentu. Di lain waktu, kita dapat bekerja dengan simbol yang ketat dan kemudian mengisi simbol-simbol itu dengan nomor bagian yang sebenarnya nanti. Jika Anda berada di kamp kedua, kepala-up: Sebelum melompat ke tata letak, pastikan bahwa simbol-simbol ini dikaitkan dengan jejak kaki yang benar-benar cocok dengan bagian kehidupan nyata.
Ingin 10 uf kapasitor keramik dengan jejak 0805, koefisien suhu X7R dan peringkat 25 v? sayang sekali! Seharusnya menggali digikeys untuk melihat apakah bagian seperti itu ada di tempat pertama. Dalam hal ini, sebenarnya tidak.
Risiko di sini cukup rendah, tetapi masih ada kesempatan untuk berasumsi bahwa resistor tertentu dari toleransi dan peringkat daya tertentu akan datang pada jejak yang kita harapkan. Dalam praktiknya, satu tempat di mana ini mungkin tersandung kita semua adalah ketika kita meninju angka ke dalam alat desainer filter aktif dan mendapatkan nilai-nilai resistor dan kapasitor yang mustahil. Pastikan untuk memeriksa apakah nilai-nilai ini terlebih dahulu!
BOM EKSPORT.
Ada dua opsi utama untuk benar-benar mendapatkan komponen ke pabrikan: baik turnkey (rumah perakitan mengambil bagian) atau konsinyasi (Anda menyediakan bagian-bagian ke vendor, biasanya pada gulungan). Mempertimbangkan bahwa rumah perakitan tahu ins-dan-out pembuat mereka jauh lebih baik daripada yang kita lakukan, perakitan rumah yang menawarkan keduanya biasanya seperti turnkey. Meskipun demikian, tanyakan!
Terlepas dari proses yang Anda gunakan, Anda masih perlu BOM untuk memberi tahu vendor referensi apa yang sesuai dengan bagian mana. Setiap rumah perakitan berbeda dan BOM Anda mungkin tidak muncul dalam format yang sesuai dengan keinginan mereka. Namun, pada umumnya, saya sarankan kembali Bogger Anda sehingga terorganisir oleh komponen khusus (I.E: Semua referensi harus dikonsolidasikan ke dalam satu bidang). Mengapa? Jika kita membayangkan diri kita di ujung perakitan, kita perlu memuat pembuat kita dengan gulungan komponen yang identik. Mendapatkan BOM dari pelanggan yang diselenggarakan oleh komponen khusus dengan mudah memungkinkan kami mengidentifikasi jumlah gulungan yang perlu dimuat ke mesin pick-and-place. Sekali lagi, ketika ragu, tanyakan rumah perakitan bagaimana mereka menyukai bom mereka.
Menandai DNPS.
Kadang-kadang, Anda akan memiliki beberapa komponen yang tidak dimaksudkan untuk dihuni. Dalam hal ini, cukup hilangkan mereka dari BOM dan file posisi, dan rumah perakitan akan dengan aman mengabaikannya.
Fiducials.
Fidusia berfungsi sebagai titik referensi koordinat untuk pembuat pick-and-place yang memuat bagian Anda. Singkatnya, pembuat yang menempatkan bagian-bagian ini perlu superimpose bingkai koordinat di atas PCB sedemikian rupa sehingga koordinat bagian cocok dengan bintik-bintik yang tepat di papan tulis. Dua fidusia minimum diperlukan untuk melakukan ini.
Poin-poin ini membiarkan pembuat menghitung orientasi papan yang sebenarnya menggunakan trigonometri. Tempatkan mereka sedekat mungkin dengan tepi papan, di sudut yang berlawanan. Penempatan yang tepat tidak masalah, tetapi semakin jauh dua poin dari satu sama lain, semakin sedikit kesalahan dalam overlay bingkai koordinat. Tiga fidusia ditempatkan sedekat mungkin pada sudut-sudut juga akan membiarkan pembuatnya menghitung kemiringan pada lapisan PCB yang sebenarnya yang mungkin telah diperkenalkan ketika dibuat, meskipun biasanya tidak perlu.
Pemeriksaan ukuran jejak akhir
Periksa jejak kaki Anda
Mendapatkan papan pengaturan waktu biaya (kadang-kadang 2 minggu-uch) dan uang (dari beberapa ratus hingga beberapa megah). Memeriksa ganda sendiri mungkin menelan biaya beberapa jam, tetapi ini jauh lebih berharga untuk menunggu dua minggu jika kami menemukan bug. Tepat sebelum kami mengirimkan file papan untuk FAB, saya sarankan mencetak lapisan tembaga dan silkscreen pada skala 1x pada selembar kertas. Kemudian, dengan komponen aktual di tangan, letakkan pada gambar skala dan pastikan bahwa, memang, pola jejak kaki memeriksa OK.
Yang penting di sini adalah bahwa kita menangkap masalah ukuran bagian sebelum papan mendapat fabbed. Langkah ini sangat penting jika Anda membuat jejak kaki yang dibuat khusus atau mengunduh jejak kaki Chum dari Wild Web. Namun demikian, sangat membantu bahkan jika Anda menarik jejak kaki dari sumber yang valid. Di kecelakaan saya di sini, saya baru saja memilih jejak yang salah.
Pergi ke mana tidak ada nakal muda yang telah pergi sebelumnya
Di sini di Hackaday, kami suka satu kali: microwave yang menangis seperti Windows XP atau mod konsol portabel yang memungkinkan kami mengambil gamecube kami saat bepergian. Banyak kemenangan yang kami fitur di sini adalah satu kali dilakukan oleh seorang insinyur tunggal – dan tidak apa-apa! Dalam peretasan itu, kita tidak perlu menjaga pekerjaan kita tetap rapi. Kita tidak perlu membersihkan setelah kita dalam kode. Jika masuk akal bagi kita, itu semua baik, bukan?
Suka atau tidak, datanglah suatu hari ketika kita perlu melakukan sesuatu dengan desain kita yang, di dunia hacker basement, tidak terkatakan. Kita perlu membaginya. Berbagi mungkin tidak terdengar seperti masalah besar, tetapi jika kita melarikan diri dari praktik standar terlalu lama, kita tidak akan pernah bisa menarik insinyur setelah jam kerja untuk bantuan. Kami tidak akan dapat berkomunikasi dengan perakitan rumah atau lanjutanProdusen Kakak yang dimaksudkan untuk mengelola beberapa proses pengangkatan berat bagi kita. Ingin mendapatkan toko pembuat untuk memotong bagian Anda? Sepertinya kita perlu mempelajari cara dimensi bagian dengan GD & T. Ingin mengumpulkan PCB Anda? Lebih baik meletakkan centroid itu di tempat yang ideal!
Setelah spesifikasi desain internasional sebenarnya membuat hidup kita jauh lebih mudah dalam jangka panjang. Jika kita memilih untuk menggunakan praktik standar yang disepakati bahwa sesama insinyur kita gunakan, kita semua akan mengapung di atas kapal yang sama ketika kita membutuhkan orang lain untuk merakit papan kita. Kami akan berbicara bahasa yang sama, bahasa insinyur.
Daftar Periksa Pra-Fab:
Jika Anda membuat PCBA yang akan diatur secara profesional, saya membuat daftar periksa poin penting untuk diingat. Perlu diingat bahwa ada banyak daring ini. Saya sarankan memilih yang paling cocok dengan alat CAD Anda dan alur kerja.
Selama kreasi perpustakaan simbol / jejak:
Apakah jejak kaki perpustakaan saya dibuat dengan orientasi yang tepat yang cocok dengan gulungan?
Apakah footprint footprint saya cocok dengan centroid dari bagian yang sebenarnya?
Apakah saya menggunakan nomor bagian penuh yang juga menunjukkan jenis paket, jika ada berbagai paket?
Selama penangkapan skematik:
Apakah semua bagian saya ditebar oleh vendor bahwa rumah perakitan PCB saya akan menggunakan, atau papan saya akan memimpin waktu karena beberapa bagian tidak segera tersedia?
Apakah saya tahu spesifikasi komponen “jeli-kacang” saya (resistor, kapasitor, dll.), Kalau kalau-kalau rumah perakitan saya ingin menyarankan komponen alternatif yang sudah mereka miliki? (Lebih baik: Bisakah saya menambahkan spesifikasi ini ke dalam BOM saya?)
Apakah semua simbol skematis dan jejak kaki saya dipilih untuk mencocokkan komponen kehidupan nyata? (Atau apakah saya baru saja memasukkan kapasitor dengan spesifikasi yang mustahil untuk ukurannya?)
Sebelum tata letak PCB:
Aturan Desain: Apakah saya memilih Lacak Lebar, Jejak Spacing, dengan diameter, dan dengan ukuran ukuran lubang yang setara dengan apa yang sebenarnya bisa fab?
Setelah tata letak PCB:
Apakah tata letak saya yang sudah selesai melewati peraturan desain tata letak? Jika tidak, dapatkah saya membenarkan setiap kesalahan yang ditandai?
Sebelum mengirim perakitan
(Sekali lagi) Apakah saya menggunakan nomor bagian penuh yang juga menunjukkan jenis paket, jika ada berbagai paket perangkat untuk komponen yang sama?
Bisakah saya mengekspor BOM dengan cara rumah perakitan PCB menyukainya? (Biasanya, dengan nomor bagian khusus)
Apakah saya menghapus komponen DNP dari BOM saya dan dari file posisi saya?
Apakah saya perlu menunjukkan orientasi komponen yang ambigu dan terpolarisasi yang memiliki jejak simetris? (Gambar tata letak bekerja di sini)
Referensi
Komponen Elektronik Nol Orientasi untuk Konstruksi Perpustakaan CAD
panduan IEC untuk jejak umum dan apa orientasi default mereka harus
Spec IPC-7351
Menentukan spesifikasi untuk membuat pustaka jejak kaki. (Wilayah Keepout, Definisi Centroid)
Desain untuk pembuatan di KICAD bagian I
Panduan hebat untuk memahami orientasi reel untuk desain jejak kaki.