Personne ne veut éprouver le sentiment de peupler votre nouvelle conception de carte de circuit imprimé (PCB) et de découvrir qu’elle n’est pas électriquement fonctionnelle. Le plus souvent, le manque de fonctionnalité est imputable à un problème de production spécifique ou à une combinaison de plusieurs problèmes différents. Parfois, cependant, le problème vient du fait que les fichiers Gerber exportés par votre programme de CAO pour PCB contenaient une erreur qui est passée inaperçue parce qu’il n’y avait aucun moyen de vérifier que les fichiers correspondaient à votre intention de conception. Vous pouvez éviter bien des ennuis en fournissant un fichier de liste d’interconnexion au format IPC-356 avec votre paquet de données de fabrication.

Vous trouverez ci-dessous un bref aperçu de certaines des choses qui peuvent mal tourner et de la façon dont un fichier de liste d’interconnexion aide à attraper les problèmes potentiels au stade de la pré-production, plutôt que sur votre banc d’essai.

Comment la Netlist est utilisée avant l’édition

Le fichier netlist (formaté en IPC-356) n’est rien d’autre qu’un fichier texte ASCII qui comprend des instructions pour le logiciel de CAM PCB, telles que les noms des réseaux, les broches et les emplacements XY des points de départ et de fin pour chaque réseau ou nœud. Si le client fournit une liste nette IPC-356, alors elle est lue pendant le chargement initial du fichier Gerber.

Exemple d’un fichier de liste nette PCB tel que vu dans n’importe quel éditeur de texte standard

Après avoir chargé et placé les couches Gerber dans une séquence logique de haut en bas, nous utilisons notre programme CAM pour attribuer un type à chaque couche. Une fois les couches définies électriquement, nous générons une netlist de référence, basée sur les données Gerber et de perçage. Le programme CAM identifie les zones de COULEUR comme étant du cuivre, les zones de NOIR comme étant l’absence de cuivre, et suit les interconnexions couche à couche à travers les trous traversants plaqués.

Le programme CAM compare ensuite votre netlist IPC-356 à la netlist de référence dérivée de Gerber. Nous vous signalons les divergences éventuelles et les résolvons avant de poursuivre. Nous demandons au concepteur de signaler à l’avance sur son dessin ou dans un fichier d’information séparé toute anomalie connue que nous pourrions découvrir (comme des courts-circuits intentionnels). Si elles ne sont pas appelées dans les autres documents justificatifs comme demandé, nous sommes alors obligés de nous arrêter et de résoudre ces anomalies avant de pouvoir poursuivre.

Causes possibles des anomalies

On pourrait penser que les fichiers Gerber sont infaillibles et depuis que l’industrie a universellement adopté RS274X et ODB++ comme formats d’importation standard, ils le sont, en fait, presque. Cependant, il est toujours possible que des erreurs se produisent.

Les caractéristiques qui sont décrites de manière incorrecte dans l’en-tête du fichier Gerber pendant l’importation modifieront l’interprétation par le système du chemin électrique souhaité, ce qui entraînera la définition de nets incorrects dans la liste de réseaux de référence dérivée de Gerber. Les caractéristiques corrompues peuvent inclure des pastilles de taille incorrecte ou des polygones non remplis. Par exemple, il arrive qu’un polygone à auto-intersection soit mal résolu (généralement parce que la résolution du fichier Gerber n’est pas assez fine). Cela peut entraîner une fuite du remplissage du polygone à travers ce que le programme de FAO interprète comme un dégagement qui n’est pas complètement fermé. Ce qui est censé être un dégagement est alors inondé de cuivre, court-circuitant le trou et le plan environnant. Exporter vos fichiers Gerber avec la plus haute résolution possible (2:6 si possible) ou choisir un remplissage de lignes au lieu de polygones vous aidera à éviter ce problème, mais fournir une netlist est toujours recommandé.

Les erreurs de configuration de l’opérateur peuvent également amener le programme CAM à mal comprendre ce qu’il regarde. Le problème le plus courant est une simple erreur de l’opérateur lors de l’affectation des types de couches immédiatement après l’importation des fichiers bruts. Si un plan négatif est affecté comme positif, ou vice-versa, le système de FAO verra l’inverse de ce qu’il est censé voir. La netlist résultante sera incorrecte.

Pour expliquer : une couche avec une polarité positive apparaît dans le CAM comme couleur = cuivre, noir = absence de cuivre. Une couche avec une polarité négative sera affichée de manière opposée, avec couleur = absence de cuivre, noir = cuivre. Lors de la dérivation de la netlist de référence, le programme CAM interprète les zones où le cuivre est présent comme faisant partie du chemin conducteur de la carte. Si le cuivre et l’absence de cuivre sont inversés (parce que l’opérateur a défini la polarité de la couche de manière incorrecte), alors le programme CAM créera une netlist qui ne reflète pas la véritable intention de la conception.

Il est donc préférable de fournir des couches internes avec une polarité positive lorsque cela est possible afin de minimiser les risques d’erreur de l’opérateur. Quoi qu’il en soit, la meilleure solution de sécurité consiste à fournir également un fichier netlist avec le reste des fichiers Gerber de votre PCB. Si l’opérateur compare la liste d’interconnexions de la conception à la liste d’interconnexions de référence incorrecte de la FAO et remarque des courts-circuits massifs ou des ouvertures multiples, il lui suffit de revoir le type de couche et les affectations de polarité. Après avoir modifié quelques paramètres de basculement, l’opérateur peut générer une nouvelle liste d’interconnexions de référence et reprendre ses activités. En l’absence d’un fichier de liste d’interconnexion fourni par le client, qui peut être comparé à la liste d’interconnexion dérivée de Gerber, cette erreur peut passer inaperçue jusqu’à ce que vous effectuiez un test en circuit sur un PCBA rempli. A ce moment-là, il est trop tard.

Pendant l’édition CAM

La netlist est maintenue active tout au long de la session CAM. Lorsque la session CAM est terminée, nous vérifions à nouveau la netlist pour nous assurer qu’aucun court-circuit ou ouverture électrique n’a été créé pendant l’édition. Ensuite, nous faisons des fichiers pour l’une des deux méthodes de fixation de test.

Fixation de test électrique

Une fixation de test dure est une plaque de polycarbonate ou un matériau similaire. La plaque est percée de trous, qui acceptent des sondes conductrices. Les emplacements des sondes correspondent aux points d’extrémité de chaque circuit à tester. Les trous de via (non composant) sont généralement omis, soit parce qu’ils sont des points médians sur le réseau, soit parce qu’ils sont couverts par un masque non conducteur et qu’ils apparaîtront comme de fausses ouvertures s’ils sont sondés.

Les autres points médians sont généralement omis aussi, parce que la machine de test a un nombre fini de positions de grille disponibles. S’assurer qu’une sonde est assignée à chaque point d’extrémité est prioritaire sur le test de chaque nœud. Avec ou sans points intermédiaires, le test de continuité est toujours valable à 100%. Il détectera tous les circuits courts ou ouverts tant que tous les points d’extrémité sont sondés.

Si une seule plaque ne peut pas entrer en contact avec chaque filet (comme lorsqu’un PCB utilise des composants SMT en haut et en bas), il est alors nécessaire d’utiliser deux plaques. Cette méthode est connue sous le nom de test de clamshell. Le test de la coquille utilise deux plaques de fixation parallèles – une montée vers le haut, l’autre vers le bas. Chaque plaque est chargée de sondes stationnaires qui correspondent aux emplacements des points d’extrémité de chaque filet. Les deux plaques sont ensuite comprimées pour entrer en contact simultanément avec le haut et le bas du circuit imprimé, de la même manière qu’une palourde ferme sa coquille. Si les signaux générés par les sondes correspondent à la netlist, alors la carte passe le test.

En utilisant la méthode des sondes volantes, il n’y a pas de fixation en tant que telle. Au lieu de cela, la carte est montée entre deux sondes de test à déplacement rapide. Celles-ci sont câblées au contrôleur du testeur, qui stocke le fichier netlist. Une sonde entre en contact avec la pastille d’extrémité d’un réseau sur la couche supérieure, tandis que l’autre entre en contact avec la pastille d’extrémité sur la couche inférieure. Si le chemin du circuit entre les deux sondes correspond au chemin défini par la liste d’interconnexions, ce réseau est considéré comme bon. Les sondes se déplacent alors vers le jeu de points d’extrémité suivant, et ainsi de suite, jusqu’à ce que l’ensemble du PCB ait été testé.

Si une netlist IPC n’est pas fournie, nous utilisons alors un logiciel CAM pour extraire une netlist de référence à partir des données Gerber et de perçage, comme décrit au début. Il n’y a pas d’autre choix que de supposer que les fichiers Gerber reflètent précisément les exigences électriques de la carte, et qu’ils peuvent être utilisés pour les vérifications d’édition CAM et le montage des tests électriques.

Ce n’est pas aussi fiable que les tests de netlist. Il ressemble à l’ancienne méthode, antérieure à la CAO, du test de la « carte en or », où une carte était placée sur le testeur et cyclée, afin que la machine puisse « apprendre » le circuit. En l’absence d’une liste d’interconnexions, cette carte était nécessairement considérée comme correcte, et toutes les cartes suivantes étaient testées par rapport à elle. Le défaut du test doré est que si toutes les cartes du lot, y compris la carte dorée, ont le même défaut intégré, alors toutes passeront le test de continuité, mais elles seront toutes fausses.

Le même problème existe lorsqu’on utilise uniquement une netlist dérivée de Gerber. Bien qu’il s’agisse d’une méthode parfaitement acceptable tant que les fichiers Gerber ne contiennent pas d’erreurs, et que l’opérateur FAO affecte les types de couche corrects avec la polarité correcte, il est toujours possible que quelque chose se passe mal. Une netlist fournie par le client et exportée directement depuis le logiciel de mise en page CAO fournit une couche supplémentaire de vérification que la carte a été construite correctement.

Summary

Pour ajouter un degré supplémentaire de certitude que votre PCB fonctionnera correctement, Epec suggère que si votre logiciel de mise en page de PCB supporte le format IPC-356, vous devriez toujours prendre le temps d’exporter le fichier et de l’envoyer à votre fabricant.

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