Senki sem szeretné átélni azt az érzést, amikor új nyomtatott áramköri lap (PCB) tervét feltölti, és rájön, hogy az elektromosan nem működik. Leggyakrabban a funkcionalitás hiánya egy konkrét gyártási problémára vagy több különböző probléma kombinációjára vezethető vissza. Néha azonban az a probléma, hogy a NYÁK CAD programból exportált Gerber fájlok olyan hibát tartalmaznak, amely észrevétlen maradt, mert nem volt mód annak ellenőrzésére, hogy a fájlok megfelelnek-e a tervezési szándéknak. Sok bajt elkerülhet, ha a gyártási adatcsomaggal együtt egy IPC-356 formátumú hálózati lista fájlt is mellékel.

Az alábbiakban röviden áttekintünk néhány dolgot, ami elromolhat, és azt, hogy a hálózati lista fájl hogyan segít a potenciális problémák felismerésében a gyártás előtti szakaszban, nem pedig a tesztpadon.

Hogyan használják a hálózati listát szerkesztés előtt

A hálózati lista fájl (IPC-356 formátumban) nem más, mint egy ASCII szöveges fájl, amely olyan utasításokat tartalmaz a PCB CAM szoftver számára, mint a hálónevek, a pin és az egyes hálók vagy csomópontok kezdő- és végpontjainak XY helyei. Ha az ügyfél IPC-356-os hálózati listát szolgáltat, akkor azt a kezdeti Gerber-fájl betöltése során olvassák be.

Példa egy PCB hálózati lista fájlra bármely szabványos szövegszerkesztővel megtekintve

A Gerber rétegek betöltése és logikai sorrendbe állítása után felülről lefelé, a CAM programunkkal típusokat rendelünk minden réteghez. Miután a rétegeket elektromosan definiáltuk, a Gerber és a fúrási adatok alapján létrehozunk egy referenciahálólistát. A CAM program a SZÍNES területeket rézként, a FEKETE területeket réz hiányaként azonosítja, és követi a rétegek közötti összeköttetéseket a galvanizált átmenő furatokon keresztül.

A CAM program ezután összehasonlítja az Ön IPC-356-os hálózati listáját a Gerberből származó referenciahálólistával. Minden eltérést jelentünk Önnek, és a továbblépés előtt megoldjuk azokat. Megkérjük a tervezőt, hogy az általunk esetlegesen felfedezett ismert rendellenességeket (például szándékos rövidzárlatokat) előre jelezze a rajzán vagy egy külön információs fájlban. Ha ezeket nem hívják fel a kért egyéb támogató dokumentációban, akkor kötelesek vagyunk megállni és megoldani az ilyen eltéréseket, mielőtt továbblépnénk.”

Az eltérések lehetséges okai

Azt gondolhatnánk, hogy a Gerber fájlok tévedhetetlenek, és mivel az iparág általánosan elfogadta az RS274X és az ODB++ szabványos import formátumokat, valójában majdnem így is van. Azonban még mindig előfordulhatnak hibák.

A Gerber-fájl fejlécében az importálás során helytelenül leírt funkciók megváltoztatják a rendszer értelmezését a kívánt elektromos útvonalról, ami ahhoz vezet, hogy a Gerberből származó referenciahálólistában helytelen hálókat definiálnak. A hibás jellemzők közé tartozhatnak a helytelen méretű pads vagy kitöltetlen poligonok. Előfordulhat például, hogy egy önmetsző poligon helytelenül oldódik fel (általában azért, mert a Gerber-fájl felbontása nem elég finom). Ez azt okozhatja, hogy a poligon kitöltése átszivároghat azon keresztül, amit a CAM program nem teljesen zárt kitartásként értelmez. Amit hézagnak szántak, aztán elárasztja a réz, rövidre zárva a furatot és a környező síkot. Ha a Gerber-fájlokat a lehető legnagyobb felbontással (lehetőség szerint 2:6) exportálja, vagy poligonok helyett vonalkitöltést választ, elkerülheti ezt a problémát, de a hálózati lista megadása továbbra is ajánlott.

A kezelő beállítási hibák is okozhatják, hogy a CAM-program félreérti, hogy mit néz. A leggyakoribb probléma egy egyszerű kezelői hiba a rétegtípusok hozzárendelésekor közvetlenül a nyers fájlok importálása után. Ha egy negatív síkot pozitívnak rendelnek hozzá, vagy fordítva, a CAM-rendszer a fordítottját látja annak, amit látnia kellene. A kapott hálózati lista hibás lesz.

Magyarázatképpen: egy pozitív polaritású réteg a CAM-ban úgy jelenik meg, hogy szín = réz, fekete = réz hiánya. Egy negatív polaritású réteg éppen fordítva jelenik meg: szín = réz hiánya, fekete = réz. A referenciahálólista levezetésekor a CAM program azokat a területeket, ahol réz van jelen, a kártya vezető útvonalának részeként értelmezi. Ha a réz és a réz hiánya felcserélődik (mert az operátor helytelenül állította be a réteg polaritását), akkor a CAM program olyan hálózati listát hoz létre, amely nem tükrözi a valódi tervezési szándékot.

Ezért a legjobb, ha a belső rétegeket lehetőség szerint pozitív polaritással látjuk el, hogy minimalizáljuk az operátori hiba esélyét. Ettől függetlenül a legjobb üzembiztosság az, ha a többi PCB Gerber-fájllal együtt egy hálólista-fájlt is szolgáltat. Ha a kezelő lefuttatja a tervezési hálólistát a helytelen CAM-referenciahálólistával szemben, és masszív rövidzárlatokat vagy többszörös nyitásokat észlel, egyszerűen felülvizsgálhatja a rétegtípus és a polaritás hozzárendelését. Néhány átkapcsoló beállítás megváltoztatása után az operátor új referenciahálólistát generálhat, és máris újra munkába állhat. Az ügyfél által rendelkezésre bocsátott hálózati lista fájl hiányában, amelyet össze lehet hasonlítani a Gerberből származó hálózati listával, ez a hiba észrevétlen maradhat, amíg nem végez egy áramkörön belüli tesztet egy feltöltött PCBA-n. Addigra már túl késő.

CAM-szerkesztés közben

A hálólista a CAM-munkamenet során végig aktív marad. Amikor a CAM-munkamenet befejeződik, újra ellenőrizzük a hálólistát, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a szerkesztés során nem keletkeztek-e elektromos zárlatok vagy nyitások. Ezután fájlokat készítünk a kétféle vizsgálati rögzítési módszer egyikéhez.

Elektromos vizsgálati rögzítés

A kemény vizsgálati rögzítés egy polikarbonátból vagy hasonló anyagból készült lemez. A lemezen lyukakat fúrnak, amelyek vezető szondákat fogadnak. A szondák helyei megfelelnek a vizsgálandó áramkörök végpontjainak. A via (nem alkatrész) lyukakat általában kihagyják, vagy azért, mert ezek a hálózat középpontjai, vagy azért, mert nem vezető maszk takarja őket, és hamis nyitást jeleznek, ha szondázzák őket.

A többi középpontot is általában kihagyják, mert a tesztgépnek véges számú rácspozíció áll rendelkezésére. Annak biztosítása, hogy minden végponthoz szonda legyen rendelve, elsőbbséget élvez minden egyes csomópont tesztelésével szemben. Középpontokkal vagy anélkül, a folytonossági vizsgálat továbbra is 100%-ban érvényes. Minden rövidzárlatot vagy nyitott áramkört ki fog venni mindaddig, amíg minden végpontot szondázunk.

Ha egyetlen lemez nem tud minden hálóval érintkezni (mint amikor a nyomtatott áramkörön SMT alkatrészeket használnak felül és alul), akkor két lemezt kell használni. Ezt a módszert clamshell tesztelésnek nevezik. A clamshell két párhuzamos rögzítőlemezt használ – az egyiket felfelé, a másikat lefelé fordítva. Mindkét lemez olyan helyhez kötött szondákkal van megtöltve, amelyek megfelelnek az egyes hálózatok végpontjainak helyének. A két lemezt ezután összenyomják, hogy egyszerre érintkezzenek a NYÁK tetejével és aljával, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy kagyló bezárja a héját. Ha a szondák által generált jelek megegyeznek a hálólistával, akkor a lapka átmegy a teszten.

A repülő szondás módszer alkalmazásakor nincs is rögzítés. Ehelyett a lapot két gyorsan mozgó tesztszonda közé szerelik. Ezek össze vannak kötve a tesztelő vezérlőjével, amely tárolja a hálózati lista fájlt. Az egyik szonda a felső rétegen lévő háló végponti padjával, míg a másik az alsó rétegen lévő végponti paddal érintkezik. Ha a két szonda közötti áramköri útvonal megegyezik a hálólista által meghatározott útvonallal, akkor az adott háló jónak minősül. Ezután a szondák a következő végpontkészlethez mennek, és így tovább, amíg a teljes NYÁK tesztelése meg nem történik.

Ha nem kapunk IPC-hálólistát, akkor a CAM-szoftver segítségével a Gerber- és a fúrási adatokból kivonunk egy referenciahálólistát, ahogyan azt az elején leírtuk. Nincs más választásunk, mint feltételezni, hogy a Gerber-fájlok pontosan tükrözik a lapra vonatkozó elektromos követelményeket, és felhasználhatók a CAM-szerkesztési ellenőrzésekhez és az elektromos vizsgálati rögzítéshez.

Ez nem olyan megbízható, mint a hálózati lista vizsgálata. Hasonlít a régi, CAD előtti “aranylapos” tesztelés módszerére, amikor egy lapot helyeztek a tesztelőre és ciklikusan végigjárták, hogy a gép “megtanulja” az áramkört. Hálólista hiányában ezt a lapot szükségszerűen helyesnek tekintették, és minden további lapot ezzel szemben teszteltek. Az arany tesztelés hibája az, hogy ha a tételben lévő összes lap, beleértve az arany lapot is, ugyanazt a beépített hibát tartalmazza, akkor mindegyik átmegy a folytonossági teszten, de mindegyik hibás lesz.

Ugyanez a probléma akkor is fennáll, ha csak Gerber-eredetű hálólistát használunk. Bár ez egy teljesen elfogadható módszer mindaddig, amíg a Gerber-fájlok nem tartalmaznak hibákat, és a CAM-operátor a megfelelő rétegtípusokat a megfelelő polaritással rendeli hozzá, mégis előfordulhat, hogy valami elromlik. A közvetlenül a CAD elrendezőszoftverből exportált, az ügyfél által szolgáltatott hálólista egy további ellenőrzési réteget biztosít arra vonatkozóan, hogy a lapot helyesen építették-e meg.

Összefoglaló

Az Epec azt javasolja, hogy ha a NYÁK-rendezőszoftver támogatja az IPC-356 formátumot, akkor mindig szánjon időt a fájl exportálására, és küldje el a gyártójának.