誰も、新しいプリント基板 (PCB) デザインを入力して、それが電気的に機能しないことを発見する感覚を味わいたいとは思わないでしょう。 ほとんどの場合、機能性の欠如は、特定の製造上の問題またはいくつかの異なる問題の組み合わせに起因しています。 しかし、PCB CADプログラムからエクスポートされたガーバーファイルにエラーが含まれていて、そのファイルが設計意図と一致しているかどうかを確認する方法がないため、気づかないうちに問題が発生していることがあります。 ファブリケーション データ パッケージで IPC-356 形式のネットリスト ファイルを提供することにより、多くのトラブルを回避できます。

以下は、うまくいかない可能性のある事柄の概要と、ネットリスト ファイルがテストベンチではなく、生産前の段階で潜在的な問題を発見するためにどのように役立つかを示しています。

編集前のネットリストの使用方法

ネットリスト ファイル (IPC-356 としてフォーマット) は、ネット名、ピン、各ネットまたはノードの開始点と終了点の XY 位置など PCB CAM ソフトウェアに対する指示を含む ASCII テキスト ファイル以外のなにものでもありません。

Example of a PCB Netlist File as Viewed in any Standard Text Editor

Gerber 層のロードと配置を上から下への論理シーケンスにした後、当社の CAM プログラムを使って各層にタイプを割り当てることができます。 電気的にレイヤーを定義したら、ガーバーデータとドリルデータを基にリファレンスネットリストを生成します。 CAM プログラムは、色のついている部分を銅、黒色の部分を銅のない部分として識別し、メッキされたスルーホールを介して層間の相互接続を追跡します。 不一致があれば報告し、先に進む前に解決します。 設計者は、当社が発見する可能性のある既知の異常 (意図的な短絡など) を、前もって図面または別の情報ファイルで呼び出しておくようお願いします。 要求された他のサポート ドキュメントで呼び出されない場合は、作業を進める前に中断し、そのような不一致を解決する義務があります。

不一致の考えられる原因

Gerber ファイルは無謬だと思うかもしれませんが、業界が RS274X と ODB++ を標準インポート形式として普遍的に採用したので、実際ほぼそうなっていると思います。

インポート時にガーバー ファイルのヘッダーで誤って記述された機能は、システムの望ましい電気パスの解釈を変更し、ガーバー由来の参照ネットリストで誤ったネットが定義されることになります。 破損したフィーチャには、不適切なサイズのパッドや未記入のポリゴンが含まれることがあります。 例えば、自己交差するポリゴンが不正に解決されることがあります（通常、ガーバーファイルの解像度が十分でないため）。 この場合、CAMプログラムは、完全に閉じていないキープアウトとして解釈し、ポリゴンの充填が漏れることがあります。 その結果、クリアランスのつもりだった部分に銅が流れ込み、穴と周囲の平面が短絡してしまいます。 可能な限り高い解像度 (可能であれば 2:6) でガーバー ファイルをエクスポートするか、ポリゴンの代わりにライン充填を選択すると、この問題を回避できますが、ネットリストを提供することを推奨します。 最も一般的な問題は、RAW ファイルをインポートした直後にレイヤー タイプを割り当てる際の単純なオペレーター エラーです。 負のプレーンを正のプレーンとして割り当てた場合、またはその逆の場合、CAMシステムは見るべきものの逆を見ることになります。

説明すると、正の極性を持つレイヤーは、CAM では色 = 銅、黒 = 銅がないものとして表示されます。 負の極性を持つレイヤーは、色 = 銅がない、黒 = 銅と逆の方法で表示されます。 リファレンスネットリストを作成する際、CAMプログラムは銅が存在するエリアをボードの導電パスの一部として解釈します。 銅と銅のない部分が逆になっている場合 (オペレーターがレイヤーの極性を間違って設定したため)、CAM プログラムは、真の設計意図を反映しないネットリストを作成します。 それにもかかわらず、最高のフェイルセーフは、PCB ガーバーファイルの残りの部分と一緒にネットリスト ファイルも提供することです。 もし、オペレーターが間違ったCAMリファレンスネットリストに対してデザインのネットリストを実行し、大量のショートや複数のオープンに気づいた場合、レイヤーのタイプと極性の割り当てを見直すのは簡単なことです。 いくつかのトグル設定を変更した後、オペレーターは新しいリファレンスネットリストを生成し、ビジネスを再開することができます。 ガーバーで作成したネットリストと比較できる顧客提供のネットリストファイルがない場合、このエラーはPCBAのインサーキットテストを行うまで気づかないことがあります。

CAM 編集中

CAM セッションの間、ネットリストはアクティブに保たれます。 CAM セッションが完了すると、ネットリストを再確認し、編集中に電気的な短絡や開回路が発生していないことを確認します。

Electrical Test Fixturing

Hard Test Fixture は、ポリカーボネートまたは同様の材料のプレートです。 このプレートには導電性プローブを通す穴が開けられている。 プローブの位置は、テストされる各回路の端点と一致する。 ビア (非コンポーネント) の穴は、ネットの中間点であるか、非導電性マスクで覆われていて、プローブすると偽オープンとなるため、一般に省略されます。

その他の中間点も、テストマシンのグリッド位置には限りがあるため、通常省略されます。 すべての端点にプローブが割り当てられていることを確認することは、すべてのノードをテストすることよりも優先されます。 中点があってもなくても、導通テストは100％有効です。 すべての端点がプローブされている限り、すべての短絡または開回路を検出します。

1 枚のプレートですべてのネットに接触できない場合（PCB が上下に SMT 部品を使用している場合など）、2 枚のプレートを使用することが必要です。 この方法は、クラムシェルテストとして知られています。 クラムシェルでは、2枚の平行な固定プレートを使用します。1枚は上向きに、もう1枚は下向きに取り付けます。 各プレートには、各ネットの端点の位置に合わせて固定されたプローブが取り付けられています。 2枚のプレートを圧縮してPCBの上下を同時に接触させ、貝が殻を閉じるのと同じ要領で検査する。 プローブによって生成された信号がネットリストと一致すれば、その基板はテストに合格します。

フライングプローブ方式では、そのような固定装置はありません。 その代わり、基板は高速で動く2つのテストプローブの間にマウントされます。 これらのプローブはテスターのコントローラに接続され、ネットリストファイルが保存されています。 一方のプローブは上層のネットの終点パッドに接触し、もう一方は下層の終点パッドに接触する。 2つのプローブ間の回路パスが、ネットリストで定義されたパスと一致すれば、そのネットは良品と判定される。 IPC ネットリストが提供されない場合、冒頭で説明したように、CAM ソフトウェアを使用して、ガーバーとドリル データから参照ネットリストを抽出します。 ガーバーファイルがボードの電気的要件を正確に反映し、CAM 編集チェックと電気テストフィクスチャに使用できると仮定するしかありません。

これは、ネットリスト テストほど信頼できるものではありません。 これは、1 つの基板をテスターに載せて循環させ、機械が回路を「学習」させる、古い、CAD 以前の「ゴールデン ボード」テスト手法に似ています。 ネットリストがなければ、その基板は正しいものとみなされ、それ以降の基板はすべてそれに対してテストされた。 ゴールデン テストの欠陥は、ゴールデン ボードを含むロットのすべてのボードに同じ欠陥が組み込まれている場合、すべてのボードは導通テストに合格しますが、すべて間違っていることになります。 ガーバー ファイルにエラーがなく、CAM オペレーターが正しい極性で正しいレイヤー タイプを割り当てる限り、これは完全に受け入れられる方法ですが、それでも何かが間違っている可能性はあります。 CAD レイアウト ソフトウェアから直接エクスポートされた顧客提供のネットリストにより、ボードが正しく構築されたことをさらに確認できます。

概要

PCB が正しく機能することをさらに確実にするために、Epec では、PCB レイアウト ソフトウェアが IPC-356 形式をサポートしているなら、ファイルをエクスポートして製造業者に送る時間を常に確保するべきと提案しています。