Nikt nie chce doświadczyć uczucia zalewania nowego projektu płytki drukowanej (PCB) i stwierdzenia, że nie jest on elektrycznie funkcjonalny. Najczęściej brak funkcjonalności można przypisać konkretnemu problemowi produkcyjnemu lub kombinacji kilku różnych problemów. Czasami jednak problem polega na tym, że pliki Gerber wyeksportowane z programu CAD PCB zawierają błąd, który pozostał niezauważony, ponieważ nie było możliwości sprawdzenia, czy pliki odpowiadają intencjom projektowym. Można uniknąć wielu problemów, dostarczając plik netlisty w formacie IPC-356 wraz z pakietem danych produkcyjnych.

Poniżej znajduje się krótki przegląd niektórych rzeczy, które mogą pójść nie tak i tego, jak plik netlisty pomaga wychwycić potencjalne problemy na etapie przedprodukcyjnym, a nie na stanowisku testowym.

Jak używana jest netlista przed edycją

Plik netlisty (sformatowany jako IPC-356) to nic innego jak plik tekstowy ASCII, który zawiera instrukcje dla oprogramowania PCB CAM, takie jak nazwy sieci, pinów oraz lokalizacje XY punktów początkowych i końcowych dla każdej sieci lub węzła. Jeśli klient dostarcza netlistę IPC-356, jest ona wczytywana podczas początkowego ładowania pliku Gerber.

Przykład pliku netlisty PCB widziany w dowolnym standardowym edytorze tekstu

Po załadowaniu i umieszczeniu warstw Gerber w logicznej sekwencji z góry na dół, używamy naszego programu CAM, aby przypisać typ do każdej warstwy. Kiedy warstwy są już zdefiniowane elektrycznie, generujemy referencyjną netlistę na podstawie danych z Gerbera i wiercenia. Program CAM identyfikuje obszary KOLOROWE jako miedź, obszary CZARNE jako brak miedzi i podąża za połączeniami między warstwami poprzez galwanizowane otwory przelotowe.

Program CAM porównuje następnie Twoją listę IPC-356 z referencyjną listą sieciową uzyskaną z Gerbera. Zgłaszamy Ci wszelkie rozbieżności i rozwiązujemy je przed przejściem dalej. Prosimy, aby projektant wskazał wszelkie znane anomalie, które możemy odkryć (takie jak celowe zwarcia) z wyprzedzeniem na swoim rysunku lub w oddzielnym pliku informacyjnym. Jeśli nie są one wskazane w innej dokumentacji uzupełniającej zgodnie z żądaniem, jesteśmy zobowiązani do zatrzymania i rozwiązania takich rozbieżności, zanim będziemy mogli kontynuować prace.

Potencjalne przyczyny rozbieżności

Można by pomyśleć, że pliki Gerber są nieomylne, a ponieważ przemysł powszechnie przyjął RS274X i ODB++ jako standardowe formaty importu, są one w rzeczywistości prawie takie. Jednak nadal możliwe jest wystąpienie błędów.

Funkcje, które są nieprawidłowo opisane w nagłówku pliku Gerber podczas importu, zmienią interpretację systemu dotyczącą pożądanej ścieżki elektrycznej, prowadząc do zdefiniowania nieprawidłowych sieci w netliście referencyjnej pochodzącej z Gerbera. Uszkodzone elementy mogą obejmować nieprawidłowe rozmiary padów lub niewypełnione wielokąty. Na przykład, czasami samo przecinający się wielokąt zostanie rozwiązany nieprawidłowo (zwykle dlatego, że rozdzielczość pliku Gerber nie jest wystarczająco duża). Może to spowodować, że wypełnienie wielokąta przecieka przez to, co program CAM interpretuje jako nie do końca zamknięte wycięcie. To, co ma być szczeliną, zalewa się miedzią, zwierając otwór i otaczającą go płaszczyznę. Eksportowanie plików Gerber z najwyższą możliwą rozdzielczością (2:6, jeśli to możliwe) lub wybieranie wypełnienia liniowego zamiast wielokątów pomoże uniknąć tego problemu, ale dostarczanie netlisty jest nadal zalecane.

Błędy konfiguracji operatora mogą również spowodować, że program CAM nie zrozumie, na co patrzy. Najczęstszym problemem jest prosty błąd operatora podczas przypisywania typów warstw bezpośrednio po zaimportowaniu plików raw. Jeśli ujemna płaszczyzna zostanie przypisana jako dodatnia, lub odwrotnie, system CAM zobaczy odwrotność tego, co powinien zobaczyć. Wynikowa netlista będzie nieprawidłowa.

Wyjaśniając: warstwa z dodatnią polaryzacją pojawi się w CAM jako kolor = miedź, czarny = brak miedzi. Warstwa o ujemnej polaryzacji będzie wyświetlana odwrotnie, z kolorem = brak miedzi, czarny = miedź. Podczas tworzenia referencyjnej listy sieciowej program CAM interpretuje obszary, w których obecna jest miedź, jako część ścieżki przewodzącej płytki. Jeśli miedź i brak miedzi są odwrócone (ponieważ operator nieprawidłowo ustawił polaryzację warstwy), to program CAM utworzy listę sieci, która nie odzwierciedla prawdziwej intencji projektowej.

Dlatego najlepiej jest dostarczać wewnętrzne warstwy z dodatnią polaryzacją, gdy tylko jest to możliwe, aby zminimalizować szansę na błąd operatora. Niezależnie od tego, najlepszym zabezpieczeniem jest dostarczenie pliku netlisty wraz z pozostałymi plikami Gerber PCB. Jeśli operator uruchomi listę sieciową projektu względem nieprawidłowej referencyjnej listy sieciowej CAM i zauważy masywne zwarcia lub wielokrotne rozwarcia, jest to prosta sprawa, aby sprawdzić typ warstwy i przypisanie polaryzacji. Po zmianie kilku ustawień przełącznika operator może wygenerować nową referencyjną listę sieci i wrócić do pracy. W przypadku braku pliku netlisty dostarczonego przez klienta, który można porównać z netlistą uzyskaną w programie Gerber, błąd ten może pozostać niezauważony do momentu wykonania testu obwodu na wypełnionym PCBA. Wtedy jest już za późno.

Podczas edycji CAM

Siatka jest utrzymywana w stanie aktywnym przez cały czas trwania sesji CAM. Gdy sesja CAM jest zakończona, ponownie sprawdzamy netlistę, aby upewnić się, że podczas edycji nie powstały żadne zwarcia lub rozwarcia elektryczne. Następnie tworzymy pliki dla jednej z dwóch metod mocowania testów.

Elektryczne mocowanie testów

Twarde mocowanie testów to płyta z poliwęglanu lub podobnego materiału. W płycie wywiercone są otwory, w których umieszcza się sondy przewodzące prąd. Lokalizacje sond odpowiadają punktom końcowym każdego testowanego obwodu. Otwory przelotowe (niekomponentowe) są zazwyczaj pomijane, albo dlatego, że są punktami środkowymi w sieci, albo dlatego, że są pokryte nieprzewodzącą maską i pokażą fałszywe otwarcia, jeśli będą sondowane.

Inne punkty środkowe są zazwyczaj również pomijane, ponieważ maszyna testująca ma skończoną liczbę dostępnych pozycji siatki. Upewnienie się, że sonda jest przypisana do każdego punktu końcowego ma pierwszeństwo przed testowaniem każdego pojedynczego węzła. Z punktami środkowymi lub bez nich, test ciągłości jest nadal w 100% ważny. Wyłapie on wszystkie krótkie lub otwarte obwody tak długo, jak wszystkie punkty końcowe są sondowane.

Jeśli pojedyncza płytka nie może zetknąć się z każdą siatką (jak wtedy, gdy płytka PCB używa elementów SMT na górze i na dole), wtedy konieczne jest użycie dwóch płytek. Metoda ta znana jest jako badanie typu clamshell. W metodzie clamshell wykorzystuje się dwie równoległe płyty mocujące – jedną zamontowaną skierowaną do góry, drugą skierowaną w dół. Na każdej płycie umieszcza się sondy stacjonarne odpowiadające położeniu punktów końcowych każdej sieci. Obie płyty są następnie ściskane w celu jednoczesnego zetknięcia górnej i dolnej części płytki drukowanej, w sposób podobny do tego, w jaki małż zamyka swoją skorupę. Jeżeli sygnały generowane przez sondy pasują do listy sieci, to płytka przechodzi test.

Przy zastosowaniu metody latającej sondy nie ma oprzyrządowania jako takiego. Zamiast tego, płytka jest montowana pomiędzy dwoma szybko poruszającymi się sondami testowymi. Są one podłączone do kontrolera testera, który przechowuje plik netlisty. Jedna sonda styka się z punktem końcowym sieci na warstwie górnej, podczas gdy druga styka się z punktem końcowym sieci na warstwie dolnej. Jeśli ścieżka obwodu między dwiema sondami pasuje do ścieżki zdefiniowanej przez netlistę, sieć jest uznawana za dobrą. Następnie sondy przechodzą do następnego zestawu punktów końcowych i tak dalej, aż cała płytka PCB zostanie przetestowana.

Jeśli lista sieci IPC nie została dostarczona, używamy oprogramowania CAM, aby wyodrębnić referencyjną listę sieci z danych Gerber i wiercenia, jak opisano na początku. Nie ma innego wyboru niż założenie, że pliki Gerber dokładnie odzwierciedlają wymagania elektryczne dla płytki i że mogą być użyte do kontroli edycji CAM i mocowania testów elektrycznych.

Nie jest to tak niezawodne jak testowanie netlisty. Przypomina to starą, pre-CAD-owską metodę testowania „złotej płytki”, gdzie jedna płytka była umieszczana na testerze i poddawana cyklicznym zmianom, aby maszyna mogła „nauczyć się” obwodu. Bez netlisty, ta płytka była z konieczności zakładana jako poprawna, a wszystkie następne były testowane względem niej. Wada złotego testu polega na tym, że jeśli wszystkie płytki w partii, włączając w to złotą płytkę, mają wbudowany ten sam defekt, to wszystkie przejdą test ciągłości, ale wszystkie będą błędne.

Ten sam problem występuje, gdy używamy tylko netlisty pochodzącej z Gerbera. Chociaż jest to całkowicie dopuszczalna metoda, o ile pliki Gerber nie zawierają błędów, a operator CAM przypisuje prawidłowe typy warstw z prawidłową polaryzacją, nadal jest możliwe, że coś pójdzie nie tak. Lista sieci dostarczona przez klienta i wyeksportowana bezpośrednio z oprogramowania do projektowania CAD zapewnia dodatkową warstwę weryfikacji, czy płytka została zbudowana prawidłowo.

Podsumowanie

Aby uzyskać dodatkowy stopień pewności, że płytka PCB będzie działać prawidłowo, firma Epec sugeruje, że jeśli oprogramowanie do projektowania płytek PCB obsługuje format IPC-356, należy zawsze poświęcić czas na wyeksportowanie pliku i wysłanie go do producenta.

.