Nimeni nu dorește să experimenteze sentimentul de a completa noul proiect de placă de circuit imprimat (PCB) și de a descoperi că nu este funcțional din punct de vedere electric. Cel mai adesea, lipsa de funcționalitate se datorează unei probleme specifice de producție sau unei combinații de mai multe probleme diferite. Uneori, însă, problema constă în faptul că fișierele Gerber exportate din programul CAD pentru PCB conțin o eroare care a trecut neobservată deoarece nu a existat nicio modalitate de a verifica dacă fișierele corespund intenției dumneavoastră de proiectare. Puteți evita o bună parte din probleme dacă furnizați un fișier netlist în format IPC-356 împreună cu pachetul de date de fabricație.

Mai jos aveți o scurtă prezentare generală a unora dintre lucrurile care pot merge prost și a modului în care un fișier netlist ajută la depistarea problemelor potențiale în etapa de pre-producție, în loc de pe bancul de testare.

Cum se utilizează netlistul înainte de editare

Filașul netlist (formatat ca IPC-356) nu este nimic mai mult decât un fișier text ASCII care include instrucțiuni pentru software-ul PCB CAM, cum ar fi numele rețelei, pinii și locațiile XY ale punctelor de început și sfârșit pentru fiecare rețea sau nod. Dacă clientul furnizează o listă de rețea IPC-356, atunci aceasta este citită în timpul încărcării inițiale a fișierului Gerber.

Exemplu de fișier de listă de rețea PCB vizualizat în orice editor de text standard

După încărcarea și plasarea straturilor Gerber într-o secvență logică de sus în jos, folosim programul nostru CAM pentru a atribui un tip fiecărui strat. Odată ce straturile sunt definite din punct de vedere electric, generăm o listă de rețea de referință, pe baza datelor Gerber și a datelor de foraj. Programul CAM identifică zonele de CULOARE ca fiind cupru, zonele de NEGRU ca fiind absența cuprului și urmărește interconexiunile dintre straturi prin găurile de trecere placate.

Programul CAM compară apoi netlistul dumneavoastră IPC-356 cu netlistul de referință derivat din Gerber. Vă raportăm orice discrepanțe și le rezolvăm înainte de a merge mai departe. Solicităm ca proiectantul să semnaleze din timp orice anomalii cunoscute pe care le-am putea descoperi (cum ar fi scurtcircuitele intenționate) pe desenul său sau într-un fișier de informații separat. Dacă acestea nu sunt semnalate în celelalte documente justificative, așa cum am solicitat, atunci suntem obligați să ne oprim și să rezolvăm aceste discrepanțe înainte de a continua.

Cauze posibile ale discrepanțelor

Omul ar putea crede că fișierele Gerber sunt infailibile și, de când industria a adoptat în mod universal RS274X și ODB++ ca formate standard de import, acestea sunt, de fapt, aproape așa. Cu toate acestea, este totuși posibil să apară erori.

Caracteristicile care sunt descrise incorect în antetul fișierului Gerber în timpul importului vor schimba interpretarea sistemului cu privire la traseul electric dorit, ceea ce duce la definirea unor rețele incorecte în lista de rețele de referință derivată din Gerber. Caracteristicile corupte pot include plăcuțe de dimensiuni incorecte sau poligoane necompletate. De exemplu, ocazional, un poligon cu auto-intersecție se va rezolva incorect (de obicei, deoarece rezoluția fișierului Gerber nu este suficient de fină). Acest lucru poate face ca umplutura poligonului să se scurgă prin ceea ce programul CAM interpretează ca fiind un keep-out care nu este complet închis. Ceea ce ar trebui să fie un spațiu liber se inundă apoi cu cupru, scurtcircuitând gaura și planul înconjurător. Exportul fișierelor Gerber cu cea mai mare rezoluție posibilă (2:6, dacă este posibil) sau alegerea umplerii cu linii în loc de poligoane vă va ajuta să evitați această problemă, dar furnizarea unei liste de rețea este în continuare recomandată.

Erorile de configurare a operatorului pot, de asemenea, face ca programul CAM să înțeleagă greșit ceea ce privește. Cea mai frecventă problemă este o simplă eroare de operator atunci când se atribuie tipurile de straturi imediat după importarea fișierelor brute. Dacă un plan negativ este atribuit ca fiind pozitiv, sau invers, sistemul CAM va vedea invers față de ceea ce ar trebui să vadă. Lista de rețea rezultată va fi incorectă.

Pentru a explica: un strat cu polaritate pozitivă apare în CAM ca fiind de culoare = cupru, negru = absența cuprului. Un strat cu polaritate negativă va fi afișat în mod opus, cu culoarea = absența cuprului, negru = cupru. Atunci când derivă lista de rețea de referință, programul CAM interpretează zonele în care este prezent cuprul ca făcând parte din calea conductivă a plăcii. Dacă cuprul și absența cuprului sunt inversate (deoarece operatorul a setat incorect polaritatea stratului), atunci programul CAM va crea o listă de rețea care nu reflectă adevărata intenție de proiectare.

De aceea, cel mai bine este să furnizați straturile interne cu polaritate pozitivă ori de câte ori este posibil pentru a minimiza șansele de eroare a operatorului. Indiferent de aceasta, cea mai bună măsură de siguranță este să furnizați, de asemenea, un fișier netlist împreună cu restul fișierelor Gerber PCB. Dacă operatorul rulează lista de rețea a proiectului în raport cu lista de rețea de referință CAM incorectă și observă scurtcircuitarea masivă sau deschiderile multiple, este simplu să revizuiască tipul de strat și atribuțiile de polaritate. După modificarea câtorva setări de comutare, operatorul poate genera o nouă listă de rețea de referință și își poate relua activitatea. În absența unui fișier netlist furnizat de client, care poate fi comparat cu netlistul derivat din Gerber, această eroare poate trece neobservată până când se efectuează un test în circuit pe un PCBA populat. Până atunci, este prea târziu.

During CAM Editing

Lista de rețea este menținută activă pe toată durata sesiunii CAM. Când sesiunea CAM este finalizată, verificăm din nou la netlist pentru a ne asigura că nu au fost create scurtcircuite electrice sau deschideri în timpul editării. Apoi creăm fișiere pentru una dintre cele două metode de fixare de testare.

Fixare de testare electrică

Un dispozitiv de testare dură este o placă de policarbonat sau un material similar. Placa este găurită cu găuri, care acceptă sondele conductoare. Locațiile sondelor corespund punctelor de capăt ale fiecărui circuit care urmează să fie testat. Găurile de trecere (necomponente) sunt, în general, omise, fie pentru că sunt puncte intermediare pe rețea, fie pentru că sunt acoperite de o mască neconductoare și vor apărea ca deschideri false dacă sunt sondate.

De obicei, sunt omise și alte puncte intermediare, deoarece mașina de testare are un număr finit de poziții de rețea disponibile. Asigurarea faptului că o sondă este atribuită fiecărui punct final are prioritate față de testarea fiecărui nod în parte. Cu sau fără puncte intermediare, testul de continuitate este în continuare 100% valabil. Acesta va capta toate circuitele scurte sau deschise atâta timp cât toate punctele de capăt sunt sondate.

Dacă o singură placă nu poate intra în contact cu fiecare rețea (ca atunci când un PCB utilizează componente SMT în partea superioară și inferioară), atunci este necesar să se utilizeze două plăci. Această metodă este cunoscută sub denumirea de testare clamshell. Clamshell-ul utilizează două plăci de fixare paralele – una montată cu fața în sus, cealaltă cu fața în jos. Fiecare placă este încărcată cu sonde staționare care se potrivesc cu locațiile punctelor de capăt ale fiecărei rețele. Cele două plăci sunt apoi comprimate pentru a intra în contact simultan cu partea superioară și inferioară a PCB-ului, în același mod în care o scoică își poate închide cochilia. Dacă semnalele generate de sonde corespund listei de rețele, atunci placa trece testul.

Utilizând metoda sondei zburătoare, nu există un dispozitiv de fixare ca atare. În schimb, placa este montată între două sonde de testare care se deplasează rapid. Acestea sunt conectate prin cablu la controlerul testerului, care stochează fișierul netlist. O sondă intră în contact cu plăcuța punctului final al unei rețele de pe stratul superior, în timp ce cealaltă intră în contact cu plăcuța punctului final de pe stratul inferior. Dacă traseul circuitului între cele două sonde coincide cu traseul definit de netlist, acea rețea este considerată bună. Sondele se mută apoi la următorul set de puncte de capăt și așa mai departe, până când întregul PCB a fost testat.

Dacă nu este furnizată o listă de rețea IPC, atunci folosim un software CAM pentru a extrage o listă de rețea de referință din Gerber și din datele de găurire, așa cum am descris la început. Nu există altă opțiune decât să presupunem că fișierele Gerber reflectă cu exactitate cerințele electrice pentru placă și că acestea pot fi utilizate pentru verificările de editare CAM și pentru dispozitivele de testare electrică.

Acest lucru nu este la fel de fiabil ca testarea listei de rețea. Seamănă cu vechea metodă pre-CAD de testare a „plăcii de aur”, în care o placă ar fi fost plasată pe tester și ciclată, astfel încât mașina să poată „învăța” circuitul. În absența unei liste de rețea, se presupunea în mod necesar că acea placă este corectă, iar toate plăcile următoare erau testate în funcție de aceasta. Defectul testării de aur este că, dacă toate plăcile din lot, inclusiv placa de aur, au același defect încorporat, atunci toate vor trece testul de continuitate, dar toate vor fi greșite.

Aceeași problemă există atunci când se utilizează doar o listă de rețea derivată din Gerber. Deși este o metodă perfect acceptabilă atâta timp cât fișierele Gerber nu conțin erori, iar operatorul CAM atribuie tipurile de straturi corecte cu polaritatea corectă, este totuși posibil ca ceva să meargă prost. O listă de rețea furnizată de client și exportată direct din software-ul de machetare CAD oferă un nivel suplimentar de verificare a faptului că placa a fost construită corect.

Rezumat

Pentru a adăuga un grad suplimentar de certitudine că placa dvs. de circuit imprimat va funcționa corect, Epec sugerează că, în cazul în care software-ul de machetare a PCB acceptă formatul IPC-356, ar trebui să vă faceți întotdeauna timp pentru a exporta fișierul și să-l trimiteți fabricantului dvs.

.