Printkort (PCB'er) repræsenterer kritiske elementer i moderne elektroniske enheder. Standardiserede filformater fungerer som rygraden i at producere effektive design- og produktionsresultater. De etablerede formater skaber en kommunikationsbro mellem designsoftwareapplikationer og både printkortproducenter og samlefaciliteter.

 En problemfri produktion er kun mulig, når teams fuldt ud forstår standardiserede filformater. Derfor vil du i denne artikel læse de grundlæggende koncepter for PCB-designfiler sammen med deres tilsvarende samlingsfilformater.

Oversigt over filformater for printkortdesign og -samling

PCB-filer gemmer flere typer essentielle dataelementer. Så lad os for din grundlæggende forståelse gøre det mere klart. PCB-filer indeholder fire primære typer information. Disse er:

1. Geometriske egenskaber
2. Komponentspecifikationer
3. Netlist-forbindelser,
4. Og fremstillingsretningslinjer.

Geometriske data

Geometriske data beskriver printpladens form og layout. Samtidig vil komponentdataene specificere placeringen og størrelsen af ​​hver komponent i printpladen. I netlist-datafiler beskriver ingeniører de elektriske forbindelser, der forbinder komponenterne sammen. Produktionsdata fungerer som en vejledning til konstruktion og samling af elektroniske komponenter.

Komponentdata angiver placeringen og størrelsen på hver komponent på printpladen.

Standardisering

Standardisering sikrer kompatibilitet. Derfor kan IPC's rolle ikke undermineres her. Hvorfor? Fordi det er en central organisation. IPC (Association Connecting Electronics Industries) udvikler industristandarder for elektronik.

Gennem denne standardisering leverer organisationer ensartede retningslinjer, der håndhæver ensartethed i hele design- og fremstillingsaktiviteter. Systemet muliggør problemfri dataoverførsel mellem forskellige softwareleverandører ved at etablere standardforbindelse. IPC-standarder forhindrer fejl og skaber samtidig produkter af bedre kvalitet.

Design filformater

PCB-fremstilling kræver designfiler for at fungere korrekt. Der anvendes adskillige formater.

A. Gerber-filer (.gtl, .gbl, .gts, .gbs)

Branchen er afhængig af Gerber filer som standardformat. Billedformat findes til produktion af printkort. Hvert printkortlag er repræsentationeret gennem vektorgrafikformatbeskrivelser. .gbs-filen identificerer områder, hvor der ikke bør loddetin anvendes.

 Andre almindelige filtypenavne findes. Inkluderede formater er .gto for toptrykdata, .gbo for bundtrykdata samt .gko for specifikationer for kortkontur og .drd-filer, der indeholder boreinformation.

RS-274X er et moderne Gerber-format. RS-274D er ældre. RS-274X viser sig at være bedre, fordi dets struktur gør det muligt at indeholde mere nyttig information. Aperturdefinitionspraksis er et af de vigtigste kendetegn.

D-koder bruges til at etablere de former, der er afgørende for at tegne funktioner i Aperture-formater. Gerber-billeder er fuldstændig afhængige af disse blænder i deres skabelsesprocessen. De grundlæggende former, der bruges i design, er cirkler sammen med rektangulære former sammen med brugerdefinerede polygoner.

Udvidet Gerber (X2) forbedrer RS-274X. Den integrerer aperturinformation. Der er også netlistedata. Desuden forenkler den fremstillingen. Manuelle processer reduceres sammen med fejlprocenter.

B. Eagle-filer (.brd, .sch)

Et af de mest populære valg inden for printkortdesignsoftware er fortsat Eagle. Softwaren vinder popularitet, fordi brugerne finder den intuitiv at betjene. Systemet udvider funktionaliteten ved at inkludere komponentplacering og routing i sit omfang. De elektriske forbindelser bliver synlige gennem dette system.

Effektiv styring af biblioteker er fortsat en essentiel praksis for at bruge Eagle. Komponentbiblioteker lagrer komponentinformation. Disse ressourcer dækker fodaftryksinformation, symboldefinitioner og elektriske datastrukturer. Systemet giver to vigtige fordele, da det genererer ensartede designs, samtidig med at det minimerer produktionsfejl.

Gennem brugersprogsprogrammer udvider Eagle sine muligheder. Du kan bruge disse programmer som scriptværktøjer, der strømliner opgaveautomatisering. Hvad betyder det? De tilføjer nye funktioner. De tilpasser softwaren. BOM-generering og designregelkontrolfunktioner fungerer som praktiske eksempler.

C. KiCad-filer (.kicad_pcb, .kicad_sch)

Softwareprogrammet KiCad fungerer som open source hardwaredesignsoftware til printkort, der demonstrerer kraftfulde funktioner. Populariteten af ​​dette værktøj fortsætter med at vokse.

Alle KiCad-projektfiler deler en organiseret struktur, der letter administration og samarbejde. Så det er et grundlæggende og kritisk punkt. Enhver bruger bør forstå, hvordan organisationsstrukturen strømliner filhåndtering i projekter. Det gør samarbejdet lettere.

Brugere fortsætter med at bygge en stor samling af plugins til KiCad-software. Plugins tilføjer mange funktioner. De hjælper med dataimport/eksport. De automatiserer designopgaver. Derfor er KiCad meget alsidig.

Fremstillingsfilformater

Produktionen af ​​printkort afhænger af produktionsfiler. Flere formater er inkorporeret.

Gerber-filer (.gtl, .gbl, .gts, .gbs)

Gerber-filer spiller en afgørende rolle i hele produktionsprocessen. Hvert lag af printkortet modtager sine billeddata fra disse filer. Det fysiske printkort, der produceres, er afhængigt af disse filer.

Borefiler

Borefiler er også vigtige. Designere gemmer typisk instruktioner til boremaskiner i Excellon-format. Disse filer styrer boremaskinerne ved at illustrere hullernes placering. Borefilerne bestemmer både positionen og diameteren af ​​alle huller.

Sammen med Gerber-filer producerer disse systemer præcise printkortmønstre. Hvad får du? Helt sikkert en præcis hulplacering.

Produktionspaneler forbinder flere printkortdesigns i en enkelt forstørret panelstruktur. Dette optimerer materialeforbruget. Det forbedrer også produktionseffektiviteten. Oplysningerne om panelarrangementet kan gemmes i Gerber-filformater. Dette system inkorporerer både individuelle printkortpositioner og eventuelle nødvendige værktøjshuller eller afbrydningsfaner.

ODB++-filer (.odb++)

ODB++ repræsenterer en mere komplet filformatmulighed til fremstilling. ODB++-filformatet indeholder avancerede datafunktioner, der rækker ud over simple visuelle repræsentationer af former.

De intelligente data, der er tilgængelige i ODB++, indkapsler information om komponentattributter. For at give dig en mere klar forståelse, lad os forstå det på en anden måde. Eksempler på disse intelligente data betyder:

• Artikelnumre
• Værdier
• Og tolerancer.

Filen indeholder også netnavne. Den indeholder netnavne. Disse elementer viser tydeligt, hvordan komponenter i designet forbindes elektrisk.

Hvad finder du i datasættet? Du får detaljer om testpunkter med angivelse af præcise placeringer. Formålet her er at analysere ydeevnen af ​​det samlede printkort. Denne detaljerede information reducerer tvetydighed. Menneskelig analyse bliver mindre vigtig med denne løsning.

ODB++-rammeværket gør CAM-processer meget mere ligetil. Det leverer et komplet datasæt. ODB++-teknologi reducerer den operationelle forberedelsestid for produktionsudstyr. Systemet forhindrer potentielle fabrikations- og monteringsfejl.

C. IPC-2581-filer (.2581)

IPC-2581 repræsenterer en nyere generation af produktionsfilformater, der repræsenterer teknologiske fremskridt. IPC-2581-formatet anvender Extensible Markup Language (XML) som rygrad.

XML skaber menneskeligt læsbare strukturerede datalagringsformater. Fleksibiliteten og udvidelsesmuligheden af ​​IPC-2581 stammer direkte fra dens design. Alle PCB'ens egenskaber får omfattende beskrivelser gennem dette format. Systemet kombinerer både designspecifikationer med fremstillingsprocesser og monteringsinstruktioner.

Assembly-filformater

Vellykket PCB -samling Handlinger afhænger af assembly-filer. Flere formater er indarbejdet.

A. Styklistefiler (.csv, .xls, .xlsx)

Styklistefiler (BOM) opretter en oversigt over alle nødvendige komponenter til samleprocessen. Standard BOM-filformater består af .csv for kommaseparerede værdier og Excel-regneark repræsenteret af .xls og .xlsx for Excel Open XML-regneark.

Der findes forskellige styklistevariationer. For eksempel fokuserer ingeniørstyklisten på designspecifikationer. Tilsvarende specificerer produktionsstyklisten komponenter til produktion. Salgsstyklisten giver adgang til omkostningsdetaljer sammen med ordreinstruktioner.

Detaljerne om emballagekomponenter er vigtige i styklistestrukturen. Dokumentationen indeholder detaljer om komponenternes emballageformer såsom SOIC og QFP sammen med deres størrelser og leverandørens varenumre.

B. Pick-and-Place-filer (.csv, .txt)

Automatiserede samlemaskiner er afhængige af Pick-and-Place-filer til deres operationer. Systemet modtager instruktioner fra disse filer om, hvilken komponent der skal til hver bestemt placering. Bygherrer bruger ofte .csv-filer sammen med .txt (almindelig tekst)-filer som deres standardformater.

Pick-and-Place-filer har variationer. Hver model af samlemaskine kræver unikke variationer i dens indstillinger. Hver Pick-and-Place-fil indeholder oplysninger om komponentens X/Y-placering sammen med rotationsinstruktioner og referencebetegnelser.

Små mål, kendt som referencemarkører, vises på printplader (PCB'er). Samlemaskinen opnår præcis justering takket være disse komponenter. Automatiseret samling er i høj grad afhængig af markører for korrekt drift.

C. Samlingstegninger (.pdf, .dwg)

Visuelle instruktioner til at guide monteringsprocesser kan findes i monteringstegninger. Et typisk filformat til monteringsdokumentation inkluderer .pdf til Portable Document Format og .dwg til AutoCAD Drawing.

Der findes flere slags samlingstegninger. Hver komponents position er vist gennem komponentplaceringstegninger. Eksplosionstegninger viser delenes samlingskonfiguration.

Konverterings- og kompatibilitetsproblemer

PCB-filkonverteringer skaber adskillige problemer. Specifikke værktøjer hjælper med konvertering. GerbView håndterer Gerber-filer. ODB++-fremvisere inspicerer ODB++-data.

Konverteringsprocessen indebærer risiko for datatab. Der er risiko for datatab og -korruption i disse oplysninger. Dette kan forårsage produktionsfejl. Kontrol af resultater efter konvertering kræver omhyggelig opmærksomhed i processen.

Effektiv filhåndtering afhænger af versionskontrolsystemer. Git sporer filændringer. Brugere af Git vil altid vide, hvilken version de bruger, fordi systemet sporer filændringer nøjagtigt. Værktøjet sørger for, at alle brugere får adgang til den korrekte filversion.

Bedste praksis for arbejde med PCB-filformater

Flere bedste fremgangsmåder fungerer for at beskytte PCB-filformater mod problemer.

Dokumentation

Dokumentation af lagopbygning er fortsat afgørende for printkortproduktion. Dette dokument specificerer både materialer og rækkefølgen af ​​lag, der findes i et printkortdesign. Producenter skal have adgang til disse oplysninger, før de kan fortsætte.

Dokumentationen sørger for, at alle er opdateret om lagmaterialer, så den endelige brætkonstruktion undgår fejl. Husk, at dokumentationen bør indeholde:

1. Rækkefølgen af ​​hvert lag (f.eks. topsignal, jordplan, effektplan, bundsignal).
2. Materiale i hvert lag (f.eks. FR-4, prepreg, kobber).
3. Tykkelsen af ​​hvert lag.
4. Den samlede pladetykkelse.

DRCS

Designregeltjek (DRC'er) fungerer som automatiserede verifikationsprocesser, der opererer via designsoftwareplatforme. De finder designfejl. Produktionsproblemer kan opstå som følge af identificerede designfejl.

Det giver betydelige fordele at starte designregeltjek (DRC'er) i de tidlige stadier af designfasen. Designregeltjek hjælper med at undgå dyre korrektioner og reducere designtiden. Eksempler på DRC-tjek inkluderer:

• Sporbredde og -afstand.
• Via størrelse og afstand.
• Afstand mellem komponenter og printpladens kant.
• Ringstørrelse omkring vias og gennemgående huller.

Det viser sig at være af stor betydning at opretholde en gennemsigtig dialog med producenterne. Denne tilgang reducerer kommunikationsfejl, hvilket fører til effektive produktionsresultater. Vigtig information at kommunikere omfatter:

Detaljer om lagopstabling.

Kritiske dimensioner og tolerancer. Disse specificerer acceptable variationer i størrelse og form.

Eventuelle særlige produktionskrav. Denne pladespecifikation bruger præcise overfladebehandlinger sammen med impedanskontrolfunktioner og opretholder kontrollerede boredybder.

Foretrukne filformater. Ved at vælge disse foretrukne filformater opnår du problemfri kompatibilitet, samtidig med at du eliminerer risikoen for problemer med formatkonvertering.

Dokumentationen skal indeholde specifikke anvisninger eller designbemærkninger. Disse oplysninger beskriver vigtige komponenter og hvordan de samles.

Regelmæssig kommunikation

Regelmæssig kommunikation under fremstillingsprocessen. Den regelmæssige kommunikation holder problemer og spørgsmål fra produktionen på afstand.

Konklusion

Fremstillingen af ​​printkort kræver standardiserede filformater for at fungere korrekt. Det er afgørende at forstå disse formater. Derudover er bedste praksis afgørende. At opretholde en klar kommunikation med producenterne er en af ​​dine vigtigste opgaver. Udførelse af komplette valideringer sammen med omhyggelig versionskontrol hjælper med at forhindre fejl. Artiklen blev skrevet med det formål at hjælpe dig med at forstå de grundlæggende koncepter.