Zirkuitu Inprimatuek (PCB) elementu kritikoak dira gaur egungo gailu elektronikoetan. Fitxategi formatu estandarizatuak bizkarrezurra dira diseinu eta fabrikazio emaitza eraginkorrak lortzeko. Ezarritako formatuek komunikazio zubi bat sortzen dute diseinu software aplikazioen eta PCB fabrikatzaileen eta muntaketa instalazioen artean.

 Ekoizpen leuna posible da taldeek fitxategi formatu estandarizatuak guztiz ulertzen dituztenean bakarrik. Hori dela eta, artikulu honetan, PCB diseinu fitxategien oinarrizko kontzeptuak irakurriko dituzu, dagokien muntaketa fitxategi formatuekin batera.

PCB Diseinu eta Muntaketa Fitxategi Formatuen Ikuspegi Orokorra

PCB fitxategiek hainbat datu-elementu mota gordetzen dituzte. Beraz, oinarrizko ulermenerako, argiago azalduko dugu. PCB fitxategiek lau informazio mota nagusi dituzte. Hauek dira:

1. Ezaugarri geometrikoak
2. Osagaien zehaztapenak
3. Sare-zerrendako konexioak,
4. Eta fabrikazio jarraibideak.

Datu geometrikoak

Datu geometrikoek plakaren forma eta diseinua deskribatzen dituzte. Aldi berean, osagaien datuek PCBko osagai bakoitzaren kokapena eta aztarna zehaztuko dituzte. Netlist datu-fitxategietan, ingeniariek osagaiak elkarrekin lotzen dituzten konexio elektrikoak deskribatzen dituzte. Fabrikazio-datuek gida gisa balio dute osagai elektronikoak eraikitzeko eta muntatzeko.

Osagaien datuek osagai bakoitzaren kokapena eta aztarna zehazten dituzte plakan.

normalkuntza

Estandarizazioak bateragarritasuna bermatzen du. Horregatik, hemen, IPCren eginkizuna ezin da ahuldu. Zergatik? Erakunde zentrala delako. IPCk (Association Connecting Electronics Industries) elektronikaren industria-estandarrak garatzen ditu.

Estandarizazio honen bidez, erakundeek diseinu eta fabrikazio jardueretan uniformetasuna ezartzen duten jarraibide bateratuak eskaintzen dituzte. Sistemak software saltzaile desberdinen arteko datuen transferentzia leuna ahalbidetzen du, konexio estandarra ezarriz. IPC estandarrek akatsak saihesten dituzte, kalitate hobeko produktuak sortuz.

Diseinu fitxategi formatuak

PCB fabrikazioak diseinu fitxategiak behar ditu behar bezala funtzionatzeko. Hainbat formatu erabili ohi dira.

A. Gerber fitxategiak (.gtl, .gbl, .gts, .gbs)

Industriak oinarritzen da Gerber fitxategiak formatu estandar gisa. Irudi formatua badago zirkuitu inprimatuen ekoizpenerako. PCB geruza bakoitzak bektore grafikoen formatuaren deskribapenen bidezko irudikapena jasotzen du. .gbs fitxategiak soldadura aplikatu behar ez den eremuak identifikatzeko balio du.

 Beste luzapen ohiko batzuk badaude. Barne hartzen diren formatuak hauek dira: .gto goiko serigrafia datuetarako, .gbo beheko serigrafia datuetarako, baita .gko plakaren eskemaren zehaztapenetarako eta .drd fitxategiak ere, zulaketaren informazioa dutenak.

RS-274X Gerber formatu modernoa da. RS-274D zaharragoa da. RS-274X hobea da, bere egiturak informazio erabilgarriagoa edukitzeko aukera ematen duelako. Irekiduraren definizio praktikak dira alderdi bereizgarri nagusietako bat.

D-kodeak erabiltzen dira Aperture formatuetan ezaugarriak marrazteko ezinbestekoak diren formak ezartzeko. Gerber irudiak irekidura horien menpe daude erabat beren sorkuntza-prozesurako. Diseinuan erabiltzen diren oinarrizko formak zirkuluak dira, forma angeluzuzenak eta poligono pertsonalizatuak barne.

Gerber Hedatuak (X2) RS-274X baino hobeagoa da. Irekiduraren informazioa txertatzen du. Sare-zerrendako datuak ere badaude. Gainera, fabrikazioa errazten du. Eskuzko prozesuak eta errore-tasak gutxitzen dira.

B. Eagle fitxategiak (.brd, .sch)

PCB diseinu softwarerako aukeren artean ezagunenetako bat Eagle da oraindik ere. Softwareak ospea hartzen du erabiltzaileek erabiltzeko intuitiboa dela uste dutelako. Sistemak funtzionaltasuna zabaltzen du osagaien kokapena eta bideratzea bere esparruan sartuz. Konexio elektrikoak ikusgai bihurtzen dira sistema honen bidez.

Liburutegien kudeaketa eraginkorra ezinbesteko praktika da Eagle erabiltzeko. Osagaien liburutegiek osagaien informazioa gordetzen dute. Baliabide hauek aztarnaren informazioa, ikurren definizioak eta datu elektrikoen egiturak biltzen dituzte. Sistemak bi abantaila nagusi eskaintzen ditu, diseinu uniformeak sortzen baititu fabrikazio akatsak gutxitzen dituen bitartean.

Erabiltzaile Hizkuntza Programen bidez, Eagle-k bere gaitasunak zabaltzen ditu. Programa hauek script tresna gisa har ditzakezu, zereginen automatizazioa errazten dutenak. Zer esan nahi du horrek? Ezaugarri berriak gehitzen dituzte. Softwarea pertsonalizatzen dute. BOMen sorkuntza eta diseinu arauak egiaztatzeko funtzioak adibide praktiko gisa balio dute.

C. KiCad fitxategiak (.kicad_pcb, .kicad_sch)

KiCad software programa zirkuitu inprimatuetarako hardware diseinu software irekiko gisa funtzionatzen du, eta gaitasun indartsuak erakusten ditu. Tresna honen ospea hazten ari da etengabe.

KiCad proiektu-fitxategi guztiek egitura antolatu bat partekatzen dute, kudeaketa eta lankidetza errazten dituena. Beraz, oinarrizko eta kritikoa den puntua da. Erabiltzaile guztiek ulertu beharko lukete nola errazten duen antolakuntza-egiturak proiektuetako fitxategien kudeaketa. Lankidetza errazten du.

Erabiltzaileek KiCad softwarearentzako plugin bilduma handia eraikitzen jarraitzen dute. Plugin-ek ezaugarri asko gehitzen dituzte. Datuak inportatzen/esportatzen laguntzen dute. Diseinu-zereginak automatizatzen dituzte. Hori dela eta, KiCad oso moldakorra da.

Fabrikazio Fitxategi Formatuak

PCBen ekoizpena fabrikazio fitxategien araberakoa da. Hainbat formatu sartzen dira.

Gerber fitxategiak (.gtl, .gbl, .gts, .gbs)

Gerber fitxategiek funtsezko posizioa dute fabrikazio-eragiketetan. PCBaren geruza bakoitzak bere irudi-datuak fitxategi hauetatik jasotzen ditu. Fabrikazio-plaka fisikoa fitxategi hauen menpe dago.

Zulatu fitxategiak

Zulatzeko fitxategiak ere ezinbestekoak dira. Diseinatzaileek normalean zulatzeko makinen argibideak Excellon formatuan gordetzen dituzte. Fitxategi hauek zulatzeko makinak kontrolatzen dituzte zuloen kokapenak ilustratuz. Zulatzeko fitxategiek zulo guztien posizioa eta diametroa zehazten dituzte.

Gerber limekin batera, sistema hauek PCB eredu zehatzak sortzeko funtzionatzen dute. Zer lortuko duzu? Zalantzarik gabe, zuloen kokapen zehatza.

Fabrikazio-panelek hainbat PCB diseinu konektatzen dituzte panel-egitura handitu bakar batean. Horrek materialaren erabilera optimizatzen du. Ekoizpen-eraginkortasuna ere hobetzen du. Panelen antolamenduari buruzko informazioa Gerber fitxategi-formatuetan gorde daiteke. Sistema honek PCB banakako posizioak eta beharrezko tresneria-zuloak edo haustura-fitxak barne hartzen ditu.

ODB++ fitxategiak (.odb++)

ODB++ fabrikazio fitxategi formatu aukera osoagoa da. ODB++ fitxategi formatuak formen irudikapen bisual sinpleetatik haratago doazen datu ezaugarri aurreratuak ditu.

ODB++-n eskuragarri dauden datu adimendunek osagaien atributuei buruzko informazioa biltzen dute. Argiago ulertzeko, beste modu batera uler dezagun. Datu adimendun hauen adibideek honako hau esan nahi dute:

• Piezen zenbakiak
• Balioak
• Eta tolerantziak.

Fitxategiak sare-izenak ere ematen ditu. Sare-izenak ematen ditu. Elementu hauek argi erakusten dute nola konektatzen diren diseinuaren barruko osagaiak elektrikoki.

Zer aurkituko duzu datu multzoan? Proba puntuei buruzko xehetasunak jasoko dituzu, kokapen zehatzak zehaztuz. Hemen, muntatutako zirkuitu-plakaren errendimendua aztertzea da helburua. Informazio zehatz honek anbiguotasuna murrizten du. Giza analisiak garrantzi gutxiago du irtenbide honekin.

ODB++ esparruak CAM prozesuak askoz errazagoak egiten ditu. Datu-multzo osoa eskaintzen du. ODB++ teknologiak fabrikazio-ekipoen prestaketa-denbora murrizten du. Sistemak fabrikazio- eta muntaketa-akats potentzialak saihesten ditu.

C. IPC-2581 fitxategiak (.2581)

IPC-2581 aurrerapen teknologikoa adierazten duen fabrikazio-fitxategi-formatuen belaunaldi berriago bat da. IPC-2581 formatuak Extensible Markup Language (XML) erabiltzen du bizkarrezurra gisa.

XML-k gizakiek irakur ditzaketen datu egituratuak gordetzeko formatuak sortzen ditu. IPC-2581-en malgutasuna eta zabalgarritasuna zuzenean bere diseinutik datoz. PCB-aren ezaugarri guztiek deskribapen zabalak jasotzen dituzte formatu honen bidez. Sistemak diseinuaren zehaztapenak, fabrikazio-prozesuak eta muntaketa-argibideak konbinatzen ditu.

Muntaketa Fitxategi Formatuak

Arrakastatsuak PCB muntaia eragiketak muntaketa-fitxategien araberakoak dira. Hainbat formatu sartzen dira.

A. Materialen zerrenda (BOM) fitxategiak (.csv, .xls, .xlsx)

Materialen zerrenda (BOM) fitxategiek muntaketa prozesurako beharrezko osagai guztien inbentarioa sortzen dute. BOM fitxategi formatu estandarrak hauek dira: .csv komaz bereizitako balioetarako eta .xls eta .xlsx Excel kalkulu-orrietarako.

BOM aldaera desberdinak daude. Adibidez, ingeniaritzako BOMak diseinuaren zehaztapenetan jartzen du arreta. Era berean, fabrikazioko BOMak ekoizpenerako osagaiak zehazten ditu. Salmentako BOMak kostuen xehetasunetarako sarbidea ematen du, eskaeraren argibideekin batera.

Ontziratze-osagaien xehetasunek garrantzia dute BOM egituran. Dokumentazioak osagaien ontziratze-formei buruzko xehetasunak biltzen ditu, hala nola SOIC eta QFP, baita haien tamainekin eta hornitzaileen piezen zenbakiekin ere.

B. Aukeratu eta jarri fitxategiak (.csv, .txt)

Muntaketa-makina automatizatuek Pick-and-Place fitxategien menpe daude beren eragiketetarako. Sistemak fitxategi horietatik jasotzen ditu jarraibideak zein osagai doan kokapen zehatz bakoitzera. Eraikitzaileek normalean .csv fitxategiak erabiltzen dituzte .txt (testu arrunta) fitxategiekin batera formatu estandar gisa.

Pick-and-Place fitxategiek aldaerak dituzte. Muntaketa-makina modelo bakoitzak aldaera bereziak behar ditu bere ezarpenetan. Pick-and-Place fitxategi bakoitzak X/Y osagaien kokapenari buruzko informazioa dauka, biraketa-argibideekin eta erreferentzia-izendatzaileekin batera.

Zirkuitu inprimatuetan (PCB) agertzen diren markatzaile fiduzial izeneko jomuga txikiak agertzen dira. Muntaketa-makinak lerrokatze zehatza lortzen du osagai hauei esker. Muntaketa automatizatua markatzaileen menpe dago neurri handi batean funtzionamendu zuzena izateko.

C. Muntaketa-marrazkiak (.pdf, .dwg)

Muntaketa-prozesuak gidatzeko argibide bisualak muntaketa-marrazkietan aurki daitezke. Muntaketa-dokumentaziorako ohiko fitxategi-formatuak hauek dira: .pdf Portable Document Format eta .dwg AutoCAD Drawing.

Hainbat muntaketa-marrazki mota daude eskuragarri. Osagai bakoitzaren posizioa osagaien kokapen-marrazkien bidez erakusten da. Ikuspegi lehertuek piezen muntaketa-konfigurazioa erakusten dute.

Bihurketa eta bateragarritasun arazoak

PCB fitxategien bihurketek arazo ugari sortzen dituzte. Tresna espezifikoek bihurketan laguntzen dute. GerbView-ek Gerber fitxategiak kudeatzen ditu. ODB++ ikustaileek ODB++ datuak ikuskatzen dituzte.

Bihurketa prozesuak datuak galtzeko arriskua du. Informazio honetan datuak galtzeko eta usteltzeko arriskua dago. Horrek fabrikazio akatsak sor ditzake. Bihurketaren ondoren emaitzak egiaztatzeak arreta handia eskatzen du prozesuan.

Fitxategien kudeaketa eraginkorra bertsio-kontrol sistemen menpe dago. Gitek fitxategien aldaketak jarraitzen ditu. Giten erabiltzaileek beti jakingo dute zein bertsio erabiltzen ari diren, sistemak fitxategien aldaketak zehaztasunez jarraitzen baititu. Tresnak erabiltzaile guztiek fitxategiaren bertsio zuzena atzitzen dutela ziurtatzen du.

PCB fitxategi formatuekin lan egiteko jardunbide egokiak

Hainbat jardunbide egokik funtzionatzen dute PCB fitxategi formatuak arazoetatik babesteko.

Dokumentazio

Geruzen pilaketaren dokumentazioa ezinbestekoa da PCB fabrikazioan. Dokumentu honek PCB diseinu batean aurkitzen diren materialak eta geruzen sekuentzia zehazten ditu. Fabrikatzaileek informazio horretarako sarbidea izan behar dute aurrera jarraitu aurretik.

Dokumentazioak geruza-materialei buruzko informazio bera ematen die guztiei, azken taularen eraikuntzan akatsak saihesteko. Gogoratu, dokumentazioak honako hauek izan behar dituela:

1. Geruza bakoitzaren ordena (adibidez, goiko seinalea, lurreko planoa, potentzia planoa, beheko seinalea).
2. Geruza bakoitzaren materiala (adibidez, FR-4, prepreg, kobrea).
3. Geruza bakoitzaren lodiera.
4. Taularen lodiera orokorra.

DRCS

Diseinu Arauen Egiaztapenak (DRC) diseinu software plataformen bidez funtzionatzen duten egiaztapen prozesu automatizatu gisa balio dute. Diseinu akatsak aurkitzen dituzte. Fabrikazio arazoak identifikatutako diseinu akatsetatik sor daitezke.

Diseinu Arauen Egiaztapenak (DRC) diseinu fasearen hasierako etapetan hasteak onura nabarmenak sortzen ditu. Diseinu Arauen Egiaztapenek zuzenketa garestiak saihesten eta diseinu denbora murrizten laguntzen dute. DRC egiaztapenen adibideak hauek dira:

• Trazaren zabalera eta tartea.
• Tamaina eta tarteen bidez.
• Osagaien eta plakaren ertzaren arteko tartea.
• Bide eta zulo zeharkarien inguruko eraztun-tamaina.

Fabrikatzaileekin elkarrizketa gardenak mantentzea oso garrantzitsua da. Ikuspegi honek komunikazio-hutsegiteak murrizten ditu, eta horrek ekoizpen-emaitza eraginkorrak lortzen ditu. Komunikatu beharreko informazio ezinbestekoa honako hau da:

Geruzen pilaketaren xehetasunak.

Dimentsio eta tolerantzia kritikoak. Hauek tamaina eta formaren aldakuntza onargarriak zehazten dituzte.

Fabrikazio-eskakizun berezirik. Taula-eskakizun honek gainazaleko akabera zehatzak erabiltzen ditu inpedantzia-kontrol ezaugarriekin batera, eta zulaketa-sakonera kontrolatuak mantentzen ditu.

Fitxategi formatu hobetsiak. Fitxategi formatu hobetsi hauek hautatuta, bateragarritasun ezin hobea lortzen duzu, formatu bihurketa arazoen arriskua ezabatuz.

Dokumentazioak jarraibide zehatzak edo diseinu-oharrak izan behar ditu. Informazio honek osagai funtsezkoak eta nola muntatu behar diren deskribatzen du.

Komunikazio erregularra

Komunikazio erregularra fabrikazio prozesuan zehar. Komunikazio erregularrak arazoak eta galderak uxatzen ditu fabrikazioan.

Ondorioa

PCBen fabrikazioak fitxategi formatu estandarizatuak behar ditu behar bezala funtzionatzeko. Formatu hauek ulertzea ezinbestekoa da. Gainera, jardunbide egokiak ezinbestekoak dira. Fabrikatzaileekin komunikazio argia mantentzea da zure zeregin garrantzitsuenetako bat. Balidazio osoak egiteak, bertsio-kontrol zainduarekin batera, akatsak saihesteko balio du. Artikulua oinarrizko kontzeptuak ulertzen laguntzeko asmoz idatzi zen.