設計fab:一個頭飾,然後在為專業組裝創建PCB

之前,為裝配創建PCB很容易,對吧?我們只是將所有腳印噴射到電路板佈局上,連接所有痕跡,發出格柵和位置文件,我們已經完成了嗎?

哇,拿著電話,那裡,年輕的流氓!就像我們可以用我們最好的朋友命名的變量來攻擊一些工作源代碼,我們也可以以慣例設計我們的PCB,使其變得相當難以組裝。

但是,通過遵循商定的設計規範,我們將自己追踪自動組裝成功。如果我們希望另一方將組織放在我們的委員會,我們需要清楚地傳達所需的步驟即可到達那裡。這樣做的最佳方法是遵循標準。

適當的佔地面積

現在,暫時,讓我們想像自己作為拾取機器上真空拾音器的想法。創建這些工具以從集中點拾取捲軸上的組件,並在相應的土地模式上刪除它們。似乎很簡單,對吧?提供了我們設計我們的足跡,了解他們有一天與拾取機器面對面。

要從捲軸到董事會,我們,設計師需要從部分數據表中提供兩位信息:部分質心和捲軸方向。

部分質心是一個x-y位置,呼出部分的核心中心。它通常告訴機器:“從這裡接我!”作為設計人員,我們有責任設計我們所有的足跡,使得足跡原點是在部分的質心上設定。如果我們忘記這樣做,那麼挑選會嘗試從一個可能不適合包裝的地方吸收我們的部件,例如:角落。

圖像信用:Maxim集成
捲軸方向是零件在捲軸內靜置的方向。對於拾取機器,捲軸通常以一種方式加載到製造商中。但是,零件捲軸的零件可以以四種方式中的一種導向 – 在四個像限之一中的引腳1。

同樣,作為設計師,我們有責任設計我們所有的佔地面積,使得足跡方向與捲軸的捲軸相對於捲軸進料方向的佔據方式。簡而言之,我們只需要確保在我們的足跡設計上的銷釘1與捲筒在捲筒穿過機器時匹配相同的象限。

引腳1在像限1中1
聽起來很容易,對吧?通常,我們運氣;這兩位信息位於部分數據表中。然而,遺憾的是,情況並非總是如此。有時,IC的主要數據表可能不會包含捲軸方向。對於該信息,他們經常將您帶到與某個包類型的捲軸信息的不同數據表。例如,看看Vishay的二極管頁面上的D-PAK REEL信息[PDF]。

將捲軸信息分成單獨DOC的這種做法通常是供應商的一部分的懶惰。我現在可以聽到它們:“為什麼我們可以將捲軸信息放在每個單個部分的數據表上,當我們只能將其放在一個單獨的數據表上,該數據表剛剛超過對應於特定零件大小的捲軸信息?”儘管如此,雖然這種做法可以在野生鵝追逐狩獵的情況下,只需一系列的信息,始終列出。遲早,有人需要大規模生產具有供應商的產品的產品,而這種方向信息對於組裝至關重要。

不可避免的足跡歧義:

圖像信用:Digikey
反對所有賠率,有些部分仍然沒有明確的方式表明他們的方向。這些部件通常是極化的被動(蓋子和二極管),具有對稱佔地面積。檢查此Capactor Package:

該電容器(PN:T55P475M010C0200)極化,但它具有0805陸地圖案,其是對稱的(不偏振)。假設PCB裝配房屋使用零件變換和格柏文件獲取標準位置文件,他們是否有足夠的信息來弄清楚帽必須去的方式?除非違反默認方向相互達成一致 – 他們沒有!

以下是協議:技術上,IPC-7351規範具有定義的“PIN-1”方向,用於這些組件必須與捲軸方向匹配。我們在上文本節討論的本規範應省略任何歧義。但是,這個問題是,我們作為足跡庫製造商,沒有這樣的限制,以遵循所述規範。當我們創建庫足跡時,我們可以在任何我們想要的象限中放置PIN-1!這裡,親愛的PCB設計師在於從在線導入某些隨機的CHUM的足跡庫中的危險。除非我們檢查了每次足跡,否則我們無法保證所述Chum設計了遵循IPC-7351規範的足跡。

當有任何疑問時,您可能需要幫助您的裝配房屋與一些顯示正確方向的信息圖形。電路板佈局的屏幕截圖必須do.

Working with parts that actually Exist

Depending on our design software, often we work with schematic symbols that are tied to parts with certain part numbers. other times, we can work with strictly symbols and then fill those symbols in with actual part numbers later. If you’re in the second camp, heads-up: before jumping to the layout, be sure that these symbols are associated to footprints that actually match real life parts.

Want an 10 uF ceramic capacitor with an 0805 footprint, an X7R temperature coefficient and a 25 V rating?太糟糕了! Shoulda’ dug through the Digikeys to see if such a part existed in the first place. In this case, it actually doesn’t.

The risk here is fairly low, but there’s still a chance to assume that a certain resistor of a certain tolerance and power rating will come in the footprint that we expect. In practice, the one place where this might trip us all up is when we punch numbers into an active filter designer tool and get impossible resistor and capacitor values. Be sure to check that these values exist first!

BOM Export

There are two major options for actually getting the components to the manufacturer: either turnkey (assembly house fetches the parts) or consignment (you supply parts to the vendor, normally on reels). considering that the assembly house knows the ins-and-outs of their maker far better than we do, assembly houses that offer both normally like turnkey. Nevertheless, ask!

Regardless of which process you use, you’ll still need a BOM to tell the vendor what reference corresponds to what part. Each assembly house is different and your BOM might not emerge in a format that’s to their liking. Generally, though, I suggest re-jiggering your BOM such that it’s organized by special components (i.e: all references should be consolidated into one field).為什麼? If we imagine ourselves on the assembly end, we need to load our maker with reels of identical components. getting a BOM from a customer that’s organized by special component easily lets us identify the number of reels that will need to be loaded into the pick-and-place machine. Again, when in doubt, ask the assembly house how they like their BOMs.

Marking DNPs

Occasionally, you’ll have a few components that just aren’t meant to be populated. in that case, simply omit them from both the BOM and the position file, and assembly house will safely neglect them.

Fiducials

Fiducials serve as coordinate reference points for the pick-and-place maker that’s loading your part. In a nutshell, the maker that’s placing these parts needs to superimpose a coordinate frame on top of the PCB such that part coordinates match up with the right spots on the board. two fiducials minimum are needed to do this.

These points let the maker calculate the actual board orientation using trigonometry. place them as close to the board edge as possible, in opposite corners. The exact placement doesn’t matter, but the farther the two points are from each other, the less error in overlaying the coordinate frame. three fiducials placed as closely to the corners as possible will also let the maker calculate any skew in the actual PCB layer that may have been introduced when it was being fabricated, although it’s normally not necessary.

Final Footprint size Checks

Check Your Footprints
Getting boards set up costs time (sometimes 2 weeks–ouch) and money (from a few hundred to a few grand). Double-checking ourselves might cost us a few hours, but it’s a lot more than worth the two-week wait if we find bugs. just before we send out the board files for fab, I suggest printing the copper and silkscreen layers at 1x scale on a piece of paper. Then, with the actual components in-hand, put them on a scale image and make sure that, indeed, the footprint pattern checks out OK.

What’s crucial here is that we catch any part sizing issues before the board gets fabbed. This step is especially crucial if you made any custom-made footprints or downloaded some chum’s footprints off the wild web. Nevertheless, it’s helpful even if you’re pulling footprints from valid sources. In my mishap here, I just selected the wrong footprint.

Go Where No young Rogue has Gone Before

Here on Hackaday, we love the one-off: the Microwave that cries like a Windows XP or the portable console mod that lets us take our GameCube on the go. lots of of the triumphs that we feature here are one-offs done by a single engineer — and that’s OK! In those hacks, we don’t need to keep our work tidy. We don’t need to clean up after ourselves in code. If it makes sense to us, it’s all good, right?

Like it or not, there comes a day when we need to do something with our design that, in the basement-hacker’s world, is unspeakable. We need to share it. Sharing might not sound like a big deal, but if we’ve run away from standard practices for too long, we’ll never be able to pull in another after-hours engineers for help. We’ll never be able to communicate with assembly houses or cont訴訟製造商,旨在管理我們的一些沉重的升降過程。想讓一家製造商店削減你的零件嗎?看起來我們需要學習如何使用GD&T尺寸零件。想要讓你的PCB組裝?更好地將這些質心放在理想的位置!

在國際設計規範之後實際上讓我們的生活在長遠來看。如果我們選擇使用我們的工程師使用的商定的標準實踐,我們將在我們需要別人組裝我們的董事會時,我們都會漂浮在同一條船上。我們將談論相同的語言,工程師的語言。

Pre-Fab檢查表:

如果您正在製作專業設置的PCBA,我舉行了一個關鍵點的清單來牢記。請記住,在線有很多這些。我建議採摘最符合您的CAD工具和工作流程的一個。

在符號/足跡庫創建期間:

我的圖書館足跡是否以符合捲軸匹配的正確方向創造?

我的圖書館足跡起源與實際部分的質心相匹配嗎?

我使用的完整部件號也表示包類型,如果存在各種包?

在原理圖捕獲期間:

我的PCB裝配房子都將使用的供應商所有的零件,或者我的電路板有牛頭髮,因為某些部分沒有立即可用?

我知道我的“果凍豆”組件(電阻,電容器等)的規格,以防我的裝配房子想要建議他們已經擁有的替代組件? (更好:我可以以某種方式加入我的BOM嗎?)

是否選擇了所有的符號和選擇以匹配現實生活組件的腳印? (或者我只是用不可能的規格放入電容器的大小?)

PCB佈局之前:

設計規則:通過直徑選擇跟踪寬度,跟踪間距,以及通過與我的製造商實際上可以植物的漏洞尺寸的孔尺寸?

PCB佈局後:

我完成的佈局是否通過了佈局設計規則檢查?如果沒有,我可以證明標記的每個錯誤嗎?

在送掉裝配之前

(再次)我使用的完整部分編號,該零件號也表示包類型,如果同一組件存在各種設備包?

我可以以PCB裝配房子喜歡它的方式出口BOM嗎? (通常,通過特殊部件號)

我是否從我的BOM中刪除了任何DNP組件,並從我的位置文件中刪除了任何DNP組件?

我是否需要清楚地表明具有對稱佔地面積的任何模糊,極化組件的方向? (這裡的佈局工作的圖片)

參考

CAD庫建設的電子元件零方向
IEC對常見腳印指南以及它們的默認定向必須是什麼

IPC-7351規範
定義用於創建足跡庫的規範。 (Legut Region,Centroid定義)

吉拉德製造的設計
了解腳印設計的捲軸方向的一個很好的指南。

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