Содержание
- Основные моменты
- Контекст: что делает Fab Drawing Essentials сложной задачей
- Основные технологии (что на самом деле заставляет их работать)
- Обзор экосистемы: связанные платы/интерфейсы/этапы производства
- Сравнение: общие варианты и что вы получаете/теряете
- Основы надежности и производительности (сигнал/питание/термическое/управление процессом)
- Будущее: куда оно движется (материалы, интеграция, искусственный интеллект/автоматизация)
- Руководство по возможностям и заказу
- Запросить цену / Обзор DFM для Fab Drawing Essentials
- Заключение
Основные моменты
- Юридический контракт: почему в конфликтных сценариях рисунок Fab имеет приоритет перед файлами Gerber.
- Критические элементы: диаграммы детализации, определения стека и обозначения классов IPC.
- Контроль материалов: как выбрать ламинат, не привязываясь к одному поставщику.
- Управление допусками: баланс механической точности и производственных затрат.
- Будущие тенденции: переход от чертежей PDF к интеллектуальным форматам, таким как IPC-2581.
Контекст: что делает Fab Drawing Essentials сложной задачей
Раньше для двух- или четырехслойных плат часто было достаточно простого примечания «Изготовить в соответствии с IPC-6012 класса 2» и контура платы. Однако ситуация в производстве электроники резко изменилась. Современные конструкции отличаются более жестким контролем импеданса, большим количеством слоев и стеками из смешанных материалов, что требует явных инструкций.
Отключение часто возникает из-за того, что инструменты САПР (такие как Altium, Allegro или KiCad) превосходно обеспечивают электрическое соединение, но требуют ручных усилий для создания высококачественной механической документации. По мере увеличения плотности вероятность ошибки уменьшается. Отсутствие примечания о переходном соединении может привести к растеканию припоя во время сборки. Неясное обозначение материала может привести к тому, что плата будет работать электрически, но расслаивается во время оплавления. Для таких производителей, как APTPCB (Фабрика печатных плат APTPCB), четкий рабочий чертеж является основным инструментом, позволяющим гарантировать, что конечный продукт соответствует замыслу дизайнера.
Основные технологии (что на самом деле заставляет их работать)
Надежный производственный чертеж — это не просто изображение платы; это сборник таблиц данных и технических примечаний. Следующие элементы являются не подлежащими обсуждению основами.
1. Таблица сверлений и схема отверстий
Таблица сверления — это карта для сверлильных станков с ЧПУ. Он должен явно связывать обозначение на чертеже с конкретным размером и типом отверстия.
- Готовый размер сверла: наиболее распространенной ошибкой является отсутствие указания того, что размеры отверстия применимы к готовому металлизированному отверстию. Производители должны рассчитать размер сверла (обычно на 0,1–0,15 мм больше), чтобы учесть толщину покрытия.
- С покрытием и без покрытия: Четкое различие между сквозными отверстиями с покрытием (PTH) для сигналов и сквозными отверстиями без покрытия (NPTH) для монтажа имеет решающее значение.
- Допуск: стандартные переходные отверстия могут иметь допуск ±0,075 мм, в то время как разъемы с запрессовкой требуют гораздо более жесткого контроля.
2. Стек и определение материала
Для плат с контролируемым импедансом состав стека имеет решающее значение. На чертеже должен быть указан порядок слоев, вес меди и толщина диэлектрика.
- Общий или конкретный: вместо указания торговой марки (которая может потребовать длительного времени выполнения), часто лучше указать косую черту IPC-4101 (например, /126 для FR4 с высоким Tg). Это позволяет APTPCB выбирать имеющийся на складе соответствующий требованиям материал, сокращая время выполнения заказа.
- Баланс меди: указание веса готовой меди (например, 1 унция) гарантирует правильную калибровку процесса травления.
3. Механические размеры и допуски
Контур платы в файле Gerber точный, но фабричный чертеж определяет допустимое отклонение.
- Допуск профиля: стандартный допуск фрезерования составляет ±0,15 мм. Если плата должна помещаться в прецизионный корпус, это должно быть указано явно.
- Фаски и фаски: для краевых соединителей (золотые пальцы) угол и глубина фаски должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить правильное сопряжение.
4. Замечания по изготовлению
Это всеобъемлющий раздел, который управляет качеством.
- Класс IPC: определение класса 2 (стандарт) или класса 3 (высокая надежность) определяет критерии проверки кольцевых колец и толщины покрытия.
- Поверхность: явное указание ENIG, HASL или Hard Gold предотвращает дорогостоящие предположения.
- Паяльная маска и шелкография: определение цвета и типа (например, зеленый LPI) обеспечивает единообразие.
Для более глубокого изучения того, как эти слои соединяются друг с другом, ознакомьтесь с нашим руководством по проектированию стека печатных плат.
Представление экосистемы: связанные платы/интерфейсы/этапы производства
Потрясающий рисунок не существует в вакууме. Это запускает каскад событий во всей производственной экосистеме.
Взаимодействие с Cam Engineering
Когда данные поступают, инженеры автоматизированного производства (CAM) сравнивают фабричный чертеж с файлами Gerber. Если на герберах указано отверстие диаметром 0,2 мм, а на чертеже указано 0,3 мм, чертеж обычно имеет приоритет (или вызывает инженерный запрос). Четкие ноты уменьшают количество задержек «эквалайзера», ускоряя процесс изготовления печатной платы.
Влияние на сборку
Хотя потрясающий чертеж предназначен для производителя голой платы, он влияет на сборку. Реперные маркеры, указанные на чертеже, необходимы для перегрузочных машин. Детали панельизации (V-оценка или маршрут табуляции), определенные в фабричном чертеже, определяют, как обращаться с платами во время сборки SMT. Если чертеж допускает «панельизацию поставщика», производитель может оптимизировать использование материала, снижая затраты.
Обеспечение качества (QA)
Группа окончательной проверки использует фабричный чертеж в качестве контрольного списка. Они измеряют толщину доски, сверяют размеры отверстий с таблицей сверлений и проверяют качество поверхности. Если требование не указано в чертеже, оно, скорее всего, не будет проверено.
Сравнение: распространенные варианты и что вы получаете/теряете
Инженеры часто сталкиваются с компромиссами при создании потрясающих чертежей. Должны ли вы быть предписывающими или описательными? Стоит ли заблокировать каждую переменную или предоставить производителю гибкость?
Матрица решений:технический выбор → Практический результат
| Технический выбор | Прямое воздействие |
|---|---|
| Указание «IPC-6012 Class 2» | Стандартная надежность, более низкая стоимость, более высокая пропускная способность. Подходит для бытовой электроники. |
| Указание «IPC-6012 Class 3» | Высокая надежность, более строгие кольцевые кольца, больше проверок поперечного сечения. Более высокая стоимость. |
| Общий материал (например, "FR4 Tg170") | Позволяет производителю использовать имеющиеся на складе материалы. Самая низкая стоимость и самое быстрое время выполнения заказа. |
| Специальный материал (например, "Isola 370HR") | Гарантирует точные электрические свойства, но может потребоваться заказ материала (добавьте 3-5 дней). |
Чертеж Fab является основным инструментом обеспечения соблюдения стандартов надежности.
Целостность сигнала и импеданс
Для высокоскоростных плат стандартным является примечание «Сопротивление линий должно составлять ±10 %». Однако для интерфейсов DDR или PCIe может потребоваться ±5%. На чертеже должно быть указано, какие слои и ширина дорожек соответствуют каким значениям импеданса. Без этого производитель не сможет провести необходимое тестирование купона. Вы можете проверить свои требования, используя наш калькулятор импеданса.
Тепловая надежность и защита
Переходные отверстия являются потенциальными точками отказа. На чертеже посредством обработки необходимо указать:
- Тент: Покрыт паяльной маской (самая низкая стоимость, но риск попадания химикатов).
- Заглушен: Залит непроводящей эпоксидной смолой и покрыт покрытием (VIPPO). Это важно для конструкций HDI PCB, где переходные отверстия размещаются на контактных площадках.
Механическая плоскостность (изгиб и поворот)
Для компонентов поверхностного монтажа требуется плоская поверхность. Стандарт FR4 допускает изгиб и скручивание на 0,75%. Если вы используете большие компоненты BGA, на вашем чертеже это значение должно быть ограничено до 0,5% или меньше, чтобы предотвратить трещины паяных соединений.
Будущее: куда оно движется (материалы, интеграция, искусственный интеллект/автоматизация)
Традиционные чертежи PDF постепенно заменяются интеллектуальными форматами данных. Хотя PDF-файл удобен для чтения человеком, он не читается компьютером, что приводит к ошибкам при вводе данных вручную.
Пятилетняя траектория эффективности (иллюстрация)
| Показатель производительности | Сегодня (типично) | Направление на 5 лет | Почему это важно |
|---|---|---|---|
| Формат данных | Gerber RS-274X + PDF-чертеж | IPC-2581 / ODB++ (MBD) | Устраняет ошибки ввода данных; машиночитаемые стеки и заметки. |
| Проверка допуска | Ручное измерение качества | Автоматическая оптическая метрология | 100% проверка механических размеров, а не выборка. |
| Выбор материала | Статические выноски | Эквивалентность на основе искусственного интеллекта | Программное обеспечение автоматически предлагает имеющиеся в наличии альтернативы, соответствующие Dk/Df. |
Руководство по возможностям и заказу
При переходе от проектирования к производству понимание ограничений производителя так же важно, как и сам чертеж. Ниже приведено сравнение стандартных и расширенных возможностей, которые помогут вам определиться с вашими потрясающими спецификациями чертежей.
Снимок возможностей| Параметр | Стандартные возможности | Расширенные возможности | Заметки |
| :--- | :--- | :--- | :--- | | Количество слоев | 2–10 слоев | 12–64 слоев | Большое количество слоев требует точного проектирования стека. | | Толщина платы | 0,4–2,4 мм | 0,2–6,0 мм | Ограничения на соотношение сторон применяются к сверлению. | | Минимальная трассировка/пробел | 3мил / 3мил | 2мил / 2мил | Требуется более тонкая медная фольга (например, 1/3 унции или 1/2 унции). | | Минимальное механическое отверстие | 0,2 мм | 0,1 мм | 0,15 мм — это общепринятая экономичная точка перелома. | | Лазерный микропереход | Н/Д | 0,075 мм | Необходим для проектирования HDI. | | Медная масса | 0,5–2 унции | До 20 унций | Тяжелая медь требует большего расстояния. | | Допуск импеданса | ±10% | ±5% (одиночный), ±8% (разностный) | Более строгие допуски требуют специального выбора диэлектрика. | | Отделка поверхности | ХАСЛ ЛФ, ЭНИГ | Иммерсионное Ag/Sn, твердое золото | Твердое золото лучше всего подходит для краевых разъемов. | | Макс. размер панели | 500 мм х 600 мм | Пользовательский | Зависит от оборудования; проконсультируйтесь с инженерами. | | Паяльная маска | Зеленый, синий, черный, белый | Матовые цвета, фиолетовый, красный | Матовая поверхность лучше подходит для систем машинного зрения. |
Время выполнения и минимальный заказ
| Тип заказа | Типичное время выполнения заказа | Минимальный заказ | Ключевые драйверы |
|---|---|---|---|
| Прототип | 24–72 часа | 1 шт. | Quick-turn предполагает использование стандартных материалов (FR4) и отделки (HASL/ENIG). |
| Мелкая партия | 5–7 дней | 5–50 штук | Требования к тестированию (например, летающий зонд) и сложные комплексные решения увеличивают время. |
| Массовое производство | 10–15 дней | 100+ штук | Вступает в силу оптовое ценообразование; время выполнения включает панельизацию и оснастку. |
Контрольный список запросов предложений / DFM (что отправлять)
Чтобы получить точную расценку и чистый обзор DFM, убедитесь, что ваш пакет данных включает в себя:
- Файлы Gerber: формат RS-274X (или ODB++/IPC-2581).
- Fab Drawing: формат PDF с:
- Контур и размеры платы.
- Таблица сверления с обозначениями и готовыми размерами.
- Схема компоновки с указанием типов материалов и веса меди.
- Примечания по классу IPC, цвету и отделке.
- Файлы сверления NC: формат Excellon (если он не встроен в ODB++).
- Панелизация: если вам нужны массивы, укажите рисунок массива или запросите «Панелизацию поставщика».
- Количество: количество прототипов и прогноз производства.
- Особые требования: отчеты об импедансе, испытания на ионное загрязнение или специальные сертификаты качества.
Запросить цену / Обзор DFM для Fab Drawing Essentials
Когда вы будете готовы проверить свой дизайн, отправка полного пакета обеспечит более быстрый ответ. Тщательный анализ DFM на этапе ценового предложения может выявить такие проблемы, как невозможное соотношение бура и меди или недоступность материалов, прежде чем они перерастут в задержки производства.
- Прикрепите свой потрясающий рисунок: убедитесь, что все примечания разборчивы.
- Укажите время выполнения: вам нужна доставка в течение 24 часов или стандартная доставка?
- Указания на материалы: разрешены ли эквиваленты?
- Тестирование: Требуется ли 100% тестирование списка соединений?
- Сборка: Если вам нужна сборка под ключ, включите спецификацию и файл Pick & Place.
- Объем: котируйте цены на 5, 50 и 500, чтобы увидеть ценовые прорывы.
Заключение
Потрясающий рисунок — это мост между цифровой концепцией и физической реальностью. Он отражает «негласные» требования к конструкции печатной платы — надежность, свойства материала и механическую посадку, — которые сами по себе файлы Gerber не могут передать. Освоив основы потрясающего рисования, вы снижаете риск возникновения технических вопросов, брака и сбоев в работе.Независимо от того, создаете ли вы простой прототип или сложную авиационно-космическую плату, четкая документация является ключом к успеху. APTPCB готова просмотреть ваши данные, предложить практические советы по DFM и доставить платы, точно соответствующие вашим спецификациям. Начните свой следующий проект с партнером, который разбирается в деталях.