A körvonal meghatározza a PCB fizikai határát, kontúrját, amely lehet egy egyszerű téglalap vagy egy bonyolult alakzat. Triviális dolognak tűnhet, de gyártás szempontjából összetett kérdésről beszélünk, amely számos lehetséges buktatót rejt magában. Ezúton ismertetjük Önökkel ezeket a problémákat, hogy lehetőségük legyen elkerülni azokat a tervezéskor, így megelőzve a későbbi fennakadásokat.
A kontúrt CAD rendszerünk egy összefüggő körvonallal (piros) határozta meg. Egyezményesen ennek a vonalnak a közepét tekintjük a PCB tényleges szélének. Általában az is követelmény, hogy a réz egy bizonyos távolságra legyen a lap szélétől (lila). A nyomtatott áramköri lapok panelből való kivágására standard esetben marószerszámot használunk.
PCB körvonalának meghatározása
A körvonalat CAD rendszerünk egy erre a célre szolgáló rétegében határozzuk meg. Az alakzatot egy zárt és nem metsző vonalnak kell meghatároznia, amely általában egy bizonyos szélességű vonallal jelenik meg kitöltetlenül. Egyezményesen ennek a szélességnek a közepe az, amit a tényleges PCB körvonalának tekintünk. Magától értetődőnek tűnhet, de számos probléma merülhet fel:
- A vonalszélesség elsődleges szerepe, hogy láthatóvá tegye az alakzatot. A közepe általában nem látszik, így a körvonalhoz közeli egyéb jellemzők pontos beállítása véletlenszerű lehet. Javasoljuk ezért, hogy olyan vonalszélességet válasszon, amely további információt ad. (Például a 0.50 mm-es szélesség lehetővé teszi, hogy 0.25 mm távolságot tartson a PCB széle és a rajzolati elemek között, ami kontúrmarás esetén szükséges vagy 0.90 mm-es szélesség esetén 0.45 mm-es távolságot tarthat ritzelt nyomtatott áramköri lapoknál.)
- Egyes CAD rendszerek nem igazítják megfelelően a körvonalat a nyomtatott áramköri lap többi jellemzőjéhez a kimeneti fájlok generálásakor. Ez azt jelenti, hogy a pontos elhelyezés nem egyértelmű a gyártó számára, hibalehetőséget hordoz magában, hiszen javítás válik szükségessé (akár vevői jóváhagyás kérésével). Javasoljuk, hogy a kimeneti fájlokat minden esetben “külső” szoftverrel ellenőrizze, például a Ucamco ingyenes Gerber nézegetőjével. Érdemes lehet megrendelés esetén vevői jóváhagyást is beállítani, mellyel egy utolsó végső ellenőrzést hajthat végre a dokumentáción a gyártás megkezdése előtt.
- A körvonalnak zárt alakzatnak kell lennie, de néha a körvonal egy szegmense hiányzik, amit nem észlelünk, mert a rés túl kicsi, vagy egy másik jellemző elrejti előlünk. Érdemes meggyőződni arról, hogy CAD rendszerünk DRC beállításai megfelelőek-e. Gyakorlatiasabb megoldás lehet a körvonal manuális ellenőrzése nagyításban, hogy megkeressük az olyan rendellenességeket, amelyek a méretarány miatt rejtve lehetnek.
- Néha más információk is bekerülnek a körvonal rétegébe, akár a tervező, akár a CAD rendszer által, melyek a gyártónak szolgáltatott adatokban is megjelennek. Ez sok problémát okozhat. Javasoljuk, hogy a körvonal rétege csak kontúrinformációt tartalmazzon. Amennyiben valamit közölni kell a gyártóval, akkor azt a mechanikai vagy más felhasználói rétegben tegye meg.
A KiCAD (V5) beállítható úgy, hogy a DRC segítségével jelezzen, ha a körvonal egy szegmense hiányzik és piros nyilakkal mutat rá a problémákra. Az első kép mutatja, hogy a törés rejtve marad, de közelebbről megvizsgálva azonnal látható válik. Ebben a konkrét esetben az Eurocircuits PCB Visualizer jelezné a hibát és a probléma javítható lenne.
Gyártási szempontok
A nyomtatott áramköri lapokat olyan panelen gyártjuk, amely ugyanazon PCB több példányát vagy több különböző megrendelést tartalmaz a rendelésösszevonási szolgáltatások esetében. Az egyes nyomtatott áramköri lapokat egy, a PCB kontúrja mentén futó marószerszám segítségével veszük ki a panelből, melyet kontúrmaró gépeken végzünk. Ritzelés esetén pedig két tárcsa segítségével vágunk “V” formát a panel két oldalán, melyet később szeparátor segítségével nyerünk ki a panelekből. (Innen az angol “v-cut” elnevezés.) A két eljárás akár ugyanazon panelen is kombinálható. A ritzelés csak egyenes vonalakban haladhat, amelyek vagy párhuzamosak, vagy merőlegesek a téglalap alakú panelre, amely nagyon kevés helyet foglal a panelben. Kontúrmarással azonban szinte bármilyen tetszőleges alakzatot meg lehet csinálni. Mindkét módszerhez éles és robusztus szerszámokra van szükség, amelyek elfogadható kontúrt hoznak létre anélkül, hogy kárt okoznának a nyomtatott áramköri lapban.
Ritzelt vevői panel
A tompa, életlen szerszámok “haloinget” okozhatnak, amikor az alapanyag megreped és elveszíti integritását, de előfordulhat az is, hogy a vágási felületen, maradékanyagot, sorját hagynak maguk után.
A nyomtatott áramköri lapok panelből való kivágása a PCB gyártási folyamat egyik utolsó lépése. Természetesen ez gyártási panelt jelent, a szállítás történhet vevői panelben is. Vevői panel esetében az egyedi nyomtatott áramköri lapokat törőfülek segítségével tartjuk a panelban, a kitörést pedig könnyítőfuratok segítéségével biztosítjuk.
Példánkon a bal oldali furat megfelelő, míg a jobb oldali furaton tompa fúrófej okozta “haloing” látható.
Standard Eurocircuits panel tördelőfülekkel.
Annak érdekében, hogy a sarkokban a marószerszám által hagyott felesleges anyagot eltávolítsuk, anélkül, hogy kisebb átmérőjű szerszámot kellene választanunk, a felesleges anyag eltávolítására egy nem fémezett furatot helyezhetünk el.
Mindezeket figyelembe kell venni a tervezők részéről, hogy a beküldött adatok egyértelműek legyenek, így elősegítve a gyártási problémák és a hibás nyomtatott áramköri lapok elkerülését.
A mechanikai megmunkáló gépek meghatározott tűréshatárral, azaz “regisztrációval” rendelkeznek, ezért a körvonaltól egy bizonyos távolságban lévő területet szabadon kell tartanunk, ahol a forrasztásgátló lakkon kívül semmi más nem lehet. Ezt a távolságot a gyártóüzem és a követendő szabványok határozzák meg, és ajánlott a tervezést megelőzően tájékozódni ezekről.
Az általánosan használt marószerszám 2 mm átmérőjű, ami 1 mm sugarú sarkot ad. Kisebb sugarak esetén egyértelműen jelezni kell ezt a követelményt a megrendelésnél, ellenkező esetben a standard marószerszám kerül felhasználásra, és felesleges anyag maradhat a sarkoknál. A speciális igény és a többletköltség azonban megkerülhető, ha a sarokba egy nem fémezett furatot helyez, hogy a felesleges anyagot eltávolítsa.
A kártya szélén túlnyúló alkatrészek mindaddig nem okoznak gondot, amíg nem lógnak a törőfül fölé, ami két problémát eredményezhet. Először is, az alkatrész esetleg nem ül síkban a nyomtatott áramköri lapon mert a fülecske kitámasztja (jó példa erre a mikro-USB csatlakozó, amelyeknek az alsó “ajka” a PCB felülete alá megy, továbbá a kártya szélére illesztett SMA csatlakozók, amelyek többnyire a kártya szélén lógnak). Másodszor pedig a fül eltörése megemelheti az alkatrészt, meggyengítheti a kötéseket, vagy akár le is törheti a lapról. A törőfülek elhelyezését érdemes mindig a gyártóra bízni, hiszen ők rendelkeznek az ehhez szükséges megfelelő tapasztalattal és eszközökkel.
Az SMA élcsatlakozók esetében helyet kell biztosítani a vevői panelben a beültetéshez. Kerülni kell a tördelőfülek elhelyezését ezeken a területeken.
Hogyan segít az Eurocircuits
PCB Visualizer eszközünk hatékony segítséget nyújt abban, hogy a megrendelési folyamat során megbizonyosodjon arról, hogy dokumentációja a gyártás számára megfelelő.
A Visualizer figyelmeztetni fogja Önt amennyiben a körvonal elcsúszott vagy hiányos. Lehetőséget biztosít arra is, hogy a Kontúr szerkesztő segítségével javítsa azt vagy új fájlokat töltsön fel. Megmérjük és jelöljük a lap széléhez túl közel eső padeket vagy vezetőket is. Amennyiben rézterületeket vonunk el a lap szélétől annak érdekében, hogy a specifikációnak megfeleljen a rajzolat, és ez szakadást okoz, a Visualizer azt is jelezni fogja. Ezeket a problémákat javítania szükséges a tervében. Extra opcióként azonban szükség esetén azt is választhatja, hogy a réz egészen a kártya szélig érjen ki. Tartsa szem előtt azonban, hogy az UL tiltja, hogy a réz elérje a szélét.
A tervezők időnként a PCB körvonalát a beküldött dokumentáció minden rétegében feltüntetik. Erre azonban nincs szükség, hiszen így minden rétegből el kell távolítanunk, és ez félreérthetőséget eredményezhet. Javasoljuk, hogy a körvonalat mindig egy külön rétegben küldje meg, de mindenképpen győződjön meg arról, hogy a rétegek nullpontja azonos és regisztrációjuk pontos.
A marás esetén általánosan 2 mm-es szerszámmal alakítjuk ki kontúrt. Amennyiben kisebb szerszám használatát kéri a tervében, kérjük, jelezze azt egy mechanikai rétegben, illetve a megrendelés részleteiben.
A Visualizerünket használhatja “külső” Gerber megjelenítőként; szorosan együttműködünk az Ucamco-val a legújabb Gerber-fejlesztések alkalmazása érdekében. Megrendelés során pedig érdemes a gyártás előtti jóváhagyás (PPA) szolgáltatásunkat is igénybe venni. Ekkor a gyártás mindaddig nem kezdődik meg, amíg Ön a felkészített gyártási dokumentációt jóvá nem hagyja.
Hasznos linkek:
-
- PCB tervezési útmtuató – Rézréteg:
http://www.eurocircuits.hu/pcb-tervezesi-utmutato/rezreteg/ - PCB tervezési útmutató – Mechanikai réteg:
http://www.eurocircuits.hu/pcb-tervezesi-utmutato/mechanikai-reteg/ - PCB beültetési/panelizálási útmutató – Túlnyúló alkatrészek:
http://www.eurocircuits.hu/pcb-beultetesi-utmutato/tulnyulo-alkatreszek/
http://www.eurocircuits.hu/panelizalasi-utmutato/tulnyulo-nehez-alkatreszek/ - PCB tervezési útmutató:
https://www.eurocircuits.hu/pcb-tervezesi-utmutato/ - Panelizálási útmutató:
http://www.eurocircuits.hu/panelizalasi-utmutato/
- PCB tervezési útmtuató – Rézréteg:
Értesüljön legfrissebb híreinkről elsőként! Kövessen minket!
