Важность процесса PCB CAM в прототипировании

Программное обеспечение PCB CAM (Computer-Aided Manufacturing) может многое сделать для вас. Наиболее важной ролью является его способность анализировать производственные файлы и помогать в производстве печатных плат. Независимо от того, над каким проектом вы работаете, дизайн печатной платы вдохнет жизнь в вашу электронную схему. Давайте подумаем о технических достижениях.

Мы прошли те дни, когда печатные платы выкладывались малярным скотчем или программировались станки для поверхностного монтажа. Программное обеспечение компоновки сочетает в себе размещение компонентов и маршрутизацию в процессе проектирования печатной платы для определения электрических соединений на изготовленной печатной плате. Конечно, традиционный подход все еще можно использовать. Но зачем вам, когда современные инструменты делают это намного проще и точнее? В этой статье вы узнаете все, что связано с тем, как процесс CAM помогает в прототипировании.

(знак CAM — стиль печатной платы)

1. Что такое автоматизированное производство печатных плат (CAM)

Начнем с того, что автоматизированное производство (CAM) — это автоматизация управляемого компьютером оборудования и программного обеспечения в производстве. Перед правильным поставщиком услуг печатных плат. К счастью, существуют различные процессы производства печатных плат, производители получают файлы дизайнеров в различных форматах. Эти файлы в основном содержат информацию о; обмотка проводов, вставка компонентов, разводка и многие другие детали конструкции требуемой печатной платы.

Программное обеспечение CAM анализирует файлы и определяет формат. После этого вы сможете распознать формат файла, данные сверления и слои рисунков. Таким образом, проверено и принято гарантировать производителям сборку платы в соответствии с ее оригинальным дизайном при получении макета печатной платы. Причина, которая видит это, является одним из положительных сторон системы. При анализе, когда файл отсутствует, проект останавливается, что требует обширного DRC. Проверка правил проектирования проверяет, соответствует ли дизайн стандартам, установленным для производства.

ПХД прошли полную эволюцию, от кусков дерева до сложных зеленых досок. Раньше они ассоциировались только с компьютерами, а теперь с микроэлектроникой, все тонет в печатных платах. Помимо печатных плат повсюду, в промышленном оборудовании, таком как контроллеры двигателей или промышленные нагрузочные тестеры. Даже в освещении в некоторых местах используются печатные платы.

(дизайнер, работающий над дизайном САПР)

2. CAM-камера для печатных плат –CAM обрабатывает контент

Наш мир полон материальных вещей, будь то продукты, места или детали, и САМ делает это возможным. Мы даем силу полета самолетам или гром лошадиных сил автомобилям. Всякий раз, когда вы хотите что-то сделать, а не грубо спроектировать, CAM — это ответ.

CAM готовит файлы для производства. По этой причине вы можете думать о CAM как о «программном обеспечении для резки». Он связывает чертежи и данные в конкретные инструкции по управлению автоматизированным инструментом.

Он использует G-код, язык программирования, созданный на основе чертежа, для связи с управляющей машиной. Код указывает устройству, что делать. Например, это заставит двигатели двигаться, как быстро это сделать и запрограммированный путь, по которому они должны следовать.

Программное обеспечение также проверяет наличие ошибок. Например, он может оценить, есть ли в модели какие-либо геометрические ошибки, которые могут повлиять на производственный процесс. Он также генерирует траекторию инструмента, набор координат, которым станок должен следовать в процессе обработки. Хорошим примером является установка последовательности резки. Перед началом любых операций необходимо отрегулировать параметры высоты прожига, напряжения и скорости резки. Различные программы могут устанавливать различные параметры, если они точно определены. Эти параметры отображают работу механизаторов, делая ее более комфортной.

3. Работающие компоненты CAM

Программное обеспечение

Программное обеспечение CAM выполняет несколько задач после поступления файлов проекта:

• Он преобразует электронные данные в изображения для проверки, просмотра, измерения и редактирования данных.
• Выполняет проверку правил разработки (DRC), сравнивая список соединений IPC с импортированными данными.
• Он распознает данные бурения, графические слои, список соединений IPC и т. д.
• Также проверяется последовательность слоев.

Постобработка

Постпроцессор - это программная подпрограмма, которая преобразует неграфическую и визуальную систему CAM в правильное числовое управление. Он также не зависит от аппаратной адаптации траектории инструмента к машиночитаемым движениям или языку. Таким образом, постпроцессор является важнейшим драйвером, специфичным для механизма или машины. У некоторых машин разные движения между операциями или они начинаются в разных местах. Программа CAM анализирует модель CAD и вычисляет правильный инструмент и траекторию, которые будут фрезеровать намеченные элементы.

Оборудование

CAM-машины — это последний этап преобразования сырья в готовый продукт. Машина может двигаться вперед или назад, создавая заданное движение в контактном элементе, называемом толкателем. Заданные движения и профиль толкателя определяют форму контактной поверхности CAM, которая может быть плоской или круглой.

Существуют различные формы машин CAM. Они включают;

• Вращающаяся пластина с правильным профилем
• Плита с прорезанной на ее поверхности канавкой, которая включает в себя ролик на толкателе.
• Цилиндрический элемент, состоящий из дорожки, прорезанной по его поверхности.
• Цилиндр с правильным профилем, обрезанным на конце

САМ, как вращающийся элемент машины, сообщает колебательное движение толкателю. CAM и толкатель имеют высокую точку контакта, которая затем образует более высокую пару. Существует также внешняя сила, обеспечиваемая пружиной, поддерживающей соединение между ними.

(Пример использования программного обеспечения для печатных плат)

4. CAM-камера для печатных плат –Разница между CAM и CAD

Введение в САПР

Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет дизайнерам создавать модели в воображаемом пространстве. САПР создает двух- и трехмерные физические модели, заменяя ручной карандаш на бумажном подходе к проектированию и проектированию.

Большинство читателей знакомы с 2D-моделью САПР. 2D-чертежи являются плоскими и содержат подробные размеры, макеты и необходимую информацию. Такие виды картинок могут быть необходимы для различных отраслей, в том числе автомобилестроения, архитектуры. Если вы когда-либо строили дом, вы все еще помните небольшое состояние, которое вам пришлось раскошелиться на планы этажей. Архитектура, которая их разработала, без сомнения, использовала для их создания САПР.
3D-модели и 3D-модели САПР имеют схожие области применения, тогда в чем разница? 3D-модель CAD обеспечивает большую глубину компонентов и сборок физического объекта. Он показывает, как вещи сочетаются друг с другом и как они работают, а не только размер или общую форму.

Технологические достижения автоматизировали производственный процесс с помощью программного обеспечения и роботов. САПР, являющаяся основой этих процессов, изменила правила взаимодействия. Отрасли развивались в соответствии с лучшими стандартами, и CAD трансформировал инновации в области печатных плат.

Список соединений САПР

Посмотрите на свои схемы, подумайте, что бы вы сделали, если бы вам пришлось перенести схему в инструмент компоновки печатной платы? Каков эффективный способ сделать это? После этого вы можете попробовать удалить визуальные эффекты и поделиться связями между компонентами. Если сеть представляет собой соединение между двумя компьютерами, список соединений представляет собой список электрических элементов, описывающих цепь. Важно отметить, что форматы и информация, которую они передают, различаются.

Понимание того, как читать список соединений, поможет в устранении ошибок. Схема и ее список соединений идут рука об руку. Вы можете создавать списки соединений из схем или (плоских или иерархических) схем из списка соединений. Что касается информации на схеме печатной платы, список соединений состоит из нескольких записей данных. CAD Netlist обычно получают в нескольких форматах, в том числе

IPC-D-356

IPC-D-356 — это формат электрических испытаний, традиционно разработанный для предоставления файлов Gerber с описаниями Netlist. Теперь он определяет стандартный формат списка цепей, в котором вы можете представить информацию о тестировании платы. Это означает, что он способен хранить указанные скоординированные инструкции и назначать PIN-коды. Если все сделано правильно, IPC-D-356 может содержать всю информацию, которая может понадобиться тестовой системе для проверки непокрытой платы, в одном согласованном файле.

ОДБ++

ODB — это аббревиатура от Open Database, проприетарного формата обмена данными CAD-to-CAM, который полезен при производстве и проектировании электронных устройств. Его разработка позволяет проектировать печатные платы для передачи информации между инструментами производства, проектирования и проектирования от разных поставщиков. Различные компании производят программное обеспечение CAM и CAD. Итак, они договариваются об одноуровневой системе передачи данных для CAD-CAM, а ODB++ облегчает эту передачу.

G-код

G-код «Геометрический код» предназначен для станков с ЧПУ (ЧПУ). G-код управляет связью передач и двигателей в оборудовании. Они инструктируют его о том, как работать и выполнять задачу. Эти команды управляют станком по определенной траектории движения инструмента.

На первый взгляд файл G-кода кажется сложным, но на самом деле его не так уж сложно понять:

G01:линейная интерполяция

Во-первых, эта кодовая команда предписывает машине двигаться по прямой с заданной скоростью и скоростью. Указав позиции и скорость, контроллер машины вычисляет действительные точки. Другие индивидуальные коды варьируются от G00 до G003 и G17 до G21.

F20

В G-коде F относится к словам и адресам. F представляет собой букву, а адрес — это следующий за ним номер. Примером может служить машина, использующая британские единицы измерения «F20». Он сообщает устройству о перемещении на 20 дюймов в минуту.

S500

В G-коде S относится к скорости вращения шпинделя (об/мин). Слово представляет собой шпиндель, за которым следует число оборотов в минуту. Например, когда вы вводите «S500», S сообщает шпинделю, чтобы он начал вращаться, и он будет делать это со скоростью 500 об/мин.

T01

Возможна ручная установка инструмента в шпиндельную ленту; вам нужно только знать, как это сделать. Смена инструмента — это двухэтапный процесс на фрезерном станке; сначала вы выбираете инструмент T-word, а затем число, например, T01. Затем следует смена инструмента, например, M06. Вы также можете сложить их или написать вместе.

Различия между CAM и CAD

Для начала давайте рассмотрим некоторые сходства между CAM и CAD.

• И CAM, и CAD являются важными инструментами в производстве и проектировании. До непродолжительной эволюции компьютерной системы разработчики выполняли критические роли в проектировании. Затем компьютеры изменили сценарий; они были доступными и гибкими.

Эти изменения позволили производителям свободно составлять схемы. CAD и CAM незаменимы в области проектирования и производства.

• CAM — это использование управляемого компьютером оборудования и программного обеспечения для автоматизации производства. CAM помогает инженерам и машинистам создавать или прототипировать печатные платы. CAD имеет много функций, независимых от CAM, но CAM в целом зависит от CAD. Без CAD CAM может не существовать. Программное обеспечение CAM поддерживает.

• И CAM, и CAD являются важными частями необходимого процесса автоматизированного проектирования (CAE). CAM и CAD отображают элементы в 2D и 3D; они помогают в быстрой обработке и производстве каждой разработанной концепции.

• Заметное сходство между этими двумя системами заключается в конечном пользователе. Обе программы зависят от обученных операторов, которые получают инструкции, чтобы соответствовать правильным спецификациям.

Различия

Итак, каковы существенные различия между CAM и CAD?

• Система CAM требует как контроля, так и координации физического процесса, рабочей силы, оборудования и материалов. Напротив, САПР включает в себя концепции дизайна продукта и анализ.
• САПР требует использования компьютера для преобразования концепций дизайна продукта в подробные инженерные проекты. Процесс включает в себя создание геометрических моделей, которые подверглись обработке и глубокому анализу. С другой стороны, CAM требует, чтобы компьютеры помогали инженерам, менеджерам и производственным рабочим, благодаря чему они автоматизируют производственные операции, контролируя машины и системы.

5. Схематическая диаграмма вывода данных PCB CAM

CAM поддерживает производство и прототипирование. Основной целью является сверление и вставка компонентов с числовым программным управлением. Компьютерный контроллер в числовом контроллере переводит список кодов в инструкции. Станки сразу понимают переведенные инструкции.

Подготовка перед процессом PCB CAM

Самой важной информацией, получаемой производителем печатной платы, является файл Gerber и информация о печатной плате. Формат Gerber — это открытый двоичный формат файла векторного изображения 2D. Отрасль программного обеспечения для печатных плат использует его в качестве стандартного формата файлов для описания изображений печатных плат для медных слоев, паяльных масок, легенд и т. д.

В процессе работы инженеры оптимизируют Gerber-файлы с учетом имеющегося заводского оборудования и вычислительной мощности. Затем они готовят производственное руководство/инструкции в соответствии с возможностями фирмы. Проверка Gerber, производство CAM, обычно занимает день.

В настоящее время жесткие платы занимают значительную долю в мире печатных плат. Следует также отметить, что IPC6012 является основой для проектирования и обработки печатных плат производителями. Таким образом, проектировщики должны понимать несколько процессов, требуемых заводами по обработке печатных плат для проектирования печатных плат.

Для желаемого производителями жесткой печатной платы:минимальная ширина линии 3 мила. Механический размер сверла 8 мил, минимальное лазерное сверло 4 мил. Минимальное расстояние от отверстия BGA PTH до отверстия 8 мил. Ограничение в дизайне приводит к снижению уровня квалификации продукта и увеличению стоимости. Рекомендуется изучить возможности идеального производителя печатных плат в мире дизайна.

Расчетный минимум межстрочного интервала, BGA, отверстий и т. д. на схемной схеме влияет на ресурс. В свою очередь, это влияет на стоимость обработки. Конструкции должны быть как можно большего размера при разумной компоновке схемы, единой панели с панелью, подходящей для производственной линии.

Иногда изготовление печатных плат меньшего размера не влияет на стоимость после резки меди. Вы можете починить ламинат Clad, чтобы сократить расходы. Рекомендуется связаться с производителями печатных плат, чтобы понять дизайн плат. Кроме того, будьте готовы принять рекомендации по максимальному использованию печатной платы для снижения затрат.

CAM для печатной платы –Выбор конструкции медного слоя

Технологии печатных плат развивались, и поэтому потребители требуют более быстрых и надежных продуктов. Печатные платы развились от традиционных однослойных до плат, состоящих из двух шести и четырех. Однако иногда речь идет о двенадцати-шестнадцати слоях диэлектриков и проводников.

Итак, почему количество слоев должно увеличиваться? Больше слоев означает, что плата увеличивает свою способность распределять мощность. Это также означает снижение перекрестных помех, поддержку высокоскоростных сигналов и устранение электромагнитных помех. Следовательно, количество слоев зависит от рабочих частот, приложения, плотности выводов и требований к сигнальным слоям.

Двухуровневый стек «слой 1/верхний» работает как сигнальный уровень. При четырехслойном стеке слои 1 и 4/верхний и нижний работают как сигнальные слои, слои 2 и 3 служат плоскостями. В слое предварительной фиксации соедините две или более двухсторонних плат и используйте их в качестве диэлектрика между слоями. Шестислойная печатная плата добавляет еще два медных слоя; пятый и второй слои служат плоскостями, а слои 1,3,4 и 6 работают как сигнальные слои.

Что касается диэлектриков в шестислойной плате, слои 2 и 4 составляют ядро; пре-штифт состоит из диэлектрических слоев 1, 3 и 5. Материал пре-штифта остается более мягким, чем материал сердцевины, потому что материал должен остыть. Многослойные платы увеличивают медные и диэлектрические слои в стеке. В восьмислойной печатной плате семь внутренних диэлектрических рядов соединяют четыре плоских слоя и четыре сигнальных слоя. Кроме того, 10- и 12-слойные платы добавляют количество диэлектрических слоев, увеличивают количество сигнальных слоев и сохраняют четыре слоя.

CAM для печатной платы –Файл паяльной маски

Паяльная маска/паяльная защитная маска/паяльное сопротивление представляет собой толстый полимер, наносимый на медные дорожки. Таким образом, он помогает защитить его от окисления и предотвращает образование перемычек припоя на близком расстоянии друг от друга. Напротив, паяный мост — это нежелательное электрическое соединение между двумя проводниками через небольшой шарик припоя.

Эпоксидная смола — самая дешевая смола и отличный изолятор от агрессивных сред. Они положительно влияют на механическую защиту печатных плат. Когда эпоксидная смола и полиуретан смешиваются, их вязкость быстро увеличивается до полного заживления. Другие типы включают фотоизображение на сухую пленку, фотоизображение на жидкой пленке и т. д.

CAM для печатной платы –сверление с ЧПУ

Файлы сверления — это файлы ЧПУ, которые используются для управления станками, сверлящими отверстия для печатных плат. Файлы сверла похожи на файлы Gerber, поскольку в основе обоих лежит код ЧПУ. Но файлы сверла содержат дополнительные команды о скорости подачи, которые не применяются в Gerber. Самый распространенный файл детализации — Excellon.

CAM для печатной платы –Шелкография

Шелкография — это слой следа чернил, предназначенный в первую очередь для идентификации компонентов. Он также тестирует точки, детали печатной платы, предупреждающие символы и логотипы и наносит их на сторону компонента. Подробная шелкография помогает производителю и инженеру идентифицировать или находить детали. Чернила, используемые для маркировки, представляют собой непроводящие эпоксидные чернила с сильным составом, которые могут быть черными, белыми или желтыми.

(Использование шелкографии в производстве печатных плат)

Осмотр аксессуаров

Классификация печатных плат может относиться к жесткой печатной плате или гибкой печатной плате. Жесткие печатные платы также делятся на три типа:многослойные, двусторонние и односторонние. Вы можете дополнительно классифицировать печатные платы по трем классам качества:1, 2 и 3. При этом в соответствии с этой классификацией класс 1 имеет самые низкие требования. Различные классы печатных плат определяют качество печатных плат в отношении методов проверки, сложности и испытаний. Многослойные и жесткие двухсторонние печатные платы широко применяются в электронных продуктах. С другой стороны, гибкие печатные платы иногда применяются в исключительных случаях. Стандарты проверки печатных плат в основном касаются нескольких аспектов:

• Стандарты разных стран
• Военные стандарты в зависимости от страны
• Промышленные стандарты
• Проверка операций поставщиком устройства
• Отмечено на схеме процесса проектирования печатной платы.

Файл инструмента разработки (список соединений IPC)

Заключительной частью производственного процесса печатной платы является проверка и тестирование. Спецификация содержит различные файлы, используемые для программирования последней проверки оборудования. Следовательно, вы представляете данные в одном файле с IPC-2581.

Функциональное тестирование данных списка соединений находится в том же файле, и вы можете использовать эти данные для создания тестовых приспособлений и программирования тестового оборудования. Вся дополнительная информация в файлах readme помогает уточнить данные о печатной плате в процессе производства.

6. В чем вам может помочь CAM/почему мы должны использовать CAM

Использование CAM имеет различные преимущества, когда речь идет об обработке компонентов, используемых в производственных фирмах. По сравнению с машинами с ручным управлением CAM предлагает:

• Несколько электронных форматов

• Преобразование интеллектуальных данных
• Повышение технологичности конструкции.
• Проверьте функцию сетки
• Повышение производительности
• Предоставить необходимые инструменты для производства и тестирования.

7. Последствия пропуска теста CAM

Тестирование жизненно важно для сборки печатных плат. Без интенсивного тестирования вся печатная плата может развалиться более чем одним способом. Если ваш продукт потерпит неудачу в полевых условиях в неподходящее время, это может иметь катастрофические последствия для вашей фирмы. Вот некоторые распространенные неисправности, возникающие при пропуске CAM-теста.

• Увеличить вероятность ошибок при шелкографии.
• Увеличить стоимость и предложение
• Избегайте острых углов.

CAM-системы так же важны для производителей, как и их мощное оборудование. Механические цеха по всему миру пожинают плоды превосходного программного обеспечения CAM, помимо изобретательного программирования своих операций по обработке. Таким образом, операторы могут структурировать свою рабочую нагрузку, задавать траектории движения инструмента и активировать функции, облегчающие работу. Существуют некоторые конструктивные ограничения для машины с поддержкой CAM.

• Они предназначены для конкретной задачи и не являются универсальными.
• Требуется опытный оператор, программисты для работы.
• Они также нуждаются в первоначальных инвестициях.

Однако после их установки они потенциально сэкономят ваше время и эффективность, повысят расходы и сэкономят вам тысячи долларов.

(Вероятнее всего, вы столкнетесь с дефектами, если пропустите тест CAM)

Обзор

Наше экспертное проектное решение будет работать с вами, чтобы выбрать лучшие системы печатных плат и CAM и внедрить их в соответствии с вашей уникальной средой. Наша цель — сравнить то, что мы делаем, улучшая наши услуги, процессы и процедуры.

Мы покоряем новые высоты, наращиваем силу и доверие, получая огромное удовлетворение от списка наших клиентов по всему миру. Наша увлеченная, преданная своему делу команда экспертов является главной причиной нашего успеха. Мы будем улучшать сотрудничество между доменами печатных плат и поддерживать связь через электронные аппаратные системы.