Создание NC-файлов сверловки для вашего ПО проектирования PCB: пошаговое руководство

Печатные платы (PCB) — основа электронных устройств и оборудования. Растущая плотность схем и тренд на уменьшение размера электронных продуктов приводят к тому, что печатные платы развиваются в сторону более высокой сложности. Отверстия или виа, отвечающие за электрические соединения между слоями и соответствующие функции, которые плата реализует согласно требованиям дизайна, не будут эффективно работать, если они не подходящим образом спроектированы или изготовлены. Для неподходящего изготовления это можно легко решить, выбрав надежного производителя PCB. Решение другой проблемы, то есть неподходящего дизайна, во многом зависит от инженеров по проектированию печатных плат, которые должны создавать интегрированные и надежные файлы дизайна, на основе которых производители PCB проводят изготовление.

Считается, что генерация NC-файлов сверловки долгое время беспокоит большинство инженеров по проектированию PCB. Поэтому необходимо обобщить рекомендации по дизайну, основанные на ведущем ПО для проектирования PCB.

Что такое NC-файл сверловки?

NC-файл сверловки, сокращение от numeric control drill file, относится к типу файла, регулирующему всю информацию, касающуюся требований к сверловке отверстий или виа, включая размер инструмента, размер отверстия и местоположение. Образец NC-файла сверловки показан ниже:

Это крайне необходимо для инженеров по проектированию PCB создавать NC-файлы сверловки, так как множество проблем можно избежать, когда файлы PCB конвертируются в NC-файлы сверловки и Gerber-файлы. Тем не менее, фактическая ситуация такова, что ряд инженеров склонны отправлять файлы PCB напрямую производителю PCB без конвертации их в NC-файлы сверловки или Gerber-файлы. Они привыкли заканчивать файлы дизайна PCB или экспортировать файлы дизайна из ПО клонирования PCB и отправлять их производителям печатных плат.

Обычный рабочий процесс таков: после получения файлов дизайна PCB, производители плат должны преобразовать их в NC-файлы сверловки и Gerber-файлы перед изготовлением. Потому что электронные инженеры, работающие на производстве PCB, понимают печатные платы с совершенно другой перспективы, чем инженеры по проектированию PCB. Сгенерированные Gerber-файлы могут не быть тем, что ожидают инженеры по проектированию PCB. Например, некоторые инженеры по проектированию PCB хотели бы определять параметры компонентов в файлах дизайна, но не хотят, чтобы информация показывалась на конечном продукте. Если этот момент не указывается инженерами по проектированию PCB, такая информация останется на конечном продукте с возможным браком. Более того, в процессе генерации Gerber-файлов некоторые проблемы или неопределенные аспекты могут быть вызваны из-за различий версий ПО.

Поэтому оптимальное решение: инженеры по проектированию PCB должны конвертировать свои файлы дизайна в Gerber-файлы с также созданными NC-файлами сверловки, которые затем будут отправлены производителям PCB, на основе чего можно избежать лишних проблем.

Какой формат NC-файла сверловки?

NC-файлы сверловки могут быть сгенерированы почти всем ПО для проектирования PCB с его обычным форматом Excellon, который изначально был производителем ЧПУ (Computer Numerical Control) систем для сверлильных и фрезерных станков. Благодаря его долгой жизни и активной роли в оборудовании для сверловки и фрезеровки PCB, Excellon был принят и стал набором отраслевых стандартов.

Excellon широко применяется для стандартного ЧПУ-сверловки и фрезеровки, так как он способен специфицировать определенную машину информацию, такую как подача и скорость сверловки.

Как сгенерировать NC-файл сверловки в Altium Designer?

В главном интерфейсе Altium Designer нажмите File >> Fabrication Outputs >> NC Drill Files последовательно и перейдите в диалог NC Drill Setup, в котором нужно указать параметры, включая NC Drill Format, Leading/Trailing Zeroes, Coordinate Positions и т.д.

Единицы данных в NC-файлах сверловки могут быть либо дюймы, либо миллиметры, что должно быть совместимо с единицами Gerber-файлов.

Что касается Format, доступно 3 выбора: 2:3, 2:4 и 2:5, среди которых 2:3 обладает наименьшим разрешением, тогда как 2:5 — наивысшим разрешением. Перед тем как решить, какой формат, необходимо консультироваться с вашим контрактным производителем PCB, чтобы определить, какой формат совместим с их производственным уровнем.

Подавление нулей заставляет NC-файлы сверловки быть подгоняемыми и аккуратными и опирается на привычки применения и удобство инженера по проектированию PCB. Когда выбрано Suppress leading zeroes, начальные нули будут удалены, а когда выбрано Suppress trailing zeroes, конечные нули будут удалены.

Coordinate Positions содержат две альтернативы: абсолютное начало и относительное начало, любое из которых должно быть выбрано в соответствии с конкретным требованием инженера по проектированию PCB. Более того, оно должно быть таким же, как Coordinate Positions, регулируемые в Gerber-файлах.

Другие пункты могут быть выбраны при необходимости для проектов. Со всеми пунктами определенными, нажмите OK для генерации NC-файлов сверловки, которые будут сохранены в пути по умолчанию подпапки под папкой, содержащей файл проекта.

Как сгенерировать NC-файл сверловки в Cadence Allegro (OrCAD)?

Отлично от Altium Designer, формат по умолчанию NC-файлов сверловки, экспортируемых Cadence Allegro, не является Excellon. Поэтому перед реальной генерацией NC-файлов сверловки необходимо установить касающиеся параметры, нажав Manufacture >> NC >> NC Parameters для входа в диалог NC Parameters.

В диалоге NC Parameters, пункты Output file и Excellon format нужно определить. Когда речь идет о Code в Output file, общепринято, что ASCII выбирается, так как он рассматривается как более новый тип кода по сравнению с EIA.

Для генерации NC-файла сверловки с форматом Excellon, необходимо нажать перед Enhanced Excellon format.

Для подавления нулей, необходимо нажать перед Leading или Trailing zero suppression на основе потребностей проекта инженера по проектированию PCB и спроса или просто для соответствия с Gerber-файлами.

После определения пунктов, нажмите кнопку Close и диалог NC Parameters будет закрыт.

Затем يأتيтся диалог NC Drill, нажав Manufacture >> NC >> NC Drill.

После завершения определения пунктов в этом диалоге, нажмите Drill для завершения генерации Drill Files. Созданные NC-файлы сверловки можно найти в папке файлов по умолчанию.

Как сгенерировать NC-файл сверловки в PADS?

Для генерации CAM-выхода из ПО PADS, откройте файл дизайна PCB в PADS и нажмите File >> CAM >> Define CAM Documents последовательно.

Когда речь идет о слое сверловки, выберите его и нажмите Edit, тогда как для слоев без спроса на сверловку, просто нажмите Add.

В окне диалога Edit Document нажмите кнопку Drill and Device Setup для спецификации формата NC-файлов сверловки в окне NC Drill Setup.

Для спецификации формата NC-файлов сверловки, сначала нажмите кнопку Excellon в левом верхнем углу этого окна.

В этом окне вы можете видеть множество пунктов, похожих на те, обсуждаемые в предыдущем ПО для проектирования PCB. Для Output Type выберите ASCII. Для Units, Zero Suppress и Coordinate выберите соответствующий. С этим завершенным, нажмите кнопку OK.

Разные инженеры по проектированию PCB имеют разные предпочтения к своему применяемому ПО, так что им приходится соответствовать разным методам генерации NC-файлов сверловки для выполнения требований и спроса производителей PCB. Хотя разное ПО для проектирования PCB отличается друг от друга в терминах экспорта NC-файлов сверловки, есть универсальное правило: параметры, применяемые в NC-файлах сверловки, должны быть совместимы с теми в Gerber-файлах, так что надежность конечных продуктов будет 크게 усилена и укреплена.