Het belang van PCB CAM-proces bij prototypen

Er zijn veel dingen die PCB CAM-software (Computer-Aided Manufacturing) voor u kan doen. De belangrijkste rol is het vermogen om productiebestanden te analyseren en te helpen bij de productie van PCB's. Het maakt niet uit aan welk project u werkt, PCB-ontwerp blaast leven in uw elektronische circuit. Laten we eens nadenken over technologische vooruitgang.

We waren voorbij die tijd dat PCB's waren aangelegd met plakband of geprogrammeerde machines voor oppervlaktemontage. Lay-outsoftware combineert plaatsing van componenten en routering naar het PCB-ontwerpproces om elektrische connectiviteit op een vervaardigde printplaat te definiëren. Natuurlijk is de traditionele aanpak nog steeds bruikbaar. Maar waarom zou je, als de huidige tools het veel gemakkelijker en nauwkeuriger maken? Dit artikel helpt je alles te weten over hoe het CAM-proces helpt bij het maken van prototypes.

（CAM-teken - printplaatstijl)

1. Wat is PCB Computer-Aided Manufacturing (CAM)

Om te beginnen is Computer-Aided Manufacturing (CAM) de automatisering van computergestuurde machines en software in de productie. Voor de juiste PCB-serviceprovider. Gelukkig zijn er verschillende PCB-productieprocessen, fabrikanten ontvangen ontwerpersbestanden in verschillende formaten. Deze bestanden bevatten voornamelijk informatie over; draadomwikkeling, het inbrengen van componenten, routering en vele andere ontwerpdetails van de vereiste PCB.

CAM-software analyseert de bestanden en identificeert het formaat. Hierna kunt u het bestandsformaat, boorgegevens en artworklagen herkennen. Het is dus gecontroleerd en gewend om te garanderen dat fabrikanten het bord volgens het oorspronkelijke ontwerp opbouwen bij het ontvangen van PCB-illustraties. Een reden die ziet dat het een van de positieve punten van het systeem is. Bij analyse, wanneer een bestand ontbreekt, stopt het project, wat een uitgebreide DRC vereist. Design Rule Checking verifieert of een ontwerp voldoet aan de productienormen.

PCB's zijn volledig geëvolueerd, van stukken hout tot geavanceerde groene borden. Vroeger werden ze alleen geassocieerd met computers, en nu met micro-elektronica verdrinkt alles in PCB's. Afgezien van de PCB's zijn er overal, in industriële machines zoals motorcontrollers of industriële belastingstesters. Zelfs verlichting op sommige plaatsen maakt gebruik van PCB's.

(een ontwerper die aan een CAD-ontwerp werkt)

2. PCB-CAM –CAM verwerkt de inhoud

Onze wereld zit vol met materiële dingen, of het nu producten, plaatsen of onderdelen zijn, en CAM maakt het mogelijk. We geven de kracht van vliegen aan vliegtuigen of de donder van paardenkracht aan auto's. Wanneer je iets gemaakt wilt hebben en niet ruwweg ontworpen, is CAM het antwoord.

CAM maakt bestanden klaar voor productie. Om die reden kun je CAM zien als een "slicer-software". Het relateert tekeningen en gegevens aan specifieke instructies voor het besturen van een geautomatiseerd gereedschap.

Het gebruikt G-code, een programmeertaal die is gegenereerd op basis van een tekening, om te communiceren met de besturingsmachine. De code geeft het apparaat instructies over wat het moet doen. Het zal bijvoorbeeld de motoren ertoe brengen te bewegen, hoe snel ze dit moeten doen en het geprogrammeerde pad dat ze moeten volgen.

De software controleert ook op fouten. Het kan bijvoorbeeld beoordelen of het model geometrische fouten bevat die het fabricageproces kunnen veranderen. Het genereert ook een toolpath, een set coördinaten die de machine moet volgen tijdens het bewerkingsproces. Een goed voorbeeld is het instellen van een snijvolgorde. Voordat er werkzaamheden worden gestart, moeten de doorsteekhoogtes, het voltage en de snijsnelheid worden aangepast. Verschillende programma's kunnen verschillende parameters instellen als ze nauwkeurig zijn gedefinieerd. Deze parameters geven het werk van de machinisten weer, waardoor het veel comfortabeler is.

3. CAM-loopcomponenten

Software

CAM-software voert verschillende taken uit zodra de ontwerpbestanden binnenkomen:

• Het vertaalt elektronische gegevens naar afbeeldingen voor het controleren, bekijken, meten en bewerken van gegevens.
• Voert de Design Rule Checks (DRC) uit en vergelijkt de IPC Netlist met geïmporteerde gegevens
• Het herkent de boorgegevens, artworklagen, IPC Netlist, etc.
• Het controleert ook de volgorde van de lagen.

Naverwerking

Postprocessor is een software-subprogramma dat een niet-grafisch en visueel CAM-systeem verandert in een correcte numerieke besturing. Het is ook onafhankelijk van hardware en past het gereedschapspad aan in machineleesbare bewegingen of taal. De postprocessor is dus een cruciale driver die specifiek is voor een mechanisme of machine. Sommige machines hebben verschillende bewegingen tussen bewerkingen, of ze starten op verschillende locaties. Het CAM-programma analyseert het CAD-model en berekent de juiste tooling en toolpath, die de beoogde functies zullen frezen.

Machines

CAM-machines zijn de laatste fase waarin de grondstof wordt omgezet in een afgewerkt product. De machine kan naar voren of naar achteren bewegen, waardoor een voorgeschreven beweging ontstaat in het contactelement dat een volger wordt genoemd. De voorgeschreven bewegingen en het profiel van de volger bepalen de vorm van het CAM-contactoppervlak, dat vlak of cirkelvormig kan zijn.

Er zijn verschillende vormen van CAM-machines. Ze bevatten;

• Draaiplaat met het juiste profiel
• Plaat voorzien van een groef in de voorkant, inclusief een rol op de volger.
• Cilindervormig onderdeel bestaande uit een baan die rond het oppervlak is gesneden
• Cilinder met uiteindelijk het juiste profiel gesneden

CAM, als roterend machine-element, geeft een oscillerende beweging aan een volger. De CAM en de volger hebben een hoog contactpunt, wat dan een hoger paar vormt. Er is ook een externe kracht die wordt geleverd door een veer die de verbinding tussen hen in stand houdt.

(Een voorbeeld van PCB-software die wordt gebruikt)

4. PCB-CAM –Verschil tussen CAM en CAD

Inleiding tot CAD

Computer-Aided-Design (CAD)-software stelt ontwerpers in staat modellen te bouwen in een denkbeeldige ruimte. CAD creëert twee- en driedimensionale fysieke modellen, ter vervanging van het handmatige ontwerp en de engineering met potlood op papier.

De meeste lezers zijn bekend met het 2D CAD-model. 2D-tekeningen zijn vlak en bieden uitgebreide afmetingen, lay-outs en benodigde informatie. Dit soort afbeeldingen kan nodig zijn voor verschillende industrieën, waaronder auto's en architectuur. Als je ooit een huis hebt gebouwd, kun je je nog het kleine fortuin herinneren dat je moest ophoesten voor je plattegronden. De architectuur die ze heeft ontworpen, heeft ongetwijfeld CAD gebruikt om ze te maken.
3D- en 3D CAD-modellen hebben vergelijkbare toepassingen, waar is dan het onderscheid? Een 3D CAD-model geeft meer diepte aan de componenten en samenstellingen van een fysiek object. Het laat zien hoe dingen in elkaar passen en hun werking, niet alleen hoe groot of hun algemene vorm.

Technologische vooruitgang heeft het productieproces geautomatiseerd met software en robotbetrokkenheid. CAD is de kernpijler van deze processen en heeft de rules of engagement veranderd. Industrieën zijn geëvolueerd volgens de beste normen en CAD heeft PCB-innovatie getransformeerd.

CAD-netlijst

Kijk naar je schema's, bedenk wat je zou doen als je het schema moest overbrengen naar een PCB-layouttool? Wat is de efficiënte manier om het te doen? Daarna kunt u proberen de beelden te verwijderen en de verbindingen tussen componenten te delen. Als het net de verbinding is tussen twee computers, is een netlijst een lijst met elektrische elementen die een circuit beschrijven. Het is belangrijk op te merken dat het varieert in formaten en de informatie die ze overbrengen.

Als u begrijpt hoe u de netlijstlijst moet lezen, helpt dit bij het oplossen van fouten. Een schema en zijn netlijst gaan hand in hand. U kunt netlijsten genereren uit schema's of (platte of hiërarchische) schema's uit de netlijst. Over informatie in een PCB-schema, een netlijst bestaat uit meerdere gegevensinvoer. De CAD Netlist wordt gewoonlijk in verschillende formaten ontvangen, waaronder

IPC-D-356

IPC-D-356 is een elektrisch testformaat dat traditioneel is ontworpen voor het leveren van Gerber-bestanden met Netlist-beschrijvingen. Het definieert nu een standaard Netlist-formaat waarop u bare-board testinformatie kunt weergeven. Het betekent dat het in staat is gespecificeerde gecoördineerde instructies op te slaan en pincodes aan te wijzen. Als je het goed doet, kan de IPC-D-356 alle informatie bevatten die een testsysteem nodig heeft bij het uitvoeren van een bare-board-controle in een enkel consistent bestand.

ODB++

ODB een acroniem voor Open Database, een eigen CAD-naar-CAM-gegevensuitwisselingsformaat dat nuttig is bij het vervaardigen en ontwerpen van elektronische apparaten. De ontwikkeling ervan biedt plaats aan de printplaatontwerpen om informatie over te dragen tussen productie-, ontwerp- en ontwerptools van verschillende leveranciers. Verschillende bedrijven maken CAM- en CAD-software. Ze zijn het dus eens over een systeem voor gegevensoverdracht op niveau voor CAD-CAM, en ODB++ faciliteert deze overdrachten.

G-code

De G-code "Geometrische code" is voor CNC-machines (numerieke besturing). De G-code regelt de communicatie van tandwielen en motoren in de machine. Ze instrueren hem hoe hij een taak moet bedienen en voltooien. Deze commando's drijven de machine aan volgens een specifiek gereedschapspad.

Op het eerste gezicht lijkt een G-code-bestand ingewikkeld, maar in werkelijkheid is het niet zo moeilijk te begrijpen:

G01:lineaire interpolatie

In de eerste plaats instrueert dit codecommando de machine om in een rechte lijn met een bepaalde snelheid en snelheid te bewegen. Door de posities en snelheid op te geven, berekent de machinebesturing de geldige punten. Andere individuele codes variëren van G00-G003 en G17-G21.

F20

In G-code verwijst F naar woorden en adressen. F staat voor de letter en het adres is het volgende nummer. Een voorbeeld is wanneer een machine de Engelse eenheden “F20” gebruikt. Het communiceert met het apparaat om 20 inch per minuut te bewegen.

S500

In de G-code verwijst S naar het spiltoerental (RPM). Het woord staat voor spindel, gevolgd door RPM's. Een voorbeeld is wanneer u "S500" typt, S vertelt de spil om te beginnen met draaien, en dit zal doen bij 500 RPM's.

T01

Het handmatig inbrengen van een gereedschap in de spindelband is mogelijk; je hoeft alleen maar te weten hoe je het moet doen. Het wisselen van gereedschap is een proces in twee stappen op een frees; eerst selecteert u het gereedschap T-woord, gevolgd door een nummer, bijvoorbeeld T01. Daarna volgt de gereedschapswissel, bijv. M06. Je kunt ze ook samenvoegen of opschrijven.

Verschillen tussen CAM en CAD

Laten we om te beginnen eens kijken naar enkele van de overeenkomsten die zowel CAM als CAD delen.

• Zowel CAM als CAD zijn essentiële hulpmiddelen bij productie en ontwerp. Vóór de korte evolutie van het computersysteem voerden opstellers cruciale ontwerprollen uit. Computers veranderden vervolgens het scenario; ze waren zowel betaalbaar als flexibel.

Door deze wijzigingen konden fabrikanten vrijelijk schema's opstellen. CAD en CAM zijn onvervangbaar op het gebied van ontwerp en fabricage.

• CAM is het gebruik van computergestuurde machines en software om de productie te automatiseren. CAM helpt ingenieurs en machinisten bij het maken of prototypen van PCB's. CAD heeft veel functies die onafhankelijk zijn van CAM, maar CAM is in het algemeen afhankelijk van CAD. Zonder CAD bestaat CAM mogelijk niet. CAM-software ondersteunt.

• Zowel CAM als CAD zijn cruciale onderdelen van een noodzakelijk proces in Computer-Aided Engineering (CAE). CAM en CAD render items in 2D en 3D; ze helpen bij de snelle verwerking en productie van elk ontworpen concept.

• De opmerkelijke overeenkomst tussen deze twee systemen ligt in de eindgebruiker. Beide programma's zijn afhankelijk van getrainde operators voor instructies die passen bij de juiste specificaties.

Verschillen

Dus, wat zijn de significante verschillen tussen CAM en CAD?

• CAM-systeem vereist zowel controle als coördinatie van het fysieke proces, arbeid, uitrusting en materiaal. CAD daarentegen omvat productontwerpconcepten en analyse.
• CAD vereist computergebruik om productontwerpconcepten om te zetten in gedetailleerde technische ontwerpen. Het proces omvat het creëren van geometrische modellen die manipulatie en diepgaande analyse hebben ondergaan. Aan de andere kant vereist CAM computers om ingenieurs, managers en productiemedewerkers te helpen, waarbij ze productietaken automatiseren door machines en systemen te besturen.

5. Schematisch diagram van PCB CAM-gegevensuitvoer

CAM ondersteunt productie en prototyping. Het primaire doel is het numeriek gestuurde boren en plaatsen van componenten. Een computergestuurde controller, in de numerieke controller, vertaalt een lijst met codes in instructies. De werktuigmachines begrijpen de vertaalde instructies direct.

Voorbereidingen voor PCB CAM-proces

De belangrijkste informatie die door de PCB-fabrikant wordt verkregen, is het Gerber-bestand en PCB-informatie. Gerber-formaat is een open binair 2D-bestandsformaat voor vectorafbeeldingen. De PCB-software-industrie gebruikt het als een standaard bestandsformaat om PCB-afbeeldingen te beschrijven voor koperlagen, soldeermaskers, legendes, enz.

In het operatieproces optimaliseren ingenieurs Gerber-bestanden, rekening houdend met de beschikbare fabrieksapparatuur en verwerkingskracht. Vervolgens stellen ze de productiehandleiding/-instructies op die passen bij de mogelijkheden van het bedrijf. De Gerber-review, CAM-fabricage, duurt meestal een dag.

Momenteel hebben stijve platen een aanzienlijk aandeel in de PCB-wereld. Houd er ook rekening mee dat IPC6012 de basis is voor fabrikanten om PCB-ontwerp en -verwerking uit te voeren. Ontwerpers moeten dus verschillende processen begrijpen die de PCB-verwerkingsfabrieken nodig hebben voor PCB-ontwerp.

Voor het gewenste resultaat van stijve PCB's voor fabrikanten:lijnbreedte minimaal 3mil. Mechanische maat boor 8mil, minimale laserboor 4mil. BGA minimale PTH-gat-tot-gatafstand 8mil. De limiet in het ontwerp leidt tot een daling van de productkwalificatie en tot kostenstijgingen. Het is aan te raden om de mogelijkheden van uw ideale PCB-fabrikant in de ontwerpwereld te onderzoeken.

Het ontworpen minimum van de lijnafstand, BGA, gat, enz. op het schakelschema beïnvloedt de opbrengst. Op zijn beurt beïnvloedt het de verwerkingskosten. De ontwerpen moeten zo groot mogelijk zijn onder een redelijke lay-out van het circuit, een enkel bord met panelen, passend bij de productielijn.

Soms heeft het maken van kleinere PCB's geen invloed op de kosten sinds het kopersnijden. U kunt het Clad-laminaat repareren om de kosten te verlagen. Het is aan te raden om met PCB-fabrikanten te communiceren om de ontwerpborden te begrijpen. Wees ook bereid om begeleiding te accepteren om het maximale gebruik van de printplaat te bereiken om de kosten te verlagen.

PCB-CAM –Ontwerpkeuze voor de koperlaag

PCB-technologieën zijn geëvolueerd en daarom eisen consumenten snellere en robuustere producten. PCB's hebben zich ontwikkeld van de traditionele enkellaags tot boards bestaande uit twee zes en vier. Toch gaat het soms naar wel twaalf tot zestien lagen diëlektrica en geleiders.

Dus waarom zou het aantal lagen toenemen? Meer lagen betekenen dat het bord zijn vermogen om kracht te verdelen vergroot. Het betekent ook minder overspraak, ondersteuning van hogesnelheidssignalen en vermindering van elektromagnetische interferentie. Daarom hangt het aantal lagen af ​​van de werkingsfrequenties, toepassing, pendichtheid en de vereiste signaallagen.

Een tweelaagse stapellaag 1/toplaag werkt als een signaallaag. Bij een uit vier lagen bestaande stapeling werken de lagen 1 en 4/ bovenste en onderste lagen als signaallagen, lagen 2 en 3 dienen als vlakken. Verbind in een pre-peg-laag twee of meer dubbelzijdige platen en gebruik ze als een diëlektricum tussen de lagen. De zeslaagse PCB voegt nog twee koperlagen toe; de vijfde en tweede laag dienen als de vlakken, en lagen 1,3,4 en 6 werken als signaallagen.

Op naar de diëlektrica in een bord met zes lagen, vormen de lagen 2 en 4 de kern; de pre-peg bestaat uit diëlektrische lagen 1, 3 en 5. Het pre-peg materiaal blijft zachter dan het kernmateriaal omdat het materiaal moet afkoelen. Meerlaagse platen verhogen de koper- en diëlektrische lagen op de stapel. In een achtlagige PCB verbinden zeven binnenste diëlektrische rijen de vier vlakke lagen en vier signaallagen. Ook voegen 10- en 12-laags boards het aantal diëlektrische lagen toe, verhogen het aantal signaallagen en behouden de vier lagen.

PCB-CAM –Soldeermaskerbestand

Soldeermasker/soldeerstopmasker/soldeerresist is een dik polymeer dat op de kopersporen wordt aangebracht. Daarom helpt het het te beschermen tegen oxidatie en voorkomt het dat soldeerbruggen dichte, uit elkaar geplaatste soldeerpads vormen. Integendeel, een soldeerbrug is een ongewenste elektrische verbinding tussen twee geleiders via de kleine klodder van een soldeer.

De epoxyvloeistof is de goedkoopste hars en een uitstekende isolator tegen agressieve omgevingen. Ze dragen positief bij aan de mechanische bescherming van de printplaten. Wanneer epoxy en polyurethaan worden gecombineerd, stijgen ze snel in viscositeit totdat ze volledig zijn genezen. Andere soorten zijn onder meer foto's met droge film, foto's met vloeibare foto's, enz.

PCB-CAM –CNC-boren

Boorbestanden zijn CNC-bestanden die worden gebruikt bij het besturen van machines die PCB-gaten boren. Boorbestanden zijn als Gerber-bestanden omdat ze allebei CNC-code als basis hebben. Maar drill-bestanden bevatten extra commando's over voedingssnelheden die niet van toepassing zijn in Gerber. Het meest gebruikte boorbestand is Excellon.

PCB-CAM –Zeefdruk

De zeefdruk is een inktspoorlaag, voornamelijk voor het identificeren van componenten. Het test ook punten, PCB-onderdelen, waarschuwingssymbolen en logo's en brengt deze aan op de kant van de component. Een gedetailleerde zeefdruk helpt de fabrikant en de ingenieur om details te identificeren of te lokaliseren. De inkt die voor de markeringen wordt gebruikt, is een niet-geleidende en sterk geformuleerde epoxy-inkt, die zwart, wit of geel kan zijn.

(Gebruik van zeefdrukken bij de productie van PCB's)

Inspectie van accessoires

Classificatie van PCB's kan vallen onder rigide PCB's of flexibele PCB's. Rigid PCB is ook onder te verdelen in drie typen:meerlagig, dubbelzijdig en enkelzijdig. U kunt PCB verder indelen in drie kwaliteitsklassen:1,2 en 3. Waarbij cursus 1 onder deze classificatie de laagste eis heeft. De verschillende PCB-klassen leiden tot PCB-kwaliteit in inspectiemethoden, complexiteit en testen. Meerlagige en stijve dubbelzijdige PCB's zijn verantwoordelijk voor de brede toepassingen in elektronische producten. Flex-printplaten daarentegen worden soms in uitzonderlijke omstandigheden toegepast. PCB-inspectienormen hebben voornamelijk verschillende aspecten:

• Normen opgesteld door landen
• Militaire normen afhankelijk van de landen
• Industriële normen
• Inspectieoperaties door apparaatleverancier
• Gemarkeerd op het ontwerp van het PCB-ontwerpproces

Bestand van authoringtool (IPC-netlijst)

Het laatste deel van het PCB-fabricageproces is inspectie en testen. De stuklijst bevat verschillende bestanden die zijn gebruikt voor de programmering van de laatste apparatuurinspectie. Daarom presenteert u de gegevens in hetzelfde bestand met een IPC-2581.

Het functioneel testen van netlijstgegevens bevindt zich in hetzelfde bestand en u kunt de gegevens gebruiken om testopstellingen te maken en testapparatuur te programmeren. Alle extra informatie in readme-bestanden helpt bij het verduidelijken van de PCB-gegevens tijdens het fabricageproces.

6. Dingen die CAM u kan helpen/waarom zouden we CAM gebruiken

Het gebruik van CAM heeft verschillende voordelen als het gaat om de verwerking van componenten die in productiebedrijven worden gebruikt. Vergeleken met handmatig bediende machines biedt CAM:

• Meerdere elektronische formaten

• Slimme gegevens converteren
• Verbeter de maakbaarheid van het ontwerp
• Controleer de rasterfunctie
• Productiviteit verhogen
• Bied essentiële productie- en testtools

7. Gevolgen van het overslaan van een CAM-test

Testen is van vitaal belang voor PCB-assemblage. Zonder intensief testen kan een hele printplaat op meer dan één manier uit elkaar vallen. Als uw product op het verkeerde moment in het veld faalt, kan dit rampzalige gevolgen hebben voor uw bedrijf. Hier zijn enkele veelvoorkomende storingen wanneer u een CAM-test overslaat;

• Vergroot de kans op fouten op de zeefdruk
• Kosten en offerte verhogen
• Vermijd enkele scherpe hoeken.

CAM-systemen zijn ook net zo belangrijk voor fabrikanten als hun krachtige apparatuur. Machinefabrieken over de hele wereld profiteren van de voordelen van uitstekende CAM-software, naast het vindingrijk programmeren van hun bewerkingstaken. Operators kunnen daarom hun werklast structureren, het gereedschapspad instellen en functies stimuleren om het werk gemakkelijk te maken. Er zijn enkele ontwerpbeperkingen voor een CAM-compatibele machine.

• Ze zijn ontworpen voor een bepaalde taak en zijn niet veelzijdig.
• Vereist een ervaren operator, programmeurs om te draaien
• Ze hebben ook een investering vooraf nodig.

Maar als ze eenmaal op hun plaats zijn, kunnen ze u mogelijk tijd en efficiëntie besparen, de kosten verhogen en u duizenden besparen.

(U krijgt waarschijnlijk te maken met defecten als u de CAM-test overslaat)

Samenvatting

Onze deskundige ontwerpoplossing zal met u samenwerken om de beste PCB- en CAM-systemen te selecteren en deze te implementeren in uw unieke omgeving. Ons doel is om te benchmarken wat we doen door onze service, processen en procedures te verbeteren.

We schalen nieuwe hoogten, bouwen aan onze kracht en vertrouwen terwijl we enorme voldoening halen uit onze klantenlijst wereldwijd. Ons gepassioneerde, toegewijde team van experts is de belangrijkste reden voor ons succes. We zullen de samenwerking tussen PCB-domeinen verbeteren en de connectiviteit behouden via de elektronische hardwaresystemen.