Gyártásszervezési tudnivalók PCB gyártáshoz

Munkánk során sokszor keresnek meg minket partnereink nyomtatott áramköri kártyák gyártásával, beültetésével kapcsolatos megbízásokkal. A következő bejegyzésünkben nekik szeretnénk segítséget nyújtani néhány olyan gyakorlati útmutatóval, amely hatékonyabbá és gyorsabbá teheti a későbbi közös munkát. 

A NYÁK tervezésnél és gyártásnál két alaphelyzettel szembesülhetünk.

Az esetek egy részében a saját magunk által tervezett kártyákat gyártjuk le, de sokszor előfordul, hogy vevőink keresnek meg minket a saját PCB gyártási és beültetési igényeikkel.

Az utóbbi feladat gördülékenyebb megoldásához érdemes szem előtt tartani néhány technikai tudnivalót. Tapasztalataink szerint ezen szempontok betartása teszi lehetővé ugyanis az optimális gyártásszervezést, amely az ügyfeleink számára a legkedvezőbb megvalósulási időt eredményezi.

Mivel cégünknek nincs saját gyártósora, ezért a gyártási folyamatokhoz alvállakozóink segítségét vesszük igénybe. A ProDSP hosszú évekre nyúló tapasztalata alapján már pontosan tudja, hogy mely cégekkel tud ezen a területen a leghatékonyabban együttműködni.

Lássuk, milyen adatokra lesz szükségünk ügyfeleinktől a gyártás megkezdése előtt:

A PCB gyártáshoz a Gerber-fájlokra, illetve a fúrófájlokra is szükségünk van minden gyártásra szánt réteghez.

Amiket ebben a kategóriában mindenképpen meg kell kapnunk:

• Réz rétegek (top-bottom réteg és az esetleges belső rétegek)
• Forrasztásgátló lakk rétegek (top, bottom oldali)
• Kártya körvonalát tartalmazó réteg
• Fúrófájlok a fémezett és nem fémezett furatokról (.txt kiterjesztés) 

A következő fileok opcionálisak:

• Paszta rétegek (arról az oldalról, ahol ültetendő alkatrészek vannak)
• Felirat rétegek szitázáshoz (arról az oldalról, ahova szitafeliratok szükségesek)

A PCB gyártáshoz a gyártófájlokon kívül az alábbi technológiai jellemzők definiálására is szükségünk van:

• Kártya vastagsága (alapértelmezés szerint 1.55mm, ettől eltérő igényt jelezni kell)
• Rétegszerkezet (rézfóliák vastagsága külső- és belső rétegeken)
• Impedancia-illesztett jelek esetén teljes rétegszerkezet a szigetelőrétegek vastagságának megadásával
• Felületkezelés anyaga (alapértelmezés szerint minden felületkezelési eljárás ólommentes, de kérhető szelektív arany bevonat is, kis lábtávolságú IC-k esetén ajánlott a szelektív aranyozás, BGA tokozású IC-k esetén kötelező)
• Lakk rétegek színe (alapértelmezés szerint zöld, ettől eltérő igényt jelezni kell)
• PCB anyagának Tg-je (alapértelmezés szerinti anyag: 145-150°C Tg, ettől magasabb Tg igényt jelezni kell)

Hogyan haladunk tovább az előkészületi fázis után?

A folyamat következő lépéseként a fenti fájlok és adatok birtokában kiválasztjuk a megfelelő PCB gyártó céget.

Az árajánlat elkészítéséhez ismernünk kell még a gyártandó kártyák darabszámát (panelizált kártya esetén egyértelműen jelezve, hogy kártyára vagy panelre vonatkozik a darabszám) és az elvárt teljesítési határidőt.

Teljeskörű szolgáltatást nyújtó partnerként a PCB gyártás lefolytatása után szívesen vállaljuk a kártyák beültetésének megszervezését is, beleértve az alkatrészek beszerzését.

A PCB gyártás és az alkatrészbeszerzés folyamata optimális esetben párhuzamosan történik, ezért a PCB gyártófájlokkal egyidőben szükségünk van a kártyához tartozó alkatrészek listájára (BOM) is. A BOM listán minden olyan alkatrésznek szerepelnie kell, amelyet be kell szerezni a beültetéshez.

Amennyiben ügyfelünk biztosít alkatrészeket a gyártáshoz, egyértelműen jeleznie szükséges, hogy mely alkatrészek beszerzéséért ki a felelős: ügyfelünk/ProDSP.

A BOM formátuma táblázat, amely a következő oszlopokat kell, hogy tartalmazza:

• Alkatrész pontos gyártó cikkszáma MPN (Manufacturer Part Number)
• Mennyiség
• Standard passzív alkatrészek esetén érték, egyéb paraméterek - ha nincs MPN, akkor ez feltétlen szükséges, egyébként opcionális.
• Designator – (beszerzéshez nem szükséges, de a beültetéshez igen)

A következő információk nem feltétlenül szükségesek, de sokat segít, ha ezeket is megkapjuk ügyfelünktől:

• Disztribútor
• Disztribútor cikkszám
• Tokozás

A munka következő fázisában, a fenti információk ismeretében ellenőrizzük az alkatrészek aktuális beszerezhetőségét.

A problémás tételeket vevőinkkel egyeztetve elérhető helyettesítő komponensre cseréljük. (A jelenlegi globális chip-hiány miatt esetenként szükség lehet kompromisszumos megoldásokra is).

Az üres PCB-k és alkatrészek beszerzése után már minden alapanyag rendelkezésre áll a beültetéshez, amely a kártya bonyolultságától, alkatrészek számától, illetve az összeszerelendő kártyák mennyiségétől függően történhet kézi vagy gépi beültetéssel.

Ennek meghatározása a mi feladatunk, de a beültetés módjától függ, hogy milyen további fájlokra van még szükségünk.

Kézi beültetés esetén szükséges fájlok a következők:

• BOM designator információkkal
• Jól olvasható és jól kereshető beültetési rajz, külön top és bottom oldali, PDF formátumban

Gépi beültetés esetén szükséges fájlok a következők:

• BOM designator információkkal
• Gerber fájlok a PCB gyártás fejezetnél bemutatottak alapján
• Pick and Place fájl (.txt/.csv formátumban) az alábbi oszlopokkal
• Designator (alkatrész azonosítója)
• Oldal információ (top/bottom)
• Tokozás
• Center X (alkatrész pozíció X koordináta)
• Center Y (alkatrész pozíció Y koordináta)
• Rotation (elforgatás szöge)

A beültető munkáját segíti, ha van 3D-s ábra az áramkörről, mivel ez sokszor egyértelműsíteni tudja a csatlakozók helyes orientációjának meghatározását.

Fontos megjegyezni, hogy ha a beültetés közben kérdés vagy alkatrészhiány merül fel, akkor arra rövid határidőn belül reagálni kell, különben megtörténhet, hogy lefűzik a gépről az alkatrészeket.

Ilyenkor szükség lehet vevőink gyors reakciójára is, abban az esetben, ha csak ők tudnak érdemben válaszolni a felmerült kérdésre. Az alkatrészek újra felfűzése nem várt költségekkel és határidő kitolódással járhat, amely minden fél számára kellemetlen.

A technikai részletek zökkentőmentes egyeztetése, a hiánytalan dokumentáció és a gyors, hatékony kommunikáció minden ilyen projektnél kulcsa a sikeres együttműködésnek.

Amennyiben kérdésed merülne fel a folyamat bármely részletével kapcsolatban, keress minket bizalommal, segítünk!

Szerző:
Tóth Eszter, senior hardware designer