PP logo

POUL PETERSEN

Elektronik design og prototype udvikling.


POUL PETERSEN - eller PP - er et mindre firma, der er specialiseret i avanceret elektronik design og udvikling - primært inden for den analoge del af pro-audio og studie-udstyr.

Et af mine arbejdsområder er printoplæg til lavfrekvens elektronik. Dette omfatter både enkelt og flerlagsprint for såvel leadede som SMD komponenter.
Jeg kan levere dokumentation for printfremstilling eller jeg kan levere færdige - eventuelt monterede - print til prototyper og mindre serier.

Denne side beskriver den information, jeg behøver for at lave et printoplæg udfra et diagram på den mest økonomiske måde, og beskriver også hvilken dokumentation jeg leverer i forbindelse med et printoplæg.

Indhold

Udviklingsforløb

Dette afsnit beskriver udviklingsforløbet for et dobbeltsidet print, hvor alle relevante oplysninger foreligger før designet påbegyndes. Afsnittet skal give en forståelse af, hvorfor jeg ønsker så mange oplysninger før jeg påbegynder et printoplæg.

Et diagram i PCAD format består af et antal symboler, der er forbundet med ledninger. Symbolerne hentes fra et symbolbibliotek eller fremstilles efter behov.
En PCAD PCB database består af et antal komponenter der er forbundet med baner. Komponenterne hentes fra et komponentbibliotek eller fremstilles efter behov.
En krydsreferencefil definerer hvordan symbolerne i diagrammet relaterer til komponenterne i PCB databasen.

Udviklingsforløb:
Fremstilling af symboler og komponenter, der ikke findes i mine biblioteker.
Diagramtegning med symboler fra symbolbiblioteket - eventuelt oven på en indskandet tegning.
Hvis symbol og komponent relationer er forskellig fra dem i mit standardbibliotet, modificeres en kopi af min standard krydsreferencefil til brug for dette printoplæg.
Afmærkning af de symboler, der skal relatere til andre komponenter end defineret i krydsreferencefilen.
Afmærkning af forbindelser, der kræver bredere baner eller større krybeafstand end de generelle regler for printet.
Mekanisk tegning af printet med markeringer for mekaniske komponenter som skruer, stik, potentiometre, omskiftere, displays, etc.
Hvis printets mekaniske tegning er i metrisk format, oversættes den til en tegning i tomme format.
Electrical Rules Check (ERC) af diagrammet for at kontrollere for åbne indgange, manglende strømforsyningsforbindelser og kortsluttede udgange.
Diagrammet oversættes til en elektrisk ækvivalent PCB database baseret på printets mekaniske tegning.
Mekaniske komponenter placeres manuelt i PCB databasen.
Komponenter, der ikke optræder i diagrammet (skruer etc.), tilføjes PCB databasen.
Foreløbig afmærkning af printarealer til tekst, logo, etc.
De øvrige komponenter placeres automatisk eller manuelt.
Optimering af komponentplacering. Dette gøres primært ved at bytte identiske gates mellem sektioner i komponenterne eller mellem komponenterne for at opnå den mindste banetæthed over hele printet. Ved print med et stort antal identiske komponenter, kan dette gøres automatisk, men ellers må det gøres delvist manuelt. For print hvor det visuelle indtryk er vigtigt, skal dette gøres manuelt da programmet ikke kender til komponentfarver og lignende.
Printets baner rutes automatisk eller manuelt efter behov.
Visuel kontrol af tekst placering og kontrol af at tekst ikke er i områder med mange via huller.
Diagrammet opdateres hvis komponenternes ben numre er ændret ved optimering af komponentplacering.
Hvis printet skal have x-y komponent nummerering, renummereres komponenterne, og de nye komponentnumre tilbage annoteres automatisk til diagrammet.
Tekst for komponentnumre tilføjes printet, startende med tekst for nøglekomponenter som test punkter og stik.
Afsluttende opdatering af al øvrig tekst i diagram og PCB database.
Design Rules Check (DRC) af printet for at kontrollere banebredder og krybeafstande.
Tilføjelse af stel planer til PCB databasen efter behov. Dette foregår næsten automatisk.
Design Rules Check (DRC) af printet for at kontrollere banebredder og krybeafstande.
Fræsetegningen tilføjes PCB databasen.
Styklisten for printet laves.
Dokumentation til printfremstilling laves. Dette omfatter HPGL plot filer, Gerber filer, Excellon borefil, komponentplacerings fil og en printspecifikation.
Dokumentationen til printfremstilling kontrolleres manuelt.
Alle relevante filer kopieres og arkiveres som back-up i 2 forskellige lokationer.

Nødvendige oplysninger

Mest muligt af den følgende information skal (hvis relevant) være til rådighed før et printoplæg påbegyndes:
Diagram
PCAD kan importere flere diagram fil formater, men den mest pålidelige metode er at starte med et diagram på papir eller i HPGL fil format som underlag for diagrammet i PCAD format.
Af dokumentationen skal det fremgå:
  • Om dele af kredsløbet kræver øgede krybeafstande p.g.a. høje spændinger. Dette er indlysende i mange tilfælde, men ikke ved f.eks. en relækontakt, der er forbundet til 2 spadestik.
  • Om bredere baner og større via huller er nødvendige p.g.a. høje strømme eller krav til lav banemodstand.
  • Om komponenter kræver køling.
Hvis der er tvivl om hvorvidt en del af kredsløbet er nødvendigt, bør det indgå fra begyndelsen, da det altid er lettere at fjerne en del af et kredsløb fra et eksisterende print end det er at tilføje det senere.
Skriv let læseligt hvis dokumentationen skrives i hånden; fejl på dette trin i forløbet kan passere gennem hele designet uden at blive opdaget.
Stykliste
Styklisten skal entydigt beskrive hvilken type komponenter der skal anvendes, helst ved angivelse af fabrikat og typenummer.
Jeg foretrækker styklisten i ASCII format eller på papir, men kan også læse de fleste almindelige filformater.
Hvis der angives mere end én type for en komponent, skal det klart fremgå om jeg kan vælge mellem typerne, eller om printet skal kunne monteres med begge typer.
Skriv let læseligt hvis dokumentationen skrives i hånden; fejl på dette trin i forløbet kan passere gennem hele designet uden at blive opdaget.
Datablade for specielle komponenter
Databladene skal indeholde:
  • En nøjagtig, let læselig mekanisk tegning, der viser ben positioner, hulstørrelser og hvor komponentens metaldele rører printet. Det skal tydeligt fremgå om komponenten er set fra komponentsiden eller loddesiden.
  • Tilstrækkelig information til at kunne tegne et diagram symbol for komponenten.
  • Gerne komplet fabrikant navn og type nummer til brug i en endelig stykliste og som reference til mine biblioteker.
Skriv let læseligt hvis dokumentationen skrives i hånden; fejl på dette trin i forløbet kan passere gennem hele designet uden at blive opdaget.
Mekanisk specifikation for printet
Specifikationen kan være en tegning af printet eller en tegning af de mekaniske dele, hvor printet skal indgå.
Specifikationen skal indeholde oplysninger om:
  • Maksimum komponent højde.
  • Printarealer med begrænset komponenthøjde.
  • Placering og orientering af mekaniske komponenter som stik, potentiometre, kontakter, displays, opspændingshuller og testpunkter.
Hvis intet andet oplyses, vil jeg gå ud fra at tegningerne er set fra printets komponentside.
Skriv let læseligt hvis dokumentationen skrives i hånden; fejl på dette trin i forløbet kan passere gennem hele designet uden at blive opdaget.
Begrænsninger p.g.a. montagemaskine
Dette kan være oplysninger om minimum komponentafstande, komponent raster og opspændingskrav.
Begrænsninger p.g.a. loddemaskine
Dette kan være oplysninger om opspændingskrav og understøtnings punkter eller huller.
Fabrikant logo og type nummer
Fabrikantens logo og type nummer kan placeres på printet og på alt andet dokumentation for printet.
Hvis der er tvivl om printets typenummer på tidspunktet for printoplægget, er det fordelagtigt at vælge et langt typenummer indledningsvist; det er altid muligt at ændre et typenummer fra "XX1000" til "YY1" midt på et tæt print, mens det kan medføre at komponenter og baner skal flyttes for at ændre typenummeret fra "YY1" til "XX1000".
Print version numre
Jeg bruger ååuu (år, uge) som print versionnumre. Medsend fornøden dokumentation, hvis andre version numre ønskes.
Tekst på print
Dette kan være sikringsstørrelser, advarsler mod høj spænding, advarsler mod høj temperatur og test punkt markeringer. Selv om de nøjagtige tekster ikke kendes når printoplægget påbegyndes, er det nødvendigt at lave plads til teksterne på printet.
Print stil
Dette er for produkter, hvor det visuelle indtryk af printet er vigtigt og kan være oplysninger om komponent raster, fabrikant loge placering, type nummer placering, printfarve, foretrukne komponentfarver, etc.
Print produktions oplysninger
Dette inkluderer:
  • Printmateriale.
  • Printtykkelse.
  • Loddemaske type og farve.
  • Tekst farve.
Gate swapping
For at lette printoplægget, bytter jeg normalt identiske logiske gates eller operationsforstærkere mellem sektioner i samme komponent eller mellem komponenter med samme strømforsyning for at opnå de korteste signalveje og en ensartet fordeling af banerne over hele printet. Ubenyttede gate indgange tilsluttes stel eller strømforsyningen mens ubenyttede udgange ikke forbindes. Hvis denne praksis ikke er acceptabel for et specifikt design, skal dette fremgå af dokumentationen. Yderligere gate swapping, som at bruge en overskydende NOR gate som inverter, gøres kun efter aftale.
Stelplaner
Jeg lægger normalt stelplan på alle ubenyttede dele af printet. Hvis printet, eller en del af det, ikke må have stelplan, skal dette oplyses.
Hvis stelplanet skal være på printets loddeside (f.eks. for at afskærme mellem printet og andre kredsløb under det, skal dette oplyses.
Ved flerlagsprint kan denne teknik bruges til at opnå særdeles god afskærmning ved at placere stel og strømforsyningsplan yderst med signal lagene imellem, men sådanne print er dyre at fremstille og det er næsten umuligt at reparere defekte signal baner eller via huller.

Standard dokumentation for et printoplæg

Ved afslutning af et printoplæg, leverer jeg følgende dokumentation:
Gerber filer
Jeg bruger Gerber filer i RS-274-X format, da disse indeholder apertur informationen og dermed eliminerer risikoen for at plotte filerne med en forkert apertur tabel.
Der leveres Gerber filer til kobber lag, loddemaske lag, loddepasta lag og komponenttryk.
Herudover leveres en kopi af fræsetegningen i Gerber format, men denne fotoplottes normalt ikke.
RS-274-X filerne er i "xx.yyyy" numerisk format.
Gerber rapport filer
Dette er ASCII filer med statistisk information for Gerber filerne til kontrol før fotoplotning.
Excellon bore fil
Program til automatiske print boremaskiner.
Excellon filerne er i "xx.yyyy" numerisk format, og bruger de samme absolutte koordinater som Gerber filerne.
Excellon rapport fil
Dette er en ASCII fil med statistisk information om Excellon filen og med bor størrelse tabel.
Komponent placerings fil
Kontrol fil til automatiske komponent montage maskiner og lim dispensere. Filen markerer centrene og orienteringen for alle komponenter på printet.
Tegninger
Diagram, fræsetegning og komponentplan leveres i HPGL plot fil format. Plot filerne bruger kun pen 1, og er lavet til brug med en 0.2 mm pen.
Produktions information
Dette er en ASCII fil med information om printet (materiale, tykkelse, farve, loddemaske type og farve, tekst farve). Filen indeholder også en liste med filnavne for Gerber og Excellon filerne.
Stykliste
Dette er en ASCII fil med information om de komponenter, der er anvendt på printet.

Yderligere dokumentation for et printoplæg

Yderligere dokumentation for et printoplæg kan leveres på forespørgsel. For eksempel:

Diagram, fræsetegning og komponentplan kan leveres på papir.
AutoCad DXF filer
Disse filer kan benyttes til verifikation af designet i AutoCad og til udprintning af specifikke detaljer fra AutoCad. Filerne kan ikke bruges til printoplæg (selvom rettelser kan laves i AutoCad), da PCADs design hierarki er konverteret til rent grafiske data. En fil med oplysninger om den lag struktur, jeg benytter i PCAD, leveres sammen med DXF filerne.
GC-PREVUE filer
En komplet opsætning til at læse Gerber, Excellon og HPGL filerne ind i GC-PREVUE. GC-PREVUE er freeware og kan downloades fra GraphiCode, Inc.
Film
Film plots af alle relevante filer kan leveres, men da de fleste printfabrikanter er nødt til at lave film, der passer til deres produktionsudstyr, er dette en sjælden forespørgsel.

Data opbevaring

Ved afslutningen af et printoplæg, modtager kunden - på disketter eller via e-mail - en komplet kopi af både dokumentation til printfremstilling samt alt anden relevant dokumentation for designet (ikke PCAD programmerne - desværre). Med mindre andet aftales, opbevarer jeg kopier af filerne i 5 år på 2 forskellige steder. Jeg opbevarer ikke papir baseret dokumentation.

Fejlkilder og unødvendige omkostninger

Dette afsnit er en liste med nogle almindelige fejlkilder og nogle andre punkter, der medfører unødvendige udgifter i forbindelse med et printoplæg.
Kundespecifikke Gerber apertur tabeller
Arbejdsindsatsen for at implementere kundespecifikke Gerber apertur tabeller er alt for stor, da det kræver modifikation af omkring 500 aperturer og samtlige komponenter, der indgår i printet. Jeg bruger RS-274-X fil format med dets interne apertur tabel. Det meste moderne fotoplotter software kan læse disse filer.
Kundespecifikke plot filnavne
Dette kræver omdøbning af de automatisk genererede filer og modifikation af min standard dokumentation.
Ændring af logo eller print type nummer
Kræver ændring af diagram og PCB database og fremstilling af nye plot filer.
Sjusket håndskrift
Dette er en af de mest almindelige fejlkilder i håndskrevet dokumentation. Fejlene kan passere gennem hele design processen og først blive opdaget når printene er fremstillet. Så skriv omhyggeligt med blokbogstaver!
Skrivefejl
Jeg har ingen mulighed for at opdage skrivefejl i f.eks. printtypenumre. Så skriv omhyggeligt!
Fax
Hvis dokumenter med små typer skal sendes med fax, bør de forstørres først.
V Line
Produkt udvikling
Printoplæg
Reparationer
V Line
Hi-Fi produkter
PA produkter
Indspille & studie udstyr
Programmer
Test & måle udstyr
Diverse
Spacer

Poul Petersen, C/Faya 14, 35120 Arguineguín, Las Palmas, Spanien.
Tel/Fax: (+34) 928 152 807, Skype: poul.petersen.gc.
http://www.poulpetersen.dk, E-mail: pp@poulpetersen.dk
Copyright © Poul Petersen 1998 - 2015. Valid HTML 4.0!