Nhà máy sản xuất từ file, không phải từ dự án thiết kế. Nội dung xuất ra là sản phẩm nhận được, vì vậy xuất file là một bước của thiết kế, không phải việc làm sau cùng. Bài viết này liệt kê nội dung mỗi file phải có, cách xuất file từ các công cụ phổ biến và những lỗi thường gặp nhất.
Các file, từng file một
File Gerber (hình ảnh đồng, mặt nạ hàn và in lụa)
File Gerber là hình ảnh 2D của một lớp. Cần gửi một file cho mỗi lớp:
- mỗi lớp đồng (mặt trên, mặt dưới và mọi lớp trong),
- mặt nạ hàn mặt trên và mặt dưới (các vùng hở để đồng không bị phủ),
- in lụa mặt trên và mặt dưới (chữ và đường viền in trên bo mạch),
- kem hàn mặt trên và mặt dưới, nếu stencil được làm từ file đã gửi,
- đường viền bo mạch.
Cần dùng định dạng hiện tại, RS-274X (Gerber mở rộng), hoặc biến thể mới hơn Gerber X2, có thể mang chức năng lớp trong file. Định dạng cũ không có khẩu độ nhúng (RS-274D) không được chấp nhận. Cần kiểm tra đơn vị file và số chữ số thập phân đã được đặt trong file; file bị đọc sai đơn vị sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn mười hoặc hai mươi lăm lần.
Hình vẽ tách một bo mạch thành các lớp trở thành file. Mỗi file là hình ảnh của riêng một lớp.
- In lụa: các đường viền và ký hiệu in, tránh xa pad.
- Kem hàn: nơi stencil cho kem hàn đi qua. Các lỗ mở chỉ nằm trên pad.
- Mặt nạ hàn: lớp phủ. File cho thấy nơi mặt nạ hở, không phải nơi mặt nạ có, vì vậy các lỗ mở nằm tại pad.
- Đồng: pad, đường mạch và vành đồng quanh lỗ via. Có một file cho mỗi lớp đồng; một lớp được vẽ ở đây.
- Khoan: vị trí và kích thước của mọi lỗ. Đây là danh sách lỗ, không phải hình ảnh.
- Đường viền: một hình khép kín cho cạnh bo mạch, với các phần cắt ra và rãnh là các hình riêng.
Trên một pad, các file này gặp nhau. Mặt cắt này cho thấy một cặp pad và ba lớp chạm vào chúng, đó là lý do chúng là các file riêng.
- Pad là đồng, từ file đồng.
- Lỗ mở của mặt nạ lớn hơn pad, vì vậy một vành bo mạch trần hiện ra quanh đồng.
- Mặt nạ giữa hai pad là một dải hẹp. Nếu quá mỏng để giữ được, dải này bị mất và thiếc hàn có thể nối các pad.
- Lỗ mở stencil, từ file kem hàn, nhỏ hơn pad một chút, vì vậy kem hàn nằm gọn bên trong.
- In lụa nằm trên mặt nạ, tránh xa pad. Mực trên pad sẽ ngăn thiếc hàn.
File khoan
Dữ liệu khoan liệt kê vị trí và đường kính của mọi lỗ, thường ở định dạng Excellon. Cần gửi lỗ mạ (lỗ via, lỗ linh kiện) và lỗ không mạ (lỗ lắp) riêng, hoặc bảo đảm file ghi rõ lỗ nào là lỗ nào. Rãnh phải nằm trong file khoan hoặc file đường viền ở dạng nhà máy đọc được; cần ghi chú nếu chưa chắc chắn.
Đường viền bo mạch
Đường viền là một đường khép kín mô tả cạnh bo mạch. Các phần cắt bên trong là các đường khép kín riêng. Đường viền chưa khép kín, hoặc được vẽ trên nhiều lớp, là nguyên nhân thường gặp của các câu hỏi trao đổi. Cần vẽ đường viền trên lớp riêng, với một độ rộng nét duy nhất.
BOM
Bảng các linh kiện: mã tham chiếu (R1, C4, U2), số lượng, giá trị, footprint, cùng nhà sản xuất và mã linh kiện của nhà sản xuất. Viết BOM để nhà máy có thể mua trình bày chi tiết nội dung này.
File vị trí
Còn gọi là file pick-and-place hoặc file centroid. Đối với mỗi mã tham chiếu: vị trí X và Y, góc xoay, và linh kiện nằm ở mặt nào. Hai bẫy thường gặp. Gốc tọa độ có thể khác với gốc Gerber, và góc xoay của footprint có thể theo quy ước khác với quy ước thư viện máy dùng. BOM tốt và file vị trí sai vẫn cho ra bo mạch sai, và nhà máy không thể nhận biết nếu không có hình ảnh, vì vậy cần gửi kèm bản vẽ lắp ráp hoặc PDF của mỗi mặt.
Xuất file từ các công cụ phổ biến
Tên menu thay đổi giữa các phiên bản, vì vậy cần coi đây là bản đồ chỉ đường, không phải sách hướng dẫn.
| Công cụ | Gerber và khoan | File vị trí | BOM |
|---|---|---|---|
| KiCad | Hộp thoại Plot trong trình soạn thảo PCB (File, Fabrication Outputs, Gerbers), sau đó Generate Drill Files | File, Fabrication Outputs, Component Placement | Xuất từ trình soạn thảo sơ đồ; thêm trường nhà sản xuất và mã linh kiện vào ký hiệu trước |
| Altium Designer | File, Fabrication Outputs: Gerber Files và NC Drill Files | File, Assembly Outputs: Generate pick and place files | Reports, Bill of Materials |
| Eagle (và trình soạn thảo điện tử Fusion) | CAM Processor với một việc Gerber và một việc Excellon | ULP hoặc script viết danh sách vị trí | ULP hoặc xuất BOM |
| EasyEDA | Export, PCB Fabrication File (Gerber) | Export, Pick and Place File | Export, BOM |
Sau khi xuất, cần mở file trong trình xem Gerber không thuộc công cụ thiết kế, và so sánh nội dung nhìn thấy với thiết kế. Một trình xem miễn phí là đủ. Chỉ bước này đã phát hiện phần lớn các lỗi dưới đây.
Mười lỗi file phổ biến nhất
- Thiếu một lớp. Ví dụ mặt nạ mặt dưới, hoặc file khoan, hoặc một lớp trong.
- Đường viền chưa khép kín hoặc ở sai vị trí. Nhà máy phải đoán cạnh bo mạch.
- Sai đơn vị hoặc tỷ lệ. Bo mạch hiện ra với kích thước sai.
- Mặt dưới bị lật gương. Một số cài đặt xuất file lật các lớp mặt dưới, và một bộ file gồm cả lớp đã lật và chưa lật sẽ cho ra bo mạch mà đồng mặt dưới không khớp với mặt nạ mặt dưới hoặc lỗ khoan. Cần xuất mọi lớp với cùng cài đặt và xem kết quả trong trình xem.
- Lỗ không nằm đúng trên pad. File khoan dùng gốc tọa độ hoặc định dạng khác với file Gerber.
- Đường mạch hoặc khoảng cách mỏng hơn giới hạn sản xuất. Mỗi nhà sản xuất có giới hạn tối thiểu cho độ rộng đường mạch, khoảng cách, kích thước lỗ và vành đồng (vành đồng quanh lỗ).
- Đồng quá gần cạnh bo mạch. Việc phay cạnh bo mạch cắt vào đồng ở quá gần.
- In lụa trên pad. Chữ trên pad bị loại bỏ, hoặc mực trên pad ngăn thiếc hàn bám ướt.
- Không có mặt nạ hàn giữa các pad bước nhỏ. Dải mặt nạ giữa các pad có thể quá mỏng để giữ được và bị bỏ qua, dễ gây cầu thiếc hàn.
- BOM và file vị trí không khớp. Một mã tham chiếu có trong file này mà không có trong file kia, hoặc footprint trong BOM không phải footprint trên bo mạch.
Đặt tên để không ai phải đoán
Cần dùng tên file rõ ràng hoặc một kho lưu trữ duy nhất mà mỗi file có tên lớp trong tên hoặc phần mở rộng. Cần kèm readme ngắn gọn ghi độ dày bo mạch, số lớp và xử lý bề mặt mong muốn, cùng yêu cầu cho mọi điểm bất thường: ngón tay mạ vàng, via mù, kiểm soát trở kháng.
Kiểm tra file cho biết được gì và không cho biết được gì
Kiểm tra tự động có thể đọc file và tìm nội dung bị thiếu, không nhất quán hoặc ngoài quy trình: đường viền chưa khép kín, lớp bị lật gương, lỗ thiếu pad. Kiểm tra không thể cho biết mạch có hoạt động hay không, linh kiện đã chọn có đúng hay không, hoặc sơ đồ có khớp với bo mạch hay không. Phần đó vẫn là việc của người thiết kế và của việc rà soát thiết kế.
Nội dung này thể hiện thế nào khi đặt hàng tại đây
Cần tải lên một kho lưu trữ duy nhất tại trang tải lên; phạm vi kiểm tra nằm tại trang kiểm tra file. 25 kiểm tra được nêu bằng ngôn ngữ dễ hiểu trong kết quả, kèm số vị trí mỗi vấn đề xuất hiện và giới hạn đã dùng để đo. Các giới hạn đang áp dụng nằm tại trang năng lực sản xuất. Nếu một kiểm tra không thể chạy, ví dụ vì file lắp ráp chưa được tải lên, kết quả sẽ ghi rõ thay vì hiển thị dấu xanh. Kỹ sư xác nhận mọi đơn hàng trước khi sản xuất.
Để xem danh sách lỗi thiết kế được sắp xếp theo kiểm tra, cần đọc Thiết kế cho sản xuất: các lỗi thường gặp.