La Fabricacion de C.I. y su Complejidad

Cuando empezamos a diseñar un C.I. tenemos que poder valorar (Si nuestro cliente nos lo solicita) las diversas opciones que nos ofrecen los fabricantes de circuitos.

Independientemente del tipo de circuito (Monocapa, Bicapa, Multicapa, etc.) y de los acabados (Serigrafia, Mascarilla Antisoldante, Tinta Pelable, etc.) tambien tenemos que saber el grado de complejidad que vamos a crear para su fabricación (Anchura de pistas, Taladros minimos, Precision de los Fresados, etc.).

Los fabricantes de circuitos ponen a nuestra disposición unas tablas con los parámetros a tener en cuenta, estas tablas normalmente están ordenadas de menor a mayor grado de dificultad en la fabricación y se acostumbran a llamar " CLASES".
Normalmente los fabricantes nombran las "Clases" numéricamente y la mayoría de ellos empiezan en el 3 y algunos terminan en el 7

Podemos decir de una forma genérica, que cualquier circuito de una "clase" inferior costara menos de fabricar y por lo tanto tendrá un coste final inferior.

Las tablas mostradas en las imágenes superiores pertenecen a fabricantes de Catalunya y son solo un ejemplo, puede haber mas y con parametros iguales o similares, antes de realizar un diseño es muy positivo dejarnos asesorar por el fabricante que va a realizar el circuito.

La imagen del diseño ( Cortesía de la empresa PANTERTRONIC) nos sirve para ilustrar lo anteriormente comentado. Este circuito estaría en uno u otro nivel de CLASE dependiendo del fabricante, esta información ayudara a nuestro cliente a escoger la mejor opción en cada caso.

Las TABLAS y los datos mostrados son propiedad de los fabricantes nombrados a continuación. Los fabricantes de circuitos ponen en sus Webs amplia informacion sobre todos sus procesos, si se quiere profundizar en el tema nada mejor que acceder a la información disponible.

LAB CIRCUITS
CIPSA CIRCUITS
2CI Circuitos Impresos
NOVATEK CIRCUITS

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El Post-Procesado - Parte 2ª

En esta segunda parte sobre los ficheros que se generan durante el Post-Procesado, hablaremos de los que se generan para el montaje de los C.I.

Ya sea en la linea de montaje de la propia empresa o en un Montador externo hay una información básica a entregar:

- Lista de material *
- Situación de los componentes *
- Fichero de la Serigrafia de Componentes (F. Gerber)
- Fichero del "Solder Paste" ** ( F. Gerber )
- Lista de situación de los puntos de TEST ***

La lista de material Imagen 1 contendrá básicamente 3/4 campos :
- Referencia y numeración del componente, Ejem : IC1
- Definición y/o valor del mismo, Ejem : RES 10K 1/4 W
- Coordenadas en "x" y en "y" de su situación.
- Orientación/Rotación-Lado de colocación (Cara Comp/Sold.)

La lista de material es un fichero de texto simple que las maquinas de inserción y montaje de componentes pueden procesar.

La Situación de Componentes Imagen 3 es un simple fichero en formato gráfico, acostumbra a ser en formato PDF y su función es cumplimentar a la
lista de Materiales. Normalmente los textos de la numeración de los componentes acostumbran a estar dentro de las siluetas.

El Fichero de la serigrafia Imagen 4 se adjunta cuando el C.I. se ha pedido con ese acabado y también ayuda a la identificación de la situación de los componentes, así como otros textos informativos para el montaje. Normalmente en la serigrafia se acostumbra a colocar las referencias fuera de la silueta del componente, así cuando el circuito esta montado se pueden identificar los componentes por su referencia.

El Fichero de "Solder Paste" Imagen 5 se adjunta cuando en el diseño del circuito hay componentes de montaje superficial " SMD " y sirve para que el montador pueda encargar la pantalla de acero para la aplicación de la pasta de soldar en el circuito, paso previo a la inserción de los componentes SMD.

Finalmente se puede generar la información de puntos de TEST, Imagen 2 que puede ser utilizada entre otras posibilidades para el análisis del funcionamiento de ciertas partes del circuito.

Aunque esta es la información es la mas básica que se genera, en Systemcad podemos entregar mas tipos de información y ficheros en otros formatos.

Las imágenes son cortesía de las empresas : C.Batllori, Pantertronic, General Cable, MaxDomo.

El Post-Procesado - Parte 1ª

Una vez terminados el diseño de un C.I. tendremos que generar la documentación necesaria para su fabricación y posterior montaje.
En esta primera parte hablaremos de la información que se crea para ser enviada a los fabricantes. La documentación básica consta de un programa de taladrado y "X" numero de ficheros Gerber, dependiendo del tipo de circuito y de los acabados, podrán ser de mas o menos ficheros, los circuitos pueden ser monocapa (1 Cara), Bicapa (2Caras) o Multicapa ( "X" capas),
ademas pueden tener diferentes acabados : Mascarilla antisoldante, Serigrafia de Componentes, etc.

El programa de taladrado consiste básicamente en uno o dos ficheros en los que se especifican la asignación de características de los taladros y la ruta de los mismos para la maquina herramienta. Imagen 1 , también pueden contener información complementaria sobre mecanizados, etc.

Los ficheros Gerber contienen una información similar pero orientada a los FotoPlotters **, en la Imagen 2 puede verse el modulo de generación de ficheros Gerber del Programa Ranger XL , en la Imagen 3 puede verse la información contenida en un fichero. En la Imagen 4 puede verse el fichero Gerber cargado en un Programa de Visualización/Procesado de estos ficheros similar al que utilizan los fabricantes.
Los FotoPlotters son los aparatos que generan los "cliches" o "fotolitos" que luego utilizaran los fabricantes en el proceso de fabricación.
Tanto los ficheros de taladrado como los gerber son simples ficheros de texto que pueden ser visualizados con cualquier editor y que hoy en día son generados en un proceso prácticamente automatizado por cualquier programa de CAD que se precie.

En SYSTEMCAD el proceso que seguimos siempre es el mismo:

- Generación de los ficheros del Programa de Taladrado
- Generacion de los ficheros Gerber
- Visualización / Comprobación ** de los ficheros Gerber

** Es interesante que esta comprobación se efectué con un programa externo al propio sistema de Cad con el que estemos trabajando, nos añadirá un plus de seguridad en la "calidad" de los ficheros que hemos generado y enviaremos al fabricante de los C.I.

Las imágenes utilizadas son cortesía de Apel Electronica y General Cable
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Metodologia de Trabajo

En el diseño de un circuito es muy importante que el método de trabajo nos permita crear un flujo de trabajo continuo, muchas veces la discontinuidad en el proceso puede llegar a crearnos problemas. Documentaciones incompletas, especificaciones mal explicadas o entendidas, cambios sobre la marcha o cualquier otra alteración, deben ser seguidas de un control sobre estas variables muy estricto. La comunicacion con los ingenieros de desarrollo debera ser constante y fluida.
En la imagen superior hemos querido resumir los pasos que seguimos en SYSTEMCAD con cada uno de los diseños que realizamos, las pocas veces que en estos mas de 20 años que llevamos en el mundo del diseño, alguno de estos pasos se ha omitido ( por necesidades del guion o por descuido) el resultado ha generado bastantes dolores de cabeza.
Si el proceso arriba indicado se sigue de principio a fin podremos decir sin temor a equivocarnos que la tasa de aciertos estará sobre el orden del 99%.

Ahora comentaremos los problemas que pueden surgir todo y efectuando el proceso de diseño de la forma adecuada:

POSIBLES ERRORES QUE EL SISTEMA NO DETECTA

1º- Planos mecánicos mal acotados.
2º- Errores de concepción en los esquemas.
3º- Información equivoca sobre los componentes.
4º - Indicaciones equivocas sobre el trazado.
5º - Errores en el Post-Procesado.

Todos estos errores tienen solución y esta pasa por Repaso, Verificación, Repaso, Verificacion, Reapaso, Verificacion, Etc.

El proceso natural una vez se ha terminado el diseño es la realización de prototipos de los C.I. . Los "prototipos" cumplen la muy importante función de Verificar que todos los procesos anteriores han sido correctos y que ademas el paso siguiente (el montaje) no dara ningún problema.

Muchas veces los clientes se sienten obligados a saltarse este ultimo paso (por necesidades de guion), en nuestra empresa siempre se explica al cliente que una decisión de este tipo puede llegar a generarle muchos dolores de cabeza.

Os dejo con una frase ( cedida muy amablemente para su uso e ilustración por Xavier Soret ) que resume de una forma magistral esta problemática:

Nunca hay tiempo para hacer las cosa bien, pero siempre lo hay para hacerlas dos veces.