Tasarım tamamlandığında ortaya çıkan çıktı, kartın kendisi değil bir dosya setidir. Bu set üreticinin kartı basması, dizgi hattının bileşenleri doğru yere yerleştirmesi ve satın almanın parçaları temin etmesi için gereken bütün bilgiyi taşır. Eksik veya hatalı bir dosya seti, üretimin durmasının en yaygın sebebidir.
Aşağıda standart bir üretim paketinin içeriğini ve her dosyanın ne işe yaradığını bulacaksınız.
Gerber dosyaları
Gerber, kartın her katmanının bakır, maske ve baskı desenlerini tanımlayan vektörel bir formattır. Her katman ayrı bir dosyadır ve üretici bu dosyaları üst üste bindirerek kartı oluşturur.
Tipik bir dört katmanlı kartta beklenen dosyalar:
| Katman | İçerik |
|---|---|
| Üst bakır | Üst yüzeydeki izler ve pedler |
| İç katman 1 / 2 | Genellikle toprak ve besleme düzlemleri |
| Alt bakır | Alt yüzeydeki izler ve pedler |
| Üst / alt lehim maskesi | Yeşil kaplamanın açılacağı bölgeler |
| Üst / alt ipek baskı | Bileşen etiketleri ve işaretler |
| Üst / alt lehim pastası | Stencil üretimi için ped açıklıkları |
| Kart hattı (outline) | Kartın dış kesim konturu |
Format olarak RS-274X (extended Gerber) standarttır; içinde apertür tanımlarını taşıdığı için ayrı bir apertür dosyası gerektirmez. Daha yeni Gerber X2 sürümü ise katman rolü, kart yığını ve ped fonksiyonu gibi meta bilgileri de dosyaya gömer, böylece üreticinin tahmin yürütmesi gereken nokta kalmaz.
Delik dosyası
Delik bilgisi Gerber içinde taşınmaz, ayrı bir NC Drill dosyasında (Excellon formatı) verilir. Bu dosya her deliğin koordinatını, çapını ve kaplamalı olup olmadığını içerir.
Kaplamalı (PTH) ve kaplamasız (NPTH) delikler ayrı dosyalarda verilir. Montaj delikleri genellikle kaplamasızdır; via'lar ve bileşen bacak delikleri kaplamalıdır. Bu ayrımın yanlış yapılması, montaj deliği çevresinde istenmeyen bakır kalmasına yol açar.
Kör (blind) ve gömülü (buried) via kullanan tasarımlarda, hangi katman çiftleri arasında delme yapılacağı da dosyada belirtilmelidir.
Malzeme listesi (BOM)
BOM, karta yerleştirilecek her bileşeni satın alınabilir şekilde tanımlar. Genellikle bir tablo dosyası olarak verilir ve şu sütunları içermesi beklenir:
- Designator: bileşenin kart üzerindeki etiketi (R1, C12, U3). Birden fazla aynı parça tek satırda virgülle listelenebilir.
- Adet: o satırdaki designator sayısı.
- Değer: direnç için ohm, kondansatör için farad, entegre için parça adı.
- Paket / footprint: 0402, 0603, SOT-23, QFN-32 gibi fiziksel paket bilgisi.
- Üretici ve MPN: üreticinin katalog numarası. Dizgi için en kritik sütun budur; "100nF kondansatör" ifadesi yüzlerce farklı parçaya karşılık gelir.
- Tedarikçi kodu: varsa dağıtıcı stok numarası.
- Notlar: alternatif parça, tolerans, gerilim derecesi, montaj edilmeyecek (DNP) işaretleri.
Dizgi koordinat dosyası (Pick-and-Place)
Centroid veya XY dosyası olarak da anılır. Otomatik dizgi makinesinin her bileşeni nereye, hangi açıyla ve hangi yüzeye yerleştireceğini söyler. İçeriği:
- Designator
- X ve Y koordinatı: bileşenin geometrik merkezi, kartın referans noktasına göre
- Dönüş açısı: derece cinsinden yerleşim açısı
- Katman: üst (top) veya alt (bottom)
Bu dosyada en sık karşılaşılan sorun dönüş açısı referansıdır. Tasarım yazılımının kabul ettiği sıfır açı ile dizgi makinesinin beklediği sıfır açı farklı olabilir; özellikle diyot, LED, elektrolitik kondansatör ve entegre gibi yönlü bileşenlerde bu fark 180 derecelik ters montaja yol açar. Prototip turunda ilk kontrol edilmesi gereken noktalardan biridir.
Üretim çizimi ve katman yığını
Gerber setinin anlattığı şey desenlerdir; kartın fiziksel özellikleri ise ayrı bir belgede tanımlanır. Üretim çiziminde (fabrication drawing) şunlar belirtilir:
- Kart kalınlığı ve malzeme tipi (yaygın olarak FR-4)
- Katman sırası ve her katmanın bakır ağırlığı
- Yüzey kaplaması (HASL, ENIG, OSP)
- Lehim maskesi ve ipek baskı rengi
- Delik tablosu ve toleranslar
- Empedans kontrollü hatlar varsa hedef değerleri
Hızlı haberleşme hatları içeren tasarımlarda katman yığını ve empedans gereksinimi mutlaka yazılmalıdır. Üretici aksi belirtilmedikçe standart yığınını kullanır ve hesapladığınız empedans tutmaz.
Gönderim öncesi kontrol listesi
- Gerber dosyalarını bir görüntüleyicide açıp katmanları üst üste kontrol edin — tasarım yazılımının dışında bakmak, dışa aktarma hatalarını yakalar.
- Kart hattı katmanının kapalı bir kontur oluşturduğunu doğrulayın.
- Delik dosyasındaki delik sayısının tasarımla eşleştiğini kontrol edin.
- BOM'daki her designator'ın pick-and-place dosyasında da bulunduğunu karşılaştırın.
- DNP bileşenlerin BOM ve dizgi dosyasında tutarlı işaretlendiğinden emin olun.
- Dosya setini tek bir arşivde, sürüm numarası ve tarih içeren bir isimle gönderin.
Alternatif formatlar
Gerber çok yaygın olsa da tek seçenek değildir. ODB++ ve IPC-2581 formatları, katman desenleri ile netlist, BOM ve yığın bilgisini tek bir veri yapısında birleştirir. Bu bütünlük, katman eşleştirme hatalarını ortadan kaldırır. Üreticinizin desteklediği formatı önceden sormak, ileri geri dosya trafiğini azaltır.
Özet
İyi hazırlanmış bir üretim paketi, üreticinin soru sormasına gerek bırakmayan pakettir. Her belirsizlik bir e-posta turu, her e-posta turu bir gün gecikme demektir. Dosyaları göndermeden önce üçüncü göz gibi bakmak — mümkünse tasarımı yapan kişiden başka biri tarafından kontrol edilmesi — bu turların çoğunu baştan önler.
Tasarım aşamalarının tamamı için PCB tasarım süreci yazımıza göz atabilirsiniz.