Jak vytvořit data pro výrobu šablony

Pro výrobu šablony (planžety) je potřeba údajů o geometrii, velikosti a poloze otvorů SMT plošek dané desky. Otvory v šabloně pro nanášení pasty mohou být stejně velké jako SMT pájecí plošky nebo menší či dokonce i větší v závislosti na použité technologii pájení desky. Prakticky se potřebná data získají kopírováním dat SMT plošek na dané vrstvě desky a úpravou jejich velikostí, případně i tvaru podle potřeby.

Přestože data pro šablony lze mnohdy získat přímo v programu pro návrh DPS, např. v programu PADS, zhotovují se většinou z Gerber dat, která mají univerzální charakter. V Gerber editorech bývají potřebné funkce pro kopírování a zvětšení či zmenšení velikosti pájecích plošek různým způsobem.

Podívejme se prakticky na způsob úpravy velikostí SMT plošek z Gerber dat. V tomto případě byl jako editor Gerber dat použit známý program CAM350, ale dále uvedené postupy jsou obecně platné a lze je zřejmě podobně provést i v jiných programech.

Řekněme, že potřebujeme zhotovit data pro výrobu šablony pro tisk pasty na horní stranu desky. Musíme tedy načíst Gerber data pro horní stranu dané desky (obr. 1). Zde byla použita deska, na jejíž horní straně je SMT montáž spolu s klasickou vývodovou montáží (konektor).

Obr. 1 Gerber data horní strany desky

Možností, jak změnit velikosti a případně i tvar SMT plošky, je několik:

• Změna velikostí plošek zadáním hodnoty
• Program CAM350 má funkci nazvanou „Over/under Size“ (pod Utilities), která umožňuje zvětšit či zmenšit vybrané pájecí plošky a současně vytvořit v Gerber datech novou hladinu (layer), do které se data upravených plošek nakopírují. V dialogu „Over/under Size“ lze vybrat metodu zvětšení nebo zmenšení plošky dvojím způsobem:
• Absolutně, kdy se zapíše hodnota (Amount) v daných jednotkách, o kterou se má ploška zvětšit (volba „Enlarge by“) nebo zmenšit (volba „Reduce by“), např. 1 mil nebo 0,25 mm.
• Relativně (Percent), kdy se zadá procentuální hodnota, o kterou se má ploška zvětšit nebo zmenšit (např. 97 % vede ke zmenšení o 3 %, zatímco 103 % způsobí zvětšení plošky o 3 %).

Po tomto zadání potřebného zvětšení nebo zmenšení je potřeba dané SMT plošky vybrat. To lze provést několika způsoby:

• Interaktivně tažením okna kolem celé desky nebo pouze kolem daných plošek.
• Automaticky pro všechny SMT plošky vybráním volby „SMT only“, „Flash“ a „Select All“. Protože „Flash“ znamená plošky vytvořené z předdefinovaného tvaru a velikosti podle údaje v tzv. D-kódu, nelze takto vybrat plošky, které jsou vykreslené čarami.
• Automaticky pro určité SMT plošky vybráním volby „SMT only“, „Flash“ a „Filter“, kdy se v dialogu filtru zapíší apertury (D-Code) daných plošek.

Na obr. 2 jsou vidět původní Gerber data horní strany s nově vytvořenou hladinou pro kopírované a zmenšené SMT plošky (modrá), které byly vytvořené automatickým vybráním všech SMT plošek při současném zadání hodnoty pro jejich zmenšení. Tato hladina je potom samostatně vidět i na obr. 4.

Obr. 2 Původní Gerber data s nově vytvořenou hladinou upravených SMT plošek (modrá)

Obr. 3 Zvětšený detail nově vytvořené, zmenšené plošky (modrá)

Obr. 4 Gerber data pro výrobu šablony

Na obr. 3 je vidět detail z obr. 2, který ukazuje nově vytvořenou (zmenšenou) SMT plošku v modré barvě v porovnání s původní ploškou pod ní (tmavě hnědá).

Výsledek provedené operace – nová hladina s SMT ploškami s upravenými velikostmi slouží jako výstupní zdroj dat pro výrobu šablony (obr. 4).

Změna velikostí plošek změnou D-kódu

Velikost i tvar SMT plošky (i jakékoliv jiné) lze také změnit změnou hodnot D-kódu (Dcode) dané plošky v tabulce „Aperture table“ – obr. 5. Nejdříve je potřeba zjistit, jaký D-kód daná ploška používá – to se provede povelem Info-Query-Dcode a kliknutím na plošku. V tabulce se potom pro odpovídající D-kód přepíší zapsané hodnoty rozměru plošky podle potřeby. Potvrzením změny a uzavřením tabulky se všechny plošky v Gerber datech, které používají daný D-kód, změní podle nového zadání. Takto lze změnit velikost plošky i pro více typů plošek. Výhodou tohoto způsobu je, že velikost plošky je možné změnit přesně podle potřeby, u nepravidelných tvarů (obdélník, ovál) dokonce i v obou osách různě.

Obr. 5 Tabulka D-kódů

Změna velikosti plošek vytvořením nového D-kódu

Někdy je potřeba změnit velikost pouze některých plošek, zatímco zbývající plošky stejného tvaru a rozměru mají zůstat nedotčené. To nelze provést žádným výše uvedeným způsobem, ale v principu takto: V tabulce apertur se vytvoří nový D-kód, který má stejný tvar jako daná ploška, ale nové potřebné rozměry (menší či větší). Potom se u plošek, u kterých je potřeba změnit jejich velikost, zamění původní D-kód za nově vytvořený, čímž se jejich rozměry změní, aniž by se tím změnily u zbývajících plošek stejného typu. Prakticky se v programu CAM350 postupuje takto:

• Zjistí se D-kód dané plošky pomocí povelu Info-Query-Dcode.
• V tabulce D-kódů (Aperture table) se zjistí tvar a rozměry daného D-kódu.
• V tabulce D-kódů se vytvoří nový D-kód se stejným tvarem (čtverec, obdélník, ovál atd.), ale s již upravenými rozměry.
• Pomocí povelu Edit-Change-Dcode se vybere jedna ploška nebo skupina plošek, u kterých je potřeba změnit velikost. Pravým tlačítkem se potom přivolá tabulka D-kódů, ze které se vybere ten nově vytvořený – ploška či plošky změní svoji velikost podle rozměrů nově přiřazeného D-kódu.

Výstupní data

Po provedení potřebných úprav velikostí SMT plošek se z nově vytvořené hladiny dat exportují Gerber data, která potom slouží pro výrobu šablony.