Монтаж компонентов и связанные с ним технологии. Подсистема ГРИФ-4 – Монтаж. Часть 2

Модуль FormHeap01.exe предназначен для формирования каталога файлов с чертежами установки (монтажа) компонентов, применённых в данном проекте. Начальный диалог этой программы приведён на риc. 1.

Данный модуль формирует папку с именем, например, ВУИА.468172.045СБ_л.01, которая содержит папки и отдельные файлы, необходимые для выполнения монтажных работ. Результат работы программы FormHeap01 приведён ниже (cм. рис. 2).

Как следует из рисунка 2, в спроектированной печатной плате использовано 32 разных типа компонентов, перечисленных в алфавитном порядке, начиная с папки компонента с именем 4229.132­3­F и заканчивая папкой с компонентом с именем TRS­LS5. Далее содержатся два файла с децимальными номерами сборочного чертежа ячейки – лист 03 и лист 04, которые содержат чертежи расположения компонентов на слоях TOP и BOTTOM соответственно.

Эти виды содержат данные о контуре платы и размещении всех перечисленных на рис. 2 компонентов на этих слоях с их позиционными обозначениями. Сразу отметим, что общее число компонентов различного типа (с точки зрения конструкции посадочных типов) в данном примере 32, но фактически, с точки зрения доработки их для монтажа, всего 10. Остальные 22 монтируются элементарной их установкой по виду на сборочном чертеже платы. При работе модуля их можно показать раздельно. На рис. 3 продемонстрированы файлы, необходимые монтажнику для установки компонентов, представленные в различных форматах.

Каждая папка содержит файлы различных представлений компонентов, используемых в текущем проекте. Для примера рассмотрим папку, первую на рис. 2 – 4229.132­3­F. В ней содержатся 3 файла.

Первый в списке файл 4229.132­3.pcb содержит чертежи корпуса микросхемы в разных проекциях: в верхней части чертежа – вид сбоку, в нижней части – вид сверху на компонент (нижняя часть совмещена с видом посадочного места компонента). Распечатка этого файла показана на рис. 4. Формат файла соответствует формату данных о плате в САПР P­CAD 2006.

Второй в списке файл 4229.132­3.nga содержит текстовую информацию о компоненте 4229.132­3, распечатка которого приведена ниже (см. табл. 1).

Здесь метка НР обозначает наименование раздела в спецификации ячейки. Метка НЭ – наименование типа элемента в БД ГРИФ­4. Метка ПН – полное наименование компонента в БД. Метка ТУ – наименование технических условий компонента. КЛ – количество, ПР – примечание, ТТ – код посадочного места компонента, ВЫС – высота компонента относительно поверхности платы после её монтажа, АБД – фамилия сотрудника администрации БД, который осуществил ввод данного компонента в БД.

Фактически здесь содержится паспорт ячейки. При наличии в составе компонента дополнительных крепёжных или иных деталей этот список содержит продолжение с прочими данными о деталях. Как видно из этого файла, данный компонент не имеет дополнительных деталей.

Однако в целях иллюстрации ниже приведён пример распечатки файла дополнительной неграфической атрибутики для микросхемы 1335ЕН5П (см. табл. 2).

Третий в списке файл 4229.132­3.jpg содержит информацию о трёхмерной модели компонента, а именно – картинку в пиксельном формате 3DМ­компонента (см. рис. 5). Этот файл выполняет вспомогательную функцию, чисто иллюстративную.

Все перечисленные файлы могут быть распечатаны на любом принтере. При подготовке всех проектных файлов программа FormHeap01.exe дополнительно формирует файл FormHeap01.err, который содержит протокол контроля корректности подготовленного документа. Этот файл заводу­изготовителю не передаётся. Однако этот протокол необходим конструктору, который формирует документы для монтажа. Его содержимое позволяет устранить пробелы в строках, что говорит об отсутствии отдельных необходимых компонентов в базе данных подсистемы ГРИФ­4, и повторно запустить программу FormHeap01.exe.

На рисунке ниже в качестве примера представлен 3D­чертёж печатной платы после монтажа компонентов на печатной плате (см. рис. 6).

Заключение

Как и следовало ожидать, разработанная новая методика выполнения технологических этапов проектирования и изготовления печатных плат, а именно этапов монтажа компонентов на печатной плате, вызывает активный протест предполагаемых участников его реализации новым способом в значительной мере из­за нарушения привычного метода работы, установленного устаревшими ГОСТ. В этом случае автор полностью согласен с требованиями ГОСТ Р МЭК 61191­1­2017, пункт 4.5 «Требования к управлению технологическим процессом». Разумеется, практика покажет, кто прав. Главное состоит в том, что, по мнению автора, предлагаемый состав документов и сама технология работы позволяют повысить производительность труда конструктора ячейки и монтажника и практически не допускать ошибок при монтаже компонентов. Особый эффект будет получен при наличии на его рабочем месте компьютера, который позволит получать все необходимые вспомогательные данные из файлов, поступающих из отделов, прямо на его рабочем месте. При отсутствии компьютера возможно получение всех необходимых распечаток на специально установленном компьютере общего пользования в монтажно­сборочном цехе.

Данный программный комплекс пока не прошёл опытной эксплуатации. Однако представляется, что сама идея будет доведена до рабочего состояния, а попытки её реализации окажутся полезными. Автор не обнаружил какой­либо информации об аналогичной разработке в рамках отечественных и зарубежных САПР печатных плат. Возможно, это просто невезение! Хотелось бы услышать о подобных разработках и примерах их успешной эксплуатации. 

Литература:

1. Ёлшин Ю.М. Гриф­4. Информационно­программный комплекс расширения функционала САПР P­CAD 200x: монография. М.: ПАО «НПО «Алмаз», 2017. 496 с.: ил.
2. Андреев Г.И., Созинов П.А., Тихомиров В.А. Управленческие решения при проектировании радиотехнических систем: монография / под. ред. П.А. Созинова. М.: Радиотехника, 2018. 560 с. (научная серия «Принятие решений в управлении»).

Список рекомендуемых стандартов для монтажа компонентов на печатной плате:

1. ГОСТ Р 53386­2009 «Платы печатные. Термины и определения».
2. ГОСТ IEC 61188­5­8­2013 «Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5–8. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с матрицей контактов (BGA, FBGA, CGA, LGA)».
3. ГОСТ IEC 61188­5­6­2013 «Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5­6. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с J­образными выводами с четырёх сторон».
4. ГОСТ IEC 61188­5­4­2013 «Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5­4. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с J­образными выводами с двух сторон».
5. ГОСТ IEC 61188­5­5­2013 «Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5­5. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с выводами в виде "крыла чайки" с четырёх сторон».
6. ГОСТ IEC 61188­5­3­2013 «Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5­3. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с выводами в виде "крыла чайки» с двух сторон».
7. ГОСТ IEC 61188­5­2­2013 «Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5­2. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Дискретные компоненты».
8. ГОСТ Р МЭК 61191­2­2017 «Печатные узлы. Часть 2. Поверхностный монтаж. Технические требования».
9. ГОСТ Р МЭК 61188­7­2017 «Печатные платы и печатные узлы. Часть 7. Нулевая ориентация электронных компонентов для создания библиотек САПР».
10. ГОСТ Р МЭК 611­1­2017 «Часть 1. Поверхностный монтаж и связанные с ним технологии. Общие технические требования».
11. ГОСТ Р МЭК 61191­3­2019 «Часть 3. Монтаж в сквозные отверстия. Технические требования».
12. ГОСТ Р МЭК 61191­4­2019 «Часть 4. Монтаж компонентов. Технические требования».