Fabricación de PCB
Ficheros pick and place: por qué los componentes acaban girados
Doscientas tarjetas con todos los electrolíticos del revés y nadie se equivocó. Cómo discrepan los orígenes y las referencias de giro, y cómo detectarlo antes.
Vuelven doscientas tarjetas del montaje. Todos los condensadores electrolíticos están al revés.
La BOM estaba bien. Los Gerbers estaban bien. Las piezas eran las correctas. Lo que estaba mal era un número en un archivo de texto: la columna de rotación decía 0 donde la máquina del montador esperaba 180, porque tu herramienta de ECAD y su línea miden la rotación desde referencias distintas.
Nadie cometió un error en el sentido habitual. Los dos sistemas simplemente no coincidían en qué significa cero grados, y nada en el flujo lo comprobó.
Qué contiene un archivo pick-and-place
También llamado centroide, CPL, datos XY o archivo de colocación: lo mismo con nombres distintos.
Una fila por componente colocado:
Designador X Y Rotación Cara
U1 45.720 31.750 0 superior
C12 52.400 28.900 90 superior
J1 12.700 55.880 180 superior
R22 33.020 41.910 270 inferiorCinco columnas, y cuatro pueden estar mal de una forma invisible hasta que vuelven las tarjetas.
Coordenadas: el problema del origen
X e Y se miden desde un origen. El archivo no siempre dice cuál.
Tu herramienta puede usar el origen de la hoja, el de taladro, la esquina inferior izquierda de la placa, o un punto de referencia que fijaste hace meses y olvidaste. Si el centroide se exporta respecto a un origen y el fabricante panela respecto a otro, todas las piezas quedan desplazadas el mismo offset.
El síntoma es característico: no hay nada mal al azar. Todo está mal exactamente en la misma cantidad. Si un montador te manda una previsualización con todas las piezas desplazadas de forma uniforme, es esto.
Prevención: fija el origen de taladro/colocación explícitamente —normalmente en la esquina inferior izquierda o en una referencia fiducial— y dilo en la nota de entrega. No te fíes del valor por defecto.
Rotación: por qué no hay convenio universal
Esto merece el espacio más largo porque causa los fallos más caros.
La rotación es un ángulo medido desde una referencia, y hay tres cosas independientes que pueden diferir entre tu herramienta y la de tu montador:
1. Qué sentido es positivo. El antihorario es lo común en herramientas de ECAD. No es universal.
2. Qué significa cero para un encapsulado dado. ¿Una pieza de dos pines a 0° está horizontal con el pin 1 a la izquierda, o vertical con el pin 1 abajo? Distintas librerías de componentes contestan distinto para el mismo encapsulado.
3. Dónde está el origen del componente. Casi todas las máquinas quieren el centro del cuerpo. Algunas huellas —sobre todo heredadas de librerías de terceros— ponen el origen en el pin 1. Una pieza con el origen en el pin 1 se coloca desplazada media pieza, y la rotación pivota sobre el punto equivocado.
No hay norma que resuelva esto. Quien te diga «0° siempre significa X» está describiendo su propia cadena de herramientas.
Qué hacer en su lugar: manda al montador el centroide y el plano de montaje juntos, y pídele que confirme el convenio antes del primer lote. Una vez confirmado para una herramienta y un montador concretos, vale para los trabajos siguientes; pero hay que establecerlo una vez, por escrito.
A qué piezas les importa de verdad
Los errores de rotación sólo importan en componentes que no son simétricos. Vale la pena saber cuáles, porque dice dónde concentrar una revisión.
| Sensibilidad | Piezas | Consecuencia si se giran mal |
|---|---|---|
| Crítica | electrolíticos, tántalos, diodos, LEDs | polaridad invertida: daño, a menudo inmediato |
| Crítica | integrados, conectores con chaveta | pin 1 en la esquina equivocada: no funciona nada |
| Moderada | conectores polarizados, cristales con orden de pines | fallo de montaje o de función |
| Ninguna | resistencias y condensadores cerámicos simétricos, inductancias | funciona en cualquier orientación |
Una tarjeta de 142 componentes puede tener sólo quince a los que les importe. Revisa esos quince en la previsualización del montador en vez de intentar verificar los 142.
Piezas DNP en el archivo de colocación
Una pieza marcada DNP en la BOM no debería tener fila en el centroide. Si la tiene, la máquina la coloca.
Los dos archivos salen de documentos distintos —la BOM del esquemático, el centroide del rutado—, así que pueden discrepar en silencio. Compara las listas de designadores: el centroide debería ser la lista de la BOM menos las DNP.
Dos minutos, y es de las pocas comprobaciones que pillan un error real de forma fiable.
La revisión que te ofrece el montador
Casi todos los montadores mandan una previsualización de colocación o una inspección de primera pieza antes de lanzar el lote completo. Úsala.
Es el único punto del proceso en el que una persona mira una representación de lo que la máquina va a hacer, y pilla justo la clase de error de la que trata este artículo: desplazamientos uniformes, piezas polarizadas giradas, posiciones DNP que deberían estar vacías.
Revisa tus quince piezas sensibles a la orientación y la alineación del contorno. Diez minutos frente al coste de un lote tirado.
Comprobación antes de enviar
- [ ] Origen fijado explícitamente y escrito en la nota de entrega
- [ ] Convenio de rotación confirmado con este montador, por escrito
- [ ] Designadores del centroide = los de la BOM menos las DNP
- [ ] Listadas las piezas sensibles a la orientación, para revisarlas rápido
- [ ] Pin 1 y polaridad en el plano de montaje, no sólo en la serigrafía
- [ ] Orígenes de huella revisados en las piezas de librerías de terceros
- [ ] Pedida la primera pieza o la previsualización de colocación
Cuando un lote vuelve mal
Diagnostica en este orden, porque es el que descarta más rápido:
- ¿Está todo desplazado la misma cantidad? → desajuste de origen.
- ¿Sólo están mal las piezas polarizadas? → desajuste del convenio de
rotación.
- ¿Falla un tipo de encapsulado y los demás van bien? → origen de huella o
problema de librería en ese encapsulado.
- ¿Hay piezas montadas donde debería estar vacío? → DNP coladas en el
centroide.
- ¿Parece aleatorio? → más probable un problema de piezas o de alimentador
que de datos.
Los cuatro primeros son errores de datos que puedes corregir antes de la siguiente tirada. El quinto es una conversación con el montador.
Dejar bien el centroide de una tirada es cuestión de comprobar cuatro cosas. Mantenerlo emparejado con la BOM y los Gerbers a lo largo de las revisiones —que el archivo de colocación de una carpeta pertenezca a la revisión de tarjeta que tiene al lado— es lo que sobrevive a la memoria de cualquiera.
En XKEMA el paquete de fabricación pertenece a una revisión de PCB, y una versión aprobada queda congelada.
Documentación técnica BOM, Gerber, CPL y archivos de taladrado * Componentes DNP y DNI