Assurer la fiabilité des conceptions de produits électroniques est crucial. La conception de la fabricabilité englobe trois aspects clés : la conception de la fabricabilité des circuits imprimés (PCB), la conception de l'assemblage des circuits imprimés (PCB) et la conception d'une fabrication rentable. La conception de la fabricabilité des circuits imprimés (PCB) se concentre sur la fabrication des cartes, en tenant compte des paramètres de processus pour améliorer le rendement de production et réduire les coûts de communication. Les considérations de conception incluent la largeur et l'espacement des lignes, ainsi que les distances entre les lignes et les trous, qui doivent tous être pris en compte dès la phase de conception.
L'importance de la conception des circuits imprimés
Dans le développement de produits électroniques, le circuit imprimé sert de support physique au contenu de la conception, concrétisant toutes les intentions de conception et les fonctions du produit. La conception du circuit imprimé est donc un maillon indispensable de tout projet. La conception de la fabricabilité des circuits imprimés requiert l'attention des ingénieurs afin de garantir l'adéquation de la conception aux capacités de fabrication.
Pièges de conception courants
Une fois la conception du PCB terminée, la carte physique est produite. Souvent, le PCB conçu ne peut être fabriqué en raison d'inadéquations entre le processus de conception et les équipements de production. Les ingénieurs concepteurs doivent comprendre les capacités du processus de production dès la phase de conception afin d'éviter de tels problèmes.
Rôle de l'analyse DFM
Le logiciel d'analyse de conception pour la fabricabilité (DFM) effectue des contrôles de fabricabilité sur le circuit imprimé conçu, en fonction des paramètres du processus de production. Il aide les ingénieurs concepteurs à identifier les problèmes potentiels de fabricabilité avant la production, faisant ainsi le lien entre la conception et la fabrication.
Études de cas d'articles d'inspection DFM
Le logiciel d'analyse de fabricabilité WonderfulPCB DFM Services a développé 19 éléments majeurs et 52 règles d'inspection détaillées pour l'analyse des circuits imprimés nus. Ces règles couvrent un large éventail de problèmes de fabrication potentiels. Voici quelques exemples classiques où l'analyse DFM a aidé les utilisateurs à résoudre des problèmes :
1. Court-circuit du fichier de conception Allegro
Lors de l'inspection du réseau électrique DFM, un court-circuit entre l'alimentation et la terre a été détecté. La vérification du fichier PCB dans Allegro a révélé que les trous de masse de dissipation thermique de deux pastilles CMS étaient en court-circuit avec la couche d'alimentation, et que ces trous de masse n'étaient pas isolés dans cette couche, ce qui a provoqué un court-circuit.
2. Fichier de conception PADS Court-circuit de ligne 2D
La vérification du réseau électrique par DFM a révélé un court-circuit entre l'alimentation et la terre. La vérification par l'ingénieur d'agencement a montré qu'une ligne 2D de la cinquième couche n'avait pas été annulée lors de la conversion du fichier Gerber, ce qui a entraîné un court-circuit dans le réseau électrique.
3. Circuit ouvert du fichier de conception Altium
La vérification du réseau électrique DFM a identifié un circuit ouvert dans l'ensemble du réseau de terre de la deuxième couche. L'ouverture du fichier par Altium Designer a révélé que les trous de terre étaient entièrement isolés de la feuille de cuivre, provoquant un circuit ouvert dans le réseau de terre.
4. Fenêtre du masque de soudure manquante
L'inspection des anomalies de la fenêtre du masque de soudure DFM a révélé que le masque manquait dans les zones destinées à la soudure. Sans fenêtre, la soudure ne peut pas être réalisée, ce qui peut entraîner des problèmes d'assemblage.
5. Perçage manquant
L'analyse des perçages manqués a révélé l'absence de trous pour les broches des dispositifs DIP. Sans ces trous, les dispositifs DIP ne peuvent être ni insérés ni soudés. Si le perçage est effectué ultérieurement, le trou risque de ne pas être cuivré, ce qui entraînera un circuit ouvert irréparable.
Fonctions de détection DFM
1. Analyse du circuit
Largeur de ligne minimale : Les ingénieurs concepteurs doivent s'assurer que la largeur des pistes est suffisante pour supporter le courant attendu. Une largeur de piste insuffisante peut entraîner une surchauffe et une défaillance potentielle.
Espacement minimum: Un espacement adéquat entre les pistes est essentiel pour éviter les courts-circuits et les interférences de signaux. Cet espacement doit être adapté aux exigences de tension et aux capacités de fabrication.
Espacement CMS : Un espacement approprié entre les pastilles CMS est essentiel pour éviter les ponts de soudure et garantir des connexions fiables.
Taille du tampon: Les dimensions des pastilles affectent la qualité de la soudure. Des pastilles trop petites peuvent entraîner des soudures de mauvaise qualité, tandis que des pastilles trop grandes peuvent entraîner un mauvais alignement des composants.
Cuivre de grille : Bien que le placage de cuivre de la grille puisse améliorer la dissipation de la chaleur, un espacement de grille et une largeur de ligne excessivement petits peuvent compliquer les processus de fabrication.
Taille de l'anneau de trou : Une taille de bague de perçage adéquate est nécessaire pour une soudure correcte. Des bagues de perçage de petite taille peuvent entraîner des difficultés de soudure, tandis que des bagues de via de petite taille peuvent provoquer des circuits ouverts.
Du trou à la ligne : Une distance insuffisante entre les trous et les traces peut entraîner des courts-circuits lors de la fabrication en raison des tolérances du processus.
Signal électrique: Des erreurs de conception telles que des traces cassées ou des angles vifs peuvent entraîner des problèmes de fabrication et d’intégrité du signal.
Du cuivre au bord du plateau : Des traces de cuivre trop proches du bord de la carte peuvent entraîner une exposition lors du moulage et des problèmes d'installation potentiels.
Tampon sur le trou : Les pastilles avec des trous peuvent affecter la qualité de la soudure et le placement des composants.
Court-circuit ouvert : La détection des circuits ouverts ou des courts-circuits dus à des erreurs de conception est essentielle pour éviter les défaillances fonctionnelles.
2. Analyse de forage
Ouverture de perçage : Les petites tailles de trous de forage peuvent augmenter les coûts de production et peuvent dépasser les capacités de fabrication.
Trou à trou : Un espacement insuffisant entre les trous peut entraîner la rupture du foret et des courts-circuits.
Du trou au bord de la planche : Des trous trop proches du bord de la carte peuvent provoquer la rupture de l'anneau de soudure et affecter la qualité de la soudure.
Densité des trous : Une densité de trous élevée peut augmenter les délais et les coûts de production. Une densité de trous excessive peut également affecter les prix et les délais de livraison.
Trous spéciaux : Les trous spéciaux tels que les demi-trous ou les trous carrés nécessitent une attention particulière lors de la conception pour garantir la fabricabilité.
Trous qui fuient : Des erreurs de conception telles que des trous de perçage manquants peuvent entraîner des circuits ouverts ou des problèmes d'assemblage.
Trous en excès :
