電子製品設計の信頼性確保は極めて重要です。製造性設計には、PCB製造性設計、PCBAアセンブリ設計、そしてコスト効率の高い製造設計という3つの主要な側面が含まれます。これらのうち、PCB製造性設計はPCB基板の製造面に焦点を当て、プロセスパラメータを考慮して生産歩留まりを向上させ、通信コストを削減します。設計上の考慮事項には、配線幅と間隔、ホール間距離、ホール間距離などがあり、これらはすべて設計段階で検討する必要があります。
PCB設計の重要性
電子製品開発において、PCBは設計内容の物理的な媒体として機能し、あらゆる設計意図と製品機能を実現します。そのため、PCB設計はあらゆるプロジェクトにおいて不可欠な要素です。PCBの製造性設計においては、設計が製造能力と整合していることを確認するために、エンジニアの注意が必要です。
よくある設計上の落とし穴
PCB設計が完了すると、物理的な回路基板が製造されます。設計プロセスと生産設備の不一致により、設計されたPCBを製造できないケースは少なくありません。このような問題を回避するには、設計エンジニアは設計段階で生産プロセスの能力を把握しておく必要があります。
DFM分析の役割
製造性を考慮した設計（DFM）解析ソフトウェアは、製造プロセスパラメータに基づいて設計されたPCBの製造性チェックを実行します。設計エンジニアが製造前に潜在的な製造性の問題を特定できるように支援し、設計と製造の橋渡し役を果たします。
DFM検査項目事例
素晴らしいPCB DFMサービスの製造性解析ソフトウェアは、PCBベアボード解析のための19の主要項目と52の詳細な検査ルールを開発しました。これらのルールは、製造上の潜在的な問題を幅広くカバーしています。以下は、DFM解析がユーザーの問題解決に役立った典型的な事例です。
1. Allegroデザインファイルのショートサーキット
DFM電気回路検査において、電源とグランド間の短絡が検出されました。AllegroでPCBファイルを確認したところ、2つのSMDパッドの放熱用グランドホールが電源層と短絡しており、グランドホールが電源層で分離されていなかったため、短絡が発生していることが判明しました。
2. PADS設計ファイル 2Dライン短絡
DFM電気回路チェックで、電源とグランド間の短絡が判明しました。レイアウトエンジニアによる検証では、ガーバーファイルの変換時に第2層のXNUMXDラインがキャンセルされなかったため、電気回路に短絡が発生していたことが判明しました。
3. Altium 設計ファイルのオープンサーキット
DFM電気回路チェックにより、第2層のグランド回路全体に断線が確認されました。Altium Designerを使用してファイルを開くと、グランドホール全体が銅箔から分離されており、グランド回路に断線が発生していることが判明しました。
4. はんだマスクウィンドウがない
DFMソルダーマスクウィンドウ異常検査の結果、はんだ付け予定箇所にソルダーマスクが欠落していることが判明しました。ソルダーマスクにウィンドウがないと、その箇所ははんだ付けできず、組み立てに問題が生じる可能性があります。
5. 掘削の失敗
ドリル穴あけ漏れ解析検査の結果、DIPデバイスのピン用の穴が欠落していることが判明しました。これらの穴がないと、DIPデバイスを挿入してはんだ付けすることができません。後からドリル穴を開けた場合、穴の銅めっきが不足し、修復不可能な断線が発生する可能性があります。
DFM検出機能
1. 回路解析
最小線幅: 設計エンジニアは、予想される電流を処理できる十分なトレース幅を確保する必要があります。トレース幅が不十分だと、過熱や故障につながる可能性があります。
最小間隔: ショートや信号干渉を防ぐには、トレース間の適切な間隔が不可欠です。間隔は電圧要件と製造能力を満たす必要があります。
SMD間隔: SMD パッド間の適切な間隔は、はんだブリッジを防ぎ、信頼性の高い接続を確保するために重要です。
パッドサイズ： パッドの寸法ははんだ付け品質に影響します。パッドが小さすぎるとはんだ接合部が不良になる可能性があり、大きすぎると部品の位置ずれが生じる可能性があります。
グリッド銅メッキ： グリッド銅めっきは放熱性を高めますが、グリッド間隔と線幅が小さすぎると製造プロセスが複雑になる可能性があります。
ホールリングサイズ: 適切なはんだ付けには、適切なホールリングサイズが必要です。ホールリングが小さいとはんだ付けが困難になる可能性があり、ビアホールリングが小さいと回路が断線する可能性があります。
穴から線まで: 穴とトレース間の距離が不十分だと、プロセス許容差により製造中に短絡が発生する可能性があります。
電気信号: トレースの破損や鋭角などの設計エラーは、製造上の課題や信号整合性の問題を引き起こす可能性があります。
基板の端までの銅線: 銅トレースが基板の端に近すぎると、成形中に露出したり、取り付け上の問題が発生する可能性があります。
穴の上のパッド: 穴の開いたパッドは、はんだ付けの品質と部品の配置に影響を与える可能性があります。
オープンショート: 機能障害を防ぐためには、設計エラーによる断線や短絡を検出することが不可欠です。
2. 掘削分析
掘削口径: ドリル穴のサイズが小さいと、生産コストが増加し、製造能力を超える可能性があります。
ホールからホールへ： 穴の間隔が不十分だと、ドリルビットが破損したり、ショートしたりする可能性があります。
穴からボードの端まで: 穴が基板の端に近すぎると、はんだリングが破損し、はんだ付けの品質に影響を与える可能性があります。
穴密度: 穴密度が高いと、生産時間とコストが増加する可能性があります。また、過剰な穴密度は価格と納期にも影響を与える可能性があります。
特殊穴: 半穴や四角穴などの特殊な穴は、製造可能性を確保するために設計時に特別な注意が必要です。
漏れ穴: ドリル穴の欠落などの設計エラーは、回路の断線や組み立て上の問題につながる可能性があります。
余分な穴:
