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
最小配線幅：設計エンジニアは、想定される電流に対応できる十分な配線幅を確保する必要があります。配線幅が不十分だと、過熱や故障につながる可能性があります。
最小間隔：短絡や信号干渉を防ぐには、配線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パッド間の適切な間隔は、はんだブリッジを防ぎ、確実な接続を確保するために非常に重要です。
パッドサイズ：パッドの寸法ははんだ付けの品質に影響します。パッドが小さすぎるとはんだ接合部が不良になり、大きすぎると部品の位置ずれを引き起こす可能性があります。
グリッド銅めっき：グリッド銅めっきは放熱性を向上させることができますが、グリッドの間隔や線幅が小さすぎると、製造工程が複雑になる可能性があります。
穴リングのサイズ：適切な穴リングのサイズは、適切なはんだ付けに不可欠です。穴リングが小さすぎるとはんだ付けが困難になり、ビア穴リングが小さすぎると断線の原因となる可能性があります。
穴と配線間の距離：穴と配線間の距離が不十分だと、製造工程の公差により、製造中に短絡が発生する可能性があります。
電気信号：断線や鋭角などの設計上のエラーは、製造上の問題や信号の完全性の問題を引き起こす可能性があります。
基板端に近い銅線：銅配線が基板端に近すぎると、成形時に露出したり、取り付け時に問題が発生する可能性があります。
穴のあるパッド：穴のあるパッドは、はんだ付けの品質や部品の配置に影響を与える可能性があります。
断線・短絡：設計上のエラーによる断線や短絡を検出することは、機能障害を防止するために不可欠です。
2. 掘削分析
ドリル穴の開口部：ドリル穴のサイズが小さいと、生産コストが増加し、製造能力を超える場合があります。
穴間隔：穴の間隔が不十分だと、ドリルビットの破損や短絡の原因となる可能性があります。
穴と基板端：穴が基板端に近すぎると、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、製造時間とコストが増加する可能性があります。また、穴密度が高すぎると、価格や納期にも影響を与える可能性があります。
特殊な穴：半円形の穴や四角形の穴などの特殊な穴は、製造性を確保するために設計段階で特別な注意が必要です。
穴からの漏れ：ドリル穴の欠落などの設計ミスは、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:
