Asigurarea fiabilității proiectărilor de produse electronice este crucială. Proiectarea fabricabilității cuprinde trei aspecte cheie: proiectarea fabricabilității PCB-urilor, proiectarea ansamblului PCBA și proiectarea rentabilă a fabricației. Printre acestea, proiectarea fabricabilității PCB-urilor se concentrează pe perspectiva de fabricație a plăcilor PCB, luând în considerare parametrii procesului pentru a îmbunătăți randamentul producției și a reduce costurile de comunicație. Considerațiile de proiectare includ lățimea și spațierea liniei, distanțele dintre orificii și orificii, toate acestea trebuind abordate în faza de proiectare.
Importanța proiectării PCB-urilor
În dezvoltarea produselor electronice, PCB-ul servește drept mediu fizic pentru conținutul designului, realizând toate intențiile de design și funcțiile produsului. Prin urmare, designul PCB este o verigă indispensabilă în orice proiect. Designul fabricabilității PCB-urilor necesită atenția inginerilor pentru a se asigura că designul se aliniază cu capacitățile de fabricație.
Capcane comune de design
După finalizarea proiectării PCB-ului, se produce placa de circuit fizică. Adesea, PCB-ul proiectat nu poate fi fabricat din cauza neconcordanțelor dintre procesul de proiectare și echipamentul de producție. Inginerii de proiectare trebuie să înțeleagă capacitățile procesului de producție în timpul fazei de proiectare pentru a evita astfel de probleme.
Rolul analizei DFM
Software-ul de analiză Design for Manufacturability (DFM) efectuează verificări ale fabricabilității pe PCB-ul proiectat în funcție de parametrii procesului de producție. Acesta ajută inginerii de proiectare să identifice potențialele probleme de fabricabilitate înainte de producție, servind ca o punte între proiectare și fabricație.
Studii de caz pentru elementele de inspecție DFM
Software-ul de analiză a fabricației wonderfulpcb DFM Services a dezvoltat 19 elemente principale și 52 de reguli detaliate de inspecție pentru analiza plăcilor PCB bare. Aceste reguli acoperă o gamă largă de probleme potențiale de fabricație. Mai jos sunt câteva cazuri clasice în care analiza DFM a ajutat utilizatorii în rezolvarea problemelor:
1. Scurtcircuit fișier de proiectare Allegro
În cadrul inspecției rețelei electrice DFM, s-a detectat un scurtcircuit între sursa de alimentare și masă. La verificarea fișierului PCB în Allegro, s-a constatat că orificiile de împământare pentru disiparea căldurii a două plăcuțe SMD erau scurtcircuitate cu stratul de alimentare, iar orificiile de împământare nu erau izolate în stratul de alimentare, rezultând un scurtcircuit.
2. Fișier de proiectare PADS - Scurtcircuit linie 2D
Verificarea rețelei electrice DFM a relevat un scurtcircuit între sursa de alimentare și masă. Verificarea efectuată de inginerul de proiectare a arătat că o linie 2D de pe al cincilea strat nu a fost anulată la conversia fișierului Gerber, ceea ce a dus la un scurtcircuit în rețeaua electrică.
3. Altium Design File Circuit deschis
Verificarea rețelei electrice DFM a identificat un circuit deschis în întreaga rețea de împământare de pe al doilea strat. Utilizarea Altium Designer pentru a deschide fișierul a relevat că toate găurile de împământare erau izolate de folia de cupru, provocând un circuit deschis în rețeaua de împământare.
4. Fereastra măștii de lipire lipsește
Inspecția DFM pentru anomalii la fereastra măștii de lipire a constatat că masca de lipire lipsea în zonele destinate lipirii. Fără o fereastră în masca de lipire, zona nu poate fi lipită, ceea ce poate duce la potențiale probleme de asamblare.
5. Foraj lipsă
Inspecția analizei găurilor ratate a identificat găuri lipsă pentru pinii dispozitivelor DIP. Fără aceste găuri, dispozitivele DIP nu pot fi introduse și lipite. Dacă găurirea este efectuată ulterior, este posibil ca gaura să nu fie placată cu cupru, rezultând un circuit deschis care nu poate fi remediat.
Funcții de detectare DFM
1. Analiza circuitelor
Lățime minimă a liniei: Inginerii de proiectare trebuie să se asigure că lățimile traseelor sunt adecvate pentru a gestiona curentul așteptat. O lățime insuficientă a traseului poate duce la supraîncălzire și la o potențială defecțiune.
Spațiere minimă: Spațierea adecvată între pisturi este esențială pentru a preveni scurtcircuitele și interferențele de semnal. Spațierea trebuie să îndeplinească cerințele de tensiune și capacitățile de fabricație.
Spațiere SMD: Spațierea corectă între plăcuțele SMD este crucială pentru a preveni punțile de lipire și a asigura conexiuni fiabile.
Dimensiunea pad-ului: Dimensiunile pad-urilor afectează calitatea lipirii. Pad-urile prea mici pot duce la îmbinări de lipire slabe, în timp ce pad-urile excesiv de mari pot cauza nealinierea componentelor.
Cupraj cu grilă: Deși cuplarea cu grilă poate îmbunătăți disiparea căldurii, spațierea excesiv de mică a grilei și lățimea liniilor pot complica procesele de fabricație.
Dimensiunea inelului de găurire: O dimensiune adecvată a inelului de găurire este necesară pentru o lipire corectă. Inelele de găurire mici pot duce la dificultăți de lipire, în timp ce inelele de găuri de acces mici pot cauza circuite deschise.
Distanța dintre găuri și linii: O distanță insuficientă între găuri și linii poate duce la scurtcircuite în timpul fabricației din cauza toleranțelor procesului.
Semnal electric: Erorile de proiectare, cum ar fi liniile rupte sau unghiurile ascuțite, pot cauza probleme de fabricație și de integritate a semnalului.
Cupru la marginea plăcii: Urmele de cupru prea aproape de marginea plăcii pot duce la expunere în timpul turnării și la potențiale probleme de instalare.
Pad pe gaură: Pad-urile cu găuri pot afecta calitatea lipirii și plasarea componentelor.
Scurtcircuit: Detectarea circuitelor deschise sau scurtcircuite datorate erorilor de proiectare este esențială pentru a preveni defecțiunile funcționale.
2. Analiza forajului
Diafragmă de găurire: Dimensiunile mici ale găurilor de foraj pot crește costurile de producție și pot depăși capacitățile de fabricație.
Gaură la gaură: Spațierea insuficientă dintre găuri poate duce la ruperea burghiului și la scurtcircuite.
Gaură la marginea plăcii: Găurile prea apropiate de marginea plăcii pot cauza ruperea inelului de lipire și pot afecta calitatea lipirii.
Densitatea găurilor: Densitatea mare a găurilor poate crește timpul de producție și costurile. Densitatea excesivă a găurilor poate afecta, de asemenea, prețul și programul de livrare.
Găuri speciale: Găurile speciale, cum ar fi semigăurile sau găurile pătrate, necesită o atenție specială în timpul proiectării pentru a asigura fabricabilitatea.
Scurgeri de găuri: Erorile de proiectare, cum ar fi găurile lipsă, pot duce la circuite deschise sau probleme de asamblare.
Găuri în exces:
