Обеспечение надежности электронных продуктов имеет решающее значение. Проектирование технологичности охватывает три ключевых аспекта: проектирование технологичности печатных плат, проектирование сборки печатных плат и экономически эффективное проектирование производства. Среди них проектирование технологичности печатных плат фокусируется на перспективе производства печатных плат, учитывая параметры процесса для повышения производительности и снижения затрат на связь. Проектные соображения включают ширину и интервал линий, расстояния между линиями и отверстиями, все из которых должны быть учтены на этапе проектирования.
Важность проектирования печатной платы
При разработке электронных продуктов печатная плата служит физическим носителем для содержания дизайна, реализуя все замыслы дизайна и функции продукта. Поэтому проектирование печатной платы является неотъемлемым звеном в любом проекте. Проектирование технологичности печатных плат требует внимания инженеров, чтобы гарантировать, что проект соответствует производственным возможностям.
Распространенные ошибки дизайна
После завершения проектирования печатной платы производится физическая печатная плата. Часто спроектированная печатная плата не может быть изготовлена из-за несоответствий между процессом проектирования и производственным оборудованием. Инженеры-конструкторы должны понимать возможности производственного процесса на этапе проектирования, чтобы избежать подобных проблем.
Роль DFM-анализа
Аналитическое программное обеспечение Design for Manufacturability (DFM) выполняет проверки технологичности разработанной печатной платы в соответствии с параметрами производственного процесса. Оно помогает инженерам-конструкторам выявлять потенциальные проблемы технологичности до начала производства, выступая в качестве моста между проектированием и производством.
Примеры объектов инспекции DFM
wonderfulpcb DFM Services программное обеспечение для анализа технологичности разработало 19 основных пунктов и 52 подробных правила инспекции для анализа пустых плат печатных плат. Эти правила охватывают широкий спектр потенциальных производственных проблем. Ниже приведены некоторые классические случаи, когда анализ DFM помог пользователям в решении проблем:
1. Короткое замыкание в файле дизайна Allegro
При проверке электрической сети DFM было обнаружено короткое замыкание между источником питания и землей. При проверке файла печатной платы в Allegro было обнаружено, что отверстия заземления теплоотвода двух SMD-площадок были закорочены со слоем питания, а отверстия заземления не были изолированы в слое питания, что привело к короткому замыканию.
2. Файл проекта PADS 2D Линия Короткое замыкание
Проверка электросети DFM выявила короткое замыкание между источником питания и землей. Проверка инженером-компоновщиком показала, что при конвертации Gerber-файла не была отменена 2D-линия на пятом слое, что привело к короткому замыканию в электросети.
3. Открытая схема файла Altium Design
Проверка электрической сети DFM выявила обрыв цепи во всей сети заземления на втором слое. Использование Altium Designer для открытия файла показало, что все отверстия заземления были изолированы от медной фольги, что привело к обрыву цепи в сети заземления.
4. Отсутствует окно паяльной маски
Проверка неисправностей окна паяльной маски DFM выявила, что паяльная маска отсутствовала в областях, предназначенных для пайки. Без окна в паяльной маске область не может быть запаяна, что приводит к потенциальным проблемам сборки.
5. Отсутствующее бурение
Проверка анализа пропущенных отверстий выявила отсутствие отверстий для штырьков DIP-устройства. Без этих отверстий DIP-устройства не могут быть вставлены и спаяны. Если сверление будет выполнено позже, отверстие может не иметь медного покрытия, что приведет к разомкнутой цепи, которую невозможно будет исправить.
Функции обнаружения DFM
1. Анализ схемы
Минимальная ширина дорожки: Инженеры-проектировщики должны убедиться, что ширина дорожек достаточна для пропускания ожидаемого тока. Недостаточная ширина дорожек может привести к перегреву и потенциальному выходу из строя.
Минимальное расстояние: Достаточное расстояние между дорожками имеет важное значение для предотвращения коротких замыканий и помех сигнала. Расстояние должно соответствовать требованиям к напряжению и производственным возможностям.
Расстояние между SMD-компонентами: Правильное расстояние между контактными площадками SMD-компонентов имеет решающее значение для предотвращения образования паяных перемычек и обеспечения надежных соединений.
Размер контактной площадки: Размеры контактных площадок влияют на качество пайки. Слишком маленькие площадки могут привести к некачественным паяным соединениям, а чрезмерно большие — к смещению компонентов.
Покрытие медью в виде сетки: Хотя покрытие медью в виде сетки может улучшить рассеивание тепла, чрезмерно малое расстояние между ячейками сетки и ширина линий могут усложнить производственные процессы.
Размер кольцевого отверстия: Для правильной пайки необходим достаточный размер кольцевого отверстия. Малые кольцевые отверстия могут привести к трудностям при пайке, а малые кольцевые отверстия для переходных отверстий могут вызвать обрыв цепи.
Расстояние между отверстиями и дорожками: Недостаточное расстояние между отверстиями и дорожками может привести к коротким замыканиям во время производства из-за технологических допусков.
Электрический сигнал: ошибки проектирования, такие как обрыв дорожек или острые углы, могут создавать производственные трудности и проблемы с целостностью сигнала.
Медные дорожки слишком близко к краю платы: медные дорожки, расположенные слишком близко к краю платы, могут привести к их обнажению во время формовки и потенциальным проблемам при монтаже.
Контактная площадка с отверстием: Контактные площадки с отверстиями могут влиять на качество пайки и размещение компонентов.
Обрыв или короткое замыкание: Выявление обрывов или коротких замыканий, вызванных ошибками проектирования, имеет важное значение для предотвращения функциональных сбоев.
2. Анализ бурения
Диаметр сверления: Малые размеры отверстий, в которые можно просверлить отверстие, могут увеличить производственные затраты и выйти за рамки возможностей производства.
Расстояние между отверстиями: Недостаточное расстояние между отверстиями может привести к поломке сверла и короткому замыканию.
Расстояние от отверстия до края платы: Отверстия, расположенные слишком близко к краю платы, могут привести к обрыву паяного кольца и ухудшить качество пайки.
Плотность отверстий: Высокая плотность отверстий может увеличить время и стоимость производства. Чрезмерная плотность отверстий также может повлиять на цену и сроки поставки.
Специальные отверстия: Специальные отверстия, такие как полукруглые или квадратные отверстия, требуют особого внимания на этапе проектирования для обеспечения технологичности изготовления.
Негерметичные отверстия: ошибки проектирования, такие как отсутствие отверстий для сверления, могут привести к обрыву цепи или проблемам при сборке.
Лишние отверстия:
