Zagotavljanje zanesljivosti zasnove elektronskih izdelkov je ključnega pomena. Zasnova proizvodnosti zajema tri ključne vidike: zasnovo proizvodnosti tiskanih vezij (PCB), zasnovo sestave tiskanih vezij (PCBA) in stroškovno učinkovito zasnovo proizvodnje. Med njimi se zasnova proizvodnosti tiskanih vezij osredotoča na proizvodni vidik tiskanih vezij, pri čemer upošteva procesne parametre za izboljšanje proizvodnega donosa in zmanjšanje stroškov komunikacije. Med oblikovalskimi vidiki so širina in razmik linij, razdalje med luknjami in med luknjami, kar je treba upoštevati že v fazi načrtovanja.
Pomen načrtovanja tiskanih vezij
Pri razvoju elektronskih izdelkov služi tiskano vezje kot fizični medij za vsebino zasnove, s čimer se uresničijo vsi načrti in funkcije izdelka. Zato je zasnova tiskanih vezij nepogrešljiv člen v vsakem projektu. Zasnova izdelave tiskanih vezij zahteva pozornost inženirjev, da se zagotovi skladnost zasnove s proizvodnimi zmogljivostmi.
Pogoste pasti oblikovanja
Po končanem načrtovanju tiskanega vezja se izdela fizično vezje. Pogosto načrtovanega tiskanega vezja ni mogoče izdelati zaradi neskladij med procesom načrtovanja in proizvodno opremo. Inženirji načrtovanja morajo med fazo načrtovanja razumeti zmogljivosti proizvodnega procesa, da se izognejo takšnim težavam.
Vloga DFM analize
Programska oprema za analizo načrtovanja za izdelovalnost (DFM) izvaja preverjanja izdelovalnosti zasnovane tiskane vezije v skladu s parametri proizvodnega procesa. Pomaga inženirjem načrtovanja prepoznati morebitne težave s izdelovalnostjo pred proizvodnjo in služi kot most med načrtovanjem in proizvodnjo.
Študije primerov predmetov inšpekcijskega pregleda DFM
Programska oprema wonderfulpcb DFM Services za analizo proizvodnosti je razvila 19 glavnih postavk in 52 podrobnih pravil pregleda za analizo golih tiskanih vezij. Ta pravila zajemajo širok spekter morebitnih proizvodnih težav. Spodaj je nekaj klasičnih primerov, ko je analiza DFM uporabnikom pomagala pri reševanju težav:
1. Kratek stik v datoteki Allegro Design
Pri pregledu električnega omrežja DFM je bil zaznan kratek stik med napajalnikom in ozemljitvijo. Pri preverjanju datoteke PCB v programu Allegro je bilo ugotovljeno, da sta bili ozemljitveni odprtini za odvajanje toplote dveh SMD ploščic kratko sklenjeni z napajalno plastjo in da ozemljitveni odprtini v napajalni plasti nista bili izolirani, kar je povzročilo kratek stik.
2. Datoteka za načrtovanje PADS 2D linije kratkega stika
Preverjanje električnega omrežja z DFM je razkrilo kratek stik med napajanjem in ozemljitvijo. Preverjanje, ki ga je opravil inženir postavitve, je pokazalo, da dvodimenzionalna linija na peti plasti pri pretvorbi Gerber datoteke ni bila izbrisana, kar je povzročilo kratek stik v električnem omrežju.
3. Altium Design File Open Circuit
Preverjanje električnega omrežja z DFM je odkrilo odprt tokokrog v celotnem ozemljitvenem omrežju na drugi plasti. Z uporabo programa Altium Designer za odpiranje datoteke je bilo ugotovljeno, da so bile celotne ozemljitvene luknje izolirane od bakrene folije, kar je povzročilo odprt tokokrog v ozemljitvenem omrežju.
4. Manjka okno spajkalne maske
Pregled nepravilnosti okna spajkalne maske DFM je pokazal, da spajkalna maska manjka na območjih, namenjenih spajkanju. Brez okna v spajkalni maski območja ni mogoče spajkati, kar lahko povzroči težave pri sestavljanju.
5. Manjkajoče vrtanje
Pri pregledu z analizo vrtanja so bile ugotovljene manjkajoče luknje za nožice DIP naprav. Brez teh lukenj DIP naprav ni mogoče vstaviti in spajkati. Če se vrtanje izvede pozneje, lahko luknja nima bakrene prevleke, kar povzroči odprt tokokrog, ki ga ni mogoče odpraviti.
Funkcije zaznavanja DFM
1. Analiza vezij
Najmanjša širina črte: Projektanti morajo zagotoviti, da je širina sledi ustrezna za pričakovani tok. Premajhna širina sledi lahko povzroči pregrevanje in morebitno okvaro.
Najmanjša razdalja: Za preprečevanje kratkih stikov in motenj signalov je bistvenega pomena zadosten razmik med sledmi. Razmik mora ustrezati napetostnim zahtevam in proizvodnim zmogljivostim.
Razmik SMD: Pravilen razmik med SMD ploščicami je ključnega pomena za preprečevanje spajkanja in zagotavljanje zanesljivih povezav.
Velikost blazinice: Dimenzije spajkalnih blazinic vplivajo na kakovost spajkanja. Premajhne spajkalne blazinice lahko povzročijo slabe spajkalne spoje, pretirano velike pa lahko povzročijo nepravilno poravnavo komponent.
Bakrena prevleka mreže: Čeprav lahko bakrena prevleka mreže izboljša odvajanje toplote, lahko pretirano majhen razmik mreže in širina črte oteži proizvodne procese.
Velikost obroča za luknjo: Za pravilno spajkanje je potrebna ustrezna velikost obroča z luknjo. Majhni obroči z luknjo lahko povzročijo težave pri spajkanju, majhni obroči z luknjo za prehod pa lahko povzročijo odprte tokokroge.
Od luknje do črte: Premajhna razdalja med luknjami in sledmi lahko zaradi procesnih toleranc povzroči kratke stike med proizvodnjo.
Električni signal: Napake v načrtovanju, kot so prelomljene sledi ali ostri koti, lahko povzročijo težave pri izdelavi in težave z integriteto signala.
Baker do roba plošče: Bakrene sledi preblizu roba plošče lahko povzročijo izpostavljenost med oblikovanjem in morebitne težave z namestitvijo.
Blazinica na luknji: Spajkalne blazinice z luknjami lahko vplivajo na kakovost spajkanja in postavitev komponent.
Odprt kratek stik: Odkrivanje odprtih ali kratkih stikov zaradi napak v načrtovanju je bistvenega pomena za preprečevanje funkcionalnih okvar.
2. Analiza vrtanja
Vrtalna odprtina: Majhne velikosti izvrtin lahko povečajo proizvodne stroške in lahko presežejo proizvodne zmogljivosti.
Od luknje do luknje: Premajhen razmik med luknjami lahko povzroči lom svedra in kratke stike.
Od luknje do roba plošče: Luknje, ki so preblizu roba plošče, lahko povzročijo zlom spajkalnega obroča in vplivajo na kakovost spajkanja.
Gostota lukenj: Visoka gostota lukenj lahko poveča čas proizvodnje in stroške. Prekomerna gostota lukenj lahko vpliva tudi na ceno in dobavne roke.
Posebne luknje: Posebne luknje, kot so polovične ali kvadratne luknje, zahtevajo posebno pozornost med načrtovanjem, da se zagotovi izdelovalnost.
Puščajoče luknje: Napake pri načrtovanju, kot so manjkajoče luknje, lahko povzročijo odprte tokokroge ali težave pri montaži.
Odvečne luknje:
