Att säkerställa tillförlitligheten hos elektroniska produktdesigner är avgörande. Tillverkningsbarhetsdesign omfattar tre viktiga aspekter: design för tillverkningsbarhet av kretskort, design för kretskortsmontering och kostnadseffektiv tillverkningsdesign. Bland dessa fokuserar design för tillverkningsbarhet av kretskort på tillverkningsperspektivet för kretskort, med hänsyn till processparametrar för att förbättra produktionsutbytet och minska kommunikationskostnaderna. Designaspekter inkluderar linjebredd och -avstånd, hål-till-linje och hål-till-hål-avstånd, vilka alla måste beaktas under designfasen.
Vikten av PCB-design
Inom utveckling av elektroniska produkter fungerar kretskortet som det fysiska mediet för designinnehållet och förverkligar alla designintentioner och produktfunktioner. Därför är kretskortsdesign en oumbärlig länk i alla projekt. Tillverkningsbar design av kretskort kräver ingenjörers uppmärksamhet för att säkerställa att designen överensstämmer med tillverkningskapaciteten.
Vanliga fallgropar i designen
Efter att kretskortsdesignen är klar produceras det fysiska kretskortet. Ofta kan det designade kretskortet inte tillverkas på grund av skillnader mellan designprocessen och produktionsutrustningen. Konstruktionsingenjörer måste förstå produktionsprocessens kapacitet under designfasen för att undvika sådana problem.
DFM-analysens roll
Analysprogramvaran Design for Manufacturability (DFM) utför tillverkningskontroller av det designade kretskortet enligt produktionsprocessparametrar. Den hjälper konstruktörer att identifiera potentiella tillverkningsproblem före produktion och fungerar som en brygga mellan design och tillverkning.
Fallstudier av DFM-inspektionsartiklar
wonderfulpcb DFM Services tillverkningsanalysmjukvara har utvecklat 19 huvudpunkter och 52 detaljerade inspektionsregler för analys av PCB-kort. Dessa regler täcker ett brett spektrum av potentiella tillverkningsproblem. Nedan följer några klassiska fall där DFM-analys har hjälpt användare att lösa problem:
1. Kortslutning i Allegro Design-fil
Vid inspektionen av DFM:s elnät upptäcktes en kortslutning mellan strömförsörjningen och jord. Vid kontroll av PCB-filen i Allegro fann man att jordhålen för värmeavledning på två SMD-plattor var kortslutna med effektskiktet, och att jordhålen inte var isolerade i effektskiktet, vilket resulterade i en kortslutning.
2. PADS-designfil 2D-linjekortslutning
Kontrollen av DFM:s elnät avslöjade en kortslutning mellan strömförsörjning och jord. Verifiering av layoutingenjören visade att en 2D-linje på det femte lagret inte togs bort vid konverteringen av Gerber-filen, vilket ledde till en kortslutning i elnätet.
3. Altium Design File Open Circuit
DFM-kontrollen av det elektriska nätverket identifierade en öppen krets i hela jordnätet på det andra lagret. Genom att använda Altium Designer för att öppna filen visade det sig att alla jordhål var isolerade från kopparfolien, vilket orsakade en öppen krets i jordnätet.
4. Lödmaskfönstret saknas
Undersökningen av avvikelser i lödmaskfönstret i DFM visade att lödmasken saknades i områden avsedda för lödning. Utan ett fönster i lödmasken kan området inte lödas, vilket kan leda till potentiella monteringsproblem.
5. Borrning saknas
Den missade borrningsanalysinspektionen identifierade saknade hål för DIP-enhetens stift. Utan dessa hål kan DIP-enheter inte sättas in och lödas. Om borrning utförs senare kan hålet sakna kopparplätering, vilket resulterar i en öppen krets som inte kan åtgärdas.
DFM-detekteringsfunktioner
1. Kretsanalys
Minsta linjebredd: Konstruktionsingenjörer måste säkerställa att spårbredden är tillräcklig för att hantera den förväntade strömmen. Otillräcklig spårbredd kan leda till överhettning och potentiellt fel.
Minsta avstånd: Tillräckligt avstånd mellan spåren är avgörande för att förhindra kortslutningar och signalstörningar. Avståndet bör uppfylla spänningskrav och tillverkningskapacitet.
SMD-avstånd: Korrekt avstånd mellan SMD-plattorna är avgörande för att förhindra lödbryggor och säkerställa tillförlitliga anslutningar.
Kuddstorlek: Lödplattans dimensioner påverkar lödkvaliteten. För små plattor kan resultera i dåliga lödfogar, medan alltför stora plattor kan orsaka feljustering av komponenterna.
Kopparplätering i galler: Medan kopparplätering i galler kan förbättra värmeavledningen, kan alltför små galleravstånd och linjebredd komplicera tillverkningsprocesser.
Hålringens storlek: Tillräcklig hålringsstorlek är nödvändig för korrekt lödning. Små hålringar kan leda till lödningsproblem, medan små via-hålringar kan orsaka avbrott.
Hål till linje: Otillräckligt avstånd mellan hål och spår kan resultera i kortslutningar under tillverkningen på grund av processtoleranser.
Elektrisk signal: Konstruktionsfel som trasiga spår eller skarpa vinklar kan orsaka tillverkningsutmaningar och problem med signalintegriteten.
Koppar till kanten av kortet: Kopparspår för nära kortkanten kan leda till exponering under gjutning och potentiella installationsproblem.
Pad på hålet: Hålformade plattor kan påverka lödkvaliteten och komponentplaceringen.
Öppen kortslutning: Att upptäcka avbrott eller kortslutningar på grund av konstruktionsfel är avgörande för att förhindra funktionsfel.
2. Borrningsanalys
Borröppning: Små borrhålsstorlekar kan öka produktionskostnaderna och kan vara utom tillverkningskapacitet.
Hål till hål: Otillräckligt avstånd mellan hålen kan leda till att borren går sönder och att det blir kortslutning.
Hål till brädans kant: Hål för nära kortkanten kan orsaka att lödringen går sönder och påverka lödkvaliteten.
Håldensitet: Hög håldensitet kan öka produktionstiden och kostnaderna. För hög håldensitet kan också påverka pris och leveranstider.
Speciella hål: Specialhål som halvhål eller fyrkantiga hål kräver särskild uppmärksamhet under konstruktionen för att säkerställa tillverkningsbarhet.
Läckande hål: Konstruktionsfel som saknade borrhål kan leda till öppna kretsar eller monteringsproblem.
Överskottshål:
