Забезпечення надійності конструкцій електронних виробів має вирішальне значення. Проектування технологічності охоплює три ключові аспекти: проектування технологічності друкованих плат, проектування складання друкованих плат та економічно ефективне проектування виробництва. Серед них проектування технологічності друкованих плат зосереджується на виробничій перспективі друкованих плат, враховуючи параметри процесу для підвищення виробничої ефективності та зниження витрат на зв'язок. До конструктивних міркувань належать ширина та інтервал між лініями, відстані між отворами та між отворами, і всі вони повинні бути враховані на етапі проектування.
Важливість проектування друкованих плат
У розробці електронних виробів друкована плата служить фізичним носієм для проектного змісту, реалізуючи всі дизайнерські задуми та функції виробу. Тому проектування друкованих плат є невід'ємною ланкою в будь-якому проекті. Проектування технологічності друкованих плат вимагає уваги інженерів, щоб забезпечити відповідність проекту виробничим можливостям.
Поширені помилки дизайну
Після завершення проектування друкованої плати виготовляється фізична друкована плата. Часто розроблену друковану плату неможливо виготовити через невідповідність між процесом проектування та виробничим обладнанням. Інженери-конструктори повинні розуміти можливості виробничого процесу на етапі проектування, щоб уникнути таких проблем.
Роль DFM-аналізу
Програмне забезпечення для аналізу технологічності проектування (DFM) виконує перевірку технологічності розробленої друкованої плати відповідно до параметрів виробничого процесу. Воно допомагає інженерам-конструкторам виявляти потенційні проблеми технологічності перед виробництвом, слугуючи мостом між проектуванням та виробництвом.
Тематичні дослідження елементів інспекції DFM
Програмне забезпечення wonderfulpcb DFM Services для аналізу технологічності розробило 19 основних пунктів та 52 детальних правила перевірки для аналізу голих плат друкованих плат. Ці правила охоплюють широкий спектр потенційних виробничих проблем. Нижче наведено деякі класичні випадки, коли аналіз DFM допоміг користувачам вирішити проблеми:
1. Коротке замикання файлу Allegro Design
Під час перевірки електричної мережі DFM було виявлено коротке замикання між джерелом живлення та землею. Після перевірки файлу друкованої плати в Allegro було виявлено, що отвори заземлення для розсіювання тепла двох SMD-контактних площадок були закорочені з силовим шаром, а отвори заземлення не були ізольовані в силовому шарі, що призвело до короткого замикання.
2. Файл проектування PADS для двовимірного короткого замикання лінії
Перевірка електричної мережі DFM виявила коротке замикання між джерелом живлення та землею. Перевірка, проведена інженером-проєктувальником, показала, що двовимірна лінія на п'ятому шарі не була скасована під час конвертації файлу Gerber, що призвело до короткого замикання в електричній мережі.
3. Altium Design File Open Circuit
Перевірка електричної мережі DFM виявила розрив ланцюга у всій мережі заземлення на другому шарі. Використання Altium Designer для відкриття файлу показало, що всі отвори заземлення були ізольовані від мідної фольги, що призвело до розриву ланцюга в мережі заземлення.
4. Відсутнє віконце паяльної маски
Перевірка DFM на наявність аномалій у вікні паяльної маски виявила, що паяльна маска відсутня в ділянках, призначених для паяння. Без вікна в паяльній масці цю ділянку неможливо припаяти, що призводить до потенційних проблем зі складанням.
5. Пропущене буріння
Перевірка аналізу пропущених отворів для свердління виявила відсутність отворів для контактів DIP-пристроїв. Без цих отворів DIP-пристрої неможливо вставити та припаяти. Якщо свердління виконати пізніше, отвір може не мати мідного покриття, що призведе до розриву кола, який неможливо усунути.
Функції виявлення DFM
1. Аналіз схеми
Мінімальна ширина лінії: Інженери-конструктори повинні забезпечити достатню ширину доріжок для обробки очікуваного струму. Недостатня ширина доріжок може призвести до перегріву та потенційної поломки.
Мінімальна відстань: Достатня відстань між проводами є важливою для запобігання коротким замиканням та перешкодам сигналу. Відстань повинна відповідати вимогам до напруги та виробничим можливостям.
Відстань між поверхневими монтажними елементами: Правильний відстань між SMD-контактними майданчиками має вирішальне значення для запобігання паяним місткам та забезпечення надійних з'єднань.
Розмір колодки: Розміри контактних площадок впливають на якість паяння. Занадто малі контактні площадки можуть призвести до поганих паяних з'єднань, тоді як надмірно великі контактні площадки можуть спричинити перекіс компонентів.
Мідне покриття сітки: Хоча міднення сітки може покращити розсіювання тепла, надмірно мала відстань між сітками та ширина лінії можуть ускладнити виробничі процеси.
Розмір кільця для отвору: Для належного паяння необхідний достатній розмір кільця отвору. Малі кільця отвору можуть призвести до труднощів з паянням, тоді як малі кільця з'єднувального отвору можуть спричинити розрив ланцюга.
Отвір до лінії: Недостатня відстань між отворами та доріжками може призвести до коротких замикань під час виробництва через технологічні допуски.
Електричний сигнал: Помилки проектування, такі як пошкоджені доріжки або гострі кути, можуть спричинити виробничі проблеми та проблеми з цілісністю сигналу.
Мідь до краю плати: Мідні доріжки, розташовані занадто близько до краю плати, можуть призвести до оголення під час формування та потенційних проблем з монтажем.
Накладка на отвір: Контактні майданчики з отворами можуть впливати на якість паяння та розміщення компонентів.
Розімкнуте коротке замикання: Виявлення розривів або коротких замикань, спричинених помилками проектування, є важливим для запобігання функціональним збоям.
2. Аналіз буріння
Отвір для свердління: Малі розміри свердловин можуть збільшити виробничі витрати та можуть перевищувати виробничі можливості.
Від отвору до отвору: Недостатня відстань між отворами може призвести до поломки свердла та короткого замикання.
Отвір до краю дошки: Отвори, розташовані занадто близько до краю плати, можуть призвести до поломки припойного кільця та вплинути на якість паяння.
Щільність отворів: Висока щільність отворів може збільшити час виробництва та витрати. Надмірна щільність отворів також може вплинути на ціну та графіки поставок.
Спеціальні отвори: Спеціальні отвори, такі як півотвори або квадратні отвори, потребують особливої уваги під час проектування, щоб забезпечити технологічність.
Протікання отворів: Помилки проектування, такі як відсутність отворів для свердління, можуть призвести до розриву ланцюгів або проблем зі складанням.
Зайві отвори:
