《如何保證電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計?三方面為您解讀,值得收藏!》一文中提到可制造性設(shè)計主要包括三個方面:PCB板可制造性設(shè)計、PCBA可裝配設(shè)計、低制造成本設(shè)計。
其中,PCB板的可制造性設(shè)計主要是站在PCB板制造的角度,考慮制造的制程參數(shù),從而提高制板直通率,降低過程溝通成本。比如說線寬、線距設(shè)計得是否足夠,能否滿足工廠的真實要求,孔到線、孔到孔之間的距離是否合規(guī),這些要點(diǎn)在設(shè)計的時候都需要考慮清楚。
具體而言,在電子產(chǎn)品開發(fā)中,除了邏輯電路圖設(shè)計,PCB作為設(shè)計內(nèi)容的物理載體,所有設(shè)計的意圖,產(chǎn)品功能最終就是通過PCB板實現(xiàn)的。
所以說,PCB設(shè)計在任何項目中都是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。PCB板可制造性設(shè)計需要引起廣大工程師的注意。
但實際情況往往是:在PCB設(shè)計后進(jìn)行電路實物板生產(chǎn),通常會因為設(shè)計與生產(chǎn)設(shè)備的工藝制成不匹配,導(dǎo)致設(shè)計好的PCB板無法生產(chǎn)成實物電路板。
因此,設(shè)計工程師在設(shè)計過程中需清楚地了解生產(chǎn)的工藝制程能力。
DFM可制造性分析軟件,軟件的檢測規(guī)則根據(jù)生產(chǎn)的工藝參數(shù)對設(shè)計的PCB板進(jìn)行可制造性分析。幫助設(shè)計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題,因此DFM為設(shè)計與制造的橋梁。
DFM檢查項案例分享
華秋DFM可制造性分析軟件,針對PCB裸板的分析項開發(fā)了19大項,52細(xì)項檢查規(guī)則,檢查規(guī)則基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題。以下為大家介紹幾個DFM分析幫用戶解決問題的經(jīng)典案例。
Allegro設(shè)計文件短路:
(一)
DFM電氣網(wǎng)絡(luò)檢查項,在DFM軟件里面點(diǎn)擊右鍵選擇電氣網(wǎng)絡(luò),發(fā)現(xiàn)電源跟地是短路的,經(jīng)過核對Allegro里面的PCB文件。發(fā)現(xiàn)有兩個貼片焊盤的散熱地孔跟電源層是短路的,地孔在電源層沒有隔離導(dǎo)致短路。
PADS設(shè)計文件2d線短路:
(二)
DFM電氣網(wǎng)絡(luò)檢查項,在DFM軟件里面點(diǎn)擊右鍵選擇電氣網(wǎng)絡(luò),發(fā)現(xiàn)電源跟地是短路的,經(jīng)過于layout工程師核實,是第五層有2D線,在轉(zhuǎn)Gerber文件時沒有取消2D線,導(dǎo)致檢查電氣網(wǎng)絡(luò)短路。
Altium設(shè)計文件開路:
(三)
DFM電氣網(wǎng)絡(luò)檢查項,在DFM軟件里面點(diǎn)擊右鍵選擇電氣網(wǎng)絡(luò),發(fā)現(xiàn)第二層整版地網(wǎng)絡(luò)沒有連接,用AD軟件打開文件核實,整版地孔都是跟銅皮隔離的,因此導(dǎo)致地網(wǎng)絡(luò)開路。
阻焊漏開窗:
(四)
DFM阻焊開窗異常檢查項,阻焊就是阻止焊接的,阻焊油墨是絕緣的不導(dǎo)電,阻焊開窗是露銅的才能導(dǎo)電,當(dāng)要焊接的地方?jīng)]有開窗,蓋上阻焊油墨就無法焊接使用。
漏鉆孔:
(五)
漏鉆孔分析檢查項,插件孔為DIP器件類型的引腳,如果設(shè)計缺插件孔會導(dǎo)致DIP器件無法插件焊接,如果成品后補(bǔ)鉆孔則孔內(nèi)無銅導(dǎo)致開路,無法補(bǔ)救。導(dǎo)電過孔缺孔的話,電氣網(wǎng)絡(luò)無法導(dǎo)通,則成品開路不導(dǎo)電,無法使用。
DFM檢測功能介紹
01
線路分析
最小線寬:設(shè)計工程師在畫PCB圖時需注意走線的寬度,走線的寬度跟載流的大小相關(guān),線寬小,電流大走線會燒斷。
最小間距:PCB布線時間距應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓,在布線密度較低時,信號線的間距可適當(dāng)?shù)丶哟螅煌盘栕呔€間距小會導(dǎo)致相互串?dāng)_。
SMD間距:SMD為貼片焊盤,同一個器件貼片的兩個焊盤間距小,焊接上錫會導(dǎo)致兩個焊盤相連短路,不同器件的間距小,也會導(dǎo)致不同網(wǎng)絡(luò)焊接連錫短路。
焊盤大小:焊盤的尺寸大小影響焊接,比如Chip件焊盤小會導(dǎo)致焊接不良,焊盤過大會導(dǎo)致器件拉偏或者立碑。
網(wǎng)格鋪銅:為提高PCB的散熱性能,以及防止防焊油墨脫落等,將銅皮設(shè)計為網(wǎng)格狀。在生產(chǎn)制造時網(wǎng)格的間距和線寬小存在一定的生產(chǎn)難度。
孔環(huán)大小:插件孔焊環(huán)小存在無法焊接的問題,過孔的孔環(huán)小,存在開路的風(fēng)險。
孔到線:多層板的內(nèi)層孔到線距離太近,多層板壓合和鉆孔工序有一定的公差,孔到線的間距不足會導(dǎo)致生產(chǎn)短路。
電氣信號:斷頭線存在設(shè)計失誤開路,孤立銅、銳角會造成一定的生產(chǎn)難度。
銅到板邊:板邊的銅離外形很近在成型時會導(dǎo)致露銅,成品安裝可能存在漏電的情況。
孔上焊盤:焊盤上面的孔,是指貼片焊盤上面的孔,會影響焊接貼片。
開短路:開短路分析,檢測設(shè)計失誤導(dǎo)致開短路的問題。
02
鉆孔分析
鉆孔孔徑:鉆孔的孔徑小影響生產(chǎn)成本,機(jī)械鉆孔極限0.15mm,孔徑越小成本越高。
孔到孔:孔到孔的間距小,鉆孔時會斷鉆咀,存在一定的短路問題。
孔到板邊:插件孔距板邊太近會破焊環(huán),影響焊接,過孔離板邊近存在電氣導(dǎo)通性的問題。
孔密度:孔密度為每平方內(nèi)的孔數(shù),單位萬/m。密度越大,生產(chǎn)耗時越長。孔密度大于一定值,會影響價格和生產(chǎn)交期。
特殊孔:特殊孔是指半孔、方孔,半孔過小會存在半孔無銅,方孔因EDA軟件問題,無法識別需特殊備注。
漏孔:檢測設(shè)計失誤存在誤刪鉆孔,導(dǎo)致開路或無法插件焊接的問題。
多余孔:檢測不存在的鉆孔,比如Gerber文件跟鉆孔對不上,不該有的地方有孔。
非導(dǎo)通孔:非導(dǎo)通孔是指盲埋孔的導(dǎo)通層屬性,鉆孔的導(dǎo)通層只導(dǎo)通一層的情況下為非導(dǎo)通孔。
03
阻焊分析
阻焊橋:阻焊橋分析,焊盤與焊盤中間無阻焊時存在焊接連錫短路的風(fēng)險。阻焊蓋線,阻焊窗口覆蓋走線,導(dǎo)致走線裸露,不同網(wǎng)絡(luò)之間的線裸露后有短路的風(fēng)險。
阻焊少開窗:阻焊開窗是指板子需裸露焊接的部分。如焊盤未開窗將會被阻焊油蓋住無法焊接。
04
字符分析
絲印距離:字符設(shè)計需遠(yuǎn)離阻焊開窗,否則會導(dǎo)致字符上焊盤或字符殘缺。
華秋DFM是華秋電子自主研發(fā)的PCB可制造性分析軟件,它是一款免費(fèi)的國產(chǎn)軟件,主要的功能包括PCB裸板分析、PCBA裝配分析、優(yōu)化方向推薦、價格交期評估、供應(yīng)鏈下單、阻抗計算等工具。致力于在制造前期解決或發(fā)現(xiàn)所有可能的質(zhì)量隱患,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本,提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
具體來看,針對可制造性設(shè)計所包括的三個方面,華秋DFM均推出了對應(yīng)的功能。
本文針對PCB裸板分析進(jìn)行了具體的演示介紹,后續(xù)將圍繞PCBA組裝分析進(jìn)行講解,歡迎大家持續(xù)關(guān)注【華秋電子】公眾號!
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