你知道嗎?電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中,PCB設計在任何項目中都是不可缺少的一個(gè)環(huán)節

發(fā)布時(shí)間:2022-9-1 18:31    發(fā)布者:華秋電子
《如何保證電子產(chǎn)品可靠性設計?三方面為您解讀,值得收藏!》一文中提到可制造性設計主要包括三個(gè)方面:PCB板可制造性設計、PCBA可裝配設計、低制造成本設計。

其中,PCB板的可制造性設計主要是站在PCB板制造的角度,考慮制造的制程參數,從而提高制板直通率,降低過(guò)程溝通成本。比如說(shuō)線(xiàn)寬、線(xiàn)距設計得是否足夠,能否滿(mǎn)足工廠(chǎng)的真實(shí)要求,孔到線(xiàn)、孔到孔之間的距離是否合規,這些要點(diǎn)在設計的時(shí)候都需要考慮清楚。



具體而言,在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中,除了邏輯電路圖設計,PCB作為設計內容的物理載體,所有設計的意圖,產(chǎn)品功能最終就是通過(guò)PCB板實(shí)現的。

所以說(shuō),PCB設計在任何項目中都是不可缺少的一個(gè)環(huán)節。PCB板可制造性設計需要引起廣大工程師的注意。

但實(shí)際情況往往是:在PCB設計后進(jìn)行電路實(shí)物板生產(chǎn),通常會(huì )因為設計與生產(chǎn)設備的工藝制成不匹配,導致設計好的PCB板無(wú)法生產(chǎn)成實(shí)物電路板。

因此,設計工程師在設計過(guò)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,軟件的檢測規則根據生產(chǎn)的工藝參數對設計的PCB板進(jìn)行可制造性分析。幫助設計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問(wèn)題,因此DFM為設計與制造的橋梁。

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(kāi)發(fā)了19大項,52細項檢查規則,檢查規則基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問(wèn)題。以下為大家介紹幾個(gè)DFM分析幫用戶(hù)解決問(wèn)題的經(jīng)典案例。

Allegro設計文件短路:
(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)現電源跟地是短路的,經(jīng)過(guò)核對Allegro里面的PCB文件。發(fā)現有兩個(gè)貼片焊盤(pán)的散熱地孔跟電源層是短路的,地孔在電源層沒(méi)有隔離導致短路。




PADS設計文件2d線(xiàn)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)現電源跟地是短路的,經(jīng)過(guò)于layout工程師核實(shí),是第五層有2D線(xiàn),在轉Gerber文件時(shí)沒(méi)有取消2D線(xiàn),導致檢查電氣網(wǎng)絡(luò )短路。




Altium設計文件開(kāi)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)現第二層整版地網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有連接,用AD軟件打開(kāi)文件核實(shí),整版地孔都是跟銅皮隔離的,因此導致地網(wǎng)絡(luò )開(kāi)路。




阻焊漏開(kāi)窗:
(四)
DFM阻焊開(kāi)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電,阻焊開(kāi)窗是露銅的才能導電,當要焊接的地方?jīng)]有開(kāi)窗,蓋上阻焊油墨就無(wú)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(lèi)型的引腳,如果設計缺插件孔會(huì )導致DIP器件無(wú)法插件焊接,如果成品后補鉆孔則孔內無(wú)銅導致開(kāi)路,無(wú)法補救。導電過(guò)孔缺孔的話(huà),電氣網(wǎng)絡(luò )無(wú)法導通,則成品開(kāi)路不導電,無(wú)法使用。




DFM檢測功能介紹


01
線(xiàn)路分析

最小線(xiàn)寬:設計工程師在畫(huà)PCB圖時(shí)需注意走線(xiàn)的寬度,走線(xiàn)的寬度跟載流的大小相關(guān),線(xiàn)寬小,電流大走線(xiàn)會(huì )燒斷。

最小間距:PCB布線(xiàn)時(shí)間距應盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓,在布線(xiàn)密度較低時(shí),信號線(xiàn)的間距可適當地加大,不同信號走線(xiàn)間距小會(huì )導致相互串擾。

SMD間距:SMD為貼片焊盤(pán),同一個(gè)器件貼片的兩個(gè)焊盤(pán)間距小,焊接上錫會(huì )導致兩個(gè)焊盤(pán)相連短路,不同器件的間距小,也會(huì )導致不同網(wǎng)絡(luò )焊接連錫短路。

焊盤(pán)大。汉副P(pán)的尺寸大小影響焊接,比如Chip件焊盤(pán)小會(huì )導致焊接不良,焊盤(pán)過(guò)大會(huì )導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,將銅皮設計為網(wǎng)格狀。在生產(chǎn)制造時(shí)網(wǎng)格的間距和線(xiàn)寬小存在一定的生產(chǎn)難度。

孔環(huán)大。翰寮缀腑h(huán)小存在無(wú)法焊接的問(wèn)題,過(guò)孔的孔環(huán)小,存在開(kāi)路的風(fēng)險。

孔到線(xiàn):多層板的內層孔到線(xiàn)距離太近,多層板壓合和鉆孔工序有一定的公差,孔到線(xiàn)的間距不足會(huì )導致生產(chǎn)短路。
電氣信號:斷頭線(xiàn)存在設計失誤開(kāi)路,孤立銅、銳角會(huì )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(shí)會(huì )導致露銅,成品安裝可能存在漏電的情況。

孔上焊盤(pán):焊盤(pán)上面的孔,是指貼片焊盤(pán)上面的孔,會(huì )影響焊接貼片。

開(kāi)短路:開(kāi)短路分析,檢測設計失誤導致開(kāi)短路的問(wèn)題。

02
鉆孔分析

鉆孔孔徑:鉆孔的孔徑小影響生產(chǎn)成本,機械鉆孔極限0.15mm,孔徑越小成本越高。

孔到孔:孔到孔的間距小,鉆孔時(shí)會(huì )斷鉆咀,存在一定的短路問(wèn)題。

孔到板邊:插件孔距板邊太近會(huì )破焊環(huán),影響焊接,過(guò)孔離板邊近存在電氣導通性的問(wèn)題。

孔密度:孔密度為每平方內的孔數,單位萬(wàn)/m。密度越大,生產(chǎn)耗時(shí)越長(cháng)?酌芏却笥谝欢ㄖ,會(huì )影響價(jià)格和生產(chǎn)交期。

特殊孔:特殊孔是指半孔、方孔,半孔過(guò)小會(huì )存在半孔無(wú)銅,方孔因EDA軟件問(wèn)題,無(wú)法識別需特殊備注。

漏孔:檢測設計失誤存在誤刪鉆孔,導致開(kāi)路或無(wú)法插件焊接的問(wèn)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。

非導通孔:非導通孔是指盲埋孔的導通層屬性,鉆孔的導通層只導通一層的情況下為非導通孔。

03
阻焊分析

阻焊橋:阻焊橋分析,焊盤(pán)與焊盤(pán)中間無(wú)阻焊時(shí)存在焊接連錫短路的風(fēng)險。阻焊蓋線(xiàn),阻焊窗口覆蓋走線(xiàn),導致走線(xiàn)裸露,不同網(wǎng)絡(luò )之間的線(xiàn)裸露后有短路的風(fēng)險。

阻焊少開(kāi)窗:阻焊開(kāi)窗是指板子需裸露焊接的部分。如焊盤(pán)未開(kāi)窗將會(huì )被阻焊油蓋住無(wú)法焊接。

04
字符分析

絲印距離:字符設計需遠離阻焊開(kāi)窗,否則會(huì )導致字符上焊盤(pán)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(jià)格交期評估、供應鏈下單、阻抗計算等工具。致力于在制造前期解決或發(fā)現所有可能的質(zhì)量隱患,將產(chǎn)品研制的迭代次數降到最低,減少成本,提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力。

具體來(lái)看,針對可制造性設計所包括的三個(gè)方面,華秋DFM均推出了對應的功能。

本文針對PCB裸板分析進(jìn)行了具體的演示介紹,后續將圍繞PCBA組裝分析進(jìn)行講解,歡迎大家持續關(guān)注【華秋電子】公眾號!

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