Распространенные вызовы проектирования печатных плат и как их избежать

Самая базовая форма дизайна для производства (DFM), применяемая к печатным платам, — это использование правил проектирования и проверки правил проектирования (DRC) в программном обеспечении для проектирования печатных плат. Проверка правил проектирования (DRC) — это процесс просмотра дизайна для определения, соответствует ли он производственным возможностям производителя печатных плат. Обычно дизайнер получает наивысшие толерантности, которые поддерживает производитель печатных плат, загружает эти толерантности в свою программу проектирования и затем запускает тест правил проектирования на своем предполагаемом дизайне. Проверки правил проектирования обычно интегрированы в ПО для проектирования печатных плат и обычно не считаются дополнительной услугой. Более продвинутое ПО для анализа DFM также доступно для поиска более сложных и менее очевидных дефектов дизайна. Обычно проверка DFM ПО предлагается производителями печатных плат клиентам как дополнительная услуга. Причина этого различия — в дополнительной стоимости высококлассного ПО DFM и дополнительном обучении, необходимом для его использования.

1. Недостаточное термическое облегчение (Starved thermals)

Недостаточное термическое облегчение возникает, когда термические рельефные трассы, соединенные с площадкой, не правильно соединены с ассоциированной медной плоскостью. Довольно часто интервал между виа пройдет базовую проверку правил проектирования, но прикрепленные термические рельефные трассы будут прерваны, и задетые виа будут неадекватно изолированы от своих назначенных медных заливок. Эта проблема чаще всего видна, когда множественные виа размещены в близости друг к другу.

2. Кислотные ловушки (Acid traps)

Когда две трассы соединены под очень острым углом, возможно, что травящий раствор, используемый для удаления меди с чистой платы, «застрянет» на этих стыках. Эта ловушка обычно называется кислотной ловушкой. Кислотные ловушки могут заставить трассы стать отключенными от их назначенных цепей и оставить эти трассы разомкнутыми. Проблема кислотных ловушек была снижена в последние годы производителями, переключившимися на использование фотоактивированных травящих растворов. Так что, хотя все еще хорошей идеей является убедиться, что ваши трассы не встречаются под острыми углами, проблема меньше беспокойства, чем была в прошлом.

3. Серебряные сливки (Silvers / Slivers)

Если очень маленькие части медной заливки соединены с большими частями той же медной заливки только через узкую трассу, возможно, что они отломится во время производства, «поплывут» к другим частям платы и вызовут не преднамеренные замыкания. Проблемы, представленные серебряными сливками, были снижены в последние годы производителями, переключившимися на фотоактивированные травящие растворы. Так что, хотя серебряные сливки все еще должны избегаться в дизайнах, они не так преобладают как проблема, как в прошлом.

4. Недостаточное кольцо (Insufficient annular ring)

Виа делаются бурением через площадки с обеих сторон платы и металлизацией стенок этих отверстий для соединения двух сторон платы. Если размер площадки, указанный в дизайне, слишком мал, виа может не удаться из-за того, что бур берет слишком большую часть площадок. Минимальный размер кольца обычно является частью процесса DRC. Эта проблема упомянута здесь из-за нередкого случая промахов бурения в прототипных платах.

5. Виа в площадке (Via in Pads)

Иногда может быть удобно спроектировать виа, позиционированное внутри печатной площадки. Однако виа в площадке может вызвать проблемы, когда приходит время для монтажа платы. Виа забирает паяльну с площадки и вызывает неправильный монтаж компонента, ассоциированного с площадкой.

На изображении ниже показана разница между печатной платой с виа в площадке и нормальной печатной платой.

6. Медь слишком близко к краю платы

Обычно выявляется во время проверки правил проектирования, размещение медных слоев слишком близко к краю платы может вызвать замыкание этих слоев вместе, когда плата резается до размера в производственном процессе. Хотя этот вид ошибки должен выявляться с использованием функций DRC, обычно доступных в ПО для проектирования печатных плат, производитель печатных плат, делающий DFM проверку, также выявит эту проблему.

7. Отсутствие паяльной маски между площадками

В очень плотно размещенных устройствах с малым шагом выводов довольно часто нет паяльной маски между выводами из-за стандартных настроек дизайна. Пропуск указанной паяльной маски может привести к образованию паяных мостиков легче, когда мелкошаговый компонент прикрепляется к печатной плате во время монтажа.

Мы предоставляем профессиональные сервисы монтажа печатных плат уже много лет, мы способны воздерживаться от отсутствия паяльной маски между площадками. На изображении ниже показана наша высокая точность паяльной маски между площадками QFN с шагом 0,4 мм.

8. Tombstoning (эффект «надгробия»)

Когда маленькие пассивные поверхностно-монтируемые компоненты паяются к монтажу печатной платы с использованием рефлоу-процесса, часто случается, что они поднимаются на одном конце и «становятся надгробием». Tombstoning может сильно влиять на выход печатных плат и быстро повышать производственные затраты. Источником tombstoning может быть некорректные посадочные рисунки и несбалансированное термическое облегчение к площадкам устройства. Tombstoning может быть эффективно смягчен использованием DFM проверок.

Ниже изображение — образец tombstoning и его схема.

Есть файл дизайна печатной платы на руках? PCBCart может позаботиться о вашем производстве печатных плат!

PCBCart производит кастомные печатные платы уже более десяти лет. У нас богатый опыт работы с любыми видами производственных требований печатных плат. Независимо от того, ищете ли вы голые платы или готовые продукты с компонентами, смонтированными на них, мы можем помочь. Нажмите следующие кнопки для быстрого получения цены на печатную плату!

Полезные ресурсы:
• Требования к файлам проектирования печатных плат для быстрого расчета стоимости монтажа и производства
• PCBCart предоставляет полнофункциональный сервис изготовления печатных плат
• Помимо изготовления печатных плат, PCBCart также предлагает продвинутый полный сервис монтажа печатных плат
• Паяльная маска и советы по ее проектированию
• Соотношение между весом меди, шириной трассы и токомонесущей способностью