Drei häufige Fehler im PCB-Design, die Sie in Ihren Gerber-Dateien erkennen können

Das Erkennen einiger häufiger Fehler im PCB-Design hilft dabei, Ihre Platine schneller in die Produktion zu bringen

Ich gebe zu, dass ich bis zum Graduiertenstudium kein ausgezeichneter Student war. Ab diesem Zeitpunkt begann ich, mehr Energie in meine Hausaufgaben zu stecken als in die meisten anderen Bereiche meines Lebens. Sicher, mein Sozialleben existierte nicht mehr, aber ich wurde bald ein vorbildlicher Student und blickte nie zurück.

Genau wie Sie Ihre Hausaufgaben in der Schule machen müssen, sollten Sie Ihre Hausaufgaben machen, bevor Sie Ihr neues Design an einen Hersteller senden. Es gibt einige häufige Fehler, die in jedem neuen Design auftreten können, aber Sie können diese Probleme vermeiden, indem Sie Ihr Layout und Ihre Gerber-Dateien vor dem Versand zur Fertigung genau überprüfen. Die Überprüfung dieser Punkte hilft Ihnen, eine No-Bid-Antwort von Ihrem Hersteller zu vermeiden und erhöht die Ausbeute nach der Montage.

Häufige PCB-Designfehler vor der Fertigung

Hersteller, die ihr Geld wert sind, werden sich Zeit nehmen, um einige Schlüsselpunkte vor Beginn eines Fertigungs- und Montagelaufs zu überprüfen:

• Verfügbarkeit, Kosten und Obsoleszenz

• Übereinstimmung zwischen Schaltplan, Layout, Gerber-Dateien, Stücklisten und Excellon-Dateien

• Konformität zum Fertigungsprozess

Der erste Punkt oben erfordert einen Blick in die Lieferkette, um sicherzustellen, dass Ihre Komponenten innerhalb Ihres Budgets beschafft werden können. Die Überprüfung auf Obsoleszenz stellt außerdem sicher, dass Ihr Produkt die längstmögliche relevante Lebensdauer hat. Diese Hausaufgabe selbst zu machen und das vor der Erstellung Ihres Schaltplans und Layouts zu tun, verringert das Risiko eines Redesigns und verkürzt die gesamte Produktionszeit.

Der zweite Punkt beinhaltet einen direkten Vergleich zwischen Ihren Entwurfsdokumenten. Sie möchten sicherstellen, dass jedes Bohrloch in Ihren Gerbers und Ihren Bohrdateien erscheint. Sie sollten auch überprüfen, ob jede Komponente in Ihrem Schaltplan/Layout in Ihrer Stückliste erscheint. Einige CAD-Programme erstellen individuelle Dateien für jede Platinenschicht, und es ist die Verantwortung des Designers, sicherzustellen, dass jede für die Herstellung einer Platine erforderliche Datei vorbereitet und korrekt ist.

Der dritte Punkt bezieht sich wirklich auf den zweiten Punkt. Hersteller werden typischerweise Ihre Gerber- und Excellon-Dateien prüfen, um sicherzustellen, dass Ihr Design mit ihren Prozessen in voller Größe produziert werden kann. Merkmale mögen in Ihrem Layout und Ihren Gerbern hervorragend aussehen, aber sie erscheinen möglicherweise nicht so, wie Sie es sich vorgestellt haben (wenn überhaupt) in Ihrem fertigen Produkt. Als Designer sollten Sie sich bezüglich ihrer Fähigkeiten und Anforderungen mit Ihrem Hersteller oder einem Vertreter des Herstellers beraten.

Hier sind einige häufige Fehler im PCB-Design, die Sie erkennen können, wenn Sie Ihre Gerber und Ihr Layout sorgfältig prüfen.

Überlappende oder fehlplatzierte Bohrungen

Zwei Bohrlöcher zu überlappen, um einen Schlitz zu erstellen, ist ein Rezept für eine Katastrophe. Es besteht eine extrem hohe Chance, dass der Bohrer beim Bohren bricht. Stattdessen können Sie die Codes in den Excellon-Bohrtabellen verwenden, die dieses besondere Merkmal als Schlitz definieren. Ebenso können fehlplatzierte Bohrstellen für Vias eine Spur oder ein Pad auf einer Oberflächen- oder Innenlage treffen, was das Kupfermerkmal zerstören wird.

Beide Fehler können gefunden werden, indem Sie alle Ihre Schichten in Ihrem PCB-Layout während Ihrer DFM-Prüfung einschalten. Bei relativ einfachen Designs kann Ihr Hersteller einfach die Via für Sie versetzen, da dies wahrscheinlich nicht die Funktionalität beeinflusst. Bei komplexeren Designs wird Ihr Hersteller zögern (oder sollte zögern), Bohrlöcher oder Vias für Sie zu versetzen, da viele kompliziertere Änderungen erforderlich sein könnten. Ihr Design könnte an Sie zurückgesendet werden, um Änderungen vorzunehmen, bevor Ihre Platine in die Produktion gehen kann.

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Lötstopplack-Freiräume um Pads

Lötstopplack-Fehler treten überraschend häufig auf. In einigen Fällen kann der Hersteller diese Fehler während einer Designprüfung beheben. In einigen Fällen, insbesondere bei HDI-Designs, wird der Hersteller Ihr Design zur Modifikation zurücksenden. Dies ermöglicht es zu sehen, wo Ihr Lötstopplack versehentlich Pads, Löcher oder Vias bedeckt hat. Umgekehrt können die Freiräume des Lötstopplacks um die Pads zu groß sein, was dazu führt, dass benachbarte Kupferbahnen auf der Oberflächenschicht durch den Lötstopplack hindurchscheinen.

Leiterbahnen werden oberflächenveredelt (z.B. mit ENIG), bevor die Lötstopplack aufgetragen wird, daher ist das Problem mit freiliegenden Leiterbahnen nicht eines der potenziellen Korrosion. Vielmehr besteht die Gefahr bei freiliegenden Leiterbahnen um SMT-Pads herum in der Montage, insbesondere beim Reflow-Löten. Es besteht die Gefahr einer Brückenbildung zwischen einem Pad und einer nahegelegenen freiliegenden Leiterbahn oder zwischen zwei benachbarten freiliegenden Leiterbahnen, wenn der Abstand des Lötstopplacks zu groß ist.

Das Beheben von Fehlern im Lötstopplack ist einfach eine Frage des Einschaltens aller Ihrer Schichten während einer Designprüfung. Etwas so Einfaches wie das Hineinzoomen in Ihre Gerber und das sorgfältige Überprüfen der Öffnungen des Lötstopplacks, bevor Sie Ihr Design an Ihren Hersteller senden, kann eine lange Verzögerung verhindern. Ein erfahrener Hersteller könnte dies sofort bemerken, aber unerfahrene ausländische Hersteller könnten mit der Produktion von Platinen beginnen, ohne einen zweiten Gedanken an Ihren Lötstopplack zu verschwenden.

Achten Sie auf Lötstopplack-Abstände

Super-hohe Aspektverhältnisse bei blinden und vergrabenen Vias

Blind- und Buried-Vias sind äußerst nützlich für die Verdrahtung zwischen Mehrlagenplatinen mit hoher Lagenanzahl. Bei HDI-Platinen sind Blindvias auf einer Seite des Lagenstapels nützlich, da sie die Notwendigkeit für Durchkontaktierungen, die den gesamten Lagenstapel durchspannen, eliminieren. Dies soll nicht die Blindvias herabwürdigen; die Botschaft hier ist, sie mit Bedacht zu verwenden und das Aspektverhältnis Ihrer Vias im Auge zu behalten.

Die gängige Meinung bezüglich Blind-/Buried-Vias ist, dass sie nur eine einzelne Lage durchspannen sollten. Wenn Sie mehrere Lagen durchspannen müssen, dann müssen Sie gestapelte Blind-/Buried-Vias verwenden. Einige CAD-Tools ermöglichen es Ihnen jedoch, ein Blindvia zu definieren, das beliebig viele Lagen durchspannt, und sogar durch den Kern Ihrer Platine. Mit anderen Worten, einige CAD-Tools begrenzen das Aspektverhältnis Ihrer Blind-/Buried-Vias nicht.

Vias mit hohem Aspektverhältnis können dazu führen, dass Ihr Design den Status "kein Angebot" erhält, insbesondere wenn Sie versuchen, durch den Kern Ihres Substrats zu routen. Wenn Sie zwischen mehreren Schichten auf einer Platine mit hoher Schichtanzahl routen müssen, sollten Sie besser gestapelte Blind-/Begrabene Vias verwenden, aus zwei Gründen. Erstens müssen Blind-/Begrabene Vias genau wie jede andere Via plattiert werden. Eine Via mit einem größeren Aspektverhältnis kann schwieriger durchgehend zu plattieren sein, was zu dünnerem Kupfer tiefer im Vialoch führt. Eine Via mit einem größeren Durchmesser kann im Allgemeinen tiefer in das Vialoch plattiert werden. Ab einem gewissen Punkt wird der Viadurchmesser so klein, dass Ihre Kosten anfangen zu steigen, da die Bohrgröße, die benötigt wird, um die Via zu platzieren, so klein wird, dass sie während der Herstellung leicht bricht, weshalb Laserbohren verwendet wird.

Achten Sie auf das Aspektverhältnis Ihrer Vias

Das höchste Aspektverhältnis für Blindvias, das Sie auf Ihrer Platine verwenden sollten, hängt vom Durchmesser Ihres Vialochs ab. Bei größeren Durchmessern von Vias (~10 mils) platzieren einige Hersteller Blindvias, die mehrere Lagen überspannen, nur solange das Aspektverhältnis 2 oder 3 nicht überschreitet. Kleinere Durchmesser von Blind-/Buried-Vias mit ähnlichem Aspektverhältnis müssen auf weniger Lagen beschränkt werden. Irgendwann (solange Sie nicht im Mikrovia-Bereich sind) sind Sie besser dran, einfach Durchkontaktierungsvias mit kreativerem Routing zu verwenden.

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