Tres errores comunes de diseño de PCB que puedes detectar en tus Gerbers

Identificar algunos errores comunes en el diseño de PCBs puede ayudar a que tu placa entre en producción más rápido

Admitiré que no fui un estudiante excelente hasta que llegué a la escuela de posgrado. En ese momento, comencé a poner más energía en mis tareas que en la mayoría de las otras áreas de mi vida. Claro, mi vida social se volvió inexistente, pero pronto me convertí en un estudiante ejemplar y nunca miré hacia atrás.

Así como necesitas hacer tus tareas mientras estás en la escuela, debes hacer tus tareas antes de enviar tu nuevo diseño a un fabricante. Hay algunos errores comunes que pueden surgir en cualquier diseño nuevo, pero puedes evitar estos problemas revisando detenidamente tu diseño y los Gerbers antes de enviar tu diseño para su fabricación. Verificar estos puntos te ayuda a evitar una respuesta de no oferta de tu fabricante y ayuda a aumentar el rendimiento después del ensamblaje.

Errores comunes en el diseño de PCB antes de la fabricación

Los fabricantes que valen su factura se tomarán el tiempo para verificar algunos puntos clave antes de comenzar una producción de fabricación y ensamblaje:

• Disponibilidad, costo y obsolescencia

• de los componentes Coincidencia entre el esquemático, el diseño, los Gerbers, las listas de materiales y los archivos Excellon

• Conformidad con el proceso de fabricación

El primer punto anterior requiere investigar en la cadena de suministro para asegurar que tus componentes puedan ser adquiridos dentro de tu presupuesto. Verificar la obsolescencia también asegura que tu producto tendrá el mayor tiempo de vida relevante posible. Hacer esta tarea por tu cuenta, y hacerlo antes de crear tu esquemático y diseño, reduce el riesgo de tener que rediseñar y disminuye el tiempo total de producción.

El segundo punto involucra una comparación directa entre tus documentos de diseño. Quieres asegurarte de que cada agujero de perforación aparezca en tus Gerbers y en tus archivos de taladro. También deberías verificar que cada componente en tu esquemático/diseño aparezca en tu lista de materiales. Algunos programas CAD crearán archivos individuales para cada capa de la placa, y es responsabilidad del diseñador asegurarse de que cada archivo requerido para fabricar una placa esté preparado y sea preciso.

El tercer punto realmente se relaciona con el segundo. Los fabricantes típicamente examinarán tus archivos Gerber y Excellon para asegurarse de que tu diseño se pueda producir a gran escala con sus procesos. Las características pueden verse excelentes en tu diseño y tus Gerbers, pero pueden no aparecer de la manera en que imaginaste (si es que aparecen) en tu producto terminado. Como diseñador, deberías consultar con tu fabricante o un representante del fabricante sobre sus capacidades y requisitos.

Aquí hay algunos errores comunes de diseño de PCB que puedes identificar si examinas cuidadosamente tus Gerbers y tu diseño.

Perforaciones Superpuestas o Desplazadas

Superponer dos agujeros de perforación para intentar crear una ranura es una receta para el desastre. Hay una probabilidad extremadamente alta de que la broca se rompa durante la perforación. En su lugar, puedes usar los códigos en las tablas de perforación Excellon que definirán esta característica particular como una ranura. De manera similar, los puntos de perforación desplazados para vías pueden golpear una pista o pad en una capa superficial o interna, lo que destruirá la característica de cobre.

Ambos errores pueden localizarse activando todas las capas en el diseño de tu PCB durante la revisión de DFM. En diseños relativamente simples, tu fabricante puede simplemente mover el vía por ti, ya que es poco probable que esto afecte la funcionalidad. En diseños más complejos, tu fabricante estará (o debería estar) reacio a mover cualquier agujero de perforación o vía por ti, ya que pueden requerirse muchos cambios más complicados. Es posible que tu diseño sea devuelto para que realices cambios antes de que tu placa pueda enviarse a producción.

¿Sabes cómo determinar la trayectoria de la corriente de retorno en este diseño de PCB?

Despejes de Máscara de Soldadura Alrededor de los Pads

Los errores de máscara de soldadura son sorprendentemente frecuentes. En algunos casos, el fabricante puede corregir estos errores durante una revisión de diseño. En algunos casos, especialmente con diseños HDI, el fabricante devolverá tu diseño para su modificación. Esto permitirá ver dónde tu máscara de soldadura ha cubierto accidentalmente pads, agujeros o vías. Por el contrario, los despejes de máscara de soldadura alrededor de los pads pueden ser demasiado grandes, causando que las pistas de cobre cercanas en la capa superficial se asomen a través de la máscara de soldadura.

Las pistas se terminan superficialmente (por ejemplo, con ENIG) antes de aplicar la máscara de soldadura, por lo tanto, el problema con las pistas expuestas no es de posible corrosión. Más bien, el peligro con las pistas expuestas alrededor de los pads SMT involucra el ensamblaje, particularmente la soldadura por reflujo. Existe un peligro de puenteo entre un pad y una pista expuesta cercana, o entre dos pistas expuestas adyacentes, cuando el espacio de la máscara de soldadura es demasiado grande.

Corregir errores de máscara de soldadura es simplemente un asunto de activar todas tus capas durante una revisión de diseño. Algo tan simple como acercar tus Gerbers y revisar cuidadosamente las aperturas de la máscara de soldadura antes de enviar tu diseño a tu fabricante puede prevenir un largo retraso. Un fabricante experimentado puede notar esto inmediatamente, pero los fabricantes novatos en el extranjero pueden comenzar a producir placas sin una segunda reflexión sobre tu máscara de soldadura.

Esté atento a los espacios de la máscara de soldadura

Vías Ciegas y Enterradas de Relación de Aspecto Super-Alta

Las vías ciegas y enterradas son extremadamente útiles para el enrutamiento entre placas multicapa con un alto número de capas. En las placas HDI, las vías ciegas en un lado del conjunto de capas son útiles ya que eliminan la necesidad de vías pasantes que abarquen todo el conjunto de capas. Esto no pretende desacreditar a las vías ciegas; el mensaje aquí es usarlas con juicio y mantener un ojo en la relación de aspecto de tus vías.

La sabiduría convencional respecto a las vías ciegas/enterradas es que solo deben abarcar una única capa. Si necesitas abarcar múltiples capas, entonces necesitarás usar vías ciegas/enterradas apiladas. Sin embargo, algunas herramientas CAD te permitirán definir una vía ciega que abarque cualquier número de capas, e incluso a través del núcleo de tu placa. En otras palabras, algunas herramientas CAD no limitan la relación de aspecto de tus vías ciegas/enterradas.

Las vías de alto ratio de aspecto pueden hacer que su diseño reciba un estado de no oferta, especialmente cuando se intenta enrutar a través del núcleo de su sustrato. Si necesita enrutar entre múltiples capas en una placa de alto conteo de capas, es mejor utilizar vías ciegas/apiladas enterradas por dos razones. Primero, las vías ciegas/enterradas necesitan ser plateadas al igual que cualquier otra vía. Una vía con un ratio de aspecto mayor puede ser más difícil de platear a lo largo de toda la vía, lo que lleva a un cobre más delgado más profundo en el agujero de la vía. Una vía con un diámetro mayor generalmente puede ser plateada más profundamente en el agujero de la vía. En algún punto, el diámetro de la vía se vuelve tan pequeño que sus costos comienzan a aumentar ya que el tamaño del taladro requerido para colocar la vía se vuelve tan pequeño que se rompe fácilmente durante la fabricación, por lo tanto, se utiliza la perforación láser.

Preste atención al ratio de aspecto de su vía

La relación de aspecto más alta que deberías usar en tus vías ciegas depende del diámetro del agujero de tu vía. Para vías de mayor diámetro (~10 mils), algunos fabricantes colocarán vías ciegas que abarcan múltiples capas solo mientras la relación de aspecto no exceda de 2 o 3. Las vías ciegas/enterradas de menor diámetro con una relación de aspecto similar deben limitarse a abarcar menos capas. En algún punto (mientras no estés en el régimen de microvías), te conviene más simplemente usar vías pasantes con un enrutamiento más creativo.

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