Trois erreurs courantes de conception de PCB que vous pouvez repérer dans vos Gerbers

Identifier certaines erreurs courantes de conception de PCB peut aider à accélérer la mise en production de votre carte

Je dois admettre que je n'étais pas un excellent étudiant jusqu'à ce que j'atteigne le cycle supérieur. À ce moment-là, j'ai commencé à consacrer plus d'énergie à mes devoirs qu'à la plupart des autres aspects de ma vie. Certes, ma vie sociale est devenue inexistante, mais je suis rapidement devenu un étudiant exemplaire et je n'ai jamais regardé en arrière.

Tout comme vous devez faire vos devoirs à l'école, vous devriez faire vos devoirs avant d'envoyer votre nouveau design à un fabricant. Il existe certaines erreurs courantes qui peuvent apparaître dans tout nouveau design, mais vous pouvez éviter ces problèmes en vérifiant attentivement votre mise en page et vos Gerbers avant d'envoyer votre design pour la fabrication. Vérifier ces points vous aide à éviter une réponse de non-offre de la part de votre fabricant et contribue à augmenter le rendement après l'assemblage.

Erreurs courantes de conception de PCB avant la fabrication

Les fabricants qui valent leur facture prendront le temps de vérifier certains points clés avant de commencer une série de fabrication et d'assemblage :

• Disponibilité, coût et obsolescence

• Correspondance entre le schéma, la mise en page, les Gerbers, les nomenclatures et les fichiers Excellon

• Conformité au processus de fabrication

Le premier point ci-dessus nécessite d'examiner la chaîne d'approvisionnement pour s'assurer que vos composants peuvent être sourcés dans votre budget. Vérifier l'obsolescence assure également que votre produit aura la durée de vie pertinente la plus longue. Faire ce travail préparatoire par vous-même, et le faire avant de créer votre schéma et votre mise en page, réduit le risque de devoir refaire une conception et diminue le temps de production global.

Le deuxième point implique une comparaison directe entre vos documents de conception. Vous voulez vous assurer que chaque trou de perçage apparaît dans vos Gerbers et vos fichiers de perçage. Vous devriez également vérifier que chaque composant dans votre schéma/mise en page apparaît dans votre nomenclature. Certains programmes de CAO créeront des fichiers individuels pour chaque couche de la carte, et il est de la responsabilité du concepteur de s'assurer que chaque fichier requis pour la fabrication d'une carte est préparé et précis.

Le troisième point est vraiment lié au deuxième. Les fabricants examineront typiquement vos fichiers Gerber et Excellon pour s'assurer que votre conception peut être produite à grande échelle avec leurs processus. Les fonctionnalités peuvent paraître excellentes dans votre mise en page et vos Gerbers, mais elles peuvent ne pas apparaître de la manière que vous aviez imaginée (si elles apparaissent) dans votre produit fini. En tant que concepteur, vous devriez consulter votre fabricant ou un représentant du fabricant concernant leurs capacités et exigences.

Voici quelques erreurs courantes de conception de PCB que vous pouvez détecter si vous examinez attentivement vos Gerbers et votre mise en page.

Perçages Superposés ou Mal Placés

Superposer deux trous de perçage pour essayer de créer une fente est une recette pour le désastre. Il y a une chance extrêmement élevée que le foret se casse pendant le perçage. Au lieu de cela, vous pouvez utiliser les codes dans les tables de perçage Excellon qui définiront cette fonctionnalité particulière comme une fente. De même, des points de perçage mal placés pour les vias peuvent toucher une piste ou une pastille sur une couche de surface ou interne, ce qui détruira la fonctionnalité en cuivre.

Les deux erreurs peuvent être localisées en activant toutes vos couches dans votre agencement de PCB lors de votre vérification DFM. Avec des conceptions relativement simples, votre fabricant peut simplement déplacer le via pour vous, car cela est peu susceptible d'affecter la fonctionnalité. Dans des conceptions plus complexes, votre fabricant sera (ou devrait être) réticent à déplacer des trous de perçage ou des vias pour vous, car de nombreux changements plus compliqués peuvent être nécessaires. Votre conception pourrait vous être renvoyée pour des modifications avant que votre carte puisse être envoyée en production.

Savez-vous comment déterminer le chemin du courant de retour dans cet agencement de PCB ?

Dégagements de Masque de Soudure Autour des Pastilles

Les erreurs de masque de soudure sont étonnamment fréquentes. Dans certains cas, le fabricant peut corriger ces erreurs lors d'une révision de conception. Dans certains cas, en particulier avec des conceptions HDI, le fabricant renverra votre conception pour modification. Cela permettra de voir où votre masque de soudure a accidentellement couvert des pastilles, des trous ou des vias. À l'inverse, les dégagements de masque de soudure autour des pastilles peuvent être surdimensionnés, provoquant l'apparition de pistes de cuivre voisines sur la couche de surface à travers le masque de soudure.

Les pistes sont finies en surface (par exemple, avec ENIG) avant l'application du masque de soudure, donc le problème avec les pistes exposées n'est pas celui de la corrosion potentielle. Plutôt, le danger avec les pistes exposées autour des pads CMS concerne l'assemblage, particulièrement le soudage par refusion. Il y a un risque de pontage entre un pad et une piste exposée à proximité, ou entre deux pistes exposées adjacentes, lorsque le dégagement du masque de soudure est trop grand.

Corriger les erreurs de masque de soudure est simplement une question d'activation de toutes vos couches lors d'une révision de conception. Quelque chose d'aussi simple que de zoomer sur vos Gerbers et de vérifier soigneusement les ouvertures du masque de soudure avant d'envoyer votre conception à votre fabricant peut éviter un long retard. Un fabricant expérimenté peut remarquer cela immédiatement, mais les fabricants novices à l'étranger peuvent commencer à produire des cartes sans se soucier une seconde de votre masque de soudure.

Faites attention aux dégagements du masque de soudure

Des vias aveugles et enterrés à très haut rapport d'aspect

Les vias aveugles et enterrés sont extrêmement utiles pour le routage entre les cartes multicouches ayant un grand nombre de couches. Dans les cartes HDI, les vias aveugles d'un côté de l'empilement des couches sont utiles car ils éliminent le besoin de vias traversants qui s'étendent sur tout l'empilement des couches. Cela ne vise pas à dénigrer les vias aveugles ; le message ici est de les utiliser judicieusement et de garder un œil sur le rapport d'aspect de vos vias.

La sagesse conventionnelle concernant les vias aveugles/enterrés est qu'ils ne devraient traverser qu'une seule couche. Si vous avez besoin de traverser plusieurs couches, alors vous aurez besoin d'utiliser des vias aveugles/enterrés empilés. Cependant, certains outils de CAO vous permettront de définir un via aveugle qui traverse n'importe quel nombre de couches, et même à travers le cœur de votre carte. En d'autres termes, certains outils de CAO ne limitent pas le rapport d'aspect de vos vias aveugles/enterrés.

Les vias à grand rapport d'aspect peuvent amener votre conception à recevoir un statut de non-offre, particulièrement lors de la tentative de routage à travers le cœur de votre substrat. Si vous devez router entre plusieurs couches dans une carte à nombre élevé de couches, vous feriez mieux d'utiliser des vias aveugles/enterrés empilés pour deux raisons. Premièrement, les vias aveugles/enterrés doivent être plaqués tout comme n'importe quel autre via. Un via à plus grand rapport d'aspect peut être plus difficile à plaquer sur toute la longueur du via, conduisant à un cuivre plus fin en profondeur dans le trou du via. Un via avec un diamètre plus grand peut généralement être plaqué plus profondément dans le trou du via. À un certain point, le diamètre du via devient si petit que vos coûts commencent à augmenter car la taille de la mèche requise pour placer le via devient si petite qu'elle se casse facilement pendant la fabrication, d'où l'utilisation du perçage au laser.

Faites attention à votre rapport d'aspect de via

Le rapport d'aspect maximal pour un via aveugle que vous devriez utiliser sur votre carte dépend du diamètre de votre trou de via. Pour les vias de plus grand diamètre (~10 mils), certains fabricants placeront des vias aveugles s'étendant sur plusieurs couches seulement tant que le rapport d'aspect ne dépasse pas 2 ou 3. Les vias aveugles/enfouis de plus petit diamètre avec un rapport d'aspect similaire doivent être limités à s'étendre sur moins de couches. À un certain point (tant que vous n'êtes pas dans le régime des microvias), vous êtes mieux de simplement utiliser des vias traversants avec un routage plus créatif.

Les puissants outils de conception et d'analyse de PCB dans Altium Designer peuvent vous aider à analyser tous les aspects de vos schémas et de votre mise en page. Vous disposerez également d'un ensemble complet d'outils pour préparer les livrables pour votre fabricant. Ces outils sont construits sur une base de moteur de conception piloté par des règles, vous permettant d'effectuer des étapes de vérification importantes tout au long du processus de conception.

Maintenant, vous pouvez télécharger un essai gratuit d'Altium Designer et en savoir plus sur les meilleurs outils de mise en page, de simulation et de planification de production de l'industrie. Parlez à un expert Altium aujourd'hui pour en savoir plus.