Cinque consigli per migliorare la DFM del tuo PCB

L’importanza del silkscreen layer

Spesso non viene data sufficiente importanza al silkscreen layer, considerandolo solo un layer indicativo ma non necessario per una corretta produzione del PCB. Tuttavia, il silkscreen layer può risultare di fondamentale importanza, soprattutto durante la fase di assemblaggio. Difatti anche se nella maggior parte dei casi il processo di pick and place viene eseguito in automatico da macchine dedicate, ci sarà sempre un check eseguito da un operatore sul alcune schede campione. O quanto meno per il primo batch di produzione, in maniera da verificare il corretto funzionamento della linea di assemblaggio. Vediamo adesso come generare un silkscreen layer in grado di facilitare questa operazione e ridurre la probabilità di errore.

Come regola generale il testo sul silkscreen layer dovrebbe avere caratteri di dimensione 1 mm minimo e disegnati con uno spessore di linea di 0.2mm. Buona norma è di posizionare il silkscreen designator indicante il riferimento di un componente vicino al componente stesso, ma non al di sotto, altrimenti verrà coperto dopo il placement.

Uno degli errori più comuni durante la fase di assemblaggio è quella di sbagliare orientamento di un componente. Questo tipo di errore può essere eliminato se sul silkscreen layer è presente un’indicazione sul pin numero 1 del componente o del catodo nel caso di led o diodo. Anche in questo caso fare attenzione a non disegnare il riferimento del pin 1 sotto il componente, altrimenti non sarà visibile dopo la fase di placement. In caso di circuito integrato, può essere di aiuto al fine di evitare errori di orientamento disegnare il pad 1 del componente con forma diversa dagli altri, per esempio ovale.

Infine, si deve controllare sempre di non avere elementi del silkscreen layer sui pads, sui fori o le vie. Altrimenti non verranno stampati sul PCB. Qualora fosse necessario avere elementi del silkscreen layer sule vie (per esempio in presenza di zone estese di via stiching) si consiglia di configurare il tool di disegno in maniera tale da estendere solder mask layer anche sulle vie (Tented vias).  In Altium si può abilitare l’opzione via Tented nelle configurazioni di default dei via:

Definire proprietà del PCB e altri dettagli di progetto nel Fabrication Sheet

Al fine di tenere traccia delle caratteristiche del PCB e del processo di fabbricazione e assemblaggio si consiglia di includere alcuni dettagli nel fabrication sheet che verrà consegnato al costruttore. Qui di seguito sono elencate le principali caratteristiche da inserire come note nel suddetto fabrication sheet:

• Tipo di dielettrico (ISOLA, ROGERS, etc…)

• Numero di layers

• Spessore totale del PCB

• Spessore del rame su layer esterni

• Spessore rame su layer interni

• TG rating

• Colore del silkscreen

• Colore del soldermask

• Presenza o meno di via-in-pad

• Presenza o meno di buried o blind via

• Richiedere il riempimento di alcune vie e specificarne il materiale (resina conduttiva, rame, etc..)

• Presenza o meno di tracce ad impedenza controllata

• Processo di finitura dei layer esterni (HASL, Immersion gold, etc..)

• Se effettuare o meno test elettrico

• In caso di tracce ad impedenza controllata richiedere report del test time domain reflectometer

• Se aggiungere o meno il logo del produttore di PCB sul silkscreen

• Richiedere di essere contattati nel caso assemblatore voglia effettuare la sostituzione di un componente nella BOM

​Fornire un stack up dettagliato

Anche se alcuni dettagli sulla composizione del PCB sono già presenti nelle note del fabrication sheet è importante dettagliare la composizione dello stack up al fine di ottenere le performance aspettate sul PCB sviluppato. Spesso infatti considerazioni come dissipazione termica, integrità del segnale e caratteristiche meccaniche del PCB sono legate al rispetto dello stack up ipotizzato in fase di progettazione. Per ogni copper layer si dovrà quindi indicare lo spessore in termini di once (oz) e di particolare per i layer esterni si dovrà specificare lo spessore considerando anche il processo di finitura. Infine, per ogni layer di materiale dielettrico si dovrà indicare lo spessore, il materiale, il tipo (core o prepreg) ed il valore della costante dielettrica.

Cosa includere nella Bill of Materials (BOM)

Cosa includere nella Bill of Materials (BOM)

Al fine di evitare ambiguità durante il processo di procurament dei componenti e di assemblaggio della scheda, fornire una BOM dettagliata è sicuramente un’ottima scelta. Una BOM chiara e senza margine di incomprensione, oltre a ridurre rischi di errore, aiuta anche ad accelerare i tempi di produzione evitando continue richieste di chiarimento da parte dell’assemblatore del PCB. Al fine di ottenere una BOM dettagliata, oltre ai dettagli ovvi del componente, come riferimento su schematico e silkscreen, è necessario aggiungere anche ulteriori informazioni come:

• Descrizione: descrizione dettagliato del componente, caratteristiche che lo identificano rispetto ad altri componenti simili, per esempio: diodo Schottky 30V 1A surface mounted SOD-123.

• Datasheet Link

• Produttore

• Part Number del produttore

• Distributore

• Part Number del distributore

• Link web del componente sul sito del distributore

• Distributore alternativo

• Opzione di assemblaggio: se il componente va installato o meno.

• Rating: in tensione, corrente e/o temperatura.

• Tolleranza

• Footprint: possibilmente seguendo lo standard IPC-7351B

• Sostituibilità: indicare se il componente è sostituibile con uno simile o meno.

In generale maggiori dettagli saranno contenuti nella BOM minori saranno le possibilità di ambiguità. I vari campi possono essere completati al momento della creazione del componente, assicurandosi di includerli tutti così da generare una BOM omogenea.