Tre errori comuni nella progettazione di PCB che puoi individuare nei tuoi Gerber

Individuare alcuni errori comuni nella progettazione delle PCB può aiutare a far entrare la tua scheda in produzione più velocemente

Devo ammettere che non sono stato uno studente eccellente fino al mio arrivo alla scuola di specializzazione. A quel punto, ho iniziato a dedicare più energia ai compiti a casa rispetto a quasi tutti gli altri aspetti della mia vita. Certo, la mia vita sociale è diventata inesistente, ma sono presto diventato uno studente esemplare e non ho mai guardato indietro.

Proprio come devi fare i compiti a casa mentre sei a scuola, dovresti fare i compiti a casa prima di inviare il tuo nuovo progetto a un produttore. Ci sono alcuni errori comuni che possono emergere in qualsiasi nuovo design, ma puoi evitare questi problemi controllando attentamente il tuo layout e i Gerber prima di inviare il tuo progetto per la produzione. Controllare questi punti ti aiuta a evitare una risposta di no-offerta dal tuo produttore e contribuisce ad aumentare la resa dopo l'assemblaggio.

Errori comuni nella progettazione delle PCB prima della fabbricazione

I produttori che valgono la loro fattura impiegheranno tempo per controllare alcuni punti chiave prima di iniziare una produzione e un assemblaggio:

• Disponibilità, costo e obsolescenza dei componenti

• Corrispondenza tra schema, layout, Gerber, distinte dei materiali e file Excellon

• Conformità al processo di produzione

Il primo punto sopra richiede di esaminare la catena di fornitura per assicurarsi che i componenti possano essere reperiti entro il tuo budget. Verificare anche l'obsolescenza assicura che il tuo prodotto avrà la più lunga vita utile possibile. Fare questo compito da soli, e farlo prima di creare lo schema e il layout, riduce il rischio di una riprogettazione e diminuisce il tempo di produzione complessivo.

Il secondo punto comporta un confronto diretto tra i tuoi documenti di progettazione. Vuoi assicurarti che ogni foro di trapano appaia nei tuoi Gerber e nei tuoi file di trapano. Dovresti anche controllare che ogni componente nello schema/layout appaia nella tua distinta dei materiali. Alcuni programmi CAD creeranno file individuali per ogni strato della scheda, ed è responsabilità del progettista assicurarsi che ogni file richiesto per la fabbricazione di una scheda sia preparato e accurato.

Il terzo punto è strettamente collegato al secondo. I produttori esamineranno tipicamente i tuoi Gerber ed i file Excellon per assicurarsi che il tuo progetto possa essere prodotto su larga scala con i loro processi. Le caratteristiche possono sembrare eccellenti nel tuo layout e nei tuoi Gerber, ma potrebbero non apparire nel modo in cui immaginavi (se affatto) nel tuo prodotto finito. Come progettista, dovresti consultarti con il tuo produttore o un rappresentante del produttore riguardo le loro capacità e requisiti.

Ecco alcuni errori comuni di progettazione PCB che puoi individuare se esamini attentamente i tuoi Gerber e il tuo layout.

Fori di Trapano Sovrapposti o Spostati

Sovrapporre due fori di trapano per cercare di creare una fessura è una ricetta per il disastro. C'è un'altissima probabilità che la punta si rompa durante la trapanazione. Invece, puoi usare i codici nelle tabelle di trapano Excellon che definiranno questa particolare caratteristica come una fessura. Allo stesso modo, punti di trapano mal posizionati per le vie possono colpire una traccia o un pad su uno strato superficiale o interno, distruggendo la caratteristica in rame.

Entrambi gli errori possono essere individuati attivando tutti i layer nel layout del tuo PCB durante il controllo DFM. Con disegni relativamente semplici, il tuo produttore può semplicemente spostare il via per te, poiché ciò è improbabile che influisca sulla funzionalità. In disegni più complessi, il tuo produttore sarà (o dovrebbe essere) riluttante a spostare qualsiasi foro di trapano o via per te, poiché potrebbero essere necessarie modifiche molto più complicate. Il tuo disegno potrebbe essere rinviato a te per delle modifiche prima che la tua scheda possa essere inviata in produzione.

Sai come determinare il percorso di ritorno della corrente in questo layout PCB?

Margini della Maschera di Saldatura Intorno ai Pad

Gli errori nella maschera di saldatura sono sorprendentemente frequenti. In alcuni casi, il produttore può correggere questi errori durante una revisione del disegno. In alcuni casi, specialmente con i disegni HDI, il produttore rimanderà il tuo disegno per una modifica. Questo permetterà di vedere dove la tua maschera di saldatura ha accidentalmente coperto pad, fori o vie. Al contrario, i margini della maschera di saldatura intorno ai pad possono essere sovradimensionati, causando l'apparizione delle tracce di rame vicine sullo strato superficiale attraverso la maschera di saldatura.

Le tracce sono rifinite superficialmente (ad esempio, con ENIG) prima di applicare la maschera di saldatura, quindi il problema delle tracce esposte non è di potenziale corrosione. Piuttosto, il pericolo delle tracce esposte intorno ai pad SMT riguarda l'assemblaggio, in particolare la saldatura a riflusso. Esiste un rischio di ponticellamento tra un pad e una traccia esposta vicina, o tra due tracce esposte adiacenti, quando la distanza della maschera di saldatura è troppo grande.

Correggere gli errori della maschera di saldatura è semplicemente una questione di attivare tutti i tuoi strati durante una revisione del progetto. Qualcosa di semplice come ingrandire i tuoi Gerber e controllare attentamente le aperture della maschera di saldatura prima di inviare il tuo progetto al tuo produttore può prevenire lunghi ritardi. Un produttore esperto può notare immediatamente questo problema, ma i produttori novizi all'estero possono iniziare a produrre schede senza riflettere sulla tua maschera di saldatura.

Fai attenzione alle distanze della maschera di saldatura

Vie cieche e sepolte con rapporto di aspetto super-alto

Le vie cieche e sepolte sono estremamente utili per il routing tra schede multistrato con un alto numero di layer. Nelle schede HDI, le vie cieche su un lato dello stack di layer sono utili poiché eliminano la necessità di vie passanti che attraversano l'intero stack di layer. Questo non vuole essere un discredito verso le vie cieche; il messaggio qui è di utilizzarle con giudizio e tenere d'occhio il rapporto aspetto delle vostre vie.

La saggezza convenzionale riguardo le vie cieche/sepolte è che dovrebbero coprire solo un singolo layer. Se è necessario coprire più layer, allora sarà necessario utilizzare vie cieche/sepolte impilate. Tuttavia, alcuni strumenti CAD consentiranno di definire una via cieca che copre qualsiasi numero di layer, e persino attraverso il nucleo della vostra scheda. In altre parole, alcuni strumenti CAD non limitano il rapporto aspetto delle vostre vie cieche/sepolte.

Le vie con un alto rapporto d'aspetto possono causare lo stato di "nessuna offerta" per il tuo progetto, specialmente quando si tenta di passare attraverso il nucleo del tuo substrato. Se hai bisogno di instradare tra più strati in una scheda con molti strati, è meglio utilizzare vie cieche/interne impilate per due motivi. Primo, le vie cieche/interne devono essere metallizzate proprio come qualsiasi altra via. Una via con un rapporto d'aspetto maggiore può essere più difficile da metallizzare per tutta la via, portando a uno strato di rame più sottile più in profondità nel foro della via. Una via con un diametro maggiore può generalmente essere metallizzata più in profondità nel foro della via. A un certo punto, il diametro della via diventa così piccolo che i tuoi costi iniziano ad aumentare poiché la dimensione del trapano richiesta per posizionare la via diventa così piccola che si rompe facilmente durante la fabbricazione, quindi si utilizza la perforazione laser.

Fai attenzione al rapporto d'aspetto della tua via

Il rapporto di aspetto massimo che dovresti utilizzare per i tuoi via ciechi sulla scheda dipende dal diametro del foro del via. Per via di diametro maggiore (~10 mils), alcuni produttori posizioneranno via ciechi che attraversano più strati solo finché il rapporto di aspetto non supera 2 o 3. Via ciechi/sepolti di diametro minore con rapporto di aspetto simile devono essere limitati a coprire meno strati. A un certo punto (finché non sei nel regime dei microvia), è meglio utilizzare semplicemente via passanti con un routing più creativo.

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