Gerber 파일에서 발견할 수 있는 세 가지 흔한 PCB 설계 실수

일반적인 PCB 설계 실수를 발견하면 보드를 더 빨리 생산에 투입할 수 있습니다

대학원에 다닐 때까지 저는 훌륭한 학생이 아니었다는 것을 인정합니다. 그 시점부터, 저는 다른 생활 영역보다 숙제에 더 많은 에너지를 쏟기 시작했습니다. 물론, 제 사회생활은 존재하지 않게 되었지만, 곧 모범적인 학생이 되었고 결코 뒤돌아보지 않았습니다.

학교에 다니는 동안 숙제를 해야 하듯이, 새로운 설계를 제조업체에 보내기 전에 숙제를 해야 합니다. 새로운 설계에서 발생할 수 있는 몇 가지 일반적인 오류가 있지만, 제조에 보내기 전에 레이아웃과 Gerber 파일을 면밀히 확인함으로써 이러한 문제를 피할 수 있습니다. 이러한 점들을 확인하는 것은 제조업체로부터 입찰 거절 응답을 피하고 조립 후 수율을 높이는 데 도움이 됩니다.

제작 전 일반적인 PCB 설계 실수

송장 가치가 있는 제조업체는 제작 및 조립 작업을 시작하기 전에 몇 가지 핵심 사항을 확인하는 데 시간을 할애할 것입니다:

• 부품의 가용성, 비용 및 단종

• 스키마틱, 레이아웃, Gerber 파일, 자재 목록, 그리고 Excellon 파일 간의 일치

• 제조 공정에 대한 준수

첫 번째 포인트는 공급망을 조사하여 예산 내에서 구성 요소를 조달할 수 있는지 확인하는 것을 요구합니다. 구식이 되지 않도록 확인하는 것은 제품이 가장 긴 관련 수명을 가질 수 있도록 보장합니다. 이러한 숙제를 스스로 하고, 회로도와 레이아웃을 생성하기 전에 하면, 재설계의 위험을 줄이고 전체 생산 시간을 단축시킵니다.

두 번째 포인트는 설계 문서 간의 직접 비교를 포함합니다. 모든 드릴 홀이 Gerber 파일과 드릴 파일에 나타나는지 확인하고 싶습니다. 또한 회로도/레이아웃의 모든 구성 요소가 자재 목록에 나타나는지 확인해야 합니다. 일부 CAD 프로그램은 모든 보드 레이어마다 개별 파일을 생성하며, 디자이너는 보드 제조에 필요한 모든 파일이 준비되고 정확한지 확인하는 책임이 있습니다.

세 번째 포인트는 사실 두 번째 포인트와 밀접하게 관련되어 있습니다. 제조업체는 일반적으로 Gerber 파일과 Excellon 파일을 검토하여 설계가 그들의 공정으로 전체 규모의 생산이 가능한지 확인합니다. 기능들이 레이아웃과 Gerber 파일에서는 훌륭해 보일 수 있지만, 완성된 제품에서는 상상했던 것과 같은 방식으로 (혹은 전혀) 나타나지 않을 수 있습니다. 디자이너로서, 제조업체 또는 제조업체 대표와 그들의 능력과 요구사항에 대해 상담해야 합니다.

Gerber 파일과 레이아웃을 주의 깊게 검토하면 발견할 수 있는 일반적인 PCB 설계 실수가 여기 있습니다.

중첩되거나 잘못 배치된 드릴 히트

두 개의 드릴 홀을 중첩하여 슬롯을 만들려고 시도하는 것은 재앙을 초래할 수 있습니다. 드릴링 중에 비트가 부러질 가능성이 매우 높습니다. 대신, Excellon 드릴 테이블의 코드를 사용하여 이 특정 기능을 슬롯으로 정의할 수 있습니다. 마찬가지로, 비아를 위한 잘못 배치된 드릴 위치는 표면이나 내부 층의 트레이스나 패드를 칠 수 있으며, 이는 구리 기능을 파괴할 것입니다.

이 두 가지 실수는 PCB 레이아웃에서 모든 레이어를 켜고 DFM 검사를 할 때 찾을 수 있습니다. 비교적 간단한 설계의 경우, 제조업체가 기능에 영향을 미치지 않을 가능성이 높으므로 비아를 직접 이동할 수 있습니다. 더 복잡한 설계에서는 제조업체가 드릴 홀이나 비아를 이동하는 것을 주저할 것입니다(또는 주저해야 합니다) 왜냐하면 더 많은 복잡한 변경이 필요할 수 있기 때문입니다. 설계가 변경을 위해 다시 보내질 수 있으며, 보드가 생산으로 넘어가기 전에 변경해야 할 수도 있습니다.

이 PCB 레이아웃에서 반환 전류 경로를 결정하는 방법을 알고 있습니까?

패드 주변의 솔더 마스크 클리어런스

솔더마스크 오류는 놀랍게도 자주 발생합니다. 경우에 따라 제조업체가 설계 검토 중에 이러한 오류를 수정할 수 있습니다. 특히 HDI 설계의 경우, 제조업체가 설계를 수정하기 위해 다시 보낼 것입니다. 이를 통해 솔더 마스크가 실수로 패드, 홀 또는 비아를 덮었는지 확인할 수 있습니다. 반대로, 패드 주변의 솔더 마스크 클리어런스가 과도하게 커져서 표면층의 인접한 구리 트레이스가 솔더 마스크를 통해 드러날 수 있습니다.

트레이스는 솔더 마스크를 적용하기 전에 표면 처리됩니다(예: ENIG로). 따라서 노출된 트레이스의 문제는 잠재적인 부식이 아닙니다. 오히려 SMT 패드 주변에 노출된 트레이스가 있는 경우의 위험은 조립, 특히 리플로우 솔더링과 관련이 있습니다. 솔더 마스크 간격이 너무 클 때 패드와 인접한 노출된 트레이스 사이, 또는 두 개의 인접한 노출된 트레이스 사이에 브리징이 발생할 위험이 있습니다.

솔더 마스크 오류를 수정하는 것은 디자인 검토 중에 모든 레이어를 켜는 문제에 불과합니다. 제조업체에 디자인을 보내기 전에 Gerber를 확대하여 솔더 마스크 개구부를 주의 깊게 확인하는 것만큼 간단한 것이 긴 지연을 방지할 수 있습니다. 경험이 많은 제조업체는 이를 즉시 알아차릴 수 있지만, 초보 해외 제조업체는 솔더 마스크에 대해 두 번 생각하지 않고 보드를 생산하기 시작할 수 있습니다.

솔더 마스크 간격을 주의하세요

초고비율 블라인드 및 버리드 비아

블라인드 및 매립 비아는 높은 층수를 가진 다층 보드 간의 라우팅에 매우 유용합니다. HDI 보드에서 한쪽 층 스택의 블라인드 비아는 전체 층 스택을 관통하는 스루홀 비아의 필요성을 없애므로 유용합니다. 이것은 블라인드 비아를 폄하하려는 것이 아니며, 여기서의 메시지는 비아를 신중하게 사용하고 비아의 종횡비를 주시하라는 것입니다.

블라인드/매립 비아에 대한 전통적인 지혜는 단일 층만을 관통해야 한다는 것입니다. 여러 층을 관통해야 한다면, 쌓인 블라인드/매립 비아를 사용해야 합니다. 그러나 일부 CAD 도구는 보드의 핵심을 관통하고 어떤 수의 층을 관통하는 블라인드 비아를 정의할 수 있게 해줍니다. 즉, 일부 CAD 도구는 블라인드/매립 비아의 종횡비에 제한을 두지 않습니다.

높은 종횡비 비아는 기판의 핵심을 통해 라우팅을 시도할 때 특히 입찰 불가 상태를 받게 할 수 있습니다. 고층 수의 보드에서 여러 레이어 사이를 라우팅해야 할 경우, 두 가지 이유로 스택 블라인드/매립 비아를 사용하는 것이 좋습니다. 첫째, 블라인드/매립 비아는 다른 비아처럼 도금되어야 합니다. 더 큰 종횡비의 비아는 전체 비아를 통해 도금하기가 더 어려워져 비아 홀 깊숙한 곳에서 구리가 더 얇아질 수 있습니다. 일반적으로 지름이 더 큰 비아는 비아 홀 깊숙이까지 도금될 수 있습니다. 어느 시점에서 비아의 지름이 너무 작아져서 비아를 배치하는 데 필요한 드릴 크기가 제조 중에 쉽게 부러지게 될 정도로 작아져 비용이 증가하기 시작하므로 레이저 드릴링이 사용됩니다.

비아의 종횡비에 주의하세요

사용하는 보드의 최대 종횡비 블라인드 비아는 비아 홀의 지름에 따라 달라집니다. 지름이 큰 비아(~10 mils)의 경우, 일부 제조업체는 종횡비가 2 또는 3을 초과하지 않는 한 여러 레이어에 걸쳐 블라인드 비아를 배치할 수 있습니다. 비슷한 종횡비를 가진 작은 지름의 블라인드/매립 비아는 더 적은 레이어에 걸쳐 있어야 합니다. 어느 시점에서(마이크로비아 영역에 있지 않는 한) 더 창의적인 라우팅을 사용하여 단순히 관통 홀 비아를 사용하는 것이 더 낫습니다.

Altium Designer의 강력한 PCB 설계 및 분석 도구를 사용하면 회로도와 레이아웃의 모든 측면을 분석할 수 있습니다. 또한 제조업체에 제공할 준비물을 위한 도구 세트도 갖추고 있습니다. 이러한 도구는 규칙 기반 설계 엔진 위에 구축되어 있어 설계 과정 전반에 걸쳐 중요한 검증 단계를 수행할 수 있습니다.

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