Três Erros Comuns de Design de PCB que Você Pode Identificar nos Seus Gerbers

Identificar alguns erros comuns de design de PCB ajudará a levar sua placa para a produção mais rapidamente

Admito que não fui um excelente aluno até chegar à pós-graduação. Nesse ponto, comecei a dedicar mais energia aos meus trabalhos do que a quase todas as outras áreas da minha vida. Claro, minha vida social se tornou inexistente, mas logo me tornei um aluno exemplar e nunca olhei para trás.

Assim como você precisa fazer seus trabalhos de casa enquanto está na escola, você deve fazer sua lição de casa antes de enviar seu novo design para um fabricante. Existem alguns erros comuns que podem surgir em qualquer novo design, mas você pode evitar esses problemas verificando atentamente seu layout e os Gerbers antes de enviar seu design para fabricação. Verificar esses pontos ajuda a evitar uma resposta de não-oferta do seu fabricante e ajuda a aumentar o rendimento após a montagem.

Erros Comuns de Design de PCB Antes da Fabricação

Fabricantes que valem o que cobram vão dedicar tempo para verificar alguns pontos chave antes de começar uma produção e montagem:

• Disponibilidade, custo e obsolescência

• Correspondência entre esquemático, layout, Gerbers, listas de materiais e arquivos Excellon

• Conformidade com o processo de fabricação

O primeiro ponto acima exige uma análise da cadeia de suprimentos para garantir que seus componentes possam ser adquiridos dentro do seu orçamento. Verificar a obsolescência também garante que seu produto terá o maior tempo de vida relevante possível. Fazer essa tarefa de casa por conta própria, e fazê-la antes de criar seu esquemático e layout, reduz o risco de um redesenho e diminui o tempo total de produção.

O segundo ponto envolve uma comparação direta entre seus documentos de design. Você quer ter certeza de que cada furo de perfuração aparece nos seus Gerbers e nos seus arquivos de furação. Você também deve verificar se cada componente no seu esquemático/layout aparece na sua lista de materiais. Alguns programas CAD criarão arquivos individuais para cada camada da placa, e é responsabilidade do designer garantir que cada arquivo necessário para a fabricação de uma placa esteja preparado e seja preciso.

O terceiro ponto realmente se relaciona com o segundo. Os fabricantes geralmente examinam seus Gerbers e arquivos Excellon para garantir que seu design possa ser produzido em escala completa com seus processos. Recursos podem parecer excelentes no seu layout e nos seus Gerbers, mas podem não aparecer da maneira como você imaginou (se é que aparecerão) no seu produto final. Como designer, você deve consultar seu fabricante ou um representante do fabricante sobre suas capacidades e requisitos.

Aqui estão alguns erros comuns de design de PCB que você pode identificar se examinar cuidadosamente seus Gerbers e seu layout.

Sobreposição ou Posicionamento Incorreto de Furos de Perfuração

Sobrepor dois furos de perfuração tentando criar uma ranhura é uma receita para o desastre. Há uma chance extremamente alta de que a broca quebre durante a perfuração. Em vez disso, você pode usar os códigos nas tabelas de perfuração Excellon que definirão essa característica particular como uma ranhura. Da mesma forma, pontos de perfuração mal posicionados para vias podem atingir uma trilha ou pad em uma camada superficial ou interna, o que destruirá o recurso de cobre.

Ambos os erros podem ser localizados ativando todas as suas camadas no layout da PCB durante a sua verificação de DFM. Em designs relativamente simples, seu fabricante pode simplesmente mover a via para você, pois isso provavelmente não afetará a funcionalidade. Em designs mais complexos, seu fabricante estará (ou deveria estar) hesitante em mover quaisquer furos de broca ou vias para você, pois muitas mudanças mais complicadas podem ser necessárias. Seu design pode ser devolvido para você para alterações antes que sua placa possa ser enviada para produção.

Você sabe como determinar o caminho de retorno da corrente neste layout de PCB?

Distâncias de Isolamento da Máscara de Solda ao Redor dos Pads

Erros de máscara de solda são surpreendentemente frequentes. Em alguns casos, o fabricante pode corrigir esses erros durante uma revisão de design. Em alguns casos, especialmente com designs HDI, o fabricante enviará seu design de volta para modificação. Isso permitirá ver onde sua máscara de solda cobriu acidentalmente pads, furos ou vias. Por outro lado, as distâncias de isolamento da máscara de solda ao redor dos pads podem ser excessivamente grandes, fazendo com que trilhas de cobre próximas na camada superficial apareçam através da máscara de solda.

As trilhas são acabadas na superfície (por exemplo, com ENIG) antes da aplicação da máscara de solda, portanto, o problema com trilhas expostas não é de potencial corrosão. Em vez disso, o perigo com trilhas expostas ao redor dos pads SMT envolve a montagem, particularmente a soldagem por refusão. Existe um perigo de formação de pontes entre um pad e uma trilha exposta próxima, ou entre duas trilhas expostas adjacentes, quando o espaço livre da máscara de solda é muito grande.

Corrigir erros de máscara de solda é simplesmente uma questão de ativar todas as suas camadas durante uma revisão de design. Algo tão simples quanto ampliar seus Gerbers e verificar cuidadosamente as aberturas da máscara de solda antes de enviar seu design para o fabricante pode evitar um longo atraso. Um fabricante experiente pode notar isso imediatamente, mas fabricantes novatos no exterior podem começar a produzir placas sem uma segunda reflexão sobre sua máscara de solda.

Fique atento às folgas da máscara de solda

Viases Cegos e Enterrados com Relação de Aspecto Super-Alta

Vias cegas e enterradas são extremamente úteis para a roteamento entre placas multicamadas com alta contagem de camadas. Em placas HDI, vias cegas em um lado do empilhamento de camadas são úteis, pois eliminam a necessidade de vias passantes que atravessam todo o empilhamento de camadas. Isso não é para desmerecer as vias cegas; a mensagem aqui é usá-las com parcimônia e ficar de olho na proporção de aspecto das suas vias.

A sabedoria convencional a respeito de vias cegas/enterradas é que elas devem abranger apenas uma única camada. Se você precisar abranger múltiplas camadas, então precisará usar vias cegas/enterradas empilhadas. No entanto, algumas ferramentas CAD permitem definir uma via cega que abrange qualquer número de camadas, e até mesmo através do núcleo da sua placa. Em outras palavras, algumas ferramentas CAD não limitam a proporção de aspecto das suas vias cegas/enterradas.

Vias com alta relação aspecto podem fazer com que seu projeto receba um status de não aceitação, especialmente ao tentar rotear pelo núcleo do seu substrato. Se você precisa rotear entre múltiplas camadas em uma placa com muitas camadas, é melhor usar vias cegas/enterradas empilhadas por dois motivos. Primeiro, vias cegas/enterradas precisam ser metalizadas assim como qualquer outra via. Uma via com uma relação aspecto maior pode ser mais difícil de metalizar por toda a via, levando a uma camada de cobre mais fina mais profundamente no furo da via. Uma via com um diâmetro maior geralmente pode ser metalizada mais profundamente no furo da via. Em algum ponto, o diâmetro da via se torna tão pequeno que seus custos começam a aumentar, pois o tamanho da broca necessário para colocar a via se torna tão pequeno que quebra facilmente durante a fabricação, assim, a perfuração a laser é utilizada.

Atenção à relação aspecto da sua via

A maior relação de aspecto de via cega que você deve usar em sua placa depende do diâmetro do furo da sua via. Para vias de maior diâmetro (~10 mils), alguns fabricantes colocarão vias cegas abrangendo várias camadas apenas enquanto a relação de aspecto não exceder 2 ou 3. Vias cegas/enterradas de menor diâmetro com relação de aspecto semelhante devem ser limitadas a abranger menos camadas. Em algum momento (desde que você não esteja no regime de microvia), você estará melhor simplesmente usando vias passantes com roteamento mais criativo.

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