PCB設(shè)計(jì)避坑指南，薦讀

華秋 · 發(fā)表于 2022-9-2 13:57:55

《如何保證電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)？三方面為您解讀，值得收藏！》一文中提到可制造性設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面：PCB板可制造性設(shè)計(jì)、PCBA可裝配設(shè)計(jì)、低制造成本設(shè)計(jì)。
其中，PCB板的可制造性設(shè)計(jì)主要是站在PCB板制造的角度，考慮制造的制程參數(shù)，從而提高制板直通率，降低過程溝通成本。比如說線寬、線距設(shè)計(jì)得是否足夠，能否滿足工廠的真實(shí)要求，孔到線、孔到孔之間的距離是否合規(guī)，這些要點(diǎn)在設(shè)計(jì)的時(shí)候都需要考慮清楚。

具體而言，在電子產(chǎn)品開發(fā)中，除了邏輯電路圖設(shè)計(jì)，PCB作為設(shè)計(jì)內(nèi)容的物理載體，所有設(shè)計(jì)的意圖，產(chǎn)品功能最終就是通過PCB板實(shí)現(xiàn)的。

所以說，pcb設(shè)計(jì)在任何項(xiàng)目中都是不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。PCB板可制造性設(shè)計(jì)需要引起廣大工程師的注意。

但實(shí)際情況往往是：在PCB設(shè)計(jì)后進(jìn)行電路實(shí)物板生產(chǎn)，通常會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)備的工藝制成不匹配，導(dǎo)致設(shè)計(jì)好的PCB板無法生產(chǎn)成實(shí)物電路板。

因此，設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)過程中需清楚地了解生產(chǎn)的工藝制程能力。

DFM可制造性分析軟件，軟件的檢測規(guī)則根據(jù)生產(chǎn)的工藝參數(shù)對設(shè)計(jì)的PCB板進(jìn)行可制造性分析。幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題，因此DFM為設(shè)計(jì)與制造的橋梁。

DFM檢查項(xiàng)案例分享

華秋DFM可制造性分析軟件，針對PCB裸板的分析項(xiàng)開發(fā)了19大項(xiàng)，52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則，檢查規(guī)則基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題。以下為大家介紹幾個(gè)DFM分析幫用戶解決問題的經(jīng)典案例。

allegro設(shè)計(jì)文件短路：

(一)

DFM電氣網(wǎng)絡(luò)檢查項(xiàng)，在DFM軟件里面點(diǎn)擊右鍵選擇電氣網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)電源跟地是短路的，經(jīng)過核對Allegro里面的PCB文件。發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)貼片焊盤的散熱地孔跟電源層是短路的，地孔在電源層沒有隔離導(dǎo)致短路。

pads設(shè)計(jì)文件2d線短路：

(二)

DFM電氣網(wǎng)絡(luò)檢查項(xiàng)，在DFM軟件里面點(diǎn)擊右鍵選擇電氣網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)電源跟地是短路的，經(jīng)過于layout工程師核實(shí)，是第五層有2D線，在轉(zhuǎn)Gerber文件時(shí)沒有取消2D線，導(dǎo)致檢查電氣網(wǎng)絡(luò)短路。

Altium設(shè)計(jì)文件開路：

(三)

DFM電氣網(wǎng)絡(luò)檢查項(xiàng)，在DFM軟件里面點(diǎn)擊右鍵選擇電氣網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)第二層整版地網(wǎng)絡(luò)沒有連接，用AD軟件打開文件核實(shí)，整版地孔都是跟銅皮隔離的，因此導(dǎo)致地網(wǎng)絡(luò)開路。

阻焊漏開窗：

(四)

DFM阻焊開窗異常檢查項(xiàng)，阻焊就是阻止焊接的，阻焊油墨是絕緣的不導(dǎo)電，阻焊開窗是露銅的才能導(dǎo)電，當(dāng)要焊接的地方?jīng)]有開窗，蓋上阻焊油墨就無法焊接使用。

漏鉆孔：

(五)

漏鉆孔分析檢查項(xiàng)，插件孔為DIP器件類型的引腳，如果設(shè)計(jì)缺插件孔會(huì)導(dǎo)致DIP器件無法插件焊接，如果成品后補(bǔ)鉆孔則孔內(nèi)無銅導(dǎo)致開路，無法補(bǔ)救。導(dǎo)電過孔缺孔的話，電氣網(wǎng)絡(luò)無法導(dǎo)通，則成品開路不導(dǎo)電，無法使用。

DFM檢測功能介紹

01

線路分析

最小線寬：設(shè)計(jì)工程師在畫PCB圖時(shí)需注意走線的寬度，走線的寬度跟載流的大小相關(guān)，線寬小，電流大走線會(huì)燒斷。

最小間距：PCB布線時(shí)間距應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓，在布線密度較低時(shí)，信號線的間距可適當(dāng)?shù)丶哟�，不同信號走線間距小會(huì)導(dǎo)致相互串?dāng)_。

SMD間距：SMD為貼片焊盤，同一個(gè)器件貼片的兩個(gè)焊盤間距小，焊接上錫會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)焊盤相連短路，不同器件的間距小，也會(huì)導(dǎo)致不同網(wǎng)絡(luò)焊接連錫短路。

焊盤大�。汉副P的尺寸大小影響焊接，比如Chip件焊盤小會(huì)導(dǎo)致焊接不良，焊盤過大會(huì)導(dǎo)致器件拉偏或者立碑。

網(wǎng)格鋪銅：為提高PCB的散熱性能，以及防止防焊油墨脫落等，將銅皮設(shè)計(jì)為網(wǎng)格狀。在生產(chǎn)制造時(shí)網(wǎng)格的間距和線寬小存在一定的生產(chǎn)難度。

孔環(huán)大小：插件孔焊環(huán)小存在無法焊接的問題，過孔的孔環(huán)小，存在開路的風(fēng)險(xiǎn)。

孔到線：多層板的內(nèi)層孔到線距離太近，多層板壓合和鉆孔工序有一定的公差，孔到線的間距不足會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)短路。

電氣信號：斷頭線存在設(shè)計(jì)失誤開路，孤立銅、銳角會(huì)造成一定的生產(chǎn)難度。

銅到板邊：板邊的銅離外形很近在成型時(shí)會(huì)導(dǎo)致露銅，成品安裝可能存在漏電的情況。

孔上焊盤：焊盤上面的孔，是指貼片焊盤上面的孔，會(huì)影響焊接貼片。

開短路：開短路分析，檢測設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致開短路的問題。

02

鉆孔分析

鉆孔孔徑：鉆孔的孔徑小影響生產(chǎn)成本，機(jī)械鉆孔極限0.15mm，孔徑越小成本越高。

孔到孔：孔到孔的間距小，鉆孔時(shí)會(huì)斷鉆咀，存在一定的短路問題。

孔到板邊：插件孔距板邊太近會(huì)破焊環(huán)，影響焊接，過孔離板邊近存在電氣導(dǎo)通性的問題。

孔密度：孔密度為每平方內(nèi)的孔數(shù)，單位萬/m。密度越大，生產(chǎn)耗時(shí)越長。孔密度大于一定值，會(huì)影響價(jià)格和生產(chǎn)交期。

特殊孔：特殊孔是指半孔、方孔，半孔過小會(huì)存在半孔無銅，方孔因EDA軟件問題，無法識別需特殊備注。

漏孔：檢測設(shè)計(jì)失誤存在誤刪鉆孔，導(dǎo)致開路或無法插件焊接的問題。

多余孔：檢測不存在的鉆孔，比如Gerber文件跟鉆孔對不上，不該有的地方有孔。

非導(dǎo)通孔：非導(dǎo)通孔是指盲埋孔的導(dǎo)通層屬性，鉆孔的導(dǎo)通層只導(dǎo)通一層的情況下為非導(dǎo)通孔。

03

阻焊分析

阻焊橋：阻焊橋分析，焊盤與焊盤中間無阻焊時(shí)存在焊接連錫短路的風(fēng)險(xiǎn)。阻焊蓋線，阻焊窗口覆蓋走線，導(dǎo)致走線裸露，不同網(wǎng)絡(luò)之間的線裸露后有短路的風(fēng)險(xiǎn)。

阻焊少開窗：阻焊開窗是指板子需裸露焊接的部分。如焊盤未開窗將會(huì)被阻焊油蓋住無法焊接。

04

字符分析

絲印距離：字符設(shè)計(jì)需遠(yuǎn)離阻焊開窗，否則會(huì)導(dǎo)致字符上焊盤或字符殘缺。

華秋DFM是華秋電子自主研發(fā)的PCB可制造性分析軟件，它是一款免費(fèi)的國產(chǎn)軟件，主要的功能包括PCB裸板分析、PCBA裝配分析、優(yōu)化方向推薦、價(jià)格交期評估、供應(yīng)鏈下單、阻抗計(jì)算等工具。致力于在制造前期解決或發(fā)現(xiàn)所有可能的質(zhì)量隱患，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低，減少成本，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

具體來看，針對可制造性設(shè)計(jì)所包括的三個(gè)方面，華秋DFM均推出了對應(yīng)的功能。

本文針對PCB裸板分析進(jìn)行了具體的演示介紹，后續(xù)將圍繞PCBA組裝分析進(jìn)行講解，歡迎大家持續(xù)關(guān)注【華秋電子】公眾號！

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