完整的DFM分析指南
我的一個(gè)好朋友開了一個(gè)關(guān)于為制造業(yè)規(guī)劃一個(gè)新的PCB設(shè)計(jì)的笑話:他經(jīng)常會(huì)問“你今天打電話給你的制造商了嗎?”來強(qiáng)調(diào)你應(yīng)該在設(shè)計(jì)過程中多次與你的制造伙伴接觸。這是設(shè)計(jì)師經(jīng)常忘記的,它可能會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模生產(chǎn)前的重大頭痛。事實(shí)上,你的董事會(huì)應(yīng)該經(jīng)過多輪的DFM分析,以確保制造和裝配的可制造性。
那么你應(yīng)該什么時(shí)候開始對(duì)你的設(shè)計(jì)進(jìn)行DFM分析呢?另一個(gè)重要的問題可能是:加速DFM分析過程的最佳方法是什么?在任何一塊電路板中都有很多需要檢查的地方,而全面檢查設(shè)計(jì)的可制造性是非常耗時(shí)的,尤其是在復(fù)雜的布局中。以下是DFM分析中的期望,以及如何快速完成設(shè)計(jì)過程。
在PCB的DFM分析中要考慮什么?廣義地說,DFM分析適用于任何需要大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品。制造出來的產(chǎn)品需要設(shè)計(jì)成適合大批量生產(chǎn)的工藝,所以需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查,以確保設(shè)計(jì)中沒有任何東西會(huì)造成低產(chǎn)量、缺陷或低壽命。如今,您的PCB制造商和PCB裝配商可能在地球的另一端,確保他們都能訪問一個(gè)單獨(dú)的、受控的項(xiàng)目信息存儲(chǔ)庫(kù)來執(zhí)行DFM分析是至關(guān)重要的。
多氯聯(lián)苯的DFM分析包括檢查設(shè)計(jì)是否符合制造商的制造和裝配流程。任何有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師都應(yīng)該知道,可能影響質(zhì)量的設(shè)計(jì)選擇列表是很長(zhǎng)的。我知道我還沒有記住可能隱藏在設(shè)計(jì)中的每一個(gè)可能的可制造性問題,所以當(dāng)我準(zhǔn)備進(jìn)行制造時(shí),我經(jīng)常依靠我的制造商來檢查我的電路板。
經(jīng)常檢查你的設(shè)計(jì)這就引出了一個(gè)重要的問題:您應(yīng)該何時(shí)對(duì)您的設(shè)計(jì)運(yùn)行一些DFM檢查?如果你在做一些更簡(jiǎn)單的電路板,在生產(chǎn)前依靠你的制造商來進(jìn)行最終的DFM檢查是很好的;重復(fù)的DFM深潛水只會(huì)占用過多的時(shí)間,而你的制造商可以很快地完成。對(duì)于更先進(jìn)的東西,比如具有緊密間隙和多個(gè)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的高層數(shù)混合信號(hào)板,需要進(jìn)行多次DFM分析以盡早發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題。
在制造前防止不必要的設(shè)計(jì)變更的最佳方法是在幾個(gè)不同的時(shí)間進(jìn)行DFM分析:
選擇組件時(shí):這主要與無源元件尺寸有關(guān),特別是0201和01005。如果您必須使用這些小元件,請(qǐng)確保您的制造商能夠處理這些元件。
平面布置時(shí):在這一點(diǎn)上,我們?nèi)栽诖_定電路板的一些基本方面,如可能的層數(shù)、跡線寬度范圍、通孔尺寸、是否需要使用HDI,使用哪種PCB層壓板以及適用于設(shè)計(jì)的IPC可生產(chǎn)性水平。
組件放置后:放置好組件后,請(qǐng)考慮組裝過程,尤其是有關(guān)焊接的過程雙面SMD板. 還要考慮接地部件如何焊接到其基準(zhǔn)面上,以及它們是否需要散熱。
在計(jì)劃堆疊時(shí):你會(huì)驚訝的是,在一個(gè)設(shè)計(jì)被投入生產(chǎn)之前,需要修改多少個(gè)堆棧。這一個(gè)很簡(jiǎn)單,要求你的制造商驗(yàn)證一個(gè)堆棧表。
生成Gerbers后:一些缺陷是在Gerber文件中更容易看到,所以最好掃描你的Gerbers,看看是否有重疊的鉆擊和過孔縱橫比。
與MCAD團(tuán)隊(duì)合作:在某些情況下,可焊連接器或其他機(jī)械元件的放置會(huì)產(chǎn)生過緊的間隙。
其中有一些要點(diǎn)值得詳細(xì)闡述,因?yàn)樵谄渌恍┪恼轮锌赡懿粫?huì)經(jīng)常討論。
部件間隙適用于連接器的某些點(diǎn)也適用于任何其他部件,但間隙周圍還有一點(diǎn)值得檢查。確保在裝配過程中允許膨脹,尤其是在帶有塑料罩或底座的連接器上。如果兩個(gè)組件太近,在焊接過程中膨脹,它們都可以在組裝過程中從板上提起。
在DFM分析中檢查間隙有助于我們?cè)谧罱闹圃爝^程中預(yù)測(cè)部件的升空。
看腳印顯然,你應(yīng)該努力確保你的腳印被證實(shí)。這可以手動(dòng)完成,或者僅使用制造商直接提供的經(jīng)過驗(yàn)證的組件(如果可用)。然而,一旦封裝進(jìn)入布局,您將需要檢查焊錫掩模開口、通孔間隙、其他元件間隙、通孔縱橫比等。如果你使用的軟件沒有正確的規(guī)則檢查功能,你可能會(huì)讓一個(gè)熱焊盤浮動(dòng),或者你可能會(huì)把一個(gè)鉆頭打得離焊角太近。您可以直接查看PCB布局,但是生成初步gerber并比較您的層是非常好的(見下文)。
您可以從臨時(shí)Gerber文件中找出需要焊接掩模開口和淚滴的元件。
堆疊檢查這聽起來可能太簡(jiǎn)單了,但如果你只要求你的制造商提供你想要的層數(shù)和層數(shù)的堆疊,你會(huì)通過這一個(gè)飛揚(yáng)的顏色。他們已經(jīng)完成了所需的DFM分析,以確保特定的層堆棧通過他們的過程。它們將為您提供所需層壓板材料所需的跡線寬度、跡線間距(對(duì)于差分對(duì))和層厚。在某些情況下,您可能會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)您所需的層壓板材料不可用,您需要使用一個(gè)非常接近的等效材料。
如果你早點(diǎn)聯(lián)系你的制造商,他們會(huì)寄給你一張合格的堆垛臺(tái)。
對(duì)于4層堆疊,您可能會(huì)收到標(biāo)準(zhǔn)8mil/40mil/8mil S/P/P/S堆疊,總厚度為62mil。更復(fù)雜的堆??赡苄枰粋€(gè)自定義表,特別是當(dāng)你有一個(gè)需要阻抗控制路由的電路板時(shí)。如果你很早就得到了疊加信息,你就不會(huì)冒險(xiǎn)應(yīng)用了控制阻抗所需的錯(cuò)誤軌跡和間距,一切都將得到驗(yàn)證。
制造前的DFM分析一旦你完成了你的電路板,并將其送去制造,你的制造商應(yīng)該使用你最終確定的Gerber文件運(yùn)行他們自己的DFM分析。注意,我在這里寫“應(yīng)該”,因?yàn)椴皇撬械闹圃焐潭紩?huì)這樣做;與一些制造商,你上傳你的Gerbers,他們將生產(chǎn)的董事會(huì)完全一樣,它出現(xiàn)在你的晶圓廠文件毫無疑問。對(duì)于某些制造商,您需要明確請(qǐng)求此服務(wù)級(jí)別,因?yàn)椴煌姆?wù)級(jí)別只能作為附加組件提供。
一旦您從制造商處獲得DFM分析,您將看到以下兩個(gè)方面的大量結(jié)果:根據(jù)過程能力檢查間隙,以及檢查特定行業(yè)要求 .
根據(jù)過程能力檢查特征尺寸當(dāng)你把你的設(shè)計(jì)文件交給你的制造商,他們運(yùn)行他們的DFM分析,你可能會(huì)看到很多關(guān)于間隙檢查的結(jié)果。制造商應(yīng)該已經(jīng)檢查了上面列出的區(qū)域,但是他們還需要將你的特征尺寸和間隙與他們的工藝能力進(jìn)行比較。即使你在引用過程中使用了初步的Gerbers,最好還是再次運(yùn)行它,因?yàn)槟憧赡苓z漏了一些東西。
下面是我最喜歡的ITAR制造商之一的DFM分析報(bào)告示例。在這個(gè)表中,我們可以看到間距,環(huán)形環(huán)尺寸,以及電鍍通孔和銅之間的間隙。從最下面一行,你可以看到我的跟蹤銅間隙設(shè)置太低,一些腳印上的焊盤有小的環(huán)形環(huán)尺寸。
示例DFM分析報(bào)告,顯示與工藝能力相比的間隙。
在這個(gè)例子中,我們?cè)谝粋€(gè)特定的封裝中有多個(gè)錯(cuò)誤,它恰好是一個(gè)to-92包。在這種情況下,內(nèi)置庫(kù)中的孔尺寸過大,迫使邊緣周圍的環(huán)形環(huán)過小,以保持間隙。在調(diào)整孔的尺寸后,我們能夠?yàn)?級(jí)環(huán)形環(huán)留出空間,同時(shí)仍留有足夠的間隙以防止橋接。
對(duì)于一個(gè)有數(shù)千個(gè)網(wǎng)絡(luò)的大型復(fù)雜設(shè)計(jì),制造商如何檢查PCB布局中的每個(gè)可能的特征?有一些應(yīng)用程序可以幫助自動(dòng)化此過程,并將編譯包含任何流程沖突的報(bào)告。一些制造商有他們自己的應(yīng)用程序,他們將在內(nèi)部使用,而其他制造商會(huì)讓你訪問一個(gè)可下載的程序,你可以用來檢查你的設(shè)計(jì)前制造。
IPC等級(jí)合規(guī)性審查另一個(gè)可能需要更多經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)需求領(lǐng)域是對(duì)IPC類的符合性進(jìn)行審查。在報(bào)價(jià)過程中,需要指出的一個(gè)重要點(diǎn)是,你想要的IPC資格等級(jí)(如果有的話)。這包括檢查淚滴、環(huán)形環(huán)尺寸、鉆頭和襯墊直徑與銅重量的關(guān)系,以及介質(zhì)厚度要求。另一個(gè)重要的方面是在設(shè)計(jì)中鍍通孔和孔的能力,這是確??篃崤蛎浐脱h(huán)的可靠性所必需的。
如何將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)快速傳送給制造商將文件交到制造商手中的最快方法是什么?如何確保他們完全理解您的設(shè)計(jì)意圖?您需要您可以找到的最佳云協(xié)作工具集。如今,隨著所有事情都數(shù)字化,PCB設(shè)計(jì)師需要工具來幫助他們?cè)趶?fù)雜的項(xiàng)目上進(jìn)行協(xié)作,并與他們的制造合作伙伴分享這些項(xiàng)目。使用Altium365平臺(tái),您可以輕松地與您的制造商、其他團(tuán)隊(duì)成員和客戶快速共享從完整項(xiàng)目版本到單個(gè)設(shè)計(jì)文件的所有內(nèi)容。
Altium 365還通過一整套文檔功能幫助簡(jiǎn)化DFM分析,包括:
組件和庫(kù)托管和管理工具
基于Git的集成版本控制系統(tǒng)
與內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)工具或外部版本控制應(yīng)用程序集成
用戶訪問和管理功能
在Altium 365內(nèi)部,有一個(gè)非常方便的方法,讓您的董事會(huì)進(jìn)入您的制造商發(fā)送到制造商的功能。項(xiàng)目發(fā)布后進(jìn)入Altium365工作區(qū),您可以進(jìn)入項(xiàng)目發(fā)布并單擊屏幕頂部的“發(fā)送到制造商”按鈕,如下所示。然后,制造商可以在Altium Designer中打開項(xiàng)目,也可以下載發(fā)布文件并將您的制造文件通過DFM分析應(yīng)用程序。
一旦項(xiàng)目發(fā)布到Altium Designer工作區(qū),您就可以訪問您的制造商。
一旦你的設(shè)計(jì)和你的制造商在一起,他們可以對(duì)設(shè)計(jì)中的特定點(diǎn)進(jìn)行評(píng)論,這將有助于確保在閱讀DFM分析報(bào)告時(shí)不會(huì)出現(xiàn)混淆。然后,可以通過瀏覽器在Altium 365中在線查看這些注釋,或者在Altium Designer中打開項(xiàng)目時(shí)在PCB布局中查看。沒有其他基于云的服務(wù)可以像altium365那樣幫助您進(jìn)行多輪DFM分析。
在整個(gè)過程中跟蹤項(xiàng)目更改的同時(shí),通過多輪DFM分析獲得設(shè)計(jì)的最快方法是使用 Altium 365型 He平臺(tái)。您將擁有在安全云平臺(tái)中共享、存儲(chǔ)和管理所有PCB設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)所需的所有工具。Altium 365是唯一一個(gè)專門用于PCB設(shè)計(jì)和制造的云協(xié)作平臺(tái),Altium 365的所有功能都與Altium設(shè)計(jì)師 ? .
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