Suunnittelusääntötarkastus

PCB-suunnittelu ja valmistus on erittäin monimutkainen prosessi, jossa on hallittava tehokkaasti tuhansia komponentteja ja yhteyksiä monikerroksisilla levylä. Tuotantohyötysuhteen varmistaminen on ratkaisevan tärkeää, ja suunnittelusääntötarkistus on keskeinen menetelmä sen parantamiseksi. DRC on kriittinen tarkistusvaihe PCB-suunnitteluprosessissa, jossa EDA-työkaluja käytetään tarkistamaan automaattisesti, noudattaako PCB-asettelu esiasetettuja suunnittelusääntöjä ja valmistusrajoituksia, ja varmistamaan, että suunnittelu on valmistettavissa ja luotettava.

Nämä säännöt sisältävät yleensä:

• Sähköiset säännöt: kuten vähimmäisjäljen leveys, jäljen välimatka sekä liitos- ja jäljen yhdistämisspesifikaatiot, jotta vältetään oikosulut tai signaalihäiriöt;

• Valmistussäännöt: kuten pienin reiän halkaisija, viakan leveys ja juotemaskin (juotemaski) aukeaman koko, jotka vastaavat PCB-tehtaan prosessointikykyjä;

• Prosessisäännöt: kuten komponenttien välistys ja asettelun vertailupisteen asetukset, jotka täyttävät SMT-assemblaatiolaitteiden tarkkuusvaatimukset. DRC:n keskeinen toiminto on havaita mahdollisia suunnitteluvirheitä ja sääntöjen rikkomuksia, mikä vähentää uudelleen työstämistä myöhempänä tuotannossa, alentaa kustannuksia ja lyhentää kehityskaarta.

Suunnittelusääntöjen tarkistuksen (DRC) ydinarvo ja merkitys PCBA-valmistuksessa

Suunnittelusääntöjen tarkistus on keskeinen laadunvalvontavaihe koko PCBA-prosessissa suunnittelusta sarjatuotantoon. Määrittämällä teollisuuden standardit, valmistusprosessin rajoitteet ja luotettavuusvaatimukset se automaattisesti tai manuaalisesti varmistaa PCB-suunnitteluasiakirjat. Sen merkitys kattaa koko ketjun suunnittelun verifiointiin, kustannuskontrolliin, massatuotannon varmistamiseen ja laadun parantamiseen. Se on ydinprosessi Kingfieldille varmistaakseen PCBA-tuotteidensa kilpailukyvyn.

I. Vältä suunnitteluvirheitä ja vähennä riskejä massatuotannossa

DRC voi tarkasti tunnistaa piilossa olevat ongelmat suunnittelussa, mukaan lukien virheellinen jäljen leveys/väli, poikkeava viapin koko, epäjohdonmukaisuus liittimien ja komponenttipakettien välillä, heikot kupariliitokset sekä virta- ja maaverkon asettelun ristiriidat. Jos nämä ongelmat jäävät tunnistamatta suunnitteluvaiheessa, ne voivat johtaa kohtalokkaisiin vioihin, kuten PCB-piireissä oleviin oikosulkuun/katkoksiin, komponenttien juottamattomuuteen tai signaalihäiriöihin prototyypin valmistuksen tai massatuotannon aikana. Tämä ei ainoastaan hukkaa raaka-aineita, vaan myös viivästyttää projektin toimitusta. Kingfield käyttää tiukkaa DRC-prosessia estääkseen suunnitteluvirheet jo varhaisessa vaiheessa, hallitakseen riskejä lähteessä ja taatakseen, että suunnittelu täyttää valmistettavuusvaatimukset.

II. Valmistusprosessien yhdistäminen tuotantotehokkuuden varmistamiseksi

Erilaisten PCBA-valmistajien tuotantolaitteet ja prosessikyvyt vaihtelevat. DRC voi räätälöidä tarkastussäännöt Kingfieldin keskeisten prosessiparametrien perusteella, mikä varmistaa suuren yhteensopivuuden suunnitteluasiakirjojen ja todellisten tuotantokapasiteettien välillä. Esimerkiksi tiheästi sijoitettujen mikroreikäsuunnitelmien kohdalla DRC voi tarkistaa, täyttääkö reiän halkaisija poraustyökalujen tarkkuusvaatimukset, ja näin välttää tuotantokatkoksia ja tuottavuuden alenemista aiheuttavaa prosessiyhteensopimattomuutta. DRC mahdollistaa "suunnittelu-valmistus" -vaiheiden saumattoman integroinnin, parantaen merkittävästi tuotantotehokkuutta ja lyhentäen toimitusaikoja.

III. Hallitse kustannustappioita ja optimoi resurssien kohdentamista

Suunnitteluvirheet, jotka johtavat uudelleenvalmistukseen tai uudelleenvalmistamiseen, ovat yksi tärkeimmistä syistä kustannusylijäämille PCBA-hankkeissa. Esimerkiksi jos piirilevyn oikosulku tapahtuu liian tiheän jäljen välimatkan vuoksi, piirilevy on valmistettava uudelleen, komponentit ostettava uudelleen ja toissijainen käsittely suoritettava, mikä suoraan lisää materiaali- ja työkustannuksia. Jos ongelmat huomataan vasta massatuotannon jälkeen, tappiot kasvavat eksponentiaalisesti. Kingfield käyttää DRC:tä ongelmien tunnistamiseen etukäteen, mikä minimoitaa uudelleenvalmistustarpeen ja välttää materiaalihävikin epäjärjestelmällisen suunnittelun vuoksi, saavuttaen tarkan kustannuskontrollin ja parantaen hankkeen kannattavuutta.

IV. Takuu tuotteen luotettavuudelle ja brändin maineen vahvistaminen

PCBA-tuotteiden luotettavuus riippuu suoraan niiden suunnittelun järkevyydestä. DRC voi tarkistaa suunnitteluratkaisua useista näkökulmista, mukaan lukien sähköiset ominaisuudet, mekaaninen rakenne ja lämpötilavakaus:
Sähköinen suorituskyky: Tarkista verkon jännitehäviön, signaalin impedanssin sovituksen ja maadoitussuunnittelun järkevyys välttääksesi tuotteen toimintahäiriöt, jotka johtuvat signaalihäirinnästä tai virran epävakauden;
Mekaaninen rakenne: Tarkista, täyttääkö komponenttien asettelu lämmönhajotusvaatimukset ja onko liittimiä riittävästi tilaa liittää ja irrottaa, jotta estetään tuotteen käyttöiän lyheneminen kertyneen lämmön tai mekaanisen häiriön vuoksi;
Ympäristönselkeys: Teollisuus- ja autoteollisuuden erityisskenaarioita varten DRC voi varmistaa, että suunnittelu täyttää ympäristövaatimukset, kuten tärinän- ja korkean lämpötilan kestävyyden. DRC takaa tuotteiden vakaa toiminnan koko elinkaaren ajan, vähentää huoltokustannuksia ja vahvistaa Kingfieldin brändin mainetta ja markkinakilpailukykyä PCBA-alalla.

V. Mukaantuminen alan standardeihin ja vaatimustenmukaisuus

PCBA-tuotteiden on täytettävä sovellettavat alakohtaiset standardit eri sovelluksissa. DRC voi upottaa näiden standardien pakolliset vaatimukset varmistaakseen tuotteen yhdenmukaisuuden sertifiointia varten. Esimerkiksi autoteollisuuden elektroniikkasuunnittelussa DRC voi tarkistaa eristysmatkan korkeajännitteisten ja matalajännitteisten piirien välillä, jotta voidaan taata auton elektronisen turvallisuuden standardien noudattaminen; lääketarvikkeiden PCBAtuotteissa se voi tarkistaa signaalin eheyden suunnittelun varmistaakseen laitteen diagnostiikan tarkkuuden. Kingfield varmistaa tuotteiden yhdenmukaisuuden alakohtaisten standardien kanssa DRC:n avulla tarjoamalla asiakkaille yhdenmukaisia ja luotettavia räätälöityjä ratkaisuja.

Design Rule Check on keskeinen työkalu PCBA-suunnittelun varmistamiseen, ja se suorittaa kattavia ja yksityiskohtaisia tarkistuksia piirisuunnitteluasiakirjoille standardoidun sääntöpohjan ja älykkään varmistuslogiikan avulla. Sen toiminnot kattavat tärkeät ulottuvuudet, kuten sähköiset ominaisuudet, valmistettavuus, mekaaninen rakenne ja määräysten noudattaminen, ja se on keskeinen tekninen tuki Kingfieldille taatakseen PCBA-suunnittelun laadun ja massatuotannon luotettavuuden. Seuraavassa esitellään sen kahdeksan ydintoimintoa:

I. Sähköisten sääntöjen tarkistus: Varmistetaan piirin vakaa toiminta

Sähköiset ominaisuudet ovat PCBA-tuotteiden ydin. DRC tarkistaa piirisuunnittelun sähköisen järkevyyden tarkasti, jotta voidaan välttää ongelmia, kuten signaalien epänormaalisuudet ja virran epävakaus jo suunnitteluvaiheessa:

• Välimatkatarkistus: Tarkistaa vähimmäis-eristysvälimatkan johtimien, liittimien, viapisteiden ja kupariratojen välillä estääkseen oikosulut ja vuotovirrat, jotka johtuvat riittämättömästä eristysvälimatkasta, erityisesti soveltuu korkean jännitteen piireihin ja tiheään asennettuihin PCB-piireihin;

• Verkon yhteyden tarkistus: Tunnistaa verkkoviat, kuten avoimet piirit, oikosulut ja löysät liitokset, varmistaakseen, että virta-, signaali- ja maadoitusverkkojen yhteys täyttää suunnittelumääritykset, estääkseen toiminnalliset epäonnistumiset verkon katkeamisen vuoksi;

• Impedanssin sovituksen tarkistus: Korkeataajuisten signaalien osalta tarkistaa, täyttävätkö siirtolinjan leveys, linjaväli ja dielektrisen kerroksen paksuus esiasetetut impedanssiarvot vähentääkseen signaalin heijastumista ja häiriöitä, ja varmistaakseen signaalin eheyden;

• Virtaverkon tarkistus: Tarkistaa, täyttääkö virtaradan leveys virrankuljetuskykyvaatimukset (välttääksesi ylikuumenemisen) ja onko virta- ja maajakelu tasapainossa (vähentääksesi jännitepudotusta), varmistaen siten vakaa virransyöttö;

• Maadoitussuunnittelun tarkistus: Tarkistaa, onko maadoitustapa (yhden pisteen maadoitus, monipistemaadoitus) järkevä ja riittääkö maadoitusläpiviat määrältään välttämään maasilmukkahaarukointia ja parantaakseen piirin häiriönsuojakykyä.

II. Valmistusprosessin yhteensopivuuden tarkistus: Varmistetaan tuotannon toteutettavuus

DRC mukauttaa säännöt Kingfieldin tuotantolaitteiden parametrien ja prosessikykyjen perusteella, jotta suunnittelu on saumattomasti yhteensopiva todellisen valmistusprosessin kanssa:

• Johdinleveyden/välimatkan tarkistus: Varmistetaan, että johtimen leveys täyttää vähimmäiskäsittelyvaatimukset, estäen syövytyksen katkeamista ja riittämätöntä virrankuljetuskykyä liian ohuen johdinleveyden vuoksi;

• Reikien parametrien tarkistus: Tarkista, että reiän halkaisija, seinämäpaksuus ja liitäntäalustan koko vastaavat poraus- ja kuparipinnoitustekniikoita, jotta vältetään reikien tukkeutuminen ja heikot yhteydet;

• Liitäntäalustojen suunnittelun tarkistus: Varmista, että liitäntäalustan koko ja välietäisyys ovat yhteensopivat komponenttipakettien kanssa, jotta vältetään liian suuret/pienet liitäntäalustat, jotka aiheuttavat kylmäliitokset ja juotosiltat, sekä varmista yhteensopivuus SMT-asennus- ja uudelleenliuosjuottoprosessien kanssa;

• Juotosmaskin/viemäröinnin tarkistus: Tarkista, peittääkö juotosmaskin aukeama liitäntäalustan (välttääkseen juotosmaskin estämisen, joka estää juottamisen) ja päällekäisyyksien esiintymisen viemäröinnissä (vaikuttaa komponenttien tunnistamiseen), ja varmista tarkka komponenttien sijoitus tuotannossa;

• Kuparin käsittelyn tarkistus: Tarkista kuparin ja liitäntäalustojen sekä reikien välinen liitäntätapa, kupariinsulat (jotta vältetään syövytyksen jäämät) ja mukauta PCB-syövytys- ja juotosmaskitekniikoiden vaatimuksiin.

III. Mekaanisen rakenteen ja lämpösuunnittelun tarkastus: Tuotteen luotettavuuden parantaminen

DRC optimoi suunnittelun fyysisen rakenteen ja lämpövakaan näkökulmasta, varmistaen PCBA:n mekaanisen lujuuden ja lämmönhaihdutuskapasiteetin koko elinkaaren ajan:

• Komponenttien sijoituksen tarkistus: Tarkistaa, täyttääkö komponenttien välimatka lämmönhallintavaatimukset ja onko olemassa mekaanista häiriötä, sekä varmistaa riittävän tilan asennusta ja lämmönhaihtumista varten;

• Reunaviivan etäisyyden tarkistus: Varmistaa komponenttien, viapisteiden ja kupariratojen vähimmäisetäisyydet PCB-kortin reunaan, estäen piirin vaurioitumista ja riittämätöntä mekaanista lujuutta leikkausvaiheessa;

• Lämmönhaihdutuksen suunnittelun tarkistus: Korkean tehon komponenteille tarkistetaan lämmönpoistopaddejen ja lämmönpoistoviajohdosten suunnittelun järkevyys, varmistaen nopean lämmön siirtymisen ja välttäen kertynyttä lämpöä, joka johtaa komponenttien ikääntymiseen;

• Mekaanisten reikien tarkistus: Tarkistaa, että ruuvireikien ja kiinnitysreikien koko ja sijainti vastaavat kotelon ja asennusrakenteen vaatimuksia, jotta vältetään kokoonpanoepäonnistumat reikien poikkeamien vuoksi.

IV. Laitteen ja paketoinnin yhteensopivuustarkistus: Kokoonpanoriskien vähentäminen

Yhteensopivuussuunnittelu tarkistaa laitteen pakettien ja suunnitteludokumenttien yhteensovitettavuuden, jotta vältetään paketinvirheistä johtuvat kokoonpanongelmat:

• Paketin yhteensopivuustarkistus: Varmistaa, että laitteen paketti vastaa todellista valittua laitetta, jotta vältetään "paketin ja laitteen epäyhteensopivuus", joka estää juottamisen;

• Napaisiin komponenttien napaisuuden tarkistus: Tarkistaa, että diodien, kondensaattoreiden ja integroidut piirit kaltaisten napaisiin komponenttien paketin napaisuus vastaa suunnittelulogiikkaa, jotta vältetään väärinpäin juottaminen, joka saattaa polttaa laitteen;

• Komponenttipaikkamerkin tarkistus: Tutkii määrittelemättömiä paketteja ja päällekkäisiä komponentteja varmistaakseen, että komponenttitieto BOM:ssa (Bill of Materials) vastaa täysin suunniteltuja komponenttitietoja.

V. Erityistarkastus tiheäpiirteisille ja erikoisprosesseille: Mukaantuminen monimutkaisiin suunnitteluun

HDI-, jäykkiä ja joustavia piirilevyjä (rigid-flex PCB), sekä haudattuja/sokkiviapoja sisältäviin piirilevyihin liittyen DRC tarjoaa räätälöityjä erityistarkastustoimintoja:

• HDI-prosessin tarkastus: Tarkistaa, että viapon halkaisija, paikannustarkkuus ja pinorakenne täyttävät HDI-prosessin vaatimukset estääkseen viappoyhteyksien epäonnistumisen;

• Haudatun/sokkiviapon varmistus: Tarkistaa haudattujen/sokkiviappojen johtavuuden ja niiden yhteydet ulompiin kerroksiin varmistaakseen stabiilin signaalinsiirron kerrosten välillä;

• Jäykkä-joustavan piirilevyn tarkastus: Tarkistaa joustavan ja jäykän osan välisen siirtymäsuunnittelun ja taivutussäteen, että ne täyttävät joustavan piirilevyn prosessivaatimukset estääkseen piirien katkeamisen taivutettaessa.

VI. Vaatimustenmukaisuus- ja teollisuusstandardien tarkastus: Tilannekohtaisten vaatimusten täyttäminen

DRC sisällyttää eri teollisuudenalojen pakolliset standardit varmistaakseen, että PCBA-tuotteet täyttävät sovellustilanteidensa vaatimukset: Sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) tarkastukset: Tarkistetaan, vastaako suodinkondensaattorien asettelu, maapinttien eheys ja signaalisuojauksen suunnittelu EMC-standardeja vähentääkseen sähkömagneettista säteilyä ja häiriöitä; Alakohtaiset standarditarkastukset:

• Autoteollisuus: Noudattaa IATF 16949 -standardeja, tarkistaa eristysetäisyyden korkeajännitteisten ja matalajännitteisten piirien välillä sekä värähtelynsietokyvyn suunnittelun;

• Lääkintälaitteet: Noudattaa ISO 13485 -standardeja, varmistaa signaalin eheyden ja eristysrakenteen, jotta laitteen diagnostiikka on tarkkaa;

• Teollisuuden ohjaus: Tarkistaa häiriönsuojauksen ja laajalämpötila-alueen sopeutumiskyvyn suunnittelun teollisten ympäristöjen stabiiliusvaatimusten täyttämiseksi;

• Turvallisuusmääräysten tarkastukset: Verkkovirtaan kytkettävissä painokoskettimissa on varmistettava, että virtauseristysmatkat ja sähköiset välimatkat noudattavat turvallisuusstandardeja, kuten IEC 60950, jotta sähköiskun vaara voidaan välttää.

VII. Suunnittelun optimointiehdotusfunktio: Paranna suunnittelutehokkuutta

Edistyneet DRC-työkalut eivät ainoastaan "löydä ongelmia", vaan tarjoavat myös älykkäitä optimointiehdotuksia, jotka auttavat insinöörejä nopeasti iteroimaan suunnitelmia:

• Automaattinen ongelman sijainnin merkintä: Tarkasti määritellyt rikkomuskohdat näkyvät visuaalisessa käyttöliittymässä, ja tuetaan yhden napsautuksen siirtymistä vastaavaan kohtaan suunnittelutiedostossa;

• Optimointiratkaisujen suositukset: Tarjotaan erityisiä ratkaisuja rikkomuksille, kuten "liian ohut johdin, ehdotetaan säädettäväksi arvoon 0,15 mm" tai "liian pieni etäisyys padojen välillä, ehdotetaan kasvatettavaksi 0,3 mm":

• Erätoiminnon korjaustoiminto: Tuetaan toistuvien yksinkertaisten virheiden erämuotoista automaattista korjaamista, mikä parantaa huomattavasti suunnittelumuutosten tehokkuutta.

Mukautetun säännön määritystoiminto: Sopii yksilöllisiin tarpeisiin

DRC tukee sääntökirjaston mukauttamista Kingfieldin prosessiominaisuuksien ja asiakasspesifisten vaatimusten perusteella saavuttaakseen yksilöllisen varmistuksen:

• Mukautetut prosessiparametrit: Kingfieldin keskeiset prosessiparametrit voidaan syöttää varmistaakseen, että tarkastussäännöt sopivat täydellisesti tuotantokapasiteetteihin;

• Asiakastarpeiden upottaminen: Erityisille asiakastarpeille voidaan lisätä omat säännöt varmistaakseen, että suunnittelu vastaa asiakasodotuksia;

• Sääntöjen prioriteettiasetukset: Sääntöjen prioriteettiasetuksia tuetaan varmistaakseen, että kriittiset kohdat huomioidaan ensisijaisesti ja parantaakseen varmistuksen kohdennusta.