Dizaina noteikumu pārbaude

Dizaina noteikumu pārbaude

Dizaina noteikumu pārbaude, biežāk pazīstama kā DRC PCB rūpniecībā, ir fiziskā dizaina process, lai noteiktu, vai fiziskais izkārtojums atbilst vairākiem noteikumiem vai ieteiktajiem parametriem, ko definē pusvadītāju ražotāji. DRC ietver arī LVS (izkārtojuma un shēmas) pārbaudi, XOR pārbaudi, ERC (elektrisko noteikumu pārbaudi) un antenas pārbaudi.

PSI projektēšana un ražošana ir ļoti sarežģīts process, kas prasa efektīvi pārvaldīt tūkstošiem komponentu un savienojumu daudzslāņu plātnēs. Ir būtiski nodrošināt ražošanas iznākumu, un projektēšanas noteikumu pārbaude ir viens no galvenajiem veidiem, kā to uzlabot. DRC ir būtisks verifikācijas solis PSI projektēšanas procesā, izmantojot EDA rīkus, lai automātiski pārbaudītu, vai PSI izkārtojums atbilst iepriekš noteiktajiem projektēšanas noteikumiem un ražošanas ierobežojumiem, nodrošinot, ka dizains ir ražojams un uzticams.

Šie noteikumi parasti ietver:

• Elektriskie noteikumi: piemēram, minimālais vada platums, vada atstatums un kontaktpunktu un vadu savienojumu specifikācijas, lai izvairītos no īssavienojumiem vai signālu traucējumiem;

• Ražošanas noteikumi: piemēram, minimālais caurules diametrs, vīlītes platums un lodētās maskas (lodēšanas maskas) atveres izmērs, lai atbilstu PCB rūpnīcas apstrādes iespējām;

• Procesa noteikumi: piemēram, komponentu attālums un pozicionēšanas atskaites punktu iestatījumi, lai atbilstu SMT montāžas aprīkojuma precizitātes prasībām. DRC pamatfunkcija ir potenciālo dizaina kļūdu un pārkāpumu noteikšana, samazinot nepieciešamību pārstrādāt vēlākajā ražošanā, zemot izmaksas un saīsinot izstrādes ciklu.

Dizaina noteikumu pārbaudes (DRC) pamatvērtība un nozīme PCBA ražošanā

Dizaina noteikumu pārbaude ir būtisks kvalitātes kontroles solis visā PCBA procesā no dizaina līdz masveida ražošanai. Ieviešot nozares standartus, ražošanas procesa ierobežojumus un uzticamības prasības, tiek automatizēti vai manuāli pārbaudīti PCB dizaina dokumenti. Tā nozīme aptver visu ķēdi — no dizaina verifikācijas, izmaksu kontroles, masveida ražošanas nodrošināšanas līdz kvalitātes uzlabošanai. Tas ir galvenais priekšprocess, ko Kingfield izmanto, lai nodrošinātu savu PCBA produktu konkurētspēju.

I. Izvairīties no dizaina trūkumiem un samazināt masveida ražošanas riskus

DRC var precīzi identificēt slēptās problēmas dizainā, tostarp neatbilstošu trasi platumu/attālumu, neparastas caurskates izmērus, nesakritības starp kontaktlaukumiem un ierīču iepakojumiem, sliktas vara savienojumus un konfliktus barošanas un zemes tīkla izvietojumā. Ja šīs problēmas netiek identificētas projektēšanas fāzē, tās var izraisīt fatālas kļūdas, piemēram, PCB īssavienojumus/pārtraukumus, komponentu neiespēju piesolderēt un signālu traucējumus prototipēšanas vai masveida ražošanas laikā. Tas ne tikai izšķiež izejvielas, bet arī aizkavē projekta nodošanu. Kingfield izmanto rūpīgu DRC procesu, lai agrīnā stadijā novērstu dizaina defektus, kontrolējot riskus avotā un nodrošinot, ka dizains atbilst ražošanas iespējamības prasībām.

II. Ražošanas procesu saskaņošana, lai nodrošinātu ražošanas efektivitāti

Dažādiem PCBA ražotājiem ir atšķirīgas ražošanas iekārtas un procesa iespējas. DRC var pielāgot pārbaudes noteikumus, pamatojoties uz Kingfield kodolprocesa parametriem, lai nodrošinātu augstu atbilstību starp dizaina dokumentiem un faktiskajām ražošanas iespējām. Piemēram, mikrovadu dizainam augstas blīvuma PCB plātēs DRC var pārbaudīt, vai caurules diametrs atbilst urbjiekārtu precizitātei, izvairoties no ražošanas pārtraukumiem un iznākuma samazināšanās, kas saistīta ar procesa nesaderību. DRC panāk bezšuvju integrāciju starp "dizainu-un ražošanu", ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti un saīsinot piegādes ciklus.

III. Kontrolēt izmaksu zaudējumus un optimizēt resursu sadali

Projektēšanas trūkumi, kas izraisa pārstrādi/pārbūvi, ir viena no galvenajām cēlonēm PCBA projektu izmaksu pārsniegumam. Piemēram, ja dēļ pārmērīgi tuvu izsekošanas attāluma notiek PCB īssavienojums, platē jāveic atkārtota ražošana, jāiegādājas jauni komponenti un nepieciešams sekundārais apstrādes process, kas tieši palielina materiālu un darbaspēka izmaksas. Ja problēmas tiek konstatētas pēc masveida ražošanas uzsākšanas, zaudējumi eksponenciāli pieaug. Kingfield izmanto DRC, lai iepriekš identificētu problēmas, minimizētu pārstrādes biežumu un izvairītos no materiālu izšķērdēšanas dēļ nepamatota dizaina, sasniedzot precīzu izmaksu kontroli un uzlabojot projekta rentabilitāti.

IV. Nodrošināt produkta uzticamību un uzlabot zīmola reputāciju

PCBA produktu uzticamība tieši atkarīga no to dizaina loģiskuma. DRC var pārbaudīt dizaina risinājumu vairākās dimensijās, tostarp elektriskajā veiktspējā, mehāniskajā struktūrā un termiskajā stabilitātē:
Elektriskā veiktspēja: Pārbaudiet barošanas tīkla sprieguma krituma, signāla pretestības pielāgošanas un zemējuma dizaina racionālumu, lai izvairītos no produkta darbības traucējumiem, ko izraisa signālu traucējumi vai barošanas nestabilitāte;
Mehāniskā konstrukcija: Pārbaudiet, vai komponentu izvietojums atbilst siltuma izkliedes prasībām un vai savienotājiem ir pietiekams vieta ievietošanai un izņemšanai, lai izvairītos no produkta kalpošanas laika saīsināšanās, ko izraisa siltuma uzkrāšanās vai mehāniskas traucējumi;
Vides pielāgošanās spēja: Speciāliem scenārijiem, piemēram, rūpnieciskām un automašīnu lietojumiem, DRC var pārbaudīt, vai dizains atbilst vides standartiem, piemēram, vibrāciju izturībai un augstas temperatūras izturībai. DRC nodrošina produktu stabili darbību visā dzīves ciklā, samazina pēcpārdošanas uzturēšanas izmaksas un stiprina Kingfield zīmola reputāciju un tirgus konkurētspēju PCBA nozarē.

V. Pielāgošanās nozares standartiem un atbilstības prasību izpilde

PCBA produktiem dažādām lietojumprogrammām jāatbilst attiecīgajiem nozares standartiem. DRC var iegult šo standartu obligātās prasības, lai nodrošinātu produkta atbilstības sertifikāciju. Piemēram, automašīnu elektronikas PCBA projektēšanā DRC var pārbaudīt izolācijas attālumu starp augstsprieguma un zemsprieguma ķēdēm, lai atbilstu automašīnu elektronikas drošības standartiem; medicīniskajās ierīcēs paredzētajos PCBA tā var pārbaudīt signāla integritātes dizainu, lai nodrošinātu ierīces diagnostikas precizitāti. Kingfield ar DRC palīdzību nodrošina to, ka produkti atbilst nozares standartiem, piedāvājot klientiem atbilstošus un uzticamus pielāgotus risinājumus.

Dizaina noteikumu pārbaude (DRC) kā galvenais rīks drukātās platītes (PCBA) dizaina verifikācijai veic visaptverošas un detalizētas pārbaudes PCB dizaina dokumentiem, izmantojot standartizētu noteikumu bāzi un inteligentu verifikācijas loģiku. Tās funkcijas aptver galvenos aspektus, piemēram, elektrisko veiktspēju, ražošanas iespējamību, mehānisko struktūru un atbilstību, un tā ir galvenā tehnoloģiskā atbalsta sastāvdaļa, ko Kingfield izmanto, lai nodrošinātu PCBA dizaina kvalitāti un masveida ražošanas uzticamību. Turpmāk detalizēti aprakstītas tās astoņas pamatfunkcijas:

I. Elektrisko noteikumu pārbaude: nodrošina stabila elektriskās shēmas darbību

Elektriskā veiktspēja ir PCBA produktu kodols. DRC precīzi pārbauda elektriskās shēmas projektējuma loģiskumu, lai avota līmenī novērstu problēmas, piemēram, signāla anomālijas un enerģijas nestabilitāti:

• Attāluma noteikumu pārbaude: Pārbauda minimālo izolācijas attālumu starp vadiem, kontaktlauciņiem, caurskariem un vara pārvades līnijām, lai novērstu īssavienojumus un noplūdes strāvas, kas rodas nepietiekama attāluma dēļ, īpaši piemērots augstsprieguma shēmām un augstas blīvuma PCB platēm;

• Tīkla savienojuma pārbaude: Atklāj tīkla problēmas, piemēram, pārrāvumus, īssavienojumus un vaļīgas savienojumvieta, lai nodrošinātu, ka enerģijas, signālu un zemes tīklu savienojamība atbilst projektēšanas specifikācijām, izvairīties no funkcionāliem bojājumiem, kas saistīti ar tīkla pārrāvumiem;

• Impedances pielāgošanas pārbaude: Augsts frekvences signāliem pārbauda, vai pārvades līnijas platums, līniju attālums un dielektrika biezums atbilst iepriekš iestatītajām impedances vērtībām, lai samazinātu signāla atstarojumu un traucējumus, nodrošinot signāla integritāti;

• Enerģijas tīkla pārbaude: Pārbauda, vai strāvas vada platums atbilst prasībām attiecībā uz strāvas pārvadīšanas jaudu (izvairīšanās no pārsildes pārslodzes gadījumā) un vai barošanas un zemes sadale ir līdzsvarota (samazinot sprieguma kritumu), nodrošinot stabilu barošanu;

• Zemēšanas dizaina pārbaude: Pārbaudiet, vai zemēšanas metode (vienpunkta zemēšana, daudpunktu zemēšana) ir pamatota un vai zemēšanas caurumu skaits ir pietiekams, lai izvairītos no zemes cilpas traucējumiem un uzlabotu ķēdes pretestību traucējumiem.

II. Ražošanas procesa saderības pārbaude: nodrošināt ražošanas iespējamību

DRC pielāgo noteikumus, balstoties uz Kingfield ražošanas aprīkojuma parametriem un procesa iespējām, lai nodrošinātu bezšuvju saderību starp dizainu un faktisko ražošanas procesu:

• Vadu platuma/attāluma pārbaude: Pārbaudiet, vai vadītāja platums atbilst minimālajām apstrādes prasībām, izvairīšanās no ēdamās bojājumiem un nepietiekamas strāvas pārvadīšanas jaudas pārāk šaura vadu platumā;

• Caurlūzu parametru pārbaude: Pārbaudiet, vai caurlūzu diametrs, sieniņu biezums un kontaktligzdu izmērs atbilst urbumu urbīšanas un vara plākšņošanas procesiem, lai izvairītos no caurlūzu aizsprostošanās un nepietiekamas savienojuma kvalitātes;

• Kontaktligzdu dizaina pārbaude: Pārliecinieties, ka kontaktligzdu izmērs un attālumi atbilst ierīces korpusa specifikācijām, lai izvairītos no pārmērīgi lielām/maziem kontaktligzdām, kas var izraisīt aukstās lodēšanas savienojumus un lodēšanas tiltiņus, kā arī nodrošinātu saderību ar SMT montāžas un reflow lodēšanas procesiem;

• Lodēšanas maskas/drukātās marķējuma pārbaude: Pārbaudiet, vai lodēšanas maskas atveris pārklāj kontaktlauciņu un vai zīmola druka pārklājas, nodrošinot precīzu ierīces novietojumu ražošanas laikā;

• Vara apstrādes pārbaude: Pārbaudiet savienojuma metodi starp vasku un kontaktlauciņiem, caurulēm, vasku salām un pielāgojiet to PCB ķīmiskās attīrīšanas un lodēšanas maskas procesa prasībām.

III. Mehāniskās struktūras un siltuma dizaina pārbaude: produkta uzticamības uzlabošana

DRC optimizē dizainu no fiziskās struktūras un siltuma stabilitātes viedokļa, nodrošinot mehānisko izturību un siltuma izkliedes spēju PCBA visā tā dzīves ciklā:

• Komponentu izvietojuma pārbaude: Pārbauda, vai komponentu attālums atbilst siltuma izkliedes prasībām un vai nav mehāniskas iejaukšanās, paredzot pietiekamu vietu montāžai un siltuma izkliedēšanai;

• Pārbaude attālumam līdz plates malai: Pārbauda minimālo attālumu no komponentiem, caurulēm, vara trases līdz PCB malai, lai izvairītos no bojājumiem elektriskajai shēmai un nepietiekamas mehāniskās izturības, ko var izraisīt, griežot plates malu;

• Siltuma izkliedes dizaina pārbaude: Augstas jaudas komponentiem pārbauda, vai siltuma izkliedes padeve un siltuma izkliedes caurules ir pareizi izstrādātas, nodrošinot ātru siltuma novadīšanu un izvairīšanos no siltuma uzkrāšanās, kas var izraisīt komponentu novecošanu;

• Mehānisko cauruļu pārbaude: Pārbauda, vai skrūvju caurumu un pozicionēšanas caurumu izmērs un atrašanās vieta atbilst korpusam un uzstādīšanas struktūrai, lai izvairītos no montāžas neizdošanās dēļ caurumu novirzēm.

IV. Ierīces un iepakojuma savietojamības pārbaude: samazinot montāžas riskus

Savietojamības dizaina pārbaude pārbauda atbilstību starp ierīču iepakojumiem un dizaina dokumentiem, lai izvairītos no montāžas problēmām, ko izraisa iepakojuma kļūdas:

• Iepakojuma atbilstības pārbaude: Apstiprina, ka ierīces iepakojums atbilst faktiski izvēlētajai ierīcei, lai izvairītos no "iepakojuma-un-ierīces neatbilstības", kas traucē lodēšanu;

• Polāro komponentu pārbaude: Pārbauda, vai polāro komponentu, piemēram, diodu, kondensatoru un integrēto shēmu, iepakojuma polaritāte atbilst dizaina loģikai, lai izvairītos no apgrieztas lodēšanas, kas var izdedzināt ierīci;

• Komponentu vietņu pārbaude: Pārbauda nenosakītas iepakojuma un dublētas sastāvdaļas, nodrošinot, ka sastāvdaļu informācija materiālu sarakstā (BOM) pilnībā atbilst sastāvdaļu informācijai projektēšanas dokumentos.

V. Speciālā pārbaude augstas blīvuma un speciāliem procesiem: pielāgošanās sarežģītiem dizainiem

Gadījumos, kad PCB ietver speciālus procesus, piemēram, HDI, stingri-elastīgās PCB un paslēptās/aizklātās caurules, DRC piedāvā pielāgotas speciālās pārbaudes funkcijas:

• HDI procesa pārbaude: Pārbauda, vai caurules diametrs, pozīcijas precizitāte un slāņu struktūra atbilst HDI procesa prasībām, lai novērstu caurules savienojumu bojājumus;

• Paslēpto/aizklāto caurules pārbaude: Pārbauda paslēpto/aizklāto caurules vadītspēju un to savienojumu ar ārējiem slāņu vadiem, lai nodrošinātu stabila signāla pārraidi starp slāņiem;

• Stingri-elastīgo PCB pārbaude: Pārbauda, vai pārejas dizains starp elastīgajām un stingrajām zonām un lieciena rādiuss atbilst elastīgo PCB procesa prasībām, lai novērstu ķēžu pārrāvumu lieciena laikā.

VI. Atbilstības un nozares standartu pārbaude: Scenārijiem specifisku prasību izpilde

DRC iekļauj dažādu nozaru obligātos standartus, lai nodrošinātu, ka PCBA produkti atbilst to pielietojuma scenāriju atbilstības prasībām: Elektromagnētiskās savietojamības (EMC) pārbaudes: Pārbauda, vai filtra kondensatoru izvietojums, zemes plaknes integritāte un signālu ekraniņa dizains atbilst EMC standartiem, lai samazinātu elektromagnētisko starojumu un traucējumus; Nozares specifiskas standartu pārbaudes:

• Automobiļu elektronika: Atbilst IATF 16949 standartiem, pārbaudot izolācijas attālumu starp augstsprieguma un zemsprieguma ķēdēm un vibrāciju izturīgo dizainu;

• Medicīnas aprīkojums: Atbilst ISO 13485 standartiem, pārbaudot signāla integritāti un izolācijas dizainu, lai nodrošinātu precīzu diagnostiku;

• Rūpniecības vadība: Pārbauda pretraucēju un plaša temperatūras diapazona pielāgošanās dizainu, lai atbilstu rūpnieciskās vides stabilitātes prasībām;

• Drošības atbilstības pārbaudes: Priekš tīklam pieslēgtām PCB plātēm pārbaudiet, vai izolācijas distances un atstarpes atbilst drošības standartiem, piemēram, IEC 60950, lai novērstu elektriskās strāvas trieciena risku.

VII. Dizaina optimizācijas ieteikumu funkcija: uzlabot dizaina efektivitāti

Uzlabotas DRC rīku funkcijas ne tikai "atrod problēmas", bet arī sniedz inteligentus optimizācijas ieteikumus, kas palīdz inženieriem ātri iterēt dizainus:

• Automātiska problēmu atrašanās vietas marķēšana: Precīzi marķē pārkāpumu atrašanās vietas, izmantojot vizuālu saskarni, ar atbalstu viena klikšķa pārejai uz attiecīgo zonu dizaina failā;

• Optimizācijas risinājumu ieteikumi: Sniedz konkrētus risinājumus pārkāpumiem, piemēram, "nepietiekams vadu platums, ieteicams mainīt uz 0,15 mm" vai "pārāk maza atstarpe starp kontaktu lauciņiem, ieteicams palielināt līdz 0,3 mm";

• Masveida labojumu funkcija: Atbalsta vienkāršu, atkārtotu pārkāpumu masveida automātisku labošanu, ievērojami paaugstinot dizaina izmaiņu efektivitāti.