Designregelkontroll

PCB-design og produksjon er en svært kompleks prosess som krever effektiv håndtering av tusenvis av komponenter og koblinger på flerlagskort. Å sikre produksjonsutbytte er avgjørende, og designregelkontroll er en viktig metode for å forbedre dette. DRC er et kritisk verifikasjonssteg i PCB-designprosessen, som ved hjelp av EDA-verktøy automatisk kontrollerer om layouten for PCB-en overholder forhåndsdefinerte designregler og produksjonsbegrensninger, og dermed sikrer at designet kan produseres og er pålitelig.

Disse reglene inkluderer vanligvis:

• Elektriske regler: som minimum sporbrede, avstand mellom spor, og spesifikasjoner for kobling mellom pad og spor for å unngå kortslutninger eller signalstøy;

• Produksjonsregler: som minimum hull diameter, via-bredde og lodemaske (lodemaske) åpningstørrelse for å tilpasse seg PCB-fabrikkens prosesseringsevner;

• Prosessregler: som komponentavstand og posisjoneringsreferansepunkt-innstillinger for å oppfylle nøyaktighetskravene til SMT-monteringsutstyr. Kjernefunksjonen til DRC er å oppdage potensielle designfeil og brudd, redusere omarbeid i senere produksjon, senke kostnader og forkorte utviklingssyklusen.

Kjerneverdien og betydningen av Design Rule Check (DRC) i PCBA-produksjon

Design Rule Check er et kritisk steg for kvalitetskontroll i hele PCBA-prosessen fra design til masseproduksjon. Ved å sette bransjestandarder, produksjonsprosessbegrensninger og pålitelighetskrav, verifiseres PCB-designdokumenter automatisk eller manuelt. Dets betydning dekker hele kjeden av designverifikasjon, kostnadskontroll, sikring av masseproduksjon og kvalitetsforbedring. Det er en kjerneprosess for Kingfield for å sikre konkurranseevnen til sine PCBA-produkter.

I. Unngå designfeil og reduser risiko ved masseproduksjon

DRC kan nøyaktig identifisere skjulte problemer i designet, inkludert ikke-samsvarende sporbredder/avstander, unormale via-dimensjoner, manglende samsvar mellom loddeflater og enhetspakker, dårlige kobberforbindelser og konflikter i strøm- og jordingsnettlayout. Hvis disse problemene ikke oppdages i designfasen, kan de føre til alvorlige feil som kortslutninger/opne kretser på PCB, umulighet for å lodde komponenter og signalstøy under prototyping eller masseproduksjon. Dette fører ikke bare til sløsing med råmaterialer, men forsinkelse av prosjektlevering. Kingfield bruker en streng DRC-prosess for å avdekke designfeil tidlig, kontrollere risiko fra kilden og sikre at designet oppfyller kravene til produksjonsvennlighet.

II. Tilpasning av produksjonsprosesser for å sikre produksjonseffektivitet

Ulike PCBA-produsenter har ulike produksjonsutstyr og prosesskapasiteter. DRC kan tilpasse inspeksjonsregler basert på Kingfields kjerneprosessparametere for å sikre en høy grad av samsvar mellom konstruksjonsdokumenter og faktiske produksjonskapasiteter. For eksempel kan DRC for mikrovia-konstruksjoner på høydensitets-PCB-er verifisere om hull diameteren oppfyller kravene til boringsutstyrets presisjon, og dermed unngå produksjonsavbrudd og redusert avkastning grunnet prosessinkompatibilitet. DRC oppnår sømløs integrering av "design-produksjon", noe som betydelig forbedrer produksjonseffektiviteten og forkorter leveringstider.

III. Kontroller kostnaptap og optimaliser ressursallokering

Konstruksjonsfeil som fører til omarbeid/nyproduksjon er en av hovedårsakene til kostnadsøverskridelser i PCBA-prosjekter. For eksempel, hvis det oppstår kortslutning på en kretskort på grunn av for liten avstand mellom banene, må kretskortet produseres på nytt, komponenter kjøpes inn igjen og sekundærbehandling utføres, noe som direkte øker material- og arbeidskostnader. Hvis problemer oppdages etter at masseproduksjonen har startet, vil tapet forsterkes eksponentielt. Kingfield bruker DRC til å identifisere problemer på forhånd, minimerer dermed behovet for omarbeid og unngår sløsing med materialer på grunn av urimelig design, og oppnår nøyaktig kostnadskontroll og forbedrer lønnsomheten i prosjektet.

IV. Sikre produktpålitelighet og forbedre varemerke-reputasjon

Påliteligheten til PCBA-produkter avhenger direkte av hvor rasjonelt designet er. DRC kan verifisere designsystemet fra flere dimensjoner, inkludert elektrisk ytelse, mekanisk struktur og termisk stabilitet:
Elektrisk ytelse: Verifiser rasjonaliteten til spenningsfall i strømnettet, signalimpedanstemming og jordingdesign for å unngå produktsvikt forårsaket av signalinterferens eller strømuStabilitet;
Mekanisk struktur: Sjekk om komponentplasseringen oppfyller krav til varmeavledning og om tilkoblingskontakter har tilstrekkelig plass for inn- og utkobling for å unngå at varmeopphopning eller mekanisk interferens påvirker produktets levetid;
Tilpasning til miljø: For spesielle scenarier som industrielle og automobilapplikasjoner, kan DRC verifisere om designet oppfyller miljøkrav som motstand mot vibrasjoner og høy temperatur. DRC sikrer stabil drift av produkter gjennom hele livssyklusen, reduserer kostnader for ettersalg og vedlikehold, og styrker Kingfields omdømme og markedsposisjon i PCBA-bransjen.

V. Tilpass til bransjestandarder og oppfyll samsvarskrav

PCBA-produkter for ulike applikasjoner må overholde relevante bransjestandarder. DRC kan innebygge de obligatoriske kravene i disse standardene for å sikre samsvar med produktattester. For eksempel kan DRC i design av PCBA for bil elektronikk verifisere isolasjonsavstanden mellom høyspente og lavspente kretser for å oppfylle krav til bil elektronikksikkerhet; i PCBA for medisinsk utstyr kan det sjekke signallintegritetsdesign for å sikre nøyaktigheten i enhetens diagnostikk. Kingfield sikrer samsvar med bransjestandarder gjennom DRC og leverer kundetilpassede løsninger som er overensstemmende og pålitelige.

Designregelkontroll, som et kjerneverktøy for verifikasjon av PCBA-design, utfører omfattende og detaljerte kontroller av PCB-designdokumenter gjennom en standardisert regelbase og intelligent verifiseringslogikk. Dens funksjoner dekker nøkkeldimensjoner som elektrisk ytelse, produksjonsvenlighet, mekanisk struktur og overholdelse, og er en kjerne teknologisk støtte for Kingfield for å sikre PCBA-designkvalitet og pålitelighet i masseproduksjon. Nedenfor beskrives dens åtte kjernefunksjoner:

I. Elektrisk regelverifikasjon: Sikrer stabil kretsfunksjon

Elektrisk ytelse er kjernen i PCBA-produkter. DRC verifiserer nøyaktig den elektriske rasjonaliteten i kretsteknisk design for å unngå problemer som signalavvik og strømubehag allerede fra kilden:

• Avstandskontroll: Verifiserer minimumsisolasjonsavstand mellom ledere, poler, gjennomganger og kobberbaner for å unngå kortslutninger og oversprekking forårsaket av utilstrekkelig avstand, spesielt egnet for strenge krav til høyspenningskretser og høy-tetthets PCB-er;

• Verifisering av nettverkstilkobling: Oppdager nettverksproblemer som åpne kretser, kortslutninger og løse tilkoblinger for å sikre at tilkoblingen for strøm-, signal- og jordnett oppfyller konstruksjonsspesifikasjoner, og dermed unngå funksjonelle feil forårsaket av brutte nettverk;

• Verifisering av impedanstilpasning: For høyhastighetssignaler, kontrollerer om transmisjonsledningsbredde, linjeavstand og dielektrisk tykkelse oppfyller forhåndsinnstilte impedansverdier for å redusere signalrefleksjon og krypløp, og dermed sikre signallintegritet;

• Verifisering av strømnettverk: Verifiserer om strømskinnerens bredde oppfyller kravene til strømbæreevne (unngår overbelastningsoppvarming) og om strøm- og jordfordelingen er balansert (reduserer spenningsfall), noe som sikrer stabil strømforsyning;

• Jordingdesigninspeksjon: Sjekk om jordmetoden (enkelt-punkt jording, flerpunkts jording) er rimelig og om antall jordgjennomføringer er tilstrekkelig for å unngå jordsløyfeinterferens og forbedre kretsens immunitet mot interferens.

II. Sjekk av produksjonsprosessens kompatibilitet: Sikre produksjonsmulighet

DRC tilpasser regler basert på Kingfields produksjonsutstyrsparametere og prosesskapasiteter for å sikre sømløs kompatibilitet mellom design og den faktiske produksjonsprosessen:

• Linjebredde/avstandssjekk: Bekreft at lederbredden oppfyller minimumskravene for behandling, og unngå etsingssprøkk og utilstrekkelig strømbæreevne på grunn av for smale linjer;

• Via-parameterkontroll: Sjekk at via-diameter, veggtykkelse og pad-størrelse samsvarer med borings- og kobberplateringsprosesser, for å unngå blokkerte vias og dårlige tilkoblinger;

• Kontroll av pad-design: Bekreft at pad-størrelse og avstand er i samsvar med enhetspakken, for å unngå for store eller for små padder som fører til kalde loddeforbindelser og loddebrygger, og sikre kompatibilitet med SMT-montering og reflow-loddingsprosesser;

• Loddemaske/silkskjerm-kontroll: Sjekk om loddemaskens åpning dekker padden (for å unngå at loddemasken blokkerer lodding) og om silkskjermen overlapper (som påvirker enhetsidentifikasjon), og sikre nøyaktig enhetsplassering under produksjon;

• Kobberprosesskontroll: Sjekk tilkoblingsmetoden mellom kobberet og padder og vias, kobberøyer (for å unngå etsingsrester), og tilpass kravene til PCB-etsing og loddemaskprosesser.

III. Inspeksjon av mekanisk struktur og termisk design: Forbedring av produktets pålitelighet

DRC optimaliserer designet ut fra fysisk struktur og termisk stabilitet, og sikrer mekanisk styrke og varmeavledningsevne for PCBA gjennom hele levetiden:

• Verifikasjon av komponentplassering: Sjekker om avstanden mellom komponenter oppfyller krav til varmeavledning og om det forekommer mekanisk interferens, og sikrer tilstrekkelig plass for montering og varmeavledning;

• Sjekk av avstand til kant: Verifiserer minimumsavstanden fra komponenter, gjennomgående hull (vias), kobberbaner til kanten av PCB-en, for å unngå skader på kretsen og utilstrekkelig mekanisk styrke forårsaket av kantskjæring;

• Verifikasjon av varmeavledningsdesign: For høyeffektskomponenter sjekker den om designet av varmeavledningsflater og varmeavledningsvias er hensiktsmessig, og sikrer rask varmeledning og unngår varmeopphopning som kan føre til komponentaldring;

• Verifikasjon av mekaniske hull: Sjekker om størrelsen og plasseringen av skruehull og posisjoneringshull samsvarer med huset og monteringskonstruksjonen, for å unngå monteringsfeil forårsaket av avvik i hullene.

IV. Sjekk av enhets- og pakkekompatibilitet: Redusere monteringsrisiko

Sjekk av designkompatibilitet verifiserer konsistensen mellom enhetspakker og designdokumenter for å unngå monteringsproblemer forårsaket av pakkefeil:

• Sjekk av pakkesamsvar: Bekrefter at enhetspakken samsvarer med den faktisk valgte enheten, for å unngå "pakke-enhetsmismatch" som hindrer lodding;

• Verifikasjon av polaritetskomponenter: Sjekker om pakkepolariteten til polariserte komponenter som dioder, kondensatorer og integrerte kretser samsvarer med designlogikken, for å unngå omvendt lodding som kan føre til at enheten brenner opp;

• Sjekk av komponentdummys: Undersøker uspesifiserte pakker og dupliserte komponenter, og sikrer at komponentinformasjonen i BOM (liste over materialer) fullstendig samsvarer med komponentinformasjonen i konstruksjonsdokumentene.

V. Spesialinspeksjon for høy tetthet og spesielle prosesser: Tilpasning til komplekse design

For PCB-er med spesielle prosesser som HDI, stive/fleksible PCB-er og graverte/skjulte gjennomganger, tilbyr DRC tilpassede spesialinspeksjonsfunksjoner:

• HDI-prosessinspeksjon: Verifiserer om gjennomgående diameter, posisjonsnøyaktighet og lagstruktur oppfyller HDI-prosesskrav for å forhindre feil ved tilkobling av gjennomgående forbindelser;

• Verifisering av graverte/skjulte gjennomgående forbindelser: Sjekker ledningsevnen til graverte/skjulte gjennomgående forbindelser og deres tilkobling til ytterlagkretser for å sikre stabil signaloverføring mellom lag;

• Inspeksjon av stive/fleksible PCB-er: Verifiserer om overgangsdesignet mellom fleksible og stive områder og bøyeradien oppfyller kravene til fleksible PCB-prosesser for å forhindre kretsbrytning under bøyning.

VI. Samsvar og inspeksjon av bransjestandarder: Oppfyllelse av scenario-spesifikke krav

DRC inkluderer obligatoriske standarder fra ulike bransjer for å sikre at PCBA-produkter oppfyller samsvarskravene i sine bruksområder: Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) sjekker: Verifiser om plasseringen av filterkondensatorer, helhetligheten til jordplanet og design av signalkabling er i samsvar med EMC-standarder for å redusere elektromagnetisk utstråling og interferens; Verifisering av bransjespesifikke standarder:

• Bilelektronikk: Overholder IATF 16949-standarder, kontrollerer isolasjonsavstanden mellom høyspente og lavspente kretser samt design for vibrasjonsmotstand;

• Medisinsk utstyr: Overholder ISO 13485-standarder, verifiserer signallintegritet og isolasjonsdesign for å sikre nøyaktige utstyrsdiagnostikk;

• Industriell styring: Sjekker design for interferensmotstand og adaptivitet ved bred temperaturrekkevidde for å imøtekomme stabilitetskrav i industrielle miljøer;

• Sikkerhetskonformitetskontroller: For PCB-er med nettspenning, verifiser om krypavstander og luftavstander er i samsvar med sikkerhetsstandarder som IEC 60950 for å unngå risiko for elektrisk støt.

VII. Funksjon for designoptimalisering: Forbedre designeffektivitet

Avanserte DRC-verktøy gir ikke bare beskjed om «problemer», men gir også intelligente optimaliseringsforslag som hjelper ingeniører med å raskt iterere design:

• Automatisk markering av problemlokasjon: Marker nøyaktig hvor det er avvik gjennom et visuelt grensesnitt, med støtte for ett-klikks-hopp til det aktuelle området i designfila;

• Anbefalinger for optimaliseringløsninger: Gir spesifikke løsninger for avvik, for eksempel «utilstrekkelig ledningsbredde, foreslå justering til 0,15 mm» eller «for liten avstand mellom pad, foreslå økning til 0,3 mm»;

• Funksjon for batch-reparasjon: Støtter automatisk batch-reparasjon av gjentatte enkle avvik, noe som betydelig forbedrer effektiviteten i designendringer.

Tilpasset konfigurasjonsfunksjon: Tilpasset til personlige behov

DRC støtter tilpassing av regelbibliotek basert på Kingfields prosesskarakteristikker og spesifikke kundekrav for å oppnå personlig verifikasjon:

• Tilpassede prosessparametere: Kingfields kjerneprosessparametere kan legges inn for å sikre at inspeksjonsregler passer perfekt med produksjonskapasiteten;

• Innebygde kundekrav: Eksklusive regler kan legges til for spesifikke kundekrav for å sikre at designet oppfyller kundens forventninger;

• Regelprioritetsinnstillinger: Støtte for regelprioritetsinnstillinger sikrer at kritiske problemer behandles først og forbedrer målrettingen av verifikasjonen.