Провера правила дизајна

Провера правила дизајна

Проверка правила пројектовања, више познат као ДРЦ у индустрији ПЦБ, је процес физичког дизајна за одређивање да ли физички распоред задовољава низ правила или препоручених параметара дефинисаних од стране произвођача полупроводника. ДРК такође укључује ЛВС (лајту и шема) инспекцију, ХОР инспекцију, ЕРЦ (инспекцију електричних правила) и инспекцију антене.

Дизајнирање и производња ППП-а је веома сложен процес који захтева ефикасно управљање хиљадама компоненти и веза на вишеслојним таблама. Одржавање добрих приноса производње је кључно, а провера правила дизајна је важна метода за побољшавање истог. DRC је критичан корак верификације у процесу дизајна ППП-а, који користи ЕДА алате за аутоматску проверу да ли распоред ППП-а одговара предефинисаним правилима дизајна и ограничењима производње, обезбеђујући да је дизајн погодан за производњу и поуздан.

Ова правила обично укључују:

• Електрична правила: као што су минимална ширина стазе, размак између стаза и спецификације везе између подложака и стаза, како би се избегли кратки спојеви или интерференције сигнала;

• Правила производње: као што су минимални пречник рупе, ширина вије и величина отвора за лак за лемљење (лак за лемљење) како би одговарали могућностима обраде фабрике ППС-а;

• Правила процеса: као што су размак између компоненти и подешавања референтних тачака позиционирања ради задовољавања прецизности SMT опреме за склапање. Основна функција DRC-а је откривање потенцијалних грешака и прекршаја у дизајну, смањење поновног рада у каснијој производњи, смањење трошкова и скраћивање развојног циклуса.

Кључна вредност и важност провере правила дизајна (DRC) у PCBA производњи

Провера правила дизајна кључни је корак контроле квалитета у целокупном процесу PCBA, од дизајна до масовне производње. Постављањем индустријских стандарда, ограничења производног процеса и захтева за поузданост, аутоматски или ручно се проверавају документи дизајна PCB-а. Његов значај простиже читав ланац верификације дизајна, контроле трошкова, осигурања масовне производње и побољшања квалитета. То је кључни претходни процес за Kingfield како би осигурао конкурентност својих PCBA производа.

I. Избегавање мане у дизајну и смањење ризика масовне производње

DRC може прецизно да идентификује скривене проблеме у дизајну, укључујући недозвољену ширину/размак трагова, аномалне димензије проводника, неусклађеност између контактних поља и пакета компоненти, лоше везе бакра и конфликте у распореду напојних и масених мрежа. Ако се ови проблеми не открију у фази пројектовања, могу довести до фаталних кварова као што су кратки спојеви/прекиди на ППМ-у, немогућност лемљења компоненти и интерференције сигнала током израде прототипа или масовне производње. Ово не само што пропада сировинама, већ и одлажи испоруку пројекта. Kingfield користи строг DRC процес како би на време открио пројектне недостатке, контролисао ризике на извору и обезбедио да дизајн испуњава захтеве изводљивости производње.

II. Усклађивање процеса производње ради осигуравања ефикасности производње

Различити произвођачи ПЦБА имају разлиčите производне опреме и процесне капацитет. ДРЦ може прилагодити правила инспекције на основу кључних параметара процеса Кингфилда како би се осигурало високо подударање између пројектантских докумената и стварних производних капацитета. На пример, за дизајн микро-отвора на високо-густим ПЦБ-овима, ДРЦ може проверити да ли пречник отвора задовољава прецизност бушилице, чиме се спречавају прекиди у производњи и смањење приноса услед неусаглашености процеса. ДРЦ остварује безшавну интеграцију „дизајн-производња“, значајно побољшавајући ефикасност производње и скраћујући циклусе испоруке.

III. Контрола губитака трошкова и оптимизација расподеле ресурса

Конструктивни недостаци који доводе до поновног рада/прераде су један од главних разлога превишњих трошкова у PCBA пројектима. На пример, ако дође до кратког споја на ПП отиска због премалог размака између стаза, мора се направити нова платина, компоненте поново набавити, а затим извршити секундарна обрада, што директно повећава трошкове материјала и радне снаге. Ако се проблеми открију након масовне производње, губици ће се експоненцијално увећати. Кингфилд користи DRC како би унапред идентификовао проблеме, минимизирао стопу поновног рада и спречио бацање материјала услед нерационалног дизајна, остварујући прецизну контролу трошкова и побољшавајући профитабилност пројекта.

IV. Осигурајте поузданост производа и побољшајте углед бренда

Поузданост PCBA производа директно зависи од разумности њиховог дизајна. DRC може проверити конструктивно решење у више димензија, укључујући електрична својства, механичку структуру и топлотну стабилност:
Електрични перформанси: Проверите рационалност пада напона у мрежи, импедансно усклађивање сигнала и дизајн заземљења како бисте избегли неисправности производа изазване интерференцијом сигнала или нестабилношћу напајања;
Механичка структура: Проверите да ли распоред компоненти задовољава захтеве за хлађење и да ли конектори имају довољно простора за уметање и склањање како бисте избегли смањење векa трајања производа услед нагомилавања топлоте или механичке интерференције;
Адаптација на околину: За специјалне сценарије као што су индустријска и аутомобилска примене, DRC може проверити да ли дизајн испуњава стандарде околине као што су отпорност на вибрације и високе температуре. DRC обезбеђује стабилан рад производа током целог његовог животног века, смањује трошкове послепродажних сервисских интервенција и утврђује углед бренда Кингфелд и његову конкурентну позицију на тржишту индустрије PCBA.

V. Прилагодите се индустријским стандардима и испуните захтеве за усклађеност

PCBA производи за различите примене морају да испуњавају релевантне индустријске стандарде. DRC може угнездити обавезне захтеве ових стандарда како би се осигурала сертификација у складу са захтевима. На пример, у пројектовању PCBA аутомобилске електронике, DRC може проверити изолациону удаљеност између кола високог и ниског напона да би се испунили стандарди безбедности аутомобилске електронике; у медицинским уређајима PCBA, може проверити пројектовање сигурности сигнала како би се осигурала тачност дијагностике уређаја. Kingfield осигурава усклађеност производа са индустријским стандардима кроз DRC, омогућавајући клијентима прилагођена решења која су у складу са захтевима и поуздана.

Провера правила дизајна, као кључни алат за верификацију дизајна PCBA-а, врши свеобухватне и детаљне провере докумената дизајна PCB-а кроз стандардизовану основу правила и интелигентну логику верификације. Његове функције обухватају кључне димензије као што су електричне перформансе, изводљивост производње, механичка структура и усклађеност, чинећи га кључном технолошком подршком за Kingfield како би се осигурала квалитет дизајна PCBA-а и поузданост масовне производње. У наставку су наведене његове осам кључних функција:

I. Провера електричних правила: Осигуравање стабилне функције кола

Електричне перформансе су језгро PCBA производа. DRC прецизно проверава електричну исправност дизајна кола како би се од самог почетка избегли проблеми као што су сигнализација аномалија и нестабилност напајања:

• Провера правила размака: Проверава минимално изолационо размак између проводника, контактних поља, отвора и бакарних стаза како би се избегли кратки спојеви и прелазни ефекти услед недовољног размака, што је посебно погодно за строге захтеве кола високог напона и високо-густинских штампаних плоча;

• Провера повезаности мреже: Открива проблеме у мрежи као што су прекиди, кратки спојеви и лоше везе како би се осигурало да повезаност мрежа напајања, сигнала и уземљења испуњава техничке спецификације дизајна, чиме се спречавају функционални кварови услед прекида у мрежи;

• Провера усклађености импедансе: За сигнале високе фреквенције, проверава да ли су ширина трансмисионих линија, размак између линија и дебљина диелектрика у складу са предвиђеним вредностима импедансе како би се смањило одбијање сигнала и међусобно спољавање, обезбеђујући интегритет сигнала;

• Провера мреже напајања: Проверава да ли ширина напонске шине испуњава захтеве за носивост струје (избегавање прегревања услед прековременог оптерећења) и да ли је расподела напона и заземљења уравножена (смањује пад напона), чиме се осигурава стабилан напон;

• Провера дизајна заземљења: Проверите да ли је метод заземљења (једнотачковно заземљење, вишетачковно заземљење) разуман и да ли је број проводника за заземљење довољан како би се избегла интерференција услед струјних петљи и побољшана отпорност кола на спољашње сметење.

II. Провера компатибилности са процесом производње: Осигурајте изводљивост производње

DRC прилагођава правила на основу параметара опреме и капацитета процеса компаније Kingfield како би се осигурала безпрекорна компатибилност између дизајна и стварног процеса производње:

• Провера ширине линије/размака: Потврдите да ширина проводника задовољава минималне услове обраде, чиме се спречава прекид током трављења и недовољна носивост струје услед превише танке линије;

• Провера параметара: Проверите да ли пречник вије, дебљина зида и величина подложача одговарају процесима бушења и бакарног плочења, како бисте избегли блокаду вија и лоше повезивање;

• Провера дизајна подложача: Потврдите да величина и размак подложача одговарају пакету уређаја, избегавајући превелике/превелике подложаче који изазивају хладне лемове и мостове, и осигурајте компатибилност са SMT монтажом и процесима лемљења рефлуксом;

• Провера лемног маскирања/штампања: Проверите да ли отварање за лемљиву маску покрива плочу и да ли се свила покрива, осигурајући тачно постављање уређаја током производње;

• Провера обраде бакра: Проверите начин повезивања између бакра и плоча и виаса, бакарних острва и прилагодите се захтевима процеса ЕцЦБ ецхинг и лемљиве маске.

III. Провера механичке структуре и термалног дизајна: побољшавање поузданости производа

DRC оптимизује дизајн са становишта физичке структуре и термалне стабилности, осигуравајући механичку чврстоћу и способност расипања топлоте PCBA током целокупног вeka трајања:

• Провера распореда компоненти: Проверава да ли размак између компоненти испуњава захтеве за хлађење и да ли постоји механичко мешање, остављајући довољно простора за склапање и расипање топлоте;

• Провера растојања до ивице плате: Потврђује минимално растојање од компоненти, проводника (вија), трака бакра до ивице PCB-а, како би се спречило оштећење кола и недовољна механичка чврстоћа услед исецања ивице плате;

• Провера дизајна хлађења: За компоненте са великим потрошњама енергије, проверава се да ли је дизајн отвора за хлађење и проводника (вија) за хлађење разуман, обезбеђујући брзу проводњу топлоте и спречавајући накупљање топлоте које доводи до старења компоненти;

• Провера механичких отвора: Проверава да ли се величина и положај отвора за вијке и позиционих отвора поклапају са кућиштем и конструкцијом за монтирање, чиме се избегава неуспех у монтаžи због одступања отвора.

IV. Провера компатибилности уређаја и пакета: Смањивање ризика приликом монтаže

Провера компатибилности дизајна проверава конзистентност између пакета уређаја и докумената о дизајну како би се избегли проблеми приликом монтаže услед грешака у пакетима:

• Провера поклапања пакета: Потврђује да пакет уређаја одговара стварно одабраном уређају, чиме се избегава „неусклађеност пакета и уређаја“ која спречава лемљење;

• Провера компоненти пољарности: Проверава да ли се поларност пакета полярних компоненти као што су диоде, кондензатори и интегрисана кола поклапа са логиком дизајна, чиме се избегава обрнуто лемљење које може довести до уништења уређаја;

• Провера резервних места за компоненте: Истражује ненаведене пакете и дуплиране компоненте, осигуравајући да информације о компонентама у списку материјала (BOM) потпуно одговарају информацијама о компонентама у пројектној документацији.

V. Специјална провера за високогушћене и специјалне процесе: Прилагођавање комплексним конструкцијама

За ППП-ове са специјалним процесима као што су ХДИ, комбиновани панели и скривени/слепи вијаци, DRC нуди прилагођене функције специјалне провере:

• Провера ХДИ процеса: Проверава да ли пречник вијака, тачност позиције и структура слагања испуњавају захтеве ХДИ процеса како би се спречиле грешке у везама између вијака;

• Провера скривених/слепих вијака: Проверава проводљивост скривених/слепих вијака и њихову везу са спољашњим слојевима кола како би се осигурала стабилна пренос сигнала између слојева;

• Провера комбинованих панела: Проверава да ли прелазни дизајн између флексибилних и крутих области и полупречник савијања испуњавају захтеве флексибилних ППП процеса како би се спречило прекидање кола током савијања.

VI. Испитивање усклађености и индустријских стандарда: Испуњавање захтева специфичних за сценарио

DRC укључује обавезне стандарде из разних индустрија како би се осигурало да PCBA производи испуњавају захтеве усклађености својих применљивих сценарија: Провера електромагнетске компатибилности (EMC): Проверава се да ли распоред филтер-кондензатора, целовитост масе и дизајн штићења сигнала одговарају EMC стандардима ради смањења електромагнетног зрачења и интерференције; Провера стандарда специфичних за индустрију:

• Аутомобилска електроника: У складу је са стандардима IATF 16949, проверавајући изолациону раздаљину између струјних кола високог и ниског напона и дизајн отпорности на вибрације;

• Медицинска опрема: У складу је са стандардима ISO 13485, проверавајући целовитост сигнала и изолациони дизајн ради осигуравања тачне дијагностике опреме;

• Индустријска контрола: Проверавају се дизајни отпорности на интерференције и приспособљивости раду у широком температурном опсегу ради задовољавања захтева за стабилношћу у индустријским срединама;

• Provere bezbednosti u skladu sa standardima: Za PCB-e napajane iz mreže, proverite da li su razmeci i vazdušni razmaci u skladu sa sigurnosnim standardima kao što je IEC 60950 kako bi se izbegao rizik od električnog udara.

VII. Funkcija predloga za optimizaciju dizajna: Poboljšanje efikasnosti dizajna

Napredni DRC alati ne samo da „otkrivaju probleme“, već pružaju i inteligentne predloge za optimizaciju koji pomažu inženjerima da brzo iteriraju dizajne:

• Automatsko označavanje lokacija problema: Tačno označava lokacije prekršaja putem vizuelnog interfejsa, sa mogućnošću prelaska jednim klikom na odgovarajuće područje u projektantskoj datoteci;

• Preporuke rešenja za optimizaciju: Prilikaze konkretne rešenja za prekršaje, npr. „nedovoljna širina trase, predlažemo povećanje na 0,15 mm“ ili „premalo rastojanje između padova, predlažemo povećanje na 0,3 mm“;

• Funkcija grupnog popravka: Podržava automatski grupni popravak ponavljajućih jednostavnih prekršaja, značajno poboljšavajući efikasnost izmene dizajna.