Suri sa Patakaran ng Disenyo

Suri sa Patakaran ng Disenyo

Pagsusuri ng patakaran sa disenyo, mas karaniwang tinatawag bilang DRC sa industriya ng PCB, ay isang pisikal na proseso ng disenyo upang matukuran kung ang pisikal na layout ay natutugunan ang maraming patakaran o inirekomendadong parameter na itinakda ng mga tagagawa ng semiconductor. Kasama rin sa DRC ang LVS (layout at schematic) inspeksyon, XOR inspeksyon, ERC (electrical rule inspection), at antenna inspeksyon.

Ang disenyo at pagmamanupaktura ng PCB ay isang lubhang kumplikadong proseso na nangangailangan ng epektibong pamamahala sa libo-libong bahagi at koneksyon sa mga multi-layered na board. Mahalaga ang pagsisiguro ng produksyon yield, at ang Design Rule Check ay isang mahalagang paraan upang mapabuti ito. Ang DRC ay isang kritikal na hakbang sa pagpapatunay sa proseso ng disenyo ng PCB, gamit ang mga EDA tool upang awtomatikong suriin kung ang layout ng PCB ay sumusunod sa mga nakatakdang patakaran sa disenyo at mga limitasyon sa pagmamanupaktura, tinitiyak na ang disenyo ay maaaring gawin at maaasahan.

Karaniwang kasali rito ang:

• Mga elektrikal na patakaran: tulad ng minimum na lapad ng trace, espasyo sa pagitan ng mga trace, at mga tukoy na panuntunan sa koneksyon ng pad at trace upang maiwasan ang maikling circuit o interference ng signal;

• Mga patakaran sa pagmamanupaktura: tulad ng minimum na diameter ng butas, lapad ng via, at sukat ng pagbubukas ng solder mask (solder mask) upang tugma sa mga kakayahan ng pagpoproseso ng PCB factory;

• Mga patakaran sa proseso: tulad ng espasyo sa pagitan ng mga sangkap at mga setting ng punto ng sanggunian sa posisyon upang matugunan ang mga kinakailangan sa katumpakan ng kagamitan sa SMT assembly. Ang pangunahing tungkulin ng DRC ay tuklasin ang mga potensyal na pagkakamali at paglabag sa disenyo, upang mabawasan ang paggawa muli sa huling yugto ng produksyon, mapababa ang mga gastos, at mapabilis ang development cycle.

Ang pangunahing halaga at kahalagahan ng Design Rule Check (DRC) sa PCBA manufacturing

Ang Design Rule Check ay isang mahalagang hakbang sa kontrol ng kalidad sa buong proseso ng PCBA mula sa disenyo hanggang sa masalimuot na produksyon. Sa pamamagitan ng pagtatakda ng mga pamantayan sa industriya, mga limitasyon sa proseso ng pagmamanupaktura, at mga kinakailangan sa katiyakan, awtomatiko o manu-manong binibigyang-kumpirmasyon nito ang mga dokumento ng disenyo ng PCB. Ang kahalagahan nito ay sumasaklaw sa buong proseso ng pagpapatunay ng disenyo, kontrol ng gastos, pangako sa masalimuot na produksyon, at pagpapabuti ng kalidad. Ito ang pangunahing paunang proseso para sa Kingfield upang matiyak ang kakayahang mapanindigan ng mga produktong PCBA nito.

I. Iwasan ang mga kamalian sa disenyo at bawasan ang mga panganib sa masalimuot na produksyon

Ang DRC ay kayang tukuyin nang tumpak ang mga nakatagong problema sa disenyo, kabilang ang hindi sumusunod na lapad/espasyo ng trace, abnormal na sukat ng via, hindi tugma ang mga pad at package ng device, mahinang koneksyon ng tanso, at mga salungatan sa layout ng power at ground network. Kung hindi matukoy ang mga isyung ito sa panahon ng pagdidisenyo, maaari itong magdulot ng malalang kabiguan tulad ng maikling circuit/buksan ang circuit sa PCB, hindi pagkakasya ng mga sangkap, at interference ng signal habang nagpuprototype o nagmamasa-produkto. Hindi lamang ito pababayaan sa hilaw na materyales kundi magdudulot din ng pagkaantala sa paghahatid ng proyekto. Gumagamit ang Kingfield ng masinsinang proseso ng DRC upang harangan nang maaga ang mga depekto sa disenyo, kontrolin ang mga panganib sa pinagmulan, at tiyakin na ang disenyo ay sumusunod sa mga kinakailangan para sa kakayahang gawin sa produksyon.

II. Pagsasama ng mga proseso sa paggawa upang matiyak ang kahusayan sa produksyon

Ang iba't ibang tagagawa ng PCBA ay may magkakaibang kagamitan sa produksyon at kakayahan ng proseso. Maaaring i-customize ng DRC ang mga patakaran sa pagsusuri batay sa mga pangunahing parameter ng proseso ng Kingfield upang matiyak ang mataas na antas ng pagtutugma sa pagitan ng mga dokumento ng disenyo at aktuwal na kakayahan sa produksyon. Halimbawa, para sa disenyo ng micro-via sa mataas na density na PCB, maaaring i-verify ng DRC kung ang sukat ng butas ay tugma sa presyon ng kagamitan sa pagbuho, upang maiwasan ang pagtigil sa produksyon at pagbaba ng kahusayan dahil sa hindi pagkakatugma ng proseso. Nailalabas ng DRC ang walang putol na integrasyon ng "disenyo-produksyon," na malaki ang nagagawa sa pagpapabuti ng kahusayan sa produksyon at pagpapabilis ng delivery cycle.

III. Kontrolin ang mga pagkawala sa gastos at i-optimize ang paglalaan ng mga mapagkukunan

Ang mga depekto sa disenyo na nagdudulot ng paggawa muli o muling pagmamanupaktura ay isa sa mga pangunahing dahilan ng labis na gastos sa mga proyektong PCBA. Halimbawa, kung ang isang maikling circuit sa PCB ay mangyayari dahil sa sobrang lapit ng mga trace spacing, kailangang ulitin ang paggawa sa circuit board, muling bilhin ang mga sangkap, at kailanganin ang pangalawang proseso, na direktang tumataas sa gastos ng materyales at paggawa. Kung ang mga problema ay matuklasan pagkatapos ng masaklaw na produksyon, ang mga nawala ay lalaki nang eksponensyal. Ginagamit ng Kingfield ang DRC upang maunahan ang mga problemang ito, pinapaliit ang antas ng paggawa muli, at maiiwasan ang pag-aaksaya ng materyales dahil sa hindi makatwirang disenyo, upang mapagtanto ang tiyak na kontrol sa gastos at mapabuti ang kita ng proyekto.

IV. Tiyakin ang katiyakan ng produkto at palakasin ang reputasyon ng tatak

Ang katiyakan ng mga produktong PCBA ay direktang nakasalalay sa katatagan ng kanilang disenyo. Maaaring i-verify ng DRC ang plano ng disenyo sa maraming aspeto, kabilang ang elektrikal na pagganap, istrukturang mekanikal, at katatagan sa init:
Pagganap sa kuryente: I-verify ang pagiging makatuwiran ng voltage drop sa power network, signal impedance matching, at disenyo ng grounding upang maiwasan ang pagkakamali ng produkto dahil sa signal interference o hindi matatag na suplay ng kuryente;
Istruktura sa mekanikal: Suriin kung ang pagkakaayos ng mga bahagi ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa pagpapalamig at kung ang mga konektor ay may sapat na espasyo para sa pagpasok at pag-alis upang maiwasan ang pag-apekto sa haba ng buhay ng produkto dahil sa pagtitipon ng init o interference sa mekanikal;
Kakayahang umangkop sa kapaligiran: Para sa mga espesyal na sitwasyon tulad ng industriyal at automotive na aplikasyon, maaaring i-verify ng DRC kung ang disenyo ay nakakatugon sa mga pamantayan sa kapaligiran tulad ng paglaban sa pag-vibrate at paglaban sa mataas na temperatura. Sinisiguro ng DRC ang matatag na operasyon ng mga produkto sa buong lifecycle nito, binabawasan ang mga gastos sa pagpapanatili pagkatapos ng benta, at pinatitibay ang reputasyon ng brand at kakayahang makipagkompetensya sa merkado ng Kingfield sa industriya ng PCBA.

V. Umangkop sa mga pamantayan ng industriya at matugunan ang mga kinakailangan sa pagsunod

Ang mga produkto ng PCBA para sa iba't ibang aplikasyon ay dapat sumunod sa mga naaangkop na pamantayan ng industriya. Maaaring isingit ng DRC ang mga mandatory na kinakailangan ng mga pamantayang ito upang matiyak ang sertipikasyon ng pagkakasunod ng produkto. Halimbawa, sa disenyo ng PCBA para sa elektronikong automotive, maaaring i-verify ng DRC ang distansya ng pagkakahiwalay sa pagitan ng mataas at mababang boltahe ng mga circuit upang matugunan ang mga pamantayan sa kaligtasan ng elektronikong automotive; sa mga PCBA ng medikal na kagamitan, maaari itong suriin ang disenyo ng signal integrity upang matiyak ang katumpakan ng diagnosis ng kagamitan. Tinutiyak ng Kingfield ang pagkakasunod ng produkto sa mga pamantayan ng industriya sa pamamagitan ng DRC, na nagbibigay sa mga customer ng mga sumusunod at maaasahang customized na solusyon.

Ang Design Rule Check, bilang pangunahing kasangkapan para sa pagpapatunay ng PCBA design, ay isinasagawa ang malawak at detalyadong pagsusuri sa mga dokumento ng PCB design gamit ang pamantayang batayan ng mga tuntunin at marunong na lohika ng pagpapatunay. Ang mga tungkulin nito ay sumasaklaw sa mahahalagang aspeto tulad ng elektrikal na pagganap, kakayahang paggawa, istrakturang mekanikal, at pagtugon sa mga pamantayan, at ito ang pangunahing suporta sa teknolohiya ng Kingfield upang matiyak ang kalidad ng PCBA design at katiyakan sa maselang produksyon. Ang sumusunod ay detalyadong paglalarawan sa kanyang walong pangunahing tungkulin:

I. Pagpapatunay sa Elektrikal na Tuntunin: Tiniyak ang Matatag na Paggana ng Sirkito

Ang elektrikal na pagganap ay ang pangunahing bahagi ng mga produktong PCBA. Ang DRC ay eksaktong nagpapatunay sa elektrikal na katwiran ng disenyo ng sirkito upang maiwasan ang mga problema tulad ng abnormal na signal at hindi matatag na suplay ng kuryente mula pa sa pinagmulan:

• Pagpapatunay sa tuntunin ng agwat: Ninakatotohanan ang pinakamaliit na pagkakahiwalay ng insulasyon sa pagitan ng mga conductor, pads, vias, at mga copper trace upang maiwasan ang maikling circuit at pagkurap na dulot ng hindi sapat na pagitan, lalo na angkop para sa mahigpit na mga pangangailangan ng mga high-voltage circuit at mataas na densidad na PCBs;

• Pagpapatunay ng koneksyon sa network: Nakakakita ng mga problema sa network tulad ng bukas na circuit, maikling circuit, at mga hindi sapat na koneksyon upang matiyak na ang konektibidad ng power, signal, at ground network ay sumusunod sa mga espesipikasyon ng disenyo, upang maiwasan ang pagkabigo ng pagganap dahil sa pagkabasag ng network;

• Pagpapatunay ng impedance matching: Para sa mataas na bilis na mga signal, sinusuri kung ang lapad ng transmission line, pagitan ng linya, at kapal ng dielectric ay tugma sa mga nakatakdang halaga ng impedance upang mabawasan ang signal reflection at crosstalk, tinitiyak ang integridad ng signal;

• Pagpapatunay ng power network: Nagpapatunay kung ang lapad ng power rail ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa pagmamaneho ng kasalukuyang kapasidad (upang maiwasan ang sobrang pag-init) at kung ang distribusyon ng kuryente at lupa ay balanse (para mabawasan ang pagbagsak ng boltahe), tinitiyak ang matatag na suplay ng kuryente;

• Pagsusuri sa disenyo ng grounding: Suriin kung ang paraan ng pag-ground (single-point grounding, multi-point grounding) ay makatuwiran at kung sapat ang bilang ng grounding vias upang maiwasan ang ground loop interference at mapabuti ang kakayahan ng circuit laban sa interference.

II. Pagsubok sa pagkakatugma sa proseso ng pagmamanupaktura: Tiyaking posible ang produksyon

Ang DRC ay nag-aayos ng mga patakaran batay sa mga parameter ng kagamitan sa produksyon at kakayahan sa proseso ng Kingfield upang tiyakin ang perpektong pagkakatugma sa pagitan ng disenyo at aktwal na proseso ng pagmamanupaktura:

• Pagsusuri sa lapad ng linya/pagitan: Patunayan na ang lapad ng conductor ay nakakatugon sa pinakamaliit na pangangailangan sa pagpoproseso, upang maiwasan ang pagkabasag sa etching at hindi sapat na kakayahan sa pagmamaneho ng kuryente dahil sa masyadong manipis na lapad ng linya;

• Sa pamamagitan ng pagpapatunay ng parameter: Suriin na ang diameter ng via, kapal ng pader, at sukat ng pad ay tugma sa mga proseso ng pagbuo at paglilimbag ng tanso, upang maiwasan ang pagkabara ng via at mahinang koneksyon;

• Pagpapatunay ng disenyo ng pad: Kumpirmahin na ang sukat at agwat ng pad ay tugma sa package ng device, upang maiwasan ang sobrang malaki o maliit na pad na nagdudulot ng cold solder joints at solder bridges, at upang matiyak ang kakayahang magamit sa SMT mounting at reflow soldering proseso;

• Pagsusuri sa solder mask/silk screen: Suri kung ang pagbukas ng solder mask ay sumakop sa pad at kung ang silk screen ay nag-silip, upang matiyak ang tama na posisyon ng device habang nagawa sa produksyon;

• Pagpapatunay sa pagpoproseso ng tanso: Suri ang paraan ng koneksyon sa pagitan ng tanso at mga pad, mga via, mga pulo ng tanso, at iakma sa mga pangangailangan ng proseso ng PCB etching at solder mask.

III. Pagsusuri sa Mechanical Structure at Thermal Design: Pagpapabuti ng Product Reliability

Ino-optimize ng DRC ang disenyo mula sa pananaw ng pisikal na istruktura at thermal stability, tinitiyak ang mechanical strength at kakayahan sa pagdidisperso ng init ng PCBA sa buong life cycle nito:

• Pagpapatunay sa pagkakaayos ng mga sangkap: Sinusuri kung ang distansya ng mga sangkap ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa paglamig at walang mechanical interference, na naglalaan ng sapat na espasyo para sa pag-assembly at pagdissipate ng init;

• Pagsubok sa distansya mula sa gilid ng board: Nagpapatunay sa pinakamaliit na distansya mula sa mga sangkap, vias, at copper traces hanggang sa gilid ng PCB, upang maiwasan ang pagkasira ng circuit at hindi sapat na mechanical strength dahil sa pagputol sa gilid ng board;

• Pagpapatunay sa disenyo ng pagdissipate ng init: Para sa mataas na kapasidad na mga sangkap, sinusuri kung makatuwiran ang disenyo ng heat dissipation pads at heat dissipation vias, tinitiyak ang mabilis na pagdaloy ng init at maiiwasan ang pagtambak ng init na magdudulot ng pagtanda ng mga sangkap;

• Pagpapatunay sa mekanikal na butas: Sinusuri kung tugma ang sukat at posisyon ng mga butas para sa turnilyo at mga butas sa pagpoposisyon sa katawan at istrukturang pandikit, upang maiwasan ang kabiguan sa pagdikit dahil sa paglihis ng mga butas.

IV. Pagsubok sa Kakayahang Magkasundo ng Device at Pakete: Pagbawas sa mga Panganib sa Pagdikit

Ang Pagsubok sa Kakayahan ng Disenyo ay nagsusuri ng pagkakatugma sa pagitan ng mga pakete ng device at dokumento ng disenyo upang maiwasan ang mga problema sa pagdikit na dulot ng mga kamalian sa pakete:

• Pagsubok sa Pagkakatugma ng Pakete: Nagpapatunay na tugma ang pakete ng device sa aktwal na napiling device, upang maiwasan ang "di-pagtugma ng pakete at device" na nagiging sanhi ng hindi pagkakadikit;

• Pagpapatunay sa Komponente ng Polarity: Sinusuri kung tugma ang polarity ng pakete ng mga polarized na komponent tulad ng diode, capacitor, at integrated circuit sa lohika ng disenyo, upang maiwasan ang pagkakabit na paurong na maaaring maging sanhi ng pagkasunog ng device;

• Pagsubok sa Placeholder ng Komponente: Sinusuri ang mga hindi tinukoy na pakete at mga duplicadong sangkap, tinitiyak na ang impormasyon ng sangkap sa BOM (Bill of Materials) ay lubos na tugma sa impormasyon ng sangkap sa mga dokumento ng disenyo.

V. Espesyal na Inspeksyon para sa Mataas na Densidad at Mga Espesyal na Proseso: Pag-aangkop sa Komplikadong Disenyo

Para sa mga PCB na may mga espesyal na proseso tulad ng HDI, rigid-flex PCBs, at buried/blind vias, nag-aalok ang DRC ng mga pasadyang espesyal na pagsusuri:

• Pagsusuri ng HDI Proseso: Ninisenyas kung ang lapad ng via, katumpakan ng posisyon, at istruktura ng pag-stack ay sumusunod sa mga kinakailangan ng HDI proseso upang maiwasan ang mga pagkabigo sa koneksyon ng via;

• Pagpapatibay sa Buried/Blind Via: Sinasaliwan ang conductivity ng buried/blind vias at ang kanilang koneksyon sa mga sirkuito sa panlabas na layer upang matiyak ang matatag na transmisyon ng signal sa pagitan ng mga layer;

• Pagsusuri sa Rigid-Flex PCB: Tinitiyak kung ang disenyo ng transisyon sa pagitan ng mga flexible at rigid na bahagi at ang bending radius ay sumusunod sa mga kinakailangan ng flexible PCB proseso upang maiwasan ang pagkabasag ng sirkito habang binabalian.

VI. Pagsusuri sa Pagsunod at Mga Pamantayan sa Industriya: Pagtugon sa mga Tiyak na Pangangailangan ng Sitwasyon

Isinama ng DRC ang mga mandatoryong pamantayan mula sa iba't ibang industriya upang matiyak na ang mga produktong PCBA ay sumusunod sa mga kinakailangan para sa kanilang tiyak na aplikasyon: Pagsusuri sa Electromagnetic Compatibility (EMC): Sinusuri kung ang pagkakaayos ng mga filter capacitor, integridad ng ground plane, at disenyo ng signal shielding ay sumusunod sa mga pamantayan ng EMC upang mabawasan ang electromagnetic radiation at interference; Pagpapatibay sa mga pamantayan ayon sa industriya:

• Elektronikong pang-automotive: Sumusunod sa mga pamantayan ng IATF 16949, sinusuri ang distansya ng pagkakahiwalay sa pagitan ng mataas at mababang boltahe sirkito at disenyo ng paglaban sa panginginig;

• Kagamitang pang-medikal: Sumusunod sa mga pamantayan ng ISO 13485, sinusuri ang integridad ng signal at disenyo ng insulation upang matiyak ang tumpak na diagnosis ng kagamitan;

• Kontrol sa industriya: Sinusuri ang disenyo ng paglaban sa interference at kakayahang umangkop sa malawak na saklaw ng temperatura upang matugunan ang mga pangangailangan sa katatagan sa mga industriyal na kapaligiran;

• Mga pagsusuri sa pagsunod sa kaligtasan: Para sa mga PCB na pinapakilos ng main power, kumpirmahin kung ang mga creepage distance at clearances ay sumusunod sa mga pamantayan sa kaligtasan tulad ng IEC 60950 upang maiwasan ang panganib ng pagkaboy ng kuryente.

VII. Tungkulin ng Mungkahi sa Pag-optimize ng Disenyo: Paunlarin ang Kahusayan ng Disenyo

Ang mga advanced na DRC tool ay hindi lamang "naghahanap ng problema" kundi nagbibigay din ng mga matalinong mungkahi sa pag-optimize upang matulungan ang mga inhinyero sa mabilis na pag-iterate ng mga disenyo:

• Automatikong pagmamarka ng lokasyon ng problema: Tumpak na pagmamarka sa mga lugar na may paglabag gamit ang isang visual na interface, na may suporta para sa one-click na paglipat sa kaukulang bahagi sa file ng disenyo;

• Mga rekomendasyon sa solusyon sa pag-optimize: Magbigay ng tiyak na mga solusyon para sa mga paglabag, halimbawa, "hindi sapat ang lapad ng linya, iminumungkahi ang pagbabago sa 0.15mm" o "napakaliit ng espasyo sa pad, iminumungkahi ang pagtaas sa 0.3mm";

• Tungkulin ng pangkatang pagkukumpuni: Suportado ang awtomatikong pangkatang pagkukumpuni sa mga paulit-ulit na simpleng paglabag, na nagpapataas nang malaki sa kahusayan ng pagbabago sa disenyo.