Szerző: Saar Drimer
Egy közelmúltbeli látogatásom során a felsőtárkányi üzemeinkben megkérdeztem a PCB gyártás vezetőjét, Lengyel Józsefet és csapatát, hogy mi a tíz leggyakoribb probléma, amit az ügyfelektől kapott adatokban tapasztalnak. A válasz egyhangú és azonnali volt: a tervezők gyakran az egész nyomtatott áramköri lapon a legszűkebb tervezési szabályokat alkalmazzák, még ott is, ahol erre semmi szükség nem lenne. Amikor rákérdeztem a további kilenc problémára, váratlan választ kaptam: ugyanaz!
Tervezési szabály: Nincs univerzális méret, minden helyzet más
Egy nyomtatott áramköri lap tervezése során általában először a legbonyolultabb területekre fókuszálunk, például a finom osztású QFN és BGA alkatrészekre vagy a szigorú feltételekkel pozícionált csatlakozókra. Ezek határozzák meg a minimum vezetőszélességet és szigetelőtávolságot, ezzel együtt befolyásolva a gyártási költségeket is. Egy adott ponton megnézzük a PCB gyártók által előírt minimális szigetelőtávolságokat (például két vezető, vagy egy vezető és pad közötti távolságot), majd ennek megfelelően állítjuk be az EDA eszköz DRC paramétereit. Ezeket a beállításokat az esetek nagy részében a teljes nyomtatott áramköri lapon alkalmazzuk, holott sok helyen elegendő lenne nagyobb távolságokat hagyni.
Tervezőként hajlamosak vagyunk azt feltételezni, hogy ezek a beállítások nem jelentenek problémát, hiszen azok költségét a teljes nyomtatott áramköri lapra vonatkozóan kifizetjük, így a gyártó felelőssége ezt megfelelően kezelni. Valójában azonban hosszú távon ez mind a gyártó, mind a tervező számára problémát jelent.
Miért árt mindenkinek a minimális távolságok túlzott használata?
A gyártó oldaláról nézve így jelentősen megnő a potenciális gyártási hibapontok száma, melyeket azonosítani, ellenőrizni, és szükség esetén korrigálni kell. Sokszor ez visszacsatolást igényel a tervező felé is, ami késedelmekhez vezethet. A gyártás realitása az, hogy a csökkenő távolságokkal nagyobb a hibák valószínűsége. Mindez végső soron hatással van a gyártási időre és a költségekre, valamint a teljes folyamatot figyelembe véve, minden szereplő számára plusz terhet jelent.
A tervező számára pedig ezek az apró nehézségek egy nagyobb gyártási sorozat esetén okozhatnak gondot: ugyanis egészen más három kártyát legyártani, mint 3000 darabot. Egy másik gyártóra való átállás pedig újabb potenciális nehézségekhez vezethet, hiszen az új partner nem biztos, hogy ugyanolyan hatékonyan kezeli ezeket a problémákat, vagy akár teljesen eltérő megközelítést is alkalmazhat. Mindez csökkentheti a hozamot, ronthatja a minőséget, miközben növeli a költségeket, valamint veszélyezteti a szállítási határidőket is.
Mindezek fényében azt javasoljuk, hogy a legszűkebb DRC beállításokat kizárólag azokon a területeken alkalmazza, ahol valóban szükséges, máshol pedig engedélyezzen nagyobb távolságokat. Bár néhány EDA-eszköz nem könnyíti meg ennek rugalmas kezelését, legtöbbször található rá megfelelő megoldás. A minimális szigetelőtávolságokat pedig érdemes úgy kezelni, mint a rétegszámot, az alkatrészek mennyiségét vagy az anyagjegyzék (BOM) sorait: minél kevesebb, annál jobb! Ez nemcsak a tervezés minőségét emeli, hanem a gyártók is hálásak lesznek érte.
Egy rézmaradvány a vezető között az AOI során: példa a vezetők közötti szigetelőtávolság csökkenésével növekvő valószínűségű hibára.
Köszönet Geert Willems-nek (imec, EDM Forum), hogy észrevételeivel segítette a cikk megalkotását.
Merüljön el a témában:
- Az EDM Forum (imec) EDM-D-000, Good Design-for-X Practice dokumentuma számos további javaslatot tartalmaz a gyártásra való tervezés gyakorlatáról. Különösen az 5. fejezet, azon belül is az 5.6 – 5.10 alfejezetek kapcsolódnak szorosan a cikkben tárgyalt kérdésekhez. (A dokumentum ingyenes regisztráció után érhető el.)
- 10 szabály a megfelelő PCB tervért
Értesüljön legfrissebb híreinkről elsőként! Kövessen minket!
