التصميم للتصنيع: الأخطاء التي نراها

التصميم للتصنيع (DFM) يعني تصميم لوحة بحيث يستطيع مصنع بناءها بموثوقية. معظم فشلات DFM ليست غريبة. هي دزينة الأخطاء نفسها، يرتكبها أشخاص على عجل. يمر هذا المقال بعمليات الفحص الـ25 التي تعمل عند رفع ملفاتكم، مجمعة بحسب ما هي عنه. لكل عائلة يقول ما يحدث خطأ ولماذا يفشل في الإنتاج وماذا تفعلوا.

الحدود التي تقيس عمليات الفحص مقابلها موجودة في صفحة إمكانات التصنيع. لا يعطي هذا المقال أرقامًا لها، لأنها مضبوطة هناك.

يُظهر كل صف عائلة واحدة قبل وبعد صغير. الكهرمان هو الخطأ، والصورة بعد السهم هي الإصلاح.

1. العائلة 1: طبقة مفقودة من المجموعة.
2. العائلة 2: المحيط لا يغلق.
3. العائلة 3: الثقب خارج وسادته.
4. العائلة 4: نحاس أرقّ وأقرب مما تصنعه العملية.
5. العائلة 5: نحاس متبقٍ قليل جدًا حول ثقب.
6. العائلة 6: طباعة فوق وسادة.
7. العائلة 7: الملفات والطلب غير متفقين، هنا في عدد الطبقات.

العائلة 1. يجب أن تكون الملفات قابلة للقراءة وكاملة

عمليات الفحص: لا يمكن فتح الأرشيف بأمان؛ طبقة مفقودة؛ طبقة فارغة أو موجودة مرتين؛ ملف لا يمكن قراءته.

الخطأ. ملف zip بعضو فاسد، أو قناع أو طبقة حفر مفقودة، أو طبقة نحاس مُصدَّرة مرتين باسمين، أو ملف بصيغة ليست Gerber.

لماذا يفشل. لا يستطيع المصنع بناء ما لا يستطيع قراءته. طبقة مفقودة أسوأ من خطأ: إن كانت الطبقة المفقودة هي قناع الأسفل، يمكن بناء اللوحة بلا قناع على جانب واحد.

الإصلاح. صدّروا مرة أخرى من أداة تصميمكم بقائمة Plot تسمّي كل طبقة. افتحوا الناتج في عارض وعدّوا الطبقات. راجعوا ملفات للتصنيع والتجميع.

العائلة 2. يجب أن يكون محيط اللوحة والوحدات منطقيين

عمليات الفحص: المحيط مفقود أو غير مغلق؛ الوحدات أو المقياس يبدو خاطئًا؛ الجانب السفلي يبدو معكوسًا.

الخطأ. محيط مصنوع من مقاطع خط منفصلة لا تلتقي، أو مرسوم على طبقة ميكانيكية بإعداد وحدات مختلف؛ لوحة تبدو أكبر بعشر مرات؛ طبقة سفلية مُصدَّرة معكوسة.

لماذا يفشل. يحتاج جهاز التوجيه مسارًا مغلقًا واحدًا للقطع. مقياس خاطئ يصنع لوحة خاطئة. طبقة معكوسة تعني أن نحاس الأسفل لا يطابق الثقوب أو القناع.

الإصلاح. ارسموا المحيط كشكل مغلق واحد على طبقته الخاصة. اضبطوا الوحدات والمنازل العشرية صراحة في التصدير. صدّروا كل الطبقات بالخيارات نفسها.

العائلة 3. يجب أن تقع الثقوب على وساداتها

عمليات الفحص: ثقوب لا تقع على وساداتها.

الخطأ. ملف الحفر له نقطة أصل مختلفة عن ملفات Gerber، أو صُدّر بوحدات مختلفة.

لماذا يفشل. تُحفر الثقوب في أماكن خاطئة، واللوحة خردة.

الإصلاح. استخدموا نقطة الأصل نفسها (الشائعة هي الركن السفلي الأيسر للوحة) والوحدات لكل الملفات. تحققوا من التراكب في عارض.

العائلة 4. يجب أن تكون خصائص النحاس ضمن ما تصنعه العملية

عمليات الفحص: مسارات أرقّ مما نصنع؛ نحاس أقرب لبعضه مما نصنع؛ نحاس قريب جدًا من حافة اللوحة؛ ثقب قريب جدًا من نحاس آخر؛ اللوحة كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا.

الخطأ. مسارات وفجوات ومسافات إلى الحافة مأخوذة من قاعدة تصميم أرخى من قاعدة المصنع. سكب نحاس بشظايا حادة. لوحة خارج أحجام التجميعات التي يستطيع المصنع التعامل معها.

لماذا يفشل. يزيل النقش النحاس جانبًا، لذا خصائص أرقّ من الحد تنكسر أو تندمج. النحاس قرب الحافة يقطعه جهاز التوجيه ويكشف النحاس. حيث الثقوب أو النحاس قريبة جدًا، تنكسر ريش الحفر، أو يفشل العزل.

الإصلاح. حمّلوا قواعد المصنع في أداة تصميمكم قبل التوجيه. اتركوا هامشًا فوق الحد الأدنى حيث تستطيعون. للوحة كثيفة، اسألوا قبل الذهاب إلى الحد.

العائلة 5. يجب أن تكون الثقوب قابلة للحفر والطلاء

عمليات الفحص: حجم ثقب لا نستطيع حفره؛ نحاس قليل جدًا حول ثقب؛ ثقوب قريبة جدًا من بعضها؛ ثقب صغير جدًا لسماكة اللوحة هذه؛ شق أو ثقب غير مطلي لا نستطيع صنعه كما رُسم.

الخطأ. ثقوب أصغر من أصغر ريشة؛ وسادات بحلقة نحاسية صغيرة جدًا؛ ثقوب جدرانها رقيقة جدًا بينها؛ ثقب صغير في لوحة سميكة؛ شق مرسوم بطريقة لا يستطيع جهاز التوجيه اتباعها؛ ثقب تثبيت له وسادة وبالتالي يُطلى بالخطأ.

لماذا يفشل. ريشة لها قطر أدنى ولها خطأ موضعي؛ يجب أن تكون الحلقة كبيرة بما يكفي بحيث لا يكسر الخطأ الثقب. ثقب عمقه أضعاف قطره (نسبة سماكة إلى قطر عالية) لا يمكن طلاؤه عبره كله. جدران بين ثقوب رقيقة جدًا تنكسر. ثقب مرسوم مطليًا أو غير مطلي بطريقة خاطئة ليس كما قصدتم.

الإصلاح. استخدموا أصغر ريشة والحلقة التي يعطيها المصنع. تحققوا من سماكة اللوحة مقابل أصغر ثقب. أبقوا الثقوب متباعدة. علّموا الثقوب غير المطلية بوضوح، وارسموا الشقوق كشقوق.

العائلة 6. يجب أن يكون قناع اللحام والطباعة قابلين للطبع

عمليات الفحص: قناع لحام بين وسادات أرقّ من أن يثبت؛ طباعة حريرية على وسادات أو أرقّ من أن تُطبع.

الخطأ. وسادات دقيقة الخطوة شبكة قناعها أرقّ مما تستطيع العملية طبعه؛ نص عبر وسادات أو خطوط دقيقة جدًا بحيث لا تُطبع.

لماذا يفشل. شبكة قناع رقيقة تتقشر أو تُزال، وتتكون جسور لحام بين الوسادات. الحبر على الوسادات يمنع اللحام. خطوط طباعة رقيقة تتلطخ أو تنكسر.

الإصلاح. صغّروا فتحات القناع قليلًا، أو اقبلوا غياب شبكة بين وسادات على مكون حيث هذا هو الخيار الوحيد وأخبروا المصنع. انقلوا النص بعيدًا عن الوسادات واستخدموا ضربات أسمك. راجعوا قناع اللحام والطباعة الحريرية ومعالجات الفيا.

1. الوسادة من النحاس.
2. فتحة القناع أكبر من الوسادة.
3. شبكة القناع بين وسادتين. إن كانت رقيقة جدًا تُفقد ويمكن أن يصل اللحام الوسادات.
4. فتحة الاستنسل أصغر قليلًا من الوسادة.
5. الطباعة تقع على القناع، بعيدة عن الوسادات.

العائلة 7. يجب أن تطابق الملفات الطلب

عمليات الفحص: الملفات لها عدد طبقات آخر غير المطلوب؛ الملفات لها حجم آخر غير المطلوب؛ الملفات تحتاج عملية غير مطلوبة؛ عملية مطلوبة غير موجودة في الملفات؛ التحكم في المعاوقة يحتاج هيكل طبقات.

الخطأ. طلب لوحة طبقتين بملفات أربع طبقات، أو طلب بأبعاد مختلفة عن اللوحة. ملفات بأصابع ذهبية أو فيا في وسادة أو فيا عمياء على طلب لم يطلبها. طلب يطلب تحكمًا في المعاوقة لكن لا يعطي هيكل طبقات.

لماذا يفشل. إما يبني المصنع ما طلبتموه ولا يعمل مع ملفاتكم، أو يجب على مهندس التوقف والسؤال، وينتظر الطلب. الخصائص المكتشفة التي يبلّغ عنها الفحص هي: أنصاف ثقوب مطلية على حافة اللوحة، موصل حافة (أصابع ذهبية)، فيا داخل وسادات، فيا عمياء أو مدفونة، بصمة (footprint) لـ BGA، وعدة لوحات في ملف واحد.

الإصلاح. قارنوا نتيجة الفحص بالخيارات التي اخترتموها، وغيّروا واحدًا أو الآخر. للمعاوقة، أعطوا القيم الهدف وهيكل طبقات. راجعوا سماكة النحاس وهياكل الطبقات والمعاوقة.

الفحص لا يعرف دائرتكم

كل هذه عن ما إذا كان يمكن بناء اللوحة من الملفات. لا يقول أي منها أن اللوحة صحيحة. لوحة ببصمة (footprint) خاطئة لمكوّن أو دبوس مبادل أو مقاومة سحب مفقودة أو سكة قدرة خاطئة تجتاز كل فحص هنا. يُظهر الفحص أن الملفات كاملة ومتسقة وقابلة للتصنيع؛ لا يستطيع إظهار أن دائرة تعمل. مراجعة المخطط واختبار اللوحات الأولى لكم.

بعض عمليات الفحص لا تستطيع العمل على كل رفع: على سبيل المثال، فحص يحتاج قائمة شبكات أو ملفات تجميع أو محيطًا. تقول النتيجة أي عمليات فحص عملت وأيها لم تعمل، ولماذا. نتيجة «لم يتم العثور على مشاكل في عمليات الفحص التي أُجريت» ليست نفسها كل عمليات الفحص أُجريت.

روتين قصير قبل الرفع

1. شغّلوا فحص قواعد التصميم بقواعد المصنع.
2. صدّروا كل الطبقات بقائمة Plot واحدة.
3. افتحوا الناتج في عارض منفصل؛ قارنوا بالتصميم.
4. تحققوا من عدد الطبقات والحجم والمحيط.
5. لاحظوا أي أمر غير معتاد في نص قصير للمهندس.
6. ارفعوا واقرؤوا النتيجة واصلحوا الأخطاء قبل التحذيرات.

كيف يظهر هذا عند الطلب هنا

تعمل عمليات الفحص عند الرفع، قبل أن تدفعوا. لكل مشكلة تعطي النتيجة عدد المواضع والقيمة المقاسة مقابل الحد وإجراء مقترح: اختاروا الخيار الذي يغطيها، اصلحوا الملفات وارفعوا مرة أخرى، اقبلوا تصحيحًا مقترحًا، أو أرسلوها إلى مهندس مع الطلب. يؤكد مهندس كل طلب قبل الإنتاج. ارفعوا في صفحة الرفع، أو اقرؤوا ما يغطيه فحص الملفات.