El diseño para fabricación (DFM) significa diseñar una placa de forma que la fábrica pueda fabricarla de manera fiable. La mayoría de los fallos de DFM no son exóticos. Son la misma docena de errores, cometidos por personas con prisa. Este artículo repasa las 25 comprobaciones que se ejecutan cuando usted sube sus archivos, agrupadas por su tema. Para cada familia indica qué sale mal, por qué falla en producción y qué hacer.
Los límites contra los que miden las comprobaciones están en la página de capacidades. Este artículo no da números para ellos, porque están fijados allí.
Cada fila muestra una familia como un pequeño antes y después. El color ámbar es el error, y la imagen después de la flecha es la corrección.
- Familia 1: falta una capa del conjunto.
- Familia 2: el contorno no se cierra.
- Familia 3: el agujero está fuera de su pad.
- Familia 4: cobre más fino y más junto de lo que el proceso fabrica.
- Familia 5: queda demasiado poco cobre alrededor de un agujero.
- Familia 6: serigrafía sobre un pad.
- Familia 7: los archivos y el pedido no coinciden, aquí en el número de capas.
Familia 1. Los archivos deben poder leerse y estar completos
Comprobaciones: el archivo comprimido no se puede abrir de forma segura; falta una capa; una capa está vacía o duplicada; un archivo no se puede leer.
El error. Un archivo zip con un elemento dañado, una capa de máscara o de taladrado que falta, una capa de cobre exportada dos veces con dos nombres, o un archivo en un formato que no es Gerber.
Por qué falla. La fábrica no puede fabricar lo que no puede leer. Que falte una capa es peor que un error: si la capa que falta es la máscara inferior, la placa podría fabricarse sin máscara en una cara.
La corrección. Exporte de nuevo desde su herramienta de diseño con una lista de trazado que nombre cada capa. Abra el resultado en un visor y cuente las capas. Consulte Archivos para fabricación y montaje.
Familia 2. El contorno de la placa y las unidades deben tener sentido
Comprobaciones: falta el contorno o no está cerrado; las unidades o la escala parecen incorrectas; la cara inferior parece estar en espejo.
El error. Un contorno hecho con segmentos de línea separados que no se unen, o dibujado en una capa mecánica con un ajuste de unidades distinto; una placa que parece diez veces demasiado grande; una capa inferior exportada en espejo.
Por qué falla. La fresadora necesita un único recorrido cerrado para cortar. Una escala incorrecta fabrica la placa incorrecta. Una capa en espejo significa que el cobre de la cara inferior no coincide con los agujeros ni con la máscara.
La corrección. Dibuje el contorno como una única forma cerrada en su propia capa. Fije las unidades y los decimales de forma explícita en la exportación. Exporte todas las capas con las mismas opciones.
Familia 3. Los agujeros deben caer sobre sus pads
Comprobaciones: los agujeros no caen sobre sus pads.
El error. El archivo de taladrado tiene un origen distinto al de los archivos Gerber, o se exportó con unidades distintas.
Por qué falla. Los agujeros se taladran en los lugares equivocados, y la placa es desecho.
La corrección. Use el mismo origen (uno habitual es la esquina inferior izquierda de la placa) y las mismas unidades para todos los archivos. Compruebe la superposición en un visor.
Familia 4. Las características de cobre deben estar dentro de lo que el proceso fabrica
Comprobaciones: pistas más finas de lo que fabricamos; cobre más junto de lo que fabricamos; cobre demasiado cerca del borde de la placa; un agujero demasiado cerca de otro cobre; la placa es demasiado grande o demasiado pequeña.
El error. Pistas, separaciones o distancias al borde tomadas de una regla de diseño más permisiva que la de la fábrica. Vertidos de cobre con rebabas finas y afiladas. Una placa fuera de los tamaños de panel que la fábrica puede manejar.
Por qué falla. El grabado elimina cobre lateralmente, por lo que las características más finas que el límite se rompen o se unen. El cobre cerca del borde es cortado por la fresadora y queda expuesto. Donde los agujeros o el cobre están demasiado cerca, los taladros rompen la pared, o falla el aislamiento.
La corrección. Cargue las reglas de la fábrica en su herramienta de diseño antes de trazar las pistas. Deje margen sobre el mínimo donde pueda. Para una placa densa, pregunte antes de llegar al límite.
Familia 5. Los agujeros deben poder taladrarse y metalizarse
Comprobaciones: un tamaño de agujero que no podemos taladrar; demasiado poco cobre alrededor de un agujero; agujeros demasiado cerca entre sí; un agujero demasiado pequeño para este espesor de placa; una ranura o un agujero no metalizado que no podemos hacer tal como está dibujado.
El error. Agujeros más pequeños que el taladro más pequeño; pads con un anillo anular demasiado pequeño; agujeros con paredes demasiado finas entre ellos; un agujero pequeño en una placa gruesa; una ranura dibujada de una forma que la fresadora no puede seguir; un agujero de montaje que tiene un pad y por tanto se metaliza por error.
Por qué falla. Un taladro tiene un diámetro mínimo y un cierto error de posición; el anillo debe ser lo bastante grande para que el error no rompa el agujero. Un agujero cuya profundidad es muchas veces su diámetro (una relación de aspecto alta) no se puede metalizar en todo su recorrido. Las paredes entre agujeros demasiado finas se rompen. Un agujero dibujado como metalizado o no metalizado de forma incorrecta no queda como usted quería.
La corrección. Use el taladro más pequeño y el anillo que indica la fábrica. Compruebe el espesor de la placa frente al agujero más pequeño. Mantenga los agujeros separados. Marque los agujeros no metalizados con claridad y dibuje las ranuras como ranuras.
Familia 6. La máscara de soldadura y la serigrafía deben poder imprimirse
Comprobaciones: máscara de soldadura entre pads demasiado fina para aguantar; serigrafía sobre pads o demasiado fina para imprimirse.
El error. Pads de paso fino cuya trama de máscara es más fina de lo que el proceso puede imprimir; texto sobre los pads o líneas demasiado finas para imprimirse.
Por qué falla. Una trama de máscara fina se despega o se elimina, y se forman puentes de soldadura entre los pads. La tinta sobre los pads bloquea la soldadura. Las líneas finas de la serigrafía se emborronan o se rompen.
La corrección. Reduzca un poco las aberturas de la máscara, o acepte que no haya trama entre los pads en un componente donde esa es la única opción e indíqueselo a la fábrica. Desplace el texto fuera de los pads y use trazos más gruesos. Consulte Máscara de soldadura, serigrafía y tratamientos de vías.
- El pad es cobre.
- La abertura de la máscara es mayor que el pad.
- La trama de la máscara entre dos pads. Si es demasiado fina se pierde y la soldadura puede unir los pads.
- La abertura de la plantilla (stencil) es un poco más pequeña que el pad.
- La serigrafía se sitúa sobre la máscara, lejos de los pads.
Familia 7. Los archivos deben coincidir con el pedido
Comprobaciones: los archivos tienen otro número de capas que el pedido; los archivos tienen otro tamaño que el pedido; los archivos necesitan un proceso que no se pidió; un proceso pedido no está en los archivos; el control de impedancia necesita un apilado (stack-up).
El error. Pedir una placa de dos capas con archivos de cuatro capas, o pedir con dimensiones distintas a las de la placa. Archivos con dedos de oro, vía en pad o vías ciegas en un pedido que no los solicitó. Un pedido que solicita control de impedancia pero no aporta un apilado (stack-up).
Por qué falla. O la fábrica fabrica lo que usted pidió y no funciona con sus archivos, o un ingeniero tiene que detenerse y preguntar, y el pedido espera. Las características detectadas que informa la comprobación son: medios agujeros metalizados en el borde de la placa, un conector de borde (dedos de oro), vías dentro de pads, vías ciegas o enterradas, una huella BGA y varias placas en un mismo archivo.
La corrección. Compare el resultado de la comprobación con las opciones que usted eligió, y cambie unas u otras. Para la impedancia, aporte los valores objetivo y un apilado (stack-up). Consulte Peso de cobre, apilados (stack-up) e impedancia.
La comprobación no conoce su circuito
Todo esto trata de si la placa se puede fabricar a partir de los archivos. Nada de esto dice que la placa sea correcta. Una placa con la huella equivocada para un componente, un pin intercambiado, una resistencia pull-up que falta o un raíl de alimentación incorrecto supera todas las comprobaciones de aquí. La comprobación muestra que los archivos están completos, son coherentes y se pueden fabricar; no puede mostrar que un circuito funciona. La revisión del esquemático y la prueba de las primeras placas son responsabilidad suya.
Algunas comprobaciones no se pueden ejecutar en cada subida: por ejemplo, una comprobación que necesita una netlist, o archivos de montaje, o un contorno. El resultado indica qué comprobaciones se realizaron y cuáles no, y por qué. Un resultado de «sin problemas en las comprobaciones realizadas» no es lo mismo que que se hayan realizado todas las comprobaciones.
Una rutina breve antes de subir los archivos
- Ejecute la comprobación de reglas de diseño con las reglas de la fábrica.
- Exporte todas las capas con una única lista de trazado.
- Abra el resultado en un visor distinto; compárelo con el diseño.
- Compruebe el número de capas, el tamaño y el contorno.
- Anote cualquier cosa inusual en un texto breve para el ingeniero.
- Suba los archivos, lea el resultado y corrija los errores antes que las advertencias.
Cómo se refleja esto cuando usted pide aquí
Las comprobaciones se ejecutan al subir los archivos, antes de que usted pague. Para cada problema, el resultado da el número de lugares, el valor medido frente al límite y una acción sugerida: elija la opción que lo cubre, corrija los archivos y súbalos de nuevo, acepte la corrección propuesta o envíelo a un ingeniero con el pedido. Un ingeniero confirma cada pedido antes de la producción. Suba los archivos en la página de subida, o lea qué cubre la verificación de archivos.