La conception pour la fabrication (DFM) signifie concevoir une carte de manière à ce qu'une usine puisse la fabriquer de manière fiable. La plupart des échecs de DFM ne sont pas inhabituels. Ce sont les mêmes douze erreurs, commises par des personnes pressées. Cet article parcourt les 25 vérifications qui s'exécutent quand vous téléversez vos fichiers, regroupées par sujet. Pour chaque famille, il indique ce qui ne va pas, pourquoi cela échoue en production, et quoi faire.
Les limites par rapport auxquelles les vérifications mesurent sont sur la page des capacités. Cet article ne donne aucun chiffre pour elles, car ils sont définis là.
Chaque ligne montre une famille sous la forme d'un petit avant et après. L'ambre est l'erreur, et l'image après la flèche est la correction.
- Famille 1 : une couche est manquante dans l'ensemble.
- Famille 2 : le contour ne se ferme pas.
- Famille 3 : le trou est décalé par rapport à son pad.
- Famille 4 : cuivre plus fin et plus proche que ce que le procédé réalise.
- Famille 5 : trop peu de cuivre restant autour d'un trou.
- Famille 6 : sérigraphie sur un pad.
- Famille 7 : les fichiers et la commande ne sont pas d'accord, ici sur le nombre de couches.
Famille 1. Les fichiers doivent être lisibles et complets
Vérifications : l'archive ne peut pas être ouverte en sécurité ; une couche est manquante ; une couche est vide ou en double ; un fichier ne peut pas être lu.
L'erreur. Un fichier zip avec un élément corrompu, une couche de vernis épargne ou de perçage manquante, une couche de cuivre exportée deux fois sous deux noms, ou un fichier dans un format qui n'est pas Gerber.
Pourquoi cela échoue. L'usine ne peut pas fabriquer ce qu'elle ne peut pas lire. Une couche manquante est pire qu'une erreur : si la couche manquante est le vernis épargne inférieur, la carte pourrait être fabriquée sans vernis épargne sur une face.
La correction. Exportez à nouveau depuis votre outil de conception avec une liste de tracé qui nomme chaque couche. Ouvrez le résultat dans une visionneuse et comptez les couches. Voir Fichiers pour la fabrication et l'assemblage.
Famille 2. Le contour de la carte et les unités doivent avoir un sens
Vérifications : le contour de la carte est manquant ou non fermé ; les unités ou l'échelle semblent incorrectes ; la face inférieure semble en miroir.
L'erreur. Un contour fait de segments de ligne séparés qui ne se rejoignent pas, ou dessiné sur une couche mécanique avec un réglage d'unités différent ; une carte qui semble dix fois trop grande ; une couche inférieure exportée en miroir.
Pourquoi cela échoue. La fraiseuse a besoin d'un trajet fermé unique pour découper. Une mauvaise échelle donne une mauvaise carte. Une couche en miroir signifie que le cuivre sur la face inférieure ne correspond pas aux trous ou au vernis épargne.
La correction. Dessinez le contour de la carte comme une forme fermée unique sur sa propre couche. Définissez les unités et les décimales explicitement dans l'export. Exportez toutes les couches avec les mêmes options.
Famille 3. Les trous doivent tomber sur leurs pads
Vérifications : les trous ne tombent pas sur leurs pads.
L'erreur. Le fichier de perçage a une origine différente de celle des fichiers Gerber, ou a été exporté avec des unités différentes.
Pourquoi cela échoue. Les trous sont percés aux mauvais endroits, et la carte est mise au rebut.
La correction. Utilisez la même origine (une origine courante est le coin inférieur gauche de la carte) et les mêmes unités pour tous les fichiers. Vérifiez la superposition dans une visionneuse.
Famille 4. Les éléments en cuivre doivent rester dans ce que le procédé réalise
Vérifications : pistes plus fines que notre minimum de fabrication ; cuivre plus proche que notre minimum de fabrication ; cuivre trop proche du bord de la carte ; un trou trop proche d'un autre cuivre ; la carte est trop grande ou trop petite.
L'erreur. Des pistes, des espacements ou des distances au bord tirés d'une règle de conception plus permissive que celle de l'usine. Des plans de cuivre avec des lamelles fines. Une carte hors des tailles de panneau que l'usine peut traiter.
Pourquoi cela échoue. La gravure enlève du cuivre latéralement, donc les éléments plus fins que la limite se rompent ou se rejoignent. Le cuivre près du bord est coupé par la fraiseuse, et expose du cuivre. Quand les trous ou le cuivre sont trop proches, les forets traversent, ou l'isolation échoue.
La correction. Chargez les règles de l'usine dans votre outil de conception avant le routage. Laissez une marge au-dessus du minimum quand vous le pouvez. Pour une carte dense, demandez avant d'aller à la limite.
Famille 5. Les trous doivent être perçables et métallisables
Vérifications : un diamètre de trou que nous ne pouvons pas percer ; trop peu de cuivre autour d'un trou ; trous trop proches les uns des autres ; un trou trop petit pour cette épaisseur de carte ; une fente ou un trou non métallisé que nous ne pouvons pas réaliser tel que dessiné.
L'erreur. Des trous plus petits que le plus petit foret ; des pads avec un anneau annulaire trop petit ; des trous avec des parois trop fines entre eux ; un petit trou dans une carte épaisse ; une fente dessinée d'une manière que la fraiseuse ne peut pas suivre ; un trou de fixation qui a un pad et qui est donc métallisé par erreur.
Pourquoi cela échoue. Un foret a un diamètre minimal et une certaine erreur de position ; l'anneau annulaire doit être assez grand pour que l'erreur ne fasse pas sortir le trou. Un trou dont la profondeur vaut de nombreuses fois son diamètre (un rapport d'aspect élevé) ne peut pas être métallisé sur toute sa longueur. Des parois entre trous trop fines se rompent. Un trou dessiné comme métallisé ou non métallisé de la mauvaise manière n'est pas comme vous le visiez.
La correction. Utilisez le plus petit diamètre de perçage et l'anneau que l'usine indique. Vérifiez l'épaisseur de la carte par rapport au plus petit trou. Gardez les trous espacés. Marquez clairement les trous non métallisés, et dessinez les fentes comme des fentes.
Famille 6. Le vernis épargne et la sérigraphie doivent être imprimables
Vérifications : vernis épargne entre pads trop fin pour tenir ; sérigraphie sur les pads ou trop fine pour être imprimée.
L'erreur. Des pads à pas fin dont le pont de vernis épargne est plus fin que ce que le procédé peut imprimer ; du texte sur les pads ou des lignes trop fines pour être imprimées.
Pourquoi cela échoue. Un pont de vernis épargne fin se décolle ou est retiré, et des ponts de soudure se forment entre les pads. L'encre sur les pads bloque la soudure. Les lignes fines de sérigraphie bavent ou se rompent.
La correction. Réduisez un peu les ouvertures du vernis épargne, ou acceptez l'absence de pont entre pads sur un composant où c'est la seule option et dites-le à l'usine. Déplacez le texte hors des pads et utilisez des traits plus épais. Voir Vernis épargne, sérigraphie et traitements des vias.
- Le pad est en cuivre.
- L'ouverture du vernis épargne est plus grande que le pad.
- Le pont de vernis épargne entre deux pads. S'il est trop fin, il est perdu et la soudure peut joindre les pads.
- L'ouverture du pochoir est un peu plus petite que le pad.
- La sérigraphie se trouve sur le vernis épargne, loin des pads.
Famille 7. Les fichiers doivent correspondre à la commande
Vérifications : les fichiers ont un autre nombre de couches que celui commandé ; les fichiers ont une autre taille que celle commandée ; les fichiers exigent un procédé qui n'est pas commandé ; un procédé commandé est absent des fichiers ; le contrôle d'impédance exige un empilage (stack-up).
L'erreur. Commander une carte à deux couches avec des fichiers à quatre couches, ou commander avec des dimensions différentes de celles de la carte. Des fichiers avec des doigts dorés, des vias dans les pads ou des vias aveugles sur une commande qui ne les a pas demandés. Une commande qui demande un contrôle d'impédance mais ne donne aucun empilage (stack-up).
Pourquoi cela échoue. Soit l'usine fabrique ce que vous avez commandé et cela ne fonctionne pas avec vos fichiers, soit un ingénieur doit s'arrêter et demander, et la commande attend. Les éléments détectés que la vérification signale sont : demi-trous métallisés sur le bord de la carte, un connecteur de bord (doigts dorés), des vias dans les pads, des vias aveugles ou enterrés, une empreinte BGA, et plusieurs cartes dans un même fichier.
La correction. Comparez le résultat de la vérification avec les options que vous avez choisies, et modifiez l'un ou l'autre. Pour l'impédance, donnez les valeurs cibles et un empilage (stack-up). Voir Épaisseur de cuivre, empilages et impédance.
La vérification ne connaît pas votre circuit
Tout cela concerne la question de savoir si la carte peut être fabriquée à partir des fichiers. Rien ne dit que la carte est correcte. Une carte avec une mauvaise empreinte pour un composant, une broche échangée, une résistance de tirage manquante ou un mauvais rail d'alimentation passe toutes les vérifications ici. La vérification montre que les fichiers sont complets, cohérents et fabricables ; elle ne peut pas montrer qu'un circuit fonctionne. Une revue du schéma et un test des premières cartes relèvent de vous.
Certaines vérifications ne peuvent pas s'exécuter sur chaque téléversement : par exemple, une vérification qui a besoin d'une netlist, ou de fichiers d'assemblage, ou d'un contour. Le résultat indique quelles vérifications ont été effectuées et lesquelles ne l'ont pas été, et pourquoi. Un résultat « aucun problème trouvé dans les vérifications effectuées » n'est pas la même chose que toutes les vérifications effectuées.
Une courte routine avant téléversement
- Exécutez la vérification des règles de conception avec les règles de l'usine.
- Exportez toutes les couches avec une seule liste de tracé.
- Ouvrez la sortie dans une visionneuse séparée ; comparez avec la conception.
- Vérifiez le nombre de couches, la taille et le contour de la carte.
- Notez tout ce qui est inhabituel dans un court texte pour l'ingénieur.
- Téléversez, lisez le résultat, et corrigez les erreurs avant les avertissements.
Comment cela se présente quand vous commandez ici
Les vérifications s'exécutent au téléversement, avant votre paiement. Pour chaque problème, le résultat donne le nombre d'emplacements, la valeur mesurée par rapport à la limite, et une action suggérée : choisissez l'option qui le couvre, corrigez les fichiers et téléversez-les à nouveau, acceptez la correction proposée, ou transmettez-le à un ingénieur avec la commande. Un ingénieur confirme chaque commande avant la production. Téléversez sur la page de téléversement, ou lisez ce que la vérification des fichiers couvre.