製造のための設計（DFM）とは、工場が安定して製造できるように基板を設計することです。DFM の問題の多くは特殊なものではありません。急いでいる人が繰り返す、同じ十数件の間違いです。この記事では、ファイルをアップロードしたときに実行される 25 件のチェックを、内容ごとにファミリーに分けて説明します。各ファミリーでは、何が問題になるのか、生産で失敗する理由、対処方法を示します。
チェックの基準となる制限は製造能力のページにあります。この記事では数値を示しません。数値はそちらで定められているためです。
各行では、1 つのファミリーについて、修正前と修正後を小さく並べて示しています。琥珀色が間違いで、矢印の後の絵が修正です。
- ファミリー 1： セットから層が不足しています。
- ファミリー 2： 基板外形が閉じていません。
- ファミリー 3： 穴がパッドからずれています。
- ファミリー 4： 銅が、工程で作れる範囲より細く、間隔も狭くなっています。
- ファミリー 5： 穴の周りに残る銅が不足しています。
- ファミリー 6： シルクスクリーンがパッドの上にあります。
- ファミリー 7： ファイルと注文が一致していません。ここでは層数の例です。
ファミリー 1．ファイルが読み取り可能で、そろっていること
チェック項目：アーカイブを安全に開けません。層が不足しています。層が空、または重複しています。読み取れないファイルがあります。
間違い。 メンバーが壊れた zip ファイル、ソルダーレジスト層またはドリル層の不足、2 つの名前で 2 回書き出された銅箔層、Gerber ではない形式のファイルです。
失敗する理由。 工場は、読み取れないものを製造できません。層の不足はエラーよりも深刻です。不足している層が裏面のソルダーレジストの場合、片面にソルダーレジストがない状態で基板が製造される可能性があります。
修正方法。 設計ツールから、すべての層に名前を付けたプロットリストで再度書き出してください。結果をビューアで開き、層の数を数えてください。製造と実装のためのファイルをご覧ください。
ファミリー 2．基板外形と単位が正しいこと
チェック項目：基板外形がない、または閉じていません。単位または縮尺が正しくないようです。裏面が鏡像になっているようです。
間違い。 つながっていない別々の線分で作られた基板外形、または異なる単位設定のメカニカル層に描かれた基板外形です。10 倍の大きさに見える基板、鏡像で書き出された裏面層も該当します。
失敗する理由。 ルーターでの切断には、閉じた 1 本のパスが必要です。縮尺が間違っていると、間違った基板になります。鏡像の層では、裏面の銅が穴やソルダーレジストと合いません。
修正方法。 基板外形は、専用の層に 1 つの閉じた形状として描いてください。書き出しでは単位と小数点以下の桁数を明示的に設定してください。すべての層を同じオプションで書き出してください。
ファミリー 3．穴がパッドに合うこと
チェック項目：穴がパッドに合っていません。
間違い。 ドリルファイルの原点が Gerber ファイルと異なる、または異なる単位で書き出されています。
失敗する理由。 穴が間違った位置に開けられ、基板は不良品になります。
修正方法。 すべてのファイルで同じ原点（一般的には基板の左下隅）と単位を使用してください。ビューアで重ね合わせを確認してください。
ファミリー 4．銅の形状が工程で作れる範囲内にあること
チェック項目：当工場の製造範囲より細い配線があります。当工場の製造範囲より銅の間隔が狭い箇所があります。銅が基板端に近すぎます。穴が他の銅に近すぎます。基板が大きすぎる、または小さすぎます。
間違い。 配線、間隔、基板端までの距離が、工場のルールより緩い設計ルールに基づいています。鋭いスリバー状の銅ベタ、工場が扱える面付けパネルサイズの範囲外の基板も該当します。
失敗する理由。 エッチングでは銅が横方向にも除去されるため、制限より細い形状は切れたりつながったりします。基板端に近い銅はルーターで切断され、銅が露出します。穴や銅が近すぎる箇所では、ドリルが突き抜けたり、絶縁が保てなくなったりします。
修正方法。 配線の前に、工場のルールを設計ツールに読み込んでください。可能な箇所では最小値に余裕を持たせてください。高密度の基板では、制限ぎりぎりまで使う前に確認してください。
ファミリー 5．穴にドリル加工とめっきができること
チェック項目：当工場では加工できない穴径があります。穴の周りの銅が不足しています。穴同士が近すぎます。板厚に対して穴が小さすぎます。図面どおりに加工できない長穴または非めっき穴があります。
間違い。 最小のドリルより小さい穴、アニュラリングが小さすぎるパッド、穴と穴の間の壁が薄すぎる状態、厚い基板の小さい穴、ルーターがたどれない描き方の長穴、パッドがあるために誤ってめっきされる取り付け穴です。
失敗する理由。 ドリルには最小径があり、位置誤差もあります。誤差があっても穴が破れないよう、アニュラリングは十分な大きさが必要です。深さが径の何倍もある穴（アスペクト比が高い穴）は、貫通するまでめっきできません。穴と穴の間の壁が薄すぎると割れます。めっき穴と非めっき穴の区別が間違っていると、意図したとおりになりません。
修正方法。 工場が示す最小のドリルとアニュラリングを使用してください。板厚と最小の穴を確認してください。穴同士の間隔を保ってください。非めっき穴は明確に示し、長穴は長穴として描いてください。
ファミリー 6．ソルダーレジストとシルクスクリーンが印刷できること
チェック項目：パッド間のソルダーレジストが薄く、保持できません。シルクスクリーンがパッド上にある、または細くて印刷できません。
間違い。 工程で印刷できる範囲よりソルダーレジストのウェブが薄いファインピッチのパッド、パッドを横切る文字、印刷するには細すぎる線です。
失敗する理由。 薄いソルダーレジストのウェブは剥がれたり除去されたりし、パッド間にはんだブリッジができます。パッド上のインクははんだ付けを妨げます。細いシルクスクリーンの線はにじんだり切れたりします。
修正方法。 ソルダーレジストの開口を少し小さくしてください。部品によってはそれしか方法がない場合、パッド間にウェブがないことを受け入れ、工場に伝えてください。文字はパッドから外し、線は太くしてください。ソルダーレジスト、シルクスクリーン、ビア処理をご覧ください。
- パッドは銅です。
- ソルダーレジストの開口はパッドより大きいです。
- ソルダーレジストのウェブは 2 つのパッドの間にあります。薄すぎると失われ、はんだでパッド同士がつながることがあります。
- メタルマスクの開口はパッドより少し小さいです。
- シルクスクリーンはソルダーレジストの上にあり、パッドから離れています。
ファミリー 7．ファイルが注文と一致すること
チェック項目：ファイルの層数が注文と異なります。ファイルのサイズが注文と異なります。ファイルに、注文されていない加工が必要です。注文された加工がファイルにありません。インピーダンス制御には層構成が必要です。
間違い。 4 層のファイルで 2 層の基板を注文すること、基板と異なる寸法で注文することです。注文で求めていない金フィンガー、ビアインパッド、ブラインドビアのあるファイル、インピーダンス制御を求めながら層構成を示していない注文も該当します。
失敗する理由。 工場が注文どおりに製造するとファイルと合わず、動作しません。またはエンジニアが作業を止めて確認しなければならず、注文が待ち状態になります。チェックが報告する検出項目は、基板端のめっきハーフホール、エッジコネクタ（金フィンガー）、パッド内のビア、ブラインドビアまたはベリードビア、BGA フットプリント、1 つのファイルに複数の基板、です。
修正方法。 チェックの結果と選択したオプションを比較し、どちらかを変更してください。インピーダンスについては、目標値と層構成を示してください。銅箔厚、層構成、インピーダンスをご覧ください。
チェックでは回路は分かりません
これらはすべて、ファイルから基板を製造できるかどうかに関するものです。基板が正しいかどうかを示すものではありません。部品のフットプリントが間違っている基板、ピンが入れ替わっている基板、プルアップが不足している基板、電源レールが間違っている基板でも、ここでのチェックはすべて通ります。チェックでは、ファイルが完全で一貫しており、当工場で製造できることを示します。回路が動作するかどうかは示せません。回路図の確認と最初の基板のテストは、お客様の作業です。
アップロードによっては実行できないチェックもあります。たとえば、ネットリスト、実装ファイル、基板外形が必要なチェックです。結果には、どのチェックを実行し、どのチェックを実行しなかったかと、その理由が示されます。「実行したチェックで問題は見つかりませんでした」という結果は、すべてのチェックを実行したことと同じではありません。
アップロード前の短い手順
- 工場のルールでデザインルールチェックを実行してください。
- 1 つのプロットリストですべての層を書き出してください。
- 出力を別のビューアで開き、設計と比較してください。
- 層の数、サイズ、基板外形を確認してください。
- 通常と異なる点があれば、エンジニア向けに短いテキストで記してください。
- アップロードし、結果を読み、警告より先にエラーを修正してください。
ここで注文するときの表示
チェックはアップロード時、お支払いの前に実行されます。問題ごとに、結果にはか所の数、制限に対する実測値、推奨する対処が示されます。対象となるオプションを選択する、ファイルを修正して再度アップロードする、提案された修正を受け入れる、注文と一緒にエンジニアへ送る、のいずれかです。すべての注文は、生産前にエンジニアが確認します。アップロードページからアップロードするか、ファイルチェックの対象範囲をご覧ください。