Projeto para fabricação (DFM) significa projetar uma placa de forma que a fábrica possa fabricá-la de forma confiável. A maioria das falhas de DFM não é incomum. São os mesmos doze erros, cometidos por pessoas com pressa. Este artigo percorre as 25 verificações que são executadas quando você faz upload dos seus arquivos, agrupadas pelo assunto de cada uma. Para cada família, ele diz o que dá errado, por que falha na produção, e o que fazer.
Os limites em relação aos quais as verificações medem estão na página de capacidades de fabricação. Este artigo não fornece números para eles, porque eles são definidos lá.
Cada linha mostra uma família como um antes e depois pequeno. Âmbar é o erro, e a imagem depois da seta é a correção.
- Família 1: falta uma camada no conjunto.
- Família 2: o contorno não fecha.
- Família 3: o furo está fora do seu pad.
- Família 4: cobre mais fino e mais próximo do que o processo faz.
- Família 5: cobre insuficiente ao redor de um furo.
- Família 6: legenda sobre um pad.
- Família 7: os arquivos e o pedido divergem, aqui no número de camadas.
Família 1. Os arquivos devem ser legíveis e completos
Verificações: o arquivo compactado não pode ser aberto com segurança; falta uma camada; uma camada está vazia ou duplicada; um arquivo não pode ser lido.
O erro. Um arquivo zip com um membro corrompido, uma camada de máscara ou de furação que falta, uma camada de cobre exportada duas vezes com dois nomes, ou um arquivo em um formato que não é Gerber.
Por que falha. A fábrica não pode fabricar o que não consegue ler. Uma camada que falta é pior do que um erro: se a camada que falta for a máscara inferior, a placa poderia ser fabricada sem máscara de um lado.
A correção. Exporte de novo a partir da sua ferramenta de projeto, com uma lista de plotagem que nomeie cada camada. Abra o resultado em um visualizador e conte as camadas. Veja Arquivos para fabricação e montagem.
Família 2. O contorno da placa e as unidades devem fazer sentido
Verificações: falta o contorno da placa ou ele não está fechado; as unidades ou a escala parecem incorretas; a face inferior parece espelhada.
O erro. Um contorno feito de segmentos de linha separados que não se encontram, ou desenhado em uma camada mecânica com uma configuração de unidades diferente; uma placa que parece dez vezes maior; uma camada inferior exportada espelhada.
Por que falha. A fresadora precisa de um caminho fechado para cortar. Uma escala errada faz a placa errada. Uma camada espelhada significa que o cobre da face inferior não corresponde aos furos ou à máscara.
A correção. Desenhe o contorno como uma forma fechada única na sua própria camada. Defina as unidades e as casas decimais de forma explícita na exportação. Exporte todas as camadas com as mesmas opções.
Família 3. Os furos devem cair sobre seus pads
Verificações: os furos não caem sobre seus pads.
O erro. O arquivo de furação tem uma origem diferente da dos arquivos Gerber, ou foi exportado em unidades diferentes.
Por que falha. Os furos são perfurados nos lugares errados, e a placa é descartada.
A correção. Use a mesma origem (uma origem comum é o canto inferior esquerdo da placa) e as mesmas unidades para todos os arquivos. Verifique a sobreposição em um visualizador.
Família 4. As formas de cobre devem estar dentro do que o processo faz
Verificações: trilhas mais finas do que fabricamos; cobre mais próximo do que fabricamos; cobre próximo demais da borda da placa; um furo próximo demais de outro cobre; a placa é grande ou pequena demais.
O erro. Trilhas, espaçamentos ou distâncias até a borda tomados de uma regra de projeto menos rigorosa do que a da fábrica. Preenchimentos de cobre com lascas finas e pontiagudas. Uma placa fora dos tamanhos de painel que a fábrica consegue processar.
Por que falha. A corrosão remove cobre para os lados, portanto formas mais finas do que o limite se rompem ou se unem. Cobre perto da borda é cortado pela fresadora, e o cobre fica exposto. Onde furos ou cobre estão próximos demais, as brocas rompem a parede, ou o isolamento falha.
A correção. Carregue as regras da fábrica na sua ferramenta de projeto antes de rotear. Deixe margem acima do mínimo onde você puder. Para uma placa densa, pergunte antes de ir até o limite.
Família 5. Os furos devem ser perfuráveis e metalizáveis
Verificações: um tamanho de furo que não podemos perfurar; cobre insuficiente ao redor de um furo; furos próximos demais entre si; um furo pequeno demais para esta espessura de placa; um rasgo ou furo não metalizado que não podemos fazer como desenhado.
O erro. Furos menores do que a menor broca; pads com um anel anular pequeno demais; furos com paredes finas demais entre eles; um furo pequeno em uma placa espessa; um rasgo desenhado de uma forma que a fresadora não consegue seguir; um furo de fixação que tem um pad e, portanto, é metalizado por engano.
Por que falha. Uma broca tem um diâmetro mínimo e um erro de posição; o anel deve ser grande o suficiente para que o erro não rompa o furo para fora. Um furo cuja profundidade é muitas vezes o seu diâmetro (uma relação de aspecto alta) não pode ser metalizado em toda a extensão. Paredes entre furos finas demais se rompem. Um furo desenhado como metalizado ou não metalizado da forma errada não fica como você pretendia.
A correção. Use a menor broca e o anel que a fábrica fornece. Verifique a espessura da placa em relação ao menor furo. Mantenha os furos separados. Marque os furos não metalizados de forma clara, e desenhe rasgos como rasgos.
Família 6. Máscara de solda e legenda devem ser imprimíveis
Verificações: máscara de solda entre pads fina demais para se manter; serigrafia sobre pads ou fina demais para imprimir.
O erro. Pads de passo fino cuja ponte de máscara é mais fina do que o processo consegue imprimir; texto sobre pads ou linhas finas demais para serem impressas.
Por que falha. Uma ponte de máscara fina se desprende ou é removida, e pontes de solda se formam entre os pads. Tinta sobre pads bloqueia a solda. Linhas de legenda finas borram ou se rompem.
A correção. Reduza um pouco as aberturas da máscara, ou aceite que não haja ponte entre pads em um componente em que essa é a única opção e informe a fábrica. Tire o texto dos pads e use traços mais espessos. Veja Máscara de solda, serigrafia e tratamentos de via.
- O pad é cobre.
- A abertura da máscara é maior do que o pad.
- A ponte de máscara entre dois pads. Se ela for fina demais, ela se perde e a solda pode unir os pads.
- A abertura do stencil é um pouco menor do que o pad.
- A legenda fica sobre a máscara, longe dos pads.
Família 7. Os arquivos devem corresponder ao pedido
Verificações: os arquivos têm um número de camadas diferente do pedido; os arquivos têm um tamanho diferente do pedido; os arquivos exigem um processo que não foi pedido; um processo pedido não está nos arquivos; o controle de impedância precisa de um empilhamento (stack-up).
O erro. Pedir uma placa de duas camadas com arquivos de quatro camadas, ou pedir com dimensões diferentes das da placa. Arquivos com dedos de ouro, via no pad ou vias cegas em um pedido que não os solicitou. Um pedido que solicita controle de impedância, mas não fornece um empilhamento (stack-up).
Por que falha. Ou a fábrica fabrica o que você pediu e isso não funciona com os seus arquivos, ou um engenheiro precisa parar e perguntar, e o pedido espera. As características detectadas que a verificação informa são: meio-furos metalizados na borda da placa, um conector de borda (dedos de ouro), vias dentro de pads, vias cegas ou enterradas, um footprint BGA, e várias placas em um mesmo arquivo.
A correção. Compare o resultado da verificação com as opções que você escolheu, e altere uma ou outra. Para impedância, forneça os valores alvo e um empilhamento (stack-up). Veja Peso do cobre, empilhamentos (stack-up) e impedância.
A verificação não conhece o seu circuito
Tudo isso trata de saber se a placa pode ser fabricada a partir dos arquivos. Nada disso diz que a placa está correta. Uma placa com o footprint errado para um componente, um pino trocado, um pull-up que falta ou uma linha de alimentação errada passa em todas as verificações aqui. A verificação mostra que os arquivos estão completos, consistentes e que podemos fabricá-los; ela não pode mostrar que um circuito funciona. Uma revisão do esquemático e um teste das primeiras placas são de sua responsabilidade.
Algumas verificações não podem ser executadas em todos os uploads: por exemplo, uma verificação que precisa de uma netlist, ou de arquivos de montagem, ou de um contorno. O resultado diz quais verificações foram realizadas e quais não foram, e por quê. Um resultado de "Nenhum problema encontrado nas verificações realizadas" não é o mesmo que todas as verificações realizadas.
Uma rotina curta antes do upload
- Execute a verificação de regras de projeto com as regras da fábrica.
- Exporte todas as camadas com uma lista de plotagem.
- Abra o resultado em um visualizador separado; compare com o projeto.
- Verifique o número de camadas, o tamanho e o contorno.
- Anote qualquer coisa incomum em um texto curto para o engenheiro.
- Faça upload, leia o resultado, e corrija os erros antes dos avisos.
Como isso aparece quando você pede aqui
As verificações são executadas no upload, antes de você pagar. Para cada problema, o resultado fornece o número de locais, o valor medido em relação ao limite, e uma ação sugerida: escolha a opção que cobre isso, corrija os arquivos e faça upload novamente, aceite a correção proposta, ou envie a um engenheiro com o pedido. Um engenheiro confirma cada pedido antes da produção. Faça upload na página de upload, ou leia o que a verificação de arquivos cobre.