Thiết kế để sản xuất (DFM) có nghĩa là thiết kế bo mạch sao cho nhà máy có thể sản xuất một cách đáng tin cậy. Hầu hết các lỗi DFM không phải là điều hiếm gặp. Đó là cùng khoảng chục lỗi, do người thực hiện vội vàng gây ra. Bài viết này trình bày 25 kiểm tra chạy khi tải file lên, được nhóm theo nội dung. Đối với mỗi nhóm, bài viết nêu điều gì sai, vì sao lỗi trong sản xuất và cần làm gì.
Các giới hạn mà kiểm tra dùng để đo nằm trên trang năng lực sản xuất. Bài viết này không đưa ra con số cho các giới hạn đó, vì các con số được đặt tại đó.
Mỗi hàng cho thấy một nhóm dưới dạng trước và sau thu nhỏ. Màu hổ phách là lỗi, và hình sau mũi tên là cách sửa.
- Nhóm 1: thiếu một lớp trong bộ file.
- Nhóm 2: đường viền chưa khép kín.
- Nhóm 3: lỗ không nằm đúng trên pad.
- Nhóm 4: đồng mỏng hơn và gần nhau hơn mức quy trình sản xuất được.
- Nhóm 5: quá ít đồng quanh lỗ.
- Nhóm 6: in lụa trên pad.
- Nhóm 7: file và đơn hàng không khớp, ở đây là số lớp.
Nhóm 1. File phải đọc được và đầy đủ
Kiểm tra: không thể mở kho lưu trữ một cách an toàn; thiếu một lớp; một lớp trống hoặc bị trùng; không thể đọc một file.
Lỗi. File zip có thành phần bị hỏng, thiếu mặt nạ hàn hoặc file khoan, lớp đồng được xuất hai lần với hai tên, hoặc file ở định dạng không phải Gerber.
Vì sao lỗi trong sản xuất. Nhà máy không thể sản xuất những gì không đọc được. Thiếu một lớp tệ hơn một lỗi: nếu lớp bị thiếu là mặt nạ mặt dưới, bo mạch có thể được sản xuất mà không có mặt nạ ở một mặt.
Cách sửa. Xuất lại từ công cụ thiết kế với danh sách plot nêu tên mọi lớp. Mở kết quả trong trình xem và đếm số lớp. Xem File cho chế tạo và lắp ráp.
Nhóm 2. Đường viền bo mạch và đơn vị phải hợp lý
Kiểm tra: đường viền bị thiếu hoặc chưa khép kín; đơn vị hoặc tỷ lệ có vẻ không đúng; mặt dưới có vẻ bị lật gương.
Lỗi. Đường viền gồm các đoạn thẳng riêng lẻ không nối với nhau, hoặc được vẽ trên lớp cơ khí với cài đặt đơn vị khác; bo mạch trông lớn gấp mười lần; lớp mặt dưới được xuất bị lật gương.
Vì sao lỗi trong sản xuất. Máy phay cần một đường khép kín duy nhất để cắt. Tỷ lệ sai sẽ tạo ra bo mạch sai. Lớp bị lật gương có nghĩa là đồng ở mặt dưới không khớp với lỗ hoặc mặt nạ hàn.
Cách sửa. Vẽ đường viền thành một hình khép kín duy nhất trên lớp riêng. Đặt đơn vị và số thập phân rõ ràng khi xuất file. Xuất mọi lớp với cùng tùy chọn.
Nhóm 3. Lỗ phải nằm đúng trên pad
Kiểm tra: lỗ không nằm đúng trên pad.
Lỗi. File khoan có gốc tọa độ khác với file Gerber, hoặc được xuất với đơn vị khác.
Vì sao lỗi trong sản xuất. Lỗ được khoan ở vị trí sai, và bo mạch trở thành phế phẩm.
Cách sửa. Dùng cùng gốc tọa độ (gốc phổ biến là góc dưới bên trái của bo mạch) và cùng đơn vị cho mọi file. Kiểm tra lớp chồng trong trình xem.
Nhóm 4. Các chi tiết đồng phải nằm trong khả năng của quy trình
Kiểm tra: đường mạch mỏng hơn giới hạn sản xuất; đồng gần nhau hơn giới hạn sản xuất; đồng quá gần cạnh bo mạch; lỗ quá gần đồng khác; bo mạch quá lớn hoặc quá nhỏ.
Lỗi. Đường mạch, khoảng cách hoặc khoảng cách đến cạnh được lấy từ quy tắc thiết kế lỏng hơn quy tắc của nhà máy. Vùng đổ đồng có các mảnh nhọn mỏng. Bo mạch nằm ngoài kích thước panel nhà máy xử lý được.
Vì sao lỗi trong sản xuất. Quá trình ăn mòn loại bỏ đồng theo chiều ngang, vì vậy các chi tiết mỏng hơn giới hạn sẽ đứt hoặc dính vào nhau. Đồng gần cạnh bị máy phay cắt và làm lộ đồng. Khi lỗ hoặc đồng quá gần nhau, mũi khoan phá vỡ, hoặc cách điện bị lỗi.
Cách sửa. Nạp quy tắc của nhà máy vào công cụ thiết kế trước khi đi đường mạch. Để dư trên mức tối thiểu khi có thể. Đối với bo mạch dày đặc, cần hỏi trước khi đạt đến giới hạn.
Nhóm 5. Lỗ phải khoan được và mạ được
Kiểm tra: kích thước lỗ không khoan được; quá ít đồng quanh lỗ; các lỗ quá gần nhau; lỗ quá nhỏ so với độ dày bo mạch này; rãnh hoặc lỗ không mạ không thể sản xuất như bản vẽ.
Lỗi. Lỗ nhỏ hơn mũi khoan nhỏ nhất; pad có vành đồng quá nhỏ; lỗ có thành quá mỏng giữa chúng; lỗ nhỏ trong bo mạch dày; rãnh được vẽ theo cách máy phay không theo được; lỗ lắp có pad nên bị mạ do nhầm lẫn.
Vì sao lỗi trong sản xuất. Mũi khoan có đường kính tối thiểu và có sai số vị trí; vành đồng phải đủ lớn để sai số không làm vỡ lỗ. Lỗ có độ sâu gấp nhiều lần đường kính (tỷ lệ dày/đường kính cao) không thể mạ xuyên suốt. Thành giữa các lỗ quá mỏng sẽ vỡ. Lỗ được vẽ là lỗ mạ hoặc lỗ không mạ sai cách sẽ không đúng ý định.
Cách sửa. Dùng mũi khoan nhỏ nhất và vành đồng nhà máy đưa ra. Kiểm tra độ dày bo mạch so với lỗ nhỏ nhất. Giữ các lỗ cách nhau. Đánh dấu rõ lỗ không mạ, và vẽ rãnh đúng là rãnh.
Nhóm 6. Mặt nạ hàn và in lụa phải in được
Kiểm tra: mặt nạ hàn giữa các pad quá mỏng, không bền; in lụa trên pad hoặc quá mỏng để in.
Lỗi. Pad có bước chân nhỏ mà dải mặt nạ hàn mỏng hơn mức quy trình in được; chữ nằm trên pad hoặc đường nét quá mảnh để in.
Vì sao lỗi trong sản xuất. Dải mặt nạ hàn mỏng bị bong hoặc bị loại bỏ, và cầu thiếc hàn hình thành giữa các pad. Mực trên pad ngăn thiếc hàn. Đường in lụa mỏng bị nhòe hoặc đứt.
Cách sửa. Thu nhỏ lỗ mở mặt nạ hàn một chút, hoặc chấp nhận không có dải giữa các pad trên linh kiện mà đó là lựa chọn duy nhất và thông báo cho nhà máy. Di chuyển chữ khỏi pad và dùng nét dày hơn. Xem Mặt nạ hàn, in lụa và xử lý via.
- Pad là đồng.
- Lỗ mở của mặt nạ lớn hơn pad.
- Dải mặt nạ giữa hai pad. Nếu quá mỏng, dải này bị mất và thiếc hàn có thể nối các pad.
- Lỗ mở stencil nhỏ hơn pad một chút.
- In lụa nằm trên mặt nạ, tránh xa pad.
Nhóm 7. File phải khớp với đơn hàng
Kiểm tra: file có số lớp khác với đơn hàng; file có kích thước khác với đơn hàng; file cần một quy trình chưa được đặt hàng; quy trình đã đặt hàng không có trong file; kiểm soát trở kháng cần cấu trúc lớp.
Lỗi. Đặt bo mạch hai lớp với file bốn lớp, hoặc đặt với kích thước khác với bo mạch. File có ngón tay mạ vàng, via trong pad hoặc via mù trên đơn hàng không yêu cầu các tính năng đó. Đơn hàng yêu cầu kiểm soát trở kháng nhưng không đưa ra cấu trúc lớp.
Vì sao lỗi trong sản xuất. Nhà máy sẽ sản xuất đúng đơn hàng và sản phẩm không khớp với file, hoặc kỹ sư phải dừng lại để hỏi, và đơn hàng phải chờ. Các tính năng được phát hiện mà kiểm tra báo cáo là: lỗ nửa được mạ ở cạnh bo mạch, đầu nối cạnh (ngón tay mạ vàng), via trong pad, via mù và via chôn, footprint BGA, và nhiều bo mạch trong một file.
Cách sửa. So sánh kết quả kiểm tra với các tùy chọn đã chọn, và thay đổi một trong hai. Đối với trở kháng, cần đưa ra giá trị đích và cấu trúc lớp. Xem Độ dày lớp đồng, cấu trúc lớp và trở kháng.
Kiểm tra không biết mạch của Quý khách
Tất cả các kiểm tra này liên quan đến việc bo mạch có thể sản xuất từ file hay không. Không kiểm tra nào cho thấy bo mạch đã đúng. Bo mạch có footprint sai cho một linh kiện, chân bị đổi, thiếu điện trở kéo lên hoặc đường nguồn sai vẫn qua mọi kiểm tra tại đây. Kiểm tra cho thấy file đầy đủ, nhất quán và có thể sản xuất được; kiểm tra không thể cho thấy mạch có hoạt động hay không. Việc xem xét sơ đồ mạch và kiểm tra các bo mạch đầu tiên là trách nhiệm cần thực hiện.
Một số kiểm tra không thể chạy trên mọi lần tải lên: ví dụ, kiểm tra cần netlist, hoặc file lắp ráp, hoặc đường viền. Kết quả nêu kiểm tra nào đã chạy và kiểm tra nào chưa chạy, và lý do. Kết quả "không tìm thấy vấn đề trong các kiểm tra đã chạy" không giống với việc mọi kiểm tra đã chạy.
Quy trình ngắn trước khi tải lên
- Chạy kiểm tra quy tắc thiết kế với quy tắc của nhà máy.
- Xuất mọi lớp với một danh sách plot.
- Mở kết quả trong trình xem riêng; so sánh với thiết kế.
- Kiểm tra số lớp, kích thước và đường viền.
- Ghi lại điều bất thường trong một đoạn ngắn cho kỹ sư.
- Tải lên, đọc kết quả, và sửa lỗi trước cảnh báo.
Cách điều này thể hiện khi đặt hàng tại đây
Các kiểm tra chạy khi tải lên, trước khi thanh toán. Đối với mỗi vấn đề, kết quả đưa ra số vị trí, giá trị đo được so với giới hạn, và hành động được đề xuất: chọn tùy chọn bao gồm vấn đề này, sửa file và tải lên lại, chấp nhận sửa đổi được đề xuất, hoặc gửi cho kỹ sư kèm theo đơn hàng. Kỹ sư xác nhận mọi đơn hàng trước khi sản xuất. Tải lên tại trang tải lên, hoặc đọc nội dung kiểm tra file bao gồm.