可制造性设计(DFM)是指把电路板设计成工厂能可靠生产的样子。大多数 DFM 问题并不少见。它们就是同样十二个错误,都是赶时间时犯的。本文逐项介绍您上传文件时运行的 25 项检查,按检查内容分组。每一类都会说明会出现什么问题、为何在生产中会失败,以及该怎么做。
这些检查所对比的限制列在工艺能力页面上。本文不给出这些限制的数值,因为数值在那里设定。
每一行用一组小的修改前后对比来展示一类。琥珀色表示错误,箭头后的图表示修改。
- 第1类: 文件组中缺少一层。
- 第2类: 板框未闭合。
- 第3类: 孔未落在焊盘上。
- 第4类: 铜比工艺能做到的更细,间距也更小。
- 第5类: 孔周围剩余的铜太少。
- 第6类: 丝印压在焊盘上。
- 第7类: 文件与订单不一致,此处为层数不一致。
第1类. 文件必须可读且完整
检查:压缩包无法安全打开;缺少一层;有一层为空或重复出现;有一个文件无法读取。
常见错误。 zip 压缩包中有损坏的成员、缺少阻焊层或钻孔层、同一铜层以两个名称导出两次,或者文件不是 Gerber 格式。
为何会失败。 工厂无法生产读不出的内容。缺少一层比报错更糟:如果缺的是底面阻焊,电路板可能被做成一面没有阻焊。
如何修改。 从您的设计工具重新导出,并使用一份标明每一层的出图清单。在查看器中打开结果并数一数层数。参见制造与组装文件。
第2类. 板框和单位必须合理
检查:板框缺失或未闭合;单位或比例看起来不对;底面看起来被镜像。
常见错误。 板框由互不相接的分离线段组成,或画在单位设置不同的机械层上;电路板看起来大了十倍;底面层导出时被镜像。
为何会失败。 铣机需要一条闭合路径来切割。比例错误会做出错误的板。层被镜像意味着底面的铜与孔或阻焊对不上。
如何修改。 在单独一层上把板框画成单个闭合图形。在导出时明确设置单位和小数位数。用相同选项导出所有层。
第3类. 孔必须落在焊盘上
检查:孔未落在焊盘上。
常见错误。 钻孔文件与 Gerber 文件的原点不同,或者导出时用了不同单位。
为何会失败。 孔会钻在错误的位置,电路板就报废了。
如何修改。 所有文件使用相同的原点(常用的是电路板的左下角)和单位。在查看器中检查叠加效果。
第4类. 铜图形必须在工艺能做到的范围内
检查:走线细于本厂能做的宽度;铜间距小于本厂能做的间距;铜离板边太近;孔离其他铜太近;板太大或太小。
常见错误。 走线、间距或到板边的距离采用了比工厂要求更宽松的设计规则。铺铜带有尖锐的碎铜。电路板超出了工厂能处理的拼板尺寸。
为何会失败。 蚀刻会从侧面蚀掉铜,因此比限值更细的图形会断开或连在一起。靠近板边的铜会被铣机切到并露出铜。孔或铜靠得太近时,钻孔会钻穿,或绝缘失效。
如何修改。 布线前,把工厂的规则载入您的设计工具。能留余量时,在最小值之上留出余量。对于高密度电路板,在逼近限值前先询问。
第5类. 孔必须可钻且可电镀
检查:有本厂钻不了的孔径;孔周围的铜太少;孔与孔太近;孔相对于板厚太小;有槽孔或非金属化孔无法按图生产。
常见错误。 孔小于最小钻头;焊盘的焊环太小;孔与孔之间的壁太薄;厚板上的小孔;槽孔的画法铣机无法跟随;安装孔带有焊盘,因而被错误地做成金属化孔。
为何会失败。 钻头有最小直径,也有一定的位置误差;焊环必须足够大,使误差不会让孔位破出。深度为直径许多倍的孔(厚径比高)无法贯通电镀。孔之间的壁太薄会破裂。孔被画成金属化或非金属化的方式不对,就不是您想要的结果。
如何修改。 采用工厂给出的最小钻头和焊环。对照最小孔检查板厚。让孔彼此保持距离。清楚标记非金属化孔,并把槽孔画成槽孔。
第6类. 阻焊和丝印必须可印刷
检查:焊盘之间的阻焊太薄,无法保留;丝印压在焊盘上或细到印不出。
常见错误。 细间距焊盘的阻焊桥比工艺能印出的更薄;文字横跨焊盘,或线条细到印不出。
为何会失败。 太薄的阻焊桥会剥落或被去除,焊盘之间会形成焊锡桥。焊盘上的油墨会挡住焊料。太细的丝印线会晕开或断裂。
如何修改。 把阻焊开窗稍微改小;或者在某个元器件上若这是唯一选择,就接受焊盘之间没有阻焊桥,并告知工厂。把文字移离焊盘,并用更粗的笔画。参见阻焊、丝印和过孔处理。
- 焊盘 是铜。
- 阻焊开窗 比焊盘大。
- 阻焊桥 位于两个焊盘之间。太薄时就会丢失,焊料会把两个焊盘连起来。
- 钢网开窗 比焊盘略小。
- 丝印 位于阻焊上,远离焊盘。
第7类. 文件必须与订单一致
检查:文件层数与下单层数不同;文件尺寸与下单尺寸不同;文件需要未下单的工艺;下单的工艺在文件中不存在;阻抗控制需要叠层。
常见错误。 用四层文件订两层板,或下单尺寸与电路板尺寸不同。文件里有金手指、盘中孔或盲孔,但订单没有要求这些工艺。订单要求阻抗控制,却没有给出叠层。
为何会失败。 要么工厂按您订的内容生产,结果与您的文件对不上;要么工程师必须停下来询问,订单只能等待。检查报告的检出特征有:板边的半孔、板边连接器(金手指)、盘中孔、盲埋孔、BGA 封装,以及一个文件中有多块板。
如何修改。 把检查结果与您所选的选项对照,并修改其中一项。对于阻抗,请给出目标值和叠层。参见铜厚、叠层与阻抗。
检查不了解您的电路
这些都只关乎能否根据文件把电路板做出来。没有一项能说明电路板是对的。某个元器件封装错误、引脚互换、缺少上拉或电源轨错误的电路板,也能通过这里的每一项检查。检查显示文件完整、一致,且本厂可以生产。检查无法显示电路是否能正常工作。原理图的审查和首批电路板的测试由您负责。
有些检查无法在每次上传时都运行:例如,需要网络表、组装文件或板框的检查。结果会说明哪些检查已运行、哪些未运行,以及原因。结果显示“已运行的检查中未发现问题”,并不等于所有检查都已运行。
上传前的简短流程
- 用工厂的规则运行设计规则检查。
- 用一份出图清单导出所有层。
- 在单独的查看器中打开输出,并与设计对比。
- 检查层数、尺寸和板框。
- 把任何不寻常之处用简短文字写给工程师。
- 上传,阅读结果,并先处理错误再处理警告。
在这里下单时的情况
检查在上传时、付款前运行。对于每个问题,结果会给出问题处数、实测值与限值的对比,以及建议操作:选择能涵盖此项的选项,修改文件后重新上传,接受建议的修正,或随订单发给工程师。每份订单在生产前都由工程师确认。在上传页面上传,或查看文件检查涵盖的内容。