PCB-DFM

DFM stellt sicher, dass PCB-Designs mit den Fähigkeiten und Toleranzen der PCB-Herstellungsmaschinen und -materialien übereinstimmen. Diese Ausrichtung minimiert Abweichungen zwischen dem beabsichtigten Design und dem herstellbaren Produkt und rationalisiert den Produktionsprozess.

Der PCB-Herstellungsprozess umfasst mehrere Phasen, von denen jede potenziell fehleranfällig ist. DFM verringert Verzögerungen, die durch fehlerhafte Produkte, Fehler und umfangreiche Projektüberprüfungen und Dokumentationsprüfungen verursacht werden. Dies beschleunigt die Markteinführungszeit, ein entscheidender Faktor in wettbewerbsintensiven Branchen.

Die fortschrittlichen Fertigungsanlagen und präzisen Prozesse von Highleap erfordern Designs, die auf enge Bearbeitungstoleranzen zugeschnitten sind. DFM ist maßgeblich an der Optimierung von Leiterplattenlayouts beteiligt, um diese strengen Standards zu erfüllen und eine qualitativ hochwertige, fehlerfreie Fertigung und nahtlose Integration mit den hochmodernen Funktionen von Highleap sicherzustellen.

Der Lochprüfungsprozess zielt darauf ab, mögliche Herstellbarkeitsprobleme innerhalb der Bohrschichten zu identifizieren, einschließlich NPTHs und PTHs (Durchkontaktierungen, vergrabene Durchkontaktierungen und Blinddurchkontaktierungen), und diese Merkmale zu erstellen. Der wichtigste Aspekt ist die Überprüfung, ob die Informationen der Bohrtabelle mit den tatsächlichen Dateien übereinstimmen. Im Falle von Informationsdiskrepanzen ist es unbedingt erforderlich, umgehend eine technische Frage (EQ) zu stellen, um sicherzustellen, dass der Entwurf an die Fertigungsanforderungen angepasst wird und erfolgreich hergestellt werden kann. Im Folgenden sind die Prüfungen aufgeführt, die typischerweise von CAM-Ingenieuren im Rahmen von PCB-Bohrlochinspektionen durchgeführt werden:
Lochgröße: Prüfung der Durchmesser und Tiefen von Löchern aller Art, einschließlich plattierter Durchgangslöcher (PTH), nicht plattierter Durchgangslöcher (NPTH), Schlitzen (SLOT) und Durchgangsschichten, um deren Ausrichtung mit den Designspezifikationen sicherzustellen. Besonderes Augenmerk sollte auf die Überprüfung der Abmessungen und Formen der Schlitze gelegt werden.

• Lochabstand: Untersuchen der Abstände zwischen Löchern, um einen ausreichenden Abstand sicherzustellen und Kurzschlüsse oder Herstellungsprobleme zu verhindern.
• Fehlende Löcher: Identifizieren Sie fehlende Löcher auf Nicht-SMD-Pads (Surface Mount Device), um sicherzustellen, dass alle erforderlichen Löcher vorhanden sind.
• Zusätzliche Löcher: Überprüfen Sie, ob überflüssige Löcher vorhanden sind, die möglicherweise nicht zu den Pads gehören.
• Strom-/Erdungskurzschlüsse: Erkennt, ob Löcher mit mehreren Strom- oder Erdungsschichten in Kontakt kommen, und verhindert so elektrische Kurzschlüsse.
• NPTH-zu-Route-Abstand: Es wird überprüft, ob die Löcher nicht zu nahe an den Routing-Pfaden liegen, was möglicherweise Anpassungen erforderlich macht, um Herstellungsprobleme zu vermeiden.
• Stubbed Vias: Identifizieren von Vias, die nicht ordnungsgemäß mit mindestens zwei Kupferschichten verbunden sind, um die elektrische Konnektivität sicherzustellen.
• Thermische Verbindung: Prüfung des Vorhandenseins thermischer Verbindungen für Durchgangsloch-Stiftbohrer, um eine ausreichende Wärmeableitung sicherzustellen.

Diese Prüfungen tragen dazu bei, die Genauigkeit der Leiterplattenbohrungen und die Einhaltung der Fertigungsanforderungen sicherzustellen. Das Fachwissen und die Erfahrung von CAM-Ingenieuren sind entscheidend für die Vermeidung von Fertigungsproblemen und die Steigerung der Fertigungseffizienz. Durch die frühzeitige Erkennung und Lösung potenzieller Lochprobleme können die Herstellungskosten gesenkt und Fehler und Verzögerungen in der Produktion minimiert werden.

Während der Design for Manufacturability (DFM)-Bewertung spielen Signal- und Mixed-Layer-Checks eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung potenzieller Herstellbarkeitsprobleme innerhalb von Signal- und Mixed-Layern. Ziel dieser Kontrollen ist es, etwaige Anomalien aufzudecken, die sich auf den Herstellungsprozess auswirken könnten. Die Prüfungen sind vielseitig und können auf jede Ebene angewendet werden, konzentrieren sich jedoch hauptsächlich auf Signalebenen. Sie stützen sich auf die Schicht selbst und alle Nicht-Kupfer-(NC)-Schichten, wie z. B. Bohr- oder Routenschichten, die sich mit ihr überschneiden. Hier ist eine Aufschlüsselung der spezifischen Prüfungen und ihrer Zwecke:

• Abstand: Diese Prüfung untersucht und meldet Abstandsverletzungen zwischen verschiedenen Elementen, einschließlich Pads, Schaltkreisen und Netzen. Es erkennt auch Abstandsunregelmäßigkeiten zwischen Textelementen. Darüber hinaus erkennt es Kurzschlüsse und Abstandsunterschiede zwischen verschiedenen Computer-Aided Design (CAD)-Netzen und hebt enge Abstände zwischen sich nicht berührenden Features innerhalb desselben CAD- oder Layer-Netzes hervor.
• Bohren: Die Bohrprüfung meldet Abstandsverletzungen zwischen nicht durchplattierten Durchgangslöchern (NPTHs), durchplattierten Durchgangslöchern (PTHs) und Durchkontaktierungen sowie Elementen wie Pads, Schaltkreisen, ringförmigen Ringen und Kupfer. Es identifiziert auch fehlende Pads.
• Route: Bei dieser Prüfung werden Abstandsverletzungen zwischen den Kanten von Routenmerkmalen und Pads, Schaltkreisen und anderen relevanten Elementen gemeldet.
• Größe: Die Größenprüfung gibt die Abmessungen verschiedener Elemente an, darunter Pads, abgeschnittene Linien, Text, Linieneinschnürungen, Bögen und abgeschnittene Bögen.
• Silber: Diese Prüfung konzentriert sich auf die Identifizierung von Silber zwischen Leitungen und Pads sowie zwischen verschiedenen Pads. Besonderes Augenmerk wird auf Silber zwischen einem Textmerkmal und einem Funktionspad gelegt, während Silber zwischen zwei Merkmalen mit dem Textattribut Kupfer außer Acht gelassen wird.
• Stubs: Die Stubs-Prüfung ist dafür verantwortlich, nicht verbundene Leitungsendpunkte zu identifizieren und sicherzustellen, dass alle Verbindungen korrekt hergestellt werden.

Diese Signal- und Mixed-Layer-Prüfungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität von Signal- und Mixed-Layern innerhalb des PCB-Designs. Sie tragen erheblich zur allgemeinen Herstellbarkeit der Leiterplatte bei, indem sie potenzielle Probleme und Unstimmigkeiten beheben, die andernfalls zu Produktionsproblemen und Qualitätsbedenken führen könnten.

Strom-/Erdungsprüfungen spielen eine entscheidende Rolle im Design for Manufacturability (DFM)-Prozess, insbesondere bei Strom-, Erdungs- und gemischten Schichten von Leiterplatten (PCBs). Diese Prüfungen nutzen ausgefeilte Algorithmen, um potenzielle Herstellbarkeitsprobleme sowohl in der negativen als auch in der positiven Strom- und Erdungsschicht zu erkennen. Nachfolgend finden Sie Einzelheiten zu diesen Kontrollen und ihren Zwecken:

• Bohren: Diese Prüfung identifiziert Abstandsverletzungen zwischen nicht plattierten Durchgangslöchern (NTPHs), plattierten Durchgangslöchern (PTHs) und Durchkontaktierungen in Bezug auf Ebenen, Kupfer, Abstand und ringförmige Ringe. Es stellt die korrekten elektrischen Verbindungen sicher und hilft, Kurzschlüsse zu vermeiden.
• Silber: Der Silber-Check meldet das Vorhandensein von Silber sowohl in der negativen als auch in der positiven Schicht. Silber kann zu unbeabsichtigten elektrischen Verbindungen führen, die behoben werden müssen, um die Integrität der Leiterplatte aufrechtzuerhalten.
• Route: Es identifiziert Fälle mit geringem Abstand zwischen Kupfer-/Freiraumelementen und Routenmerkmalen. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, ist die Einhaltung angemessener Abstände unerlässlich.
• Thermisch: Der Thermal-Check bietet Einblicke in die Breite der Speichen (Krawatten) und bewertet die Verringerung der Konnektivität in Wärmeleitpads. Richtige thermische Verbindungen sind für die Wärmeableitung und die Zuverlässigkeit der Komponenten von entscheidender Bedeutung.
• NFP-Abstand: Diese Prüfung meldet den Abstand zwischen Non-Functional Pads (NFPs), NFPs, Non-Plated Through Holes (NTPs) und Ebenen. Um elektrische Störungen zu vermeiden, ist ein ausreichender Abstand von entscheidender Bedeutung.
• Ebenenabstand: Es identifiziert den Abstand zwischen Features, die sich in verschiedenen Ebenen befinden. Der richtige Abstand verhindert Übersprechen und Interferenzen zwischen verschiedenen Leiterplattenschichten.
• Keep-In-/Keep-Out-Bereiche: Diese Prüfung meldet das Vorhandensein von Features, unabhängig davon, ob sie sich innerhalb oder außerhalb von Keep-In-Bereichen (Keein) oder Keep-Out-Bereichen (Keepout) befinden.
• Ebenenbreite: Identifiziert Fälle unzureichender Kupferbreite zwischen zwei Bohrern, die mit einer Kupferebene verbunden sind. Die richtige Breite ist für die elektrische Leitfähigkeit von entscheidender Bedeutung.
• Ebenenverbindung: Erkennt nicht verbundene Kupferbereiche, die häufig als Referenzebenen verwendet werden. Die Behebung dieser Unterbrechungen ist wichtig, um nicht referenzierte Netze oder fehlende elektrische Verbindungen im Design zu vermeiden.

Diese Strom-/Erdungsprüfungen sind unverzichtbar, um die Herstellbarkeit, Zuverlässigkeit und Einhaltung von Industriestandards für Leiterplatten sicherzustellen und letztendlich zum Erfolg Ihres Leiterplattendesigns beizutragen.

Lötstoppmaskenprüfungen sind ein wichtiger Bestandteil des DFM-Prozesses (Design for Manufacturability) und konzentrieren sich insbesondere auf die Beurteilung von Lötstopplackschichten auf potenzielle Herstellbarkeitsmängel. Es ist wichtig zu beachten, dass Lötstoppmaskenschichten als negativ gelten, was bedeutet, dass alle positiven Merkmale auf Abstand oder das Fehlen von Lötstoppmasken hinweisen. Bei diesen Prüfungen wird auch das Vorhandensein von Lötpaste auf allen SMD-Pads (Surface Mount Device) überprüft. Die Prüfungen werden jeweils für jede Lötmaskenschicht auf jeder Seite der Leiterplatte durchgeführt. Nachfolgend finden Sie Einzelheiten zu den wichtigsten Kontrollen und ihren Zwecken:

• Bohren: Diese Prüfung identifiziert Fälle, in denen ein geringer Abstand zu den Lötstoppmaskenöffnungen von ringförmigen Ringen mit plattierter Durchgangsbohrung (PTH)/nicht plattierter Durchgangsbohrung (NPTH) besteht, sowie Stellen, an denen NPTHs mit der Maske in Kontakt kommen. Um die Bildung von Lötbrücken während der Montage zu verhindern, ist es wichtig, dass um diese Öffnungen ausreichend Abstand zum Lötstopplack vorhanden ist.
• Pads: Die Pads-Prüfung meldet enge Abstände zu Lötmaskenöffnungen für alle Pads, einschließlich ungebohrter Pads. Außerdem wird eine spezielle Gruppe namens „Dichtungen“ bewertet, die Informationen über die Breite der Lötmaskenüberlappung auf Merkmalen liefert. Um Lötkurzschlüsse zu verhindern, ist eine ausreichende Lötmaskenabdeckung rund um die Pads unerlässlich.
• Abdeckung: Diese Prüfung identifiziert Linien, die zu nahe an Freiräumen liegen, was auf eine unzureichende Lötmaskenabdeckung hinweist. Eine ordnungsgemäße Abdeckung ist wichtig, um Lötbrücken zwischen benachbarten leitenden Elementen zu verhindern.
• Route: Es werden Fälle mit geringem Abstand zwischen Lötmaske und Routenmerkmalen gemeldet. Um Montageprobleme zu vermeiden, ist die Einhaltung eines angemessenen Abstands zwischen der Lötmaske und den Leitungselementen von entscheidender Bedeutung.
• Brücke: Ähnlich wie die Routenprüfung identifiziert die Brückenprüfung enge Abstände zwischen Lötmaske und Routenmerkmalen und konzentriert sich dabei insbesondere auf Bereiche, in denen sich Lötbrücken bilden könnten.
• Silber: Es erkennt das Vorhandensein von Silber zwischen den Freiräumen der Lötmaske. Silber in diesen Bereichen kann zu Kurzschlüssen führen und muss behoben werden.
• Fehlt: Die Prüfung „Fehlt“ meldet alle fehlenden Abstände in der Lötmaskenschicht. Um elektrische Kurzschlüsse bei der Leiterplattenmontage zu vermeiden, ist es wichtig, sicherzustellen, dass alle erforderlichen Abstände vorhanden sind.
• Abstände: Diese Prüfung hebt Fälle von engen Abständen zwischen Freiraumbereichen hervor, insbesondere solche, die breiter als Silber sind. Die Einhaltung des richtigen Abstands ist wichtig, um Lötbrücken zu vermeiden.
• Extra: Die Extra-Prüfung identifiziert Lötmaskenmerkmale, denen entweder entsprechende Kupferpads fehlen oder die sich nicht mit Kupfer überschneiden. Die richtige Ausrichtung zwischen Lötmaske und Kupferelementen ist entscheidend für die Funktionalität und Herstellbarkeit der Leiterplatte.

Lötstoppmaskenprüfungen tragen wesentlich dazu bei, die Qualität, Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit von Leiterplatten sicherzustellen, insbesondere bei oberflächenmontierten Montageprozessen. Die Behebung aller bei diesen Prüfungen festgestellten Probleme ist wichtig, um lötbedingte Defekte und Montageprobleme zu verhindern.

Siebdruckprüfungen sind ein wichtiger Aspekt des DFM-Prozesses (Design for Manufacturability), wobei der besondere Schwerpunkt auf der Identifizierung potenzieller Herstellungsfehler innerhalb von Siebdruckschichten und der Erstellung wertvoller Statistiken liegt. Diese Prüfungen erfolgen ausschließlich auf Siebdruckschichten und basieren auf der Auftragsmatrix, um Verbindungen mit externen Kupfer-, Lötstopp- und Bohrschichten herzustellen, anhand derer sie Bewertungen durchführen. Im Folgenden erläutern wir die wichtigsten Kontrollen und ihre Zwecke:

• Lötstoppmaskenabstand: Diese Prüfung identifiziert enge Abstände zwischen Siebdruckmerkmalen und Lötstoppmaskenabstand. Die Gewährleistung eines ausreichenden Abstands zwischen diesen Elementen ist entscheidend, um zu verhindern, dass Lötstopplacktinte auf Komponenten ausläuft oder elektrische Kurzschlüsse verursacht.
• SMD-Abstand: Die SMD-Abstandsprüfung meldet enge Abstände zwischen Siebdruckmerkmalen und SMD-Pads (Surface Mount Device). Der richtige Abstand ist wichtig, um Störungen bei der Platzierung und beim Löten von SMD-Komponenten zu vermeiden.
• Pad-Abstand: Es identifiziert enge Abstände zwischen Siebdruckmerkmalen und Pads. Ein ausreichender Pad-Abstand ist erforderlich, um Probleme beim Löten von Bauteilen zu vermeiden und ordnungsgemäße elektrische Verbindungen sicherzustellen.
• Lochabstand: Diese Prüfung meldet enge Abstände zwischen Siebdruckmerkmalen und Bohrern (Löchern). Um mechanische und elektrische Störungen zu vermeiden, ist es wichtig, einen angemessenen Abstand um Löcher herum einzuhalten.
• Routenfreiraum: Ähnlich wie der Lochabstand identifiziert die Routenfreiraumprüfung enge Abstände zwischen Siebdruck-Features und Routen-Features. Um Montage- und Verlegungsproblemen vorzubeugen, ist die Gewährleistung eines ausreichenden Freiraums rund um die Routen von entscheidender Bedeutung.
• Linienbreite: Die Überprüfung der Linienbreite konzentriert sich auf die Identifizierung von Verstößen im Zusammenhang mit der Linienbreite und dem Verhältnis von Länge zu Breite. Für die Lesbarkeit und Qualität beim Siebdruck ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Linien den vorgegebenen Breitenanforderungen entsprechen.
• String-Überlappung: Die String-Überlappungsprüfung meldet Fälle, in denen Siebdruck-Features mit verschiedenen String-Werten sich berühren oder schneiden. Für die Aufrechterhaltung klarer und präziser Siebdruckmarkierungen ist es wichtig, Probleme mit der Überlappung der Saiten zu lösen.

Siebdruckprüfungen tragen wesentlich dazu bei, die Genauigkeit und Qualität der Leiterplatten-Siebdruckschichten sicherzustellen, die wichtige visuelle und Referenzinformationen auf der Leiterplatte liefern. Durch die Durchführung dieser Prüfungen können potenzielle Herstellungsfehler identifiziert und behoben werden, was zum Gesamterfolg des Leiterplattenherstellungsprozesses beiträgt.