Problemas de diseño de PCB comúnmente vistos

La forma más básica de diseño para la fabricación, tal como se aplica a las PCB, es el uso de reglas de diseño y la verificación de reglas de diseño en el software de diseño de PCB. La verificación de reglas de diseño (DRC) es el proceso de observar un diseño para ver si se ajusta a las capacidades de fabricación de un fabricante de PCB. Por lo general, el diseñador obtendrá las tolerancias más altas que admite un fabricante de PCB del fabricante, cargará estas tolerancias en su programa de diseño y luego ejecutará una prueba de regla de diseño en su diseño prospectivo. Las verificaciones de reglas de diseño se integran comúnmente en el software de diseño de PCB y, por lo general, no se consideran como un servicio adicional. También hay disponible software de análisis de diseño para fabricación más avanzado para buscar fallas de diseño más complejas y menos obvias. Por lo general, los fabricantes de PCB ofrecen a los clientes la verificación del software DFM como un servicio adicional. El motivo de esta distinción es el costo adicional del software DFM de alta gama y la capacitación adicional requerida para usarlo.

1. Térmicas hambrientas

Las térmicas hambrientas ocurren cuando las trazas de alivio térmico conectadas a una almohadilla no están conectadas correctamente al plano de cobre asociado. Muy a menudo, el espacio entre vías pasará una verificación de regla de diseño básica, pero las trazas de alivio térmico adjuntas se interrumpirán y las vías afectadas se aislarán de manera inapropiada de sus vertidos de cobre asignados. Este problema se ve con mayor frecuencia cuando se colocan varias vías cerca unas de otras.

2. Trampas de ácido

Cuando dos pistas se unen en un ángulo muy agudo, es posible que la solución de grabado utilizada para eliminar el cobre de la placa en blanco quede "atrapada" en estas uniones. Esta trampa se conoce comúnmente como trampa de ácido. Las trampas de ácido pueden hacer que los rastros se desconecten de sus redes asignadas y dejen estos rastros en circuito abierto. El problema de las trampas de ácido se ha reducido en los últimos años debido a que los fabricantes han cambiado al uso de soluciones de grabado fotoactivadas. Por lo tanto, si bien sigue siendo una buena idea asegurarse de que los trazados no coincidan con ángulos agudos, el problema es menos preocupante que en el pasado.

3. Platas

Si porciones muy pequeñas de un vertido de cobre solo se conectan a porciones más grandes del mismo vertido de cobre a través de una pista estrecha, es posible que se rompan durante la fabricación, "floten" hacia otras partes de la placa y provoquen cortocircuitos no deseados. Los problemas presentados por la plata se han reducido en los últimos años debido a que los fabricantes han cambiado al uso de soluciones de grabado fotoactivadas. Por lo tanto, si bien aún se deben evitar los plateados en los diseños, no son un problema predominante como en el pasado.

4. Anillo anular insuficiente

Las vías se hacen perforando almohadillas a cada lado de una placa y enchapando las paredes de estos orificios para conectar los dos lados de la placa. Si el tamaño de la plataforma indicada en el diseño es demasiado pequeño, la vía puede fallar debido a que el orificio de perforación ocupa una porción demasiado grande de las plataformas. El tamaño mínimo del anillo anular es comúnmente parte del proceso DRC. Este problema se menciona aquí debido a la ocurrencia no infrecuente de golpes de perforación perdidos en tableros de prototipos.

5. Vía en Pads

Ocasionalmente, puede ser conveniente diseñar una vía para colocarla dentro de una placa de circuito impreso. Sin embargo, las almohadillas de entrada pueden causar problemas cuando llega el momento de ensamblar la placa. Via extraerá la soldadura de la almohadilla y hará que el componente asociado con la almohadilla se monte incorrectamente.

La siguiente imagen muestra la diferencia entre la placa de circuito impreso vía in pad y la placa de circuito impreso normal.

6. Cobre demasiado cerca del borde del tablero

Normalmente detectado durante las comprobaciones de las reglas de diseño, la colocación de capas de cobre demasiado cerca del borde de una placa puede hacer que esas capas se acorten cuando la placa se corta a la medida durante el proceso de fabricación. Si bien este tipo de error debe detectarse utilizando las funciones de DRC que normalmente están disponibles en el software de diseño de PCB, un fabricante de PCB que realice una verificación de DFM también detectará este problema.

7. Falta máscara de soldadura entre pads

En dispositivos de paso de pin pequeño muy poco espaciados, es bastante común que no haya una máscara de soldadura entre los pines debido a la configuración de diseño estándar. La omisión de dicha máscara de soldadura puede hacer que los puentes de soldadura se formen más fácilmente cuando el componente de paso fino se une a la placa de circuito impreso durante el ensamblaje.

Hemos estado brindando servicios profesionales de ensamblaje de PCB durante años, somos capaces de abstenernos de perder la máscara de soldadura entre las almohadillas. La siguiente imagen muestra nuestra máscara de soldadura de alta precisión entre pads QFN de paso 0,4.

8. Lapidación

Cuando se sueldan pequeños componentes pasivos de montaje en superficie a un conjunto de PCB mediante un proceso de reflujo, es común que se levanten en un extremo y se "lápida". Tombstoning puede afectar en gran medida los rendimientos de PCB y aumentar rápidamente los costos de producción. La fuente de tombstoning puede ser patrones de aterrizaje incorrectos y un alivio térmico desequilibrado en las almohadillas del dispositivo. El desecho se puede mitigar de manera efectiva mediante el uso de controles DFM.

Debajo de la imagen hay una muestra de desecho y su esquema.

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