Desafíos comunes en diseño PCB y cómo evitarlos

La forma más básica de diseño para fabricación (DFM) aplicada a PCB es uso de reglas de diseño y design rule checking (DRC) en software diseño PCB. DRC es proceso de revisar diseño para ver si cumple capacidades fabricación de fabricante PCB. Típicamente, diseñador obtiene tolerancias máximas que fabricante soporta, carga en programa diseño y ejecuta test DRC en diseño prospectivo. DRC comúnmente integrado en software diseño PCB, no considerado servicio extra. Software DFM avanzado también disponible para buscar fallos complejos y menos obvios. Típicamente, verificación DFM ofrecida por fabricantes como servicio extra. Distinción por coste plus software high-end y entrenamiento adicional requerido.

1. Thermals starved (Thermals privados de conexión)

Ocurren cuando trazas relief térmico conectadas a pad no están correctamente conectadas al plano cobre asociado. A menudo, espaciado entre vias pasa DRC básico, pero trazas relief térmico adjuntas se interrumpen y vias afectadas quedan inapropiadamente aisladas de sus copper pours asignados. Issue más común cuando múltiples vias colocadas en proximidad.

2. Acid traps (Trampas de ácido)

Cuando dos trazas se unen en ángulo muy agudo, solución grabado para quitar cobre de placa virgen puede "atraparse" en uniones. Trampa comúnmente llamada acid trap. Pueden causar trazas desconectadas de nets asignados, dejándolas open circuit. Problema reducido en años recientes por fabricantes cambiando a soluciones grabado fotoactivadas. Aun así, buena idea asegurar trazas no se encuentren en ángulos agudos; problema menos preocupante que antes.

3. Silvers (Fragmentos de cobre)

Si porciones muy pequeñas de copper pour solo conectadas a porciones mayores por traza estrecha, pueden romperse durante fabricación, "flotar" a otras partes y causar cortos no intencionados. Problema reducido por soluciones fotoactivadas. Silvers aún deben evitarse, pero no tan predominantes como antes.

4. Anillo anular (annular ring) insuficiente

Vias se hacen taladrando pads en ambos lados y plateando paredes para conectar lados. Si tamaño pad en diseño muy pequeño, via puede fallar por taladro ocupando porción grande pads. Tamaño mínimo anillo anular parte común DRC. Mencionado por ocurrencia no infrecuente de taladros fallados en prototipos.

5. Via en pad (Via in Pad)

Ocasionalmente conveniente diseñar via dentro de pad PCB. Pero via in pad causa problemas en ensamblaje: via atrae soldadura lejos del pad, montando incorrectamente componente asociado.

Imagen muestra diferencia entre PCB via in pad y PCB normal.

6. Cobre demasiado cerca del borde placa

Normalmente detectado en DRC: colocar capas cobre muy cerca del borde puede causar cortocircuito entre capas al cortar placa a tamaño en fabricación. Aunque DRC típico en software debe detectarlo, fabricante con DFM check también lo detectará.

7. Falta máscara soldadura entre pads

En dispositivos paso pin muy pequeño y espaciado estrecho, común no haber máscara soldadura entre pines por ajustes estándar. Omisión puede causar puentes soldadura más fácilmente al montar componente paso fino.

Llevamos años dando servicio ensamblaje PCB profesional, capaces de evitar falta máscara entre pads. Imagen muestra nuestra máscara precisa entre pads QFN 0,4 pitch.

8. Tombstoning (Efecto lápida)

Cuando componentes pasivos SMT pequeños se sueldan a ensamblaje PCB por refusión, común que se eleven en un extremo "tombstone". Afecta mucho rendimientos y eleva costes producción. Fuente: landing patterns incorrectos y relief térmico desequilibrado a pads dispositivo. Tombstoning mitigable efectivamente con DFM checks.

Imagen muestra muestra tombstoning y su esquemático.

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