Analizy DFM w projektowaniu obwodów drukowanych

Niezależnie od złożoności tworzonych płytek drukowanych, projektanci są stale pod presją wymagań jak najszybszego wdrożenia projektu do produkcji masowej. Zaś sami producenci nie są w stanie samodzielnie zidentyfikować wszystkich problemów technologicznych. Dlatego jest niezbędne, aby to projektanci dokonywali wstępnej weryfikacji poprawności projektu płytki drukowanej pod kątem jej produkcji oraz późniejszego montażu.

Analiza DFM zintegrowana wewnątrz pakietu PADS

Rys. 1. Analizy DFM wewnątrz pakietu PADS automatycznie pokazuje problemy związane z produkcją tak, aby łatwo odnaleźć i poprawić problem na layoucie

Analiza DFM zawiera więcej niż 100 najistotniejszych testów dobranych pod kątem wydajnej i bezproblemowej produkcji PCB oraz montażu podzespołów. Przykładowe rodzaje problemów identyfikowane poprzez DFM to zbyt mały obszar izolacji, niepożądane fragmenty miedzi odsłonięte przez soldermaskę oraz zbyt małe odległości pomiędzy punktami pomiarowymi.

Problemy te powodują nierzadko opóźnienia w produkcji, dlatego ich identyfikacja i szybkie rozwiązanie jeszcze na etapie edycji layoutu, przed wykonaniem dokumentacji i uruchomieniem produkcji wpływa na znaczne oszczędności oraz skrócenie czasu wejścia produktu na rynek. Wykrywanie problemów związanych z DFM na etapie projektowania jest krytyczne, ponieważ na każdym następnym etapie produkcyjnym, koszt z tytułu ich usunięcia wzrasta dziesięciokrotnie w stosunku do poprzedniego etapu. Inspekcja DFM pozwala na identyfikację przyszłych problemów produkcyjnych i powinna być stosowana równocześnie z edycją layoutu w środowisku PADS-a.

Proces analizy wyników analiz DFM

Rys. 2. Analizy DFM w ramach pakietu PADS firmy Mentor Graphics umożliwiają identyfikację potencjalnych problemów w produkcji obwodów drukowanych

Problemy, które mogłyby spowodować wzrost kosztów produkcji lub niższą wydajność są można szybko zidentyfikować i poprawić na etapie edycji layoutu, jeszcze przed procesem tworzenia pierwszych prototypów. Okno z wynikami analiz, zawierające listę wykrytych problemów umożliwia natychmiastowe pozycjonowanie ich na layoucie. Zatem korekt można dokonywać sukcesywnie, analizując kolejno każdą pozycję raportu analiz DFM. Równocześnie wyświetla się również opis i graficzne zobrazowanie istoty problemu.

Synchronizacja wymagań z kooperantami

Pomimo, że projektanci i producenci mogą przeprowadzać te same analizy i korzystać z tego samego oprogramowania, nigdy nie ma pewności, że projekt będzie wolny od problemów produkcyjnych. Bez kompletnego zestawu analiz wykonywanego jednocześnie, jest ryzyko, że kosztowny błąd może pozostać niewykryty, poza tym nikt lepiej od projektanta nie rozumie sensu wprowadzanych zmian i tego, co one zmieniają oraz oznaczają dla integralności układu elektronicznego.

Rys. 3. Przykłady częstych problemów produkcyjnych zidentyfikowanych poprzez zastosowanie analiz DFM: przewężenie ścieżki, brak połączenia oraz izolowany skrawek miedzi

Analizy DFM mają swoje korzenie w technologii DFM wykorzystywanej przez większość wytwórców PCB i dodają reguły związane z procesem produkcyjnym do tradycyjnego zestawu reguł projektowych poprzez implementację wymagań producentów PCB do środowiska PADS. Czyni to pakiet PADS jeszcze bardziej kompletnym narzędziem, pozwalającym teraz również skrócić czas wdrożenia gotowego projektu PCB do produkcji.

Połączony zestaw wymagań DRC+DFM

Analizy DFM sprawdzają technologiczność projektu z punktu widzenia producenta PCB poprzez identyfikację problemów często pomijanych przez zestawy reguł projektowych, kontrolowanych przez oprogramowanie do edycji layoutu PCB (DRC).

Oprócz krytycznych pod względem wytwarzania odległości pomiędzy ścieżkami w analizach DFM, są dodatkowe analizy zorientowane pod kątem wytwarzania takie jak: termiczna redukcja połączeń, małe skrawki miedzi, niedostateczne pokrycie soldermaską, przewężenia ścieżek, gęstość punktów pomiarowych, za duże obszary pasty lutowniczej i wiele innych. To zwięzłe podejście do analiz DFM umożliwia wprowadzenie projektu do produkcji przy jednoczesnej minimalizacji problemów z nią związanych oraz potencjalnych opóźnień.

Dariusz Wytrykowski
Gamma sp. z o.o.
www.gamma.pl