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DFM技术在pcb线路板设计中的应用

文章来源:澳门永利娱乐人气:发表时间:2019-07-06 09:40

  摘要:面临电子产物向小型化、高密度和高速率繁荣,PCB打算的丰富水平大大增补,何如有用地对丰富PCB打算实行全体的质地驾驭是咱们面对的一个课题。叙述了引入VALOR的Trilogy 5000软件后,对产物PCB打算的全流程实行DFM(可修筑性理会工夫)操纵的历程,并与古代的PCB打算和查抄设施实行了比拟。该PCB打算审查机制可协助打算、工艺、修筑和质地查抄职员实行产物全性命周期历程的质地驾驭,行为PCB打算告终到投产行实行主动评审的有力东西,它降低了PCB打算的一次告成率,缩短了产物的研制周期。

  跟着电子产物的高速繁荣,PCB打算中已巨额选用BGA、QFP、PGA和CSP等高集成度器件,PCB的丰富水平也大大增补,随之而来的PCB的打算和修筑难、测试艰难、焊接不良、器件不完婚和维修艰难等临盆题目。云云导致全豹产物工期贻误,研制周期加长,本钱增大,产物返修率高,而且产物或许存正在质地隐患。云云的产物同时更无法知足军工产物时分短、高牢靠和高安宁性的恳求。

  正在本质打算临盆历程中,咱们通过对VALOR软件Trilogy 5000 DFM成效的操纵,引入“可修筑性打算”理念,将产物打算质地重心前移。正在打算阶段融入修筑章程,创造新的PCB打算流程,如图1所示。以裁汰打算的变化带来的周期伸长,确保临盆质地和功用。正在修筑前期治理或展现一起或许的质地隐患,将产物研制的迭代次数降到最低,裁汰本钱,降低产物的市集角逐力。也使得产物德地与所用的打算软件无闭,与打算职员的水准无闭,让企业进入范例化处分。

  DFM工夫,即可修筑性工夫,首要探索产物自己的物理打算与修筑编制各一面之间的彼此联系,并把它用于产物打算中以便将全豹修筑编制调和正在沿途实行总体优化。DFM工夫能够低重产物的拓荒周期和本钱,使之能更成功地进入临盆。换而言之,DFM即是要正在全豹产物性命周期中趁早展现题目并加以治理。

  Trilogy 5000 DFM理会首要征求光板修筑打算理会、安装理会和网外理会等。

  DFM的理会企图事情黑白常紧急的,是一起理会的根底,也是DFM理会是否不妨实行下去的条件。以下五项即是首要的企图事情。

  ODB++数据是业界法式的数据式样,它将古代的加工安装数据如PCB的收集消息、层叠联系、元件消息、供给给厂家的印制板加工消息、物料消息、种种临盆数据征求贴片顺序和测试顺序等纠合正在沿途。通过EDA打算东西中嵌入的ODB++数据天生器来爆发。为VALOR Trilogy 5000 DFM供给完满和线基于每个PCB打算的完美BOM清单

  读入BOM清单即是将PCB打算的BOM拾掇为VALOR Trilogy 5000编制可认的BOM事势,并对应每一个器件的厂家和VPL封装库。批量临盆(古代的PCB打算流程)正在对应BOM清单时咱们碰到的题目是,咱们的 EDA东西主动爆发的BOM与企业的物资采购编制相似,而物资采购编制为了可读性,将所采购的邦产器件的厂家名称一栏,众人以中文事势外示,器件型号中凡是也会带有少少标注性的中文,这对付VALOR软件中BOM清单的完婚来说,对应厂家这一闭键是无法杀青的。通过重复的试验,探讨到物料编码是对应每一种器件的,不会产生差别器件用一个物料编码的情状,具有独一性。是以正在BOM解读时咱们就将物料编码的属性设为MPN(Manufactor Part Number厂家编号),而将厂家和器件型号两栏的属性设为Describe(描摹),将本单元的代号属性创立为Manufactor(厂家),一起的器件型号对应的厂家只要一个,即是本单元的代号。云云奉行往后,大大简化了对应BOM清单的方法,况且高明地避免了对应厂家时爆发的厂家名称不确切和中文不识别等诸众不断困扰咱们的题目。

  读入BOM的历程,能够验证PCB打算BOM清单实在切性,并较早展现PCB打算中所用的封装与元器件的本质器件库不完婚的情景,并天生查抄结果的讲述,这对付PCB打算来说是一个很好的先期查抄历程。假如企业的BOM式样是必定的,就能够通过制制模板来再次简化读入BOM的历程。

  通过查阅器件手册,欺骗VALOR Trilogy 5000的修库东西PLM来创造每一个器件的本质封装库。VPL库包蕴修筑商的品牌、规格型号和元器件的本质封装尺寸。VPL库差别于PCB打算的封装库,是描摹元器件本质尺寸的三维立体元器件封装库。

  正在VPL封装库的定名上咱们采用VPL默认的定名设施,但正在这个封装的属性中插手U_PCB_PACKAGE属性,将这个属性的值写入EDA的封装名称。云云做的好处是:正在DFM理会时点击要闭切的器件,能够很直观地看到这个器件所对应的EDA封装名称,便于有题宗旨封装定位和查看,精打细算了时分。

  VPL封装库的创造是一个缓慢积蓄的历程,能够先从电阻和电容修起,欺骗VALOR公司供给的COPYPART软件,将一种封装的电阻或电容拾掇到一个Excel外中,通过批执掌运转,能够将一起外中器件的VPL封装库一次性修好。凡是单元的EDA封装库里的几千种封装,个中三分之二该当都是电阻和电容构成,假如通过上述设施,将电阻和电容先创造好,为VPL库的创造奠定坚实的根底和信仰;其次就该当创造少少紧急器件如接插件和CPU等器件,云云做能够确保每块印制板正在做可安装理会后,投产的印制板起码不会崭露弗成用的情状;再其次该当创造较为宝贵的器件的VPL封装,云云确保了含有宝贵器件印制板投板的一次告成率,假如由于封装过错导致宝贵器件正在安装历程中遭到伤害,对企业来说将是一个不小的失掉。再下来创造常用器件的VPL库,跟着VPL库的缓慢敷裕,VPL库慢慢创造起来,云云大大都印制板就能够实行可安装性理会了。

  行为一起查抄的凭据,ERF章程处分库的创造是至闭紧急的。正在本质打算临盆中,咱们蚁集了印制板临盆厂家的修筑范例,并对打算单元的打算范例及临盆工艺范例实行了拾掇,逐条理会比对,创造了适应本单元的ERF章程处分库,并正在实验中对它逐渐完满。ERF章程处分库征求光板理会章程处分库和安装性理会章程处分库。

  3)移用与已创造的物料编码相对应的VPL本质封装库及ERF安装性理会章程处分库;

  4)按照差其余印制板安装恳求,创立相应的安装工艺,并对印制板划分出工艺区域;

  可安装性查抄包蕴了元器件封装查抄、标识点查抄、元件理会、焊盘理会、焊盘和引脚对应联系理会、测试点理会及模板启齿理会等查抄。上述查抄项目都包蕴子项目,如元件理会包蕴有元件间距、元件目标、元件高度、元件丝印和元件禁布区等。通过查抄,能够看出元件与PCB焊盘不完婚、元件碰撞插手和元件焊接不良等题目。

  跟着PCB打算的丰富度越来越高,一块印制板会含有上千个器件,插装器件和外贴器件都分散的很是蚁集,正在印制板组织布线告终后,要对这上千种器件的丝印实行安排,也是一个不小的事情量,而这种繁杂的工为不免会崭露位号放的地位不对理乃至失常的情状。而一般的EDA打算软件是不供给这种题宗旨查抄项的,是以一朝这种题目产生往后,往往正在印制板加工和器件安设后,原委调试才不妨展现。给后期的安装和调试带来了良众费事,延长了产物的研发进度,带来了经济失掉。通过元件理会,图2所示的位号错位的题目就会很简单地被查抄出来。代替了PCB打算职员的人工查抄历程,降低了功用,也为咱们的PCB打算质地供给了确保,该项查抄对咱们的PCB打算黑白常无旨趣的。

  元件间距理会为咱们PCB打算时每每碰到的器件间距过近的查抄供给了设施。差别元器件之间的间距恳求是差其余,高度也差别,能够通过ERF和器件属性的对应外来创立。咱们通过移用VPL库,理会种种元件的差别间距是否适应恳求。如图3所示,两元器件间距太近,导致过波峰焊时因为两器件高度纷歧,矮元件管脚上锡亏损,可形成空焊或虚焊。

  元件封装理会,首倘若查抄PCB上元器件封装的无误性。该项查抄尤为紧急,正在PCB打算中元器件封装对应过错或者封装库创造过错直接导致加工好的印制板无法行使,只好从再造产。这不单奢华本钱,低重了功用,更是落空了市集的角逐力。

  如图4所示,灰色框为VPL库的本质器件巨细,比较下方玄色PCB打算数据,很显明封装的焊盘打算不对理,焊盘焊接一面预留太短,且焊盘宽度不敷,容易导致焊接历程中虚焊。

  通过可安装性理会的操纵,降低了PCB打算实在切性。因为咱们正在ERF章程中融入了加工场家的很众加工恳求,是以也就裁汰了与加工场家的来回疏导的次数,降低了功用和印制板投产的一次告成率。

  正在PCB组织布线告终的情状下,提取打算时所天生的ODB++数据,实行网外理会。通过比较法式网途,网途完美性的打算过错(开途或短途)会很直接地正在图形中标识出来。纵然电源地的开途和短途也能够通过转换成Pin-Point的查抄形式精准地讲述出来。该项成效能够助助PCB查抄职员展现由于经历亏损形成的PCB查抄不全体的题目,使PCB查抄职员能够正在产物进入临盆前验证最终的打算数据完美性。

  凭据ERF的光板理会章程处分库,提取PCB打算所天生的ODB++数据,实行PCB光板可修筑性查抄。PCB光板理会首要征求钻孔理会、信号理会、电源地层理会、阻焊理会和丝印理会等。

  因为差其余PCB打算职员打算的水准和设施差别,是以正在PCB打算历程中,因为经历的差别,导致创立组织布线的章程差别,打算的质地也有很大的不同,何如使送到加工场家前的PCB质地受到驾驭,咱们将一起的打算恳乞降范例,通过创立ERF光板理会章程处分库的事势,外示正在光板理会的各项查抄中。

  比刚正在PCB打算中,隔热花盘的巨细要按照差别电源地的功率恳求来创立,假如隔热花盘太小或者断绝,就会形成焊接时散热太疾、可焊性差和连合无法知足功率恳求等题目。不过PCB打算软件只消抵达连合线宽恳求是不提示过错。

  如图5所示,是隔热花盘太小的情状,光板理会会按照ERF章程的创立查抄,分级提示,是否知足了散热和连合功率的恳求,避免了因经历等成分形成的过错。

  此外,咱们的PCB打算东西只供给印制线与焊盘之间的查抄项,并不供给印制线与阻焊之间隔断的查抄。如图6所示,光板理会后,不妨展现印制线与阻焊过近的题目,避免了临盆出的印制线漏铜,而铜氧化后会直接影响信号的质地。这些长时分行使后才或许暴透露来的质地题目,也是咱们PCB查抄时该当探讨的。

  光板理会中,假如将每一个查抄方法拷贝制形成查抄外(Checklist),便可简化各项查抄的操作,还能够指定迅速键,按一个按键就不妨实行光板理会,大大裁汰了查抄的事情量。

  一朝EDA数据库被阅读成ODB++,Trilogy 5000就能够供给智能图形连合到EDA东西中。欺骗软件创立的迅速键,打算职员可从Trilogy5000画面直接同步到EDA东西上显示的统一图框及地位,这为咱们正在EDA东西便当迅速地找到错晚点,供给了很大的方便。

  DFM软件东西是基于本质临盆章程实行的,而PCB打算软件的查抄只基于打算章程,是两个差别界限的东西。

  打算后端对数据实行检讨,确保无违反电气章程的题目崭露,注重于逻辑成效的杀青;DFM则操纵于工艺部分和临盆安装部分,确保打算数据知足一起加工修筑、安装和测试的恳求。

  PCB打算软件中联系模块光板可修筑性理会的成效相对轻易,章程不敷足够,如可安装性理会和可测试性理会等东西都不具备。

  DFM软件为咱们供给了全体的PCB打算主动化评审计划,使咱们的产物越发范例化,纵然是差其余PCB打算软件,差别经历的PCB打算职员打算出来的产物,质地都取得了确保。使得工艺评审并行参加到产物打算的各个阶段,正在打算阶段治理和展现一起可修筑性子地隐患,大大降低了咱们的PCB打算质地。印制板的加工、工艺处分及电装工艺功用大幅度晋升,产物的质地取得了降低,低重了产物的本钱和研制周期,增补了产物的角逐力。

  另外,DFM软件的操纵,也有利于流程的法式化,通过DFM的范例,将打算和修筑部分有机地闭联起来,同时抵达临盆测试修设的法式化。基于目前的产物修筑外包的趋向,将不妨杀青产物工夫的专业化移动,有利于企业杀青更大的繁荣。

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