在PCB制造領域,制造商“調整”設計師提供的電路板設計以提高成品率是司空見慣的。對于可能不熟悉這種現象的人,以下是制造商進行設計調整的一些示例:
1.一個簡單的調整:擴大通孔焊盤以滿足環形環的要求。在相對簡單的電路板上,如果各層上有足夠的空間來擴大焊盤,而又不會與其他銅功能過于靠近,那么這很好且容易。但是在密集的板上,可能沒有足夠的空間進行此操作。在這種情況下,晶圓廠的生產前工程師可以進行大量的“創意”調整,從不均勻地擴大焊盤到將其他銅特征進一步移開,如下圖所示。
2.微不足道的調整:當多個通孔刺穿密集區域中的銅平面時,通孔彼此之間的距離會越來越遠,以避免在鉆孔過程中過熱。
3.最后,是“真正的”調整-交錯的堆疊通孔:堆疊通孔的生產成本很高。晶圓廠可能會嘗試拆開(或“錯開”)內芯上的通孔。如果可以在同一核心上拆開所有通孔,則生產過程將變得更便宜,更可靠。
將走線從通孔焊盤移開的示例,以便可以擴大焊盤以滿足環形環的要求。
?紅色:原始設計中的跟蹤路徑
?藍色:經過調整的設計中的跟蹤路徑
?粉色:紅色和藍色的重疊部分(設計不變)
?深粉紅色:鉆頭(僅供參考)
調整電路板設計有哪些風險?
在大多數情況下,制造商所做的更改很小,并且對電路板功能沒有明顯影響。制造商將設計調整視為其預生產過程的重要組成部分,并投入大量時間和精力來進行有效,可靠和安全的設計更改(從他們的角度來看)。他們采用功能強大的CAM工具進行PCB制造,從而提供幫助。但是由于制造商通常不熟悉電路板的功能,因此他們無法判斷設計調整是否會導致新設計或網表違規(這很難檢查,因為提供的所有設計中有大約一半沒有網表)PCB的運作。
這是根據上面示例1中所述的簡單調整對風險進行的說明。
假設PCB晶圓廠的預生產工程師決定將走線稍微移離通孔焊盤,以便可以擴大焊盤以滿足環形環的要求。在大多數情況下,這不會改變電路板的功能。但是,如果該走線是阻抗控制走線,則與相鄰層相比,即使位置稍有變化也可能導致整個電路板超出阻抗容限,從而使電路板無法工作(即報廢)。
或者,工程師可能決定“剃除”相對的銅平面以為焊盤留出空間-卻不知道該平面用作相鄰層中阻抗控制線的參考。
何時最需要調整的沖動?
調整設計的動力來自多個方面:
l隨著產量因子變得越來越關鍵,訂單越大(例如,批量生產與原型的對比),調整設計的趨勢就越大。
l專注于數量,交貨時間和價格降低的晶圓廠通常會在沒有任何正式工程變更請求(ECR)的情況下啟動設計調整。如果不向客戶提交正式的ECR,則更為保守的晶圓廠甚至都不會動用絲網印刷。
l大型設計公司比小型設計公司對晶圓廠的控制更大,因此晶圓廠傾向于減少對來自其較大客戶的設計的調整。
l最后,調整內層的頻率要比調整外層的頻率高-僅僅是因為對調整內層的視覺效果不明顯。
調整和透明度
當然,可以預期的是,任何設計變更都會提前提交,以得到設計所有者的認可。畢竟,對于設計者和晶圓廠而言,這是雙贏的局面–由于晶圓廠可以以更高的良率生產出具有相同可靠性水平的電路板,因此可以將部分節省的成本轉嫁給設計人員。然而,設計調整經常在制造過程中在沒有設計者的知識或同意的情況下執行。
在這種相當微妙的情況下,經常請求以透明方式更改設計的制造商可能會被視為“高度可靠”或“煩人”。顯然,伴隨設計變更和審查而產生的額外時間和成本開銷可能對雙方都難以證明。需要新的創新協作工具來鼓勵這種透明度。
結論
總而言之,這里有一些針對設計人員的技巧,它們將有助于減少調整的發生:
最小化設計調整的需求。 如果您知道晶圓廠的良率考慮因素,請在設計階段將其考慮在內,以避免進行另一輪設計更改。但是,這需要晶圓廠和設計人員之間高度信任。晶圓廠傾向于將其分享的有關生產能力的信息量減至最少,并且并不總是愿意分享其產量考慮因素。
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