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PCB layout 有 DRC,为什么还要用 CAM 和 DFM 检查?

作者:攻城狮华哥
  • 2022-11-23
    广东
  • 本文字数:1726 字

    阅读完需:约 6 分钟

随着电子产品的高速发展,PCB 生产中大量使用 BGA、QFP、PGA 和 CSP 等高集成度封装器件,PCB 的复杂程度也大大增加,这对于 PCB 设计也提出了更高的要求。所以在 PCB 设计阶段,除了基础的电气性能之外,还需要考虑可制造性(DFM)和可装配性(DFA)方面的因素。


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许多新进的 PCB 工程师,一般都会使用 DRC 检查。DRC 检查也叫设计规则检查,通过 Checklist 和 Report 等检查手段,重点规避开路、短路类的重大设计缺陷,检查的同时遵循 PCB 设计质量控制流程与方法。但是 DRC 中可制造性的分析项目一般也不超过 100 个,而且还不能进行可装配性分析。


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这也是为什么大家明明已经做了 DRC,板厂有时还是会返回一大堆 EQ,如果没有找到根本原因,还会被按在其他问题中来回蹂躏:

▪ 元器件选型不当、PCB 设计缺陷,导致方案多次修改

▪ PCB 评审不通过,不断改板,返厂重新打板

▪ 多次修改、验证设计,使得产品开发周期延长,成本增加、质量和可靠性得不到保障

▪ 设计的 PCB 因超制程无法生产

……


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除了 PCB layout 的 DRC,CAM 和 DFM 工具可以检查些什么呢?


CAM 工具

CAM 即 Computer Aided Manufacturing 计算机辅助制造,一般就是指板厂专业的 CAM 工程师使用的工具,用来检查处理我们提交的 Gerber 文件。CAM 工程师会根据板厂的工艺能力,对 Gerber 资料进行适当的补偿修正以满足生产要求。但是,不能通过修正解决的问题,则要求 PCB 设计者进行修改以符合板厂的制造工艺限制。

这样一来,如果提交 Gerber 资料之前,自行先用 CAM 工具检查一遍,就能尽量避免与 PCB 板厂就工艺的问题反复多次沟通。


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但是无论是国内还是国外的 CAM 工具,仅仅只是做到了 PCB 裸板的可制造性检查。对于硬件设计,PCB 裸板的可制造性检查只是一部分,即使 PCB 板可以满足板厂生产工艺,顺利打完板了,但是如果在 SMT 时才发现 BOM 物料和 PCB 装不匹配导致无法进行 SMT 贴片,此时再重新打板,那么项目周期会严重拖延,而且浪费打板的钱。

老 wu 这里推荐一个国产的 DFM 工具,我自己一直都在使用,操作简单一键自动化检查,可靠性还非常高。最近工具还更新了可装配性分析功能(DFA),可以更全面帮助大家评估设计潜在风险。


国产免费 DFM 工具

需要下载 DFM 工具的同学,可以直接访问华秋官网或者下方获取安装包:

https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/hqdfm_infoq.zip


这个工具能满足工程师个人、公司的 PCB DFM 评审要求,可快速明确设计风险、质量隐患等问题,并给出合适的解决建议,免去多次重复修改、验证打板等过程,能将项目时间和效率成本节省近 60%!


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PCB 可制造性分析(DFM)

工具目前有 19 大项检测功能,52 细项检查规则,支持一键 DFM 分析,导入 PCB 或者 Gerber 文件后就可以自动分析!


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可装配性分析(DFA)

在最新的版本中,工具新增了 DFA 功能,可以实现 10 大项、234 细项的规则检查:


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其中比较常用的几个检查项有:

1、检测 BOM 与封装是否匹配

比如:用户的 BOM 表里面的型号是 P6KE6.8CA,位号 D4、D5、D8 设计的 PCB 封装是 DFN1610 贴片二极管封装,BOM 表里面的型号 P6KE6.8CA 实际是插件双向二极管封装,因此设计的封装无法使用采购的元器件。


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或者是 BOM 表里有型号,实际没有 PCB 封装,PCB 设计完成后制版,按照 BOM 表采购元器件,在组装时才发现采购的元器件实际 PCB 板上面没有地方焊接或贴片。


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2、检测器件间距是否合理

PCB 布局时没有考虑是否能够组装,生产出来的板子组装时器件距离不足,则会导致生产困难,或者无法组装。器件的间距不足即便是能组装,以后也不方便返修。


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3、检测器件到板边的安全距离

元器件到板边的安全距离不够,在组装过贴片机器时会撞坏板边的器件,拼版生产的板子在过 V-CUT 机器时会导致板边的器件焊盘被割小,组装时器件无法贴片。


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4、检测器件与引脚是否匹配

在 BOM 表的型号与设计的 PCB 器件封装不一致时,采购的元器件与板子上面的器件引脚不匹配,导致采购的元器件无法使用。


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5、检测焊盘大小是否合理

在 PCB 中画元器件封装时,经常遇到焊盘的大小尺寸不好把握的问题,因为元器件规格书是本身的大小,如引脚宽度,间距等,但是在 PCB 板上相应的焊盘大小应该比引脚的尺寸要稍大,否则焊接的可靠性将不能保证。


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除此之外,软件还具备多种工程师常用的工具的功能:


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需要下载华秋 DFM 工具的同学,请访问下边的链接获取安装包,或者到华秋官网直接下载:

https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/hqdfm_infoq.zip

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