DFM pour PCB : liste de contrôle, directives, règles et problèmes

Introduction

Lors de la conception d'un PCB, les gens veulent que tout se passe bien. La conception d'un PCB est très délicate, mais pas avec DFM (Design for Manufacturing). Ce guide vous présente les listes de contrôle et les directives essentielles liées au DMF pour l'assemblage de PCB. Lisez la suite pour connaître les règles DMF et les erreurs courantes à éviter.

Qu’est-ce que la conception pour la fabricabilité ?

C'est un processus qui rend le Processus de fabrication de PCB plus facile. Il permet de rendre le processus de production sans erreur. Le processus DFM est une combinaison de deux méthodologies, à savoir la conception pour la fabrication et la conception pour l'assemblage.

Avantages du DFM pour PCB

• Le DFM pour PCB vous offre de nombreux avantages. Par exemple :
• Il vous permet de réduire les coûts de production en réduisant les erreurs et le gaspillage de matériaux.
• Avec DFM en place, vous pouvez vous attendre à une meilleure qualité pour la carte.
• Un PCB bien conçu accélère le processus de fabrication.
• DFM vous aide à repérer tout problème éventuel, c'est-à-dire des composants mal alignés ou de mauvaises connexions.
• La conception compatible DFM peut être facilement produite en grande quantité.

Liste de contrôle DFM pour PCB

La conception d'un PCB nécessite une planification et une réflexion minutieuses pour garantir sa fabrication efficace et son bon fonctionnement. Cette liste de contrôle vous aidera à vous concentrer sur une fabrication fluide.

Configuration des matériaux et des calques

Vérifiez si vous avez choisi les bons matériaux ou non. Il est très important de choisir le bon matériau et la bonne disposition.
Par exemple, vous pouvez choisir le FR4 pour une utilisation standard ou des options avancées si vous avez besoin d'une température élevée. De plus, n'oubliez pas de choisir un finition de surface.
Outre le matériau, planifiez soigneusement votre empilement de couches. Assurez-vous que les éléments suivants correspondent à votre conception :

• Nombre de couches
• Épaisseur de cuivre
• Propriétés diélectriques

Schéma électrique et de signalisation

Après avoir configuré le matériel et les calques, concentrez-vous sur la définition de vos signaux. Pour cela, assurez-vous que votre tracer le routage se situe dans la largeur et les directives du fabricant. Vous trouverez ci-dessous quelques éléments clés à prendre en compte :

• Pour les traces, vérifiez si la longueur correspond ou non
• Vérifiez si vous avez choisi les bons types de visa (à travers le trou, aveugle ou enterré)
• Vérifiez que les plans d'alimentation et de masse sont suffisamment solides pour réduire le bruit
• Plan de compatibilité électromagnétique (N'oubliez pas de conserver haute fréquence pièces éloignées des zones sensibles)

Placement et assemblage des composants

Préparez votre planche pour un assemblage facile. Voici quelques conseils qui vous aideront à le faire correctement :

• Vérifiez si les composants sont prévus avec suffisamment d'espace pour la manutention et les réparations
• Vérifiez que chaque empreinte est correcte
• Vérifiez si les ouvertures du masque de soudure et les marquages ​​sérigraphiés n'interfèrent pas avec les pastilles ou les vias
• Vérifiez si la forme et les dimensions des pastilles conçues sont adaptées aux joints de soudure

Conception thermique et mécanique

À ce stade, vous devez vous assurer que votre conception peut supporter la chaleur et qu'elle est adaptée au produit final. De plus, assurez-vous que votre PCB s'insère correctement dans son boîtier. Pour cela, vérifiez les détails mécaniques tels que :

• Dimensions du panneau
• Trous de montage
• Découpes

Contrôles de production et de qualité

Avant la fabrication, exécutez des contrôles des règles de conception (DRC) pour détecter rapidement les erreurs.

• Configurez la disposition de votre panneau
• Inclure des points de test pour les tests en circuit
• Prévoyez des options d’analyse des limites (si possible)
• Maintenir toute la documentation à jour
• Vérifiez que les composants choisis sont disponibles

Astuce : assurez-vous que les composants choisis ne sont pas sur le point de terminer leur cycle de vie.

DFM contre RDC

DRC (aussi appelé Design Rule Check) est un terme utilisé pour désigner un processus automatisé. Ce processus consiste à analyser votre conception pour détecter d'éventuelles erreurs par rapport aux règles du fabricant. Il est recommandé d'exécuter DRC pour détecter les erreurs avant de passer à la production.

Vous trouverez ci-dessous une comparaison simple côte à côte pour vous aider à voir clairement les différences :

comparaison côte à côte du DFM et du DRC

Règles DFM pour la fabrication et l'assemblage de circuits imprimés

Vous trouverez ci-dessous quelques règles DFM essentielles pour les PCB qui peuvent vous aider à répondre aux exigences de fabrication.

Directives du fabricant

Il est nécessaire de suivre les instructions du fabricant. Il peut s'agir de paramètres tels que la largeur des pistes, l'espacement, la taille des vias, etc. Si vous ne les mettez pas en œuvre, cela peut entraîner de nombreuses erreurs de production et même conduire à une défaillance de la carte.

Matériel

Le matériau est l'élément le plus important. Assurez-vous d'avoir sélectionné ceux qui correspondent aux normes de l'industrie. En particulier le substrat, le poids du cuivre ou la finition de surface.

Mise en page et format de fichier

Une fois la conception terminée, exportez vos fichiers tels que Gerbers et Foret CN dans les formats appropriés. Le bon format de fichier et la bonne mise en page peuvent aider à interpréter chaque élément d'information lors de la production du tableau.

Mécanique et Panélisation

Les règles mécaniques et de pénalisation incluent les éléments nécessaires à respecter, tels que les dimensions de la carte et la disposition des panneaux. Elles incluent également les repères et les trous d'outillage. Ces règles permettent de garantir que votre carte s'adapte aux systèmes de fabrication.

Normes d'assemblage

Assurez-vous que les soudures sont solides et que les composants sont également montés correctement. Pour cela, il est nécessaire de respecter les normes et les règles d'assemblage. Cela inclut des éléments tels que les tailles de pastilles et l'espacement des composants appropriés.

Gestion thermique

Pour garantir que votre planche fonctionne en toute sécurité et dure plus longtemps, suivez les règles nécessaires pour une puissance élevée. Elles aideront à garder la planche au frais et à éviter tout dommage. Ces règles incluent :

• Utiliser la bonne largeur de trace pour gérer le courant
• Ajouter vias thermiques pour répartir la chaleur uniformément

Problèmes courants de DFM et comment les éviter

Vous trouverez ci-dessous quelques problèmes DFM courants qui peuvent perturber l’ensemble du processus de fabrication de PCB.

Dégagements insuffisants

Le fait de placer des pièces, des pistes ou des pastilles trop près peut provoquer des courts-circuits ou des ponts de soudure. Vérifiez toujours les consignes d'espacement du fabricant et effectuez un test de contrôle de la qualité avant la production.

Via dans Pad

Les vias à l'intérieur des pastilles des composants peuvent arracher la soudure, ce qui fragilise les connexions. Utilisez des vias remplis ou bouchés, ou déplacez légèrement le via hors de la pastille. Contactez le fabricant pour connaître la meilleure solution.

Déséquilibres thermiques

Une répartition inégale de la chaleur peut entraîner la défaillance des composants, en particulier dans les zones à haute puissance. Le cuivre fin ou l'absence de vias thermiques sont souvent à l'origine de ce problème. Exécutez des simulations thermiques pour détecter et résoudre les problèmes liés à la chaleur.

Points de test manquants

Les points de test manquants ou peu clairs rendent difficile la vérification de la carte pendant la production ou les réparations. Ajoutez des points de test faciles à trouver pour les signaux clés.

Pièges à acide

Les espaces étroits ou les angles vifs dans la disposition du cuivre peuvent piéger l'acide et provoquer des défauts. Évitez les angles vifs et les espaces restreints dans votre conception.

Problèmes de documentation

Pour assurer le bon déroulement du processus de fabrication, vous devez soumettre des documents précis, c'est-à-dire des plans d'assemblage, des fichiers Gerber et une nomenclature détaillée. Des documents incomplets peuvent dérouter les fabricants et entraîner une erreur.

Lignes directrices pour la mise en œuvre de la DFM pour les PCB

Vous trouverez ci-dessous des instructions qui vous aideront à rendre le processus de conception plus fluide. Lisez-les attentivement, elles vous aideront à garantir que votre PCB est prêt pour une fabrication sans problème.

Parlez avec le fabricant

Il est toujours judicieux de discuter de votre projet avec votre fabricant dès le début. Ses conseils vous aident à détecter les problèmes avant qu'ils ne s'aggravent.

Rester simple

Évitez les conceptions complexes. Les cartes simples sont plus faciles à construire et moins susceptibles de rencontrer des problèmes lors de la production.

Prototype précoce

Réalisez un petit lot pour tester votre conception. Cela vous permet de repérer et de résoudre les problèmes avant la production complète.

Utiliser les outils de simulation

Avant de fabriquer la carte, utilisez des outils de simulation pour vérifier ses performances. Cela vous aidera à trouver et à améliorer les points faibles.

Tout documenter

Gardez une trace claire et simple de vos décisions et modifications de conception. La documentation vous permettra de réviser et d'expliquer la conception à l'équipe en toute simplicité.

Collaboration avec PCBTok

PCBTok fabrique des circuits imprimés depuis plus de 18 ans et propose à ses clients du monde entier une technologie moderne. Vous trouverez ci-dessous quelques avantages dont vous bénéficierez en collaborant avec PCBTok :

• Vous aider à repérer d'éventuels problèmes dans votre conception, comme des erreurs d'espacement.
• Une équipe de PCBTok partagera de meilleures suggestions, c'est-à-dire des fichiers Gerber et BOM pour faciliter le processus.
• Aide à ajouter des points de test ou à planifier des inspections pour confirmer que votre carte fonctionne parfaitement.
• Vous aide à trouver les matériaux essentiels à votre projet.

Conclusion

En suivant les directives DFM décrites dans cet article ci-dessus, vous pouvez rendre le processus de fabrication DFM plus fluide. DFM vous aide à détecter les erreurs et à obtenir des cartes de haute qualité. Une planification minutieuse et une collaboration avec des fabricants expérimentés conduisent à de meilleurs résultats.

FAQs

Quels sont les problèmes DFM les plus négligés dans la conception de PCB ?

Les problèmes DFM les plus négligés concernent les placements via et la gestion thermique. Cela inclut également des éléments tels que des points de test manquants et une documentation obsolète.

Quels outils puis-je utiliser pour une analyse DFM efficace ?

Vous pouvez utiliser les outils DRC dans des logiciels de conception de circuits imprimés comme Altium, Eagle et KiCad. En outre, les outils de simulation et les directives du fabricant sont également utiles.

Quand dois-je appliquer le DFM dans un PCB ?

Appliquez la méthode DFM dès le début du processus. Cela vous aidera à détecter d'éventuels problèmes avant la production en série.