Desafios Comuns de Projeto de PCI e Como Evitá-los

A forma mais básica de design para manufatura aplicada a PCIs é o uso de regras de projeto e verificação de regras de projeto (DRC) em software de projeto de PCI. Verificação de regras de projeto (DRC) é o processo de examinar um projeto para ver se ele está em conformidade com as capacidades de fabricação de um fabricante de PCI. Tipicamente, o projetista obterá as maiores tolerâncias que um fabricante de PCI suporta, carregará essas tolerâncias em seu programa de projeto e então executará um teste de regra de projeto em seu projeto prospectivo. Verificações de regras de projeto são comumente integradas em software de projeto de PCI e não são tipicamente consideradas como serviço adicional. Software mais avançado de análise de design para manufatura (DFM) também está disponível para procurar falhas de projeto mais complexas e menos óbvias. Tipicamente, verificação de software DFM é oferecida por fabricantes de PCI a clientes como serviço extra. A razão para esta distinção é devido ao custo adicional de software DFM de alta qualidade e ao treinamento adicional necessário para usá-lo.

1. Termais Esgotados (Starved Thermals)

Termais esgotados ocorrem quando os traços de alívio térmico conectados a um pad não estão propriamente conectados ao plano de cobre associado. Frequentemente, o espaçamento entre vias passará em uma verificação básica de regra de projeto, mas os traços de alívio térmico anexados serão interrompidos e as vias afetadas serão inadequadamente isoladas de seus pours de cobre designados. Este problema é mais comumente visto quando múltiplas vias são colocadas em proximidade umas das outras.

2. Armadilhas de Ácido (Acid Traps)

Quando dois traços são unidos em um ângulo muito agudo, é possível que a solução de gravação usada para remover cobre da placa virgem fique "presa" nesses junções. Esta armadilha é comumente referida como armadilha de ácido. Armadilhas de ácido podem causar traços a se desconectarem de suas redes designadas e deixar esses traços em circuito aberto. O problema de armadilhas de ácido foi reduzido nos últimos anos por fabricantes mudando para o uso de soluções de gravação fotoativadas. Portanto, embora ainda seja uma boa ideia garantir que seus traços não se encontrem em ângulos agudos, o problema é menos preocupante do que era no passado.

3. Fragmentos de Cobre (Silvers)

Se porções muito pequenas de um pour de cobre estão conectadas apenas a porções maiores do mesmo pour de cobre através de um traço estreito, é possível que elas se quebrem durante a fabricação, "flutuem" para outras partes da placa e causem curtos não intencionais. Os problemas apresentados por fragmentos de cobre foram reduzidos nos últimos anos por fabricantes mudando para o uso de soluções de gravação fotoativadas. Portanto, embora fragmentos de cobre ainda devam ser evitados em projetos, eles não são um problema tão predominante quanto no passado.

4. Anel Anular Insuficiente

Vias são feitas perfurando através de pads em ambos os lados de uma placa e revestindo as paredes desses furos para conectar os dois lados da placa. Se o tamanho do pad especificado no projeto for muito pequeno, a via pode falhar devido ao furo de perfuração ocupar porção muito grande dos pads. Tamanho mínimo de anel anular é comumente parte do processo DRC. Este problema é mencionado aqui por causa da ocorrência não incomum de perfurações fora do alvo em placas de prototipagem.

5. Via em Pad

Ocasionalmente, pode ser conveniente projetar uma via para ser posicionada dentro de um pad de PCI. No entanto, via em pad pode causar problemas quando chega a hora de a placa ser montada. A via atrairá solda para longe do pad e causará que o componente associado ao pad seja montado inadequadamente.

A imagem abaixo mostra a diferença entre PCI com via em pad e PCI normal.

6. Cobre Muito Próximo à Borda da Placa

Normalmente detectado durante verificações de regras de projeto, colocar camadas de cobre muito próximas à borda de uma placa pode causar que essas camadas fiquem em curto quando a placa é cortada no tamanho durante o processo de fabricação. Embora este tipo de erro deva ser detectado usando recursos DRC tipicamente disponíveis em software de projeto de PCI, um fabricante de PCI que faz uma verificação DFM também detectará este problema.

7. Máscara de Solda Ausente entre Pads

Em dispositivos de passo de pino muito apertados e pequenos, é bastante comum não haver máscara de solda entre pinos devido a configurações padrão de projeto. A omissão de tal máscara de solda pode levar à formação de pontes de solda mais facilmente quando o componente de passo de pino fino é anexado à PCI durante a montagem.

Fornecemos serviços profissionais de montagem de PCI há anos, somos capazes de evitar máscara de solda ausente entre pads. A imagem abaixo mostra nossa máscara de solda de alta precisão entre pads QFN de passo 0,4.

8. Tombstoning (Efeito Tombstone)

Quando pequenos componentes passivos de montagem superficial são soldados a uma montagem de PCI usando um processo de refluxo, é comum que eles se levantem em uma extremidade e fiquem em "pé" (tombstone). Tombstoning pode afetar muito os rendimentos de PCI e rapidamente aumentar custos de produção. A fonte de tombstoning pode ser padrões de pouso incorretos e alívio térmico desbalanceado aos pads do dispositivo. Tombstoning pode ser efetivamente mitigado pelo uso de verificações DFM.

A imagem abaixo é uma amostra de tombstoning e seu esquema.

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