Leiterplattentechnisch - Wie man die Fehler der Leiterplatte vermeidet

Leiterplattenfehler sind keine Seltenheit

Leiterplatten (PCBs) are becoming more and more complex and at the same time becoming more and more important to technology. Leiterplatten sind nicht nur die Grundkomponenten von Computern und High-Tech-Kommunikationsgeräten, kann aber auch in verschiedenen Autos verwendet werden, Smartphones, Beleuchtungssysteme und sogar Kinderspielzeug.

Mit der zunehmenden Komplexität und Miniaturisierung von Leiterplatten stehen Konstrukteure vor der Herausforderung, mit der Entwicklung verfügbarer Materialien, Design- und Layoutsoftware und Fertigungskapazitäten Schritt zu halten. Kein Wunder, dass es viele Möglichkeiten gibt, Fehler in der PCB-Entwicklung zu machen.

Um häufige PCB-Designfehler zu vermeiden, ist es wichtig, Folgendes zu beachten:

Layoutprobleme, wie fehlende Leiterbahnen oder Durchkontaktierungen, falsche Leiterbahnen oder Padgröße und Rauschunterzeugung.

Schematische Fehler, die Leistungsprobleme oder Ausfälle aller Funktionen verursachen. Da bestimmte Leiterplatten und Mehrschichtplatinen einen geringeren Platzbedarf erfordern, wird es einfacher, Layouts zu erstellen, die während der Fertigung oder während des Tests schwierig sind.

Versagen aufgrund von Umweltproblemen. Designer müssen die erwartete Umgebung verstehen und Materialien und Layouts entsprechend planen. Jede Situation, der das Endprodukt ausgesetzt sein wird, sollte auf mögliche PCB-Fehler oder bedingte Probleme untersucht werden.

Verwenden Sie keine verfügbaren Werkzeuge. Elektronische Design Automation (EDA) Werkzeuge sind weit verbreitet, aber sie sind nicht alle gleich. Bewerten Sie die verfügbaren Anwendungen, um festzustellen, welche für die zu entwickelnde Leiterplatte am besten geeignet ist. Das Design-Tool kann das Layout-Design verbessern und alle Dateien generieren, die zur Herstellung der Leiterplatte benötigt werden.

Es ist kein Überprüfungsverfahren erforderlich. Die fehlende Kommunikation zwischen dem Elektroniker und dem PCB-Designer (when they are different technicians) can cause the circuit board to fail to operate according to the engineer's plan.

Testplan. Die Prototypplatine kann den ersten Test der Grundfunktionen bestehen, aber sie kann defekt sein, wenn die Leiterplatte in Produktion genommen und im Endprodukt installiert wird. Es ist jetzt schwierig festzustellen, dass die Leiterplatte in bestimmten Einstellungen schlecht (oder überhaupt nicht) funktioniert. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kosten für Nacharbeiten und Produktrückrufe sehr teuer.

fehlende Datei. Es ist nicht üblich, dass Hersteller zu Designern zurückkehren, bei denen es sich um unvollständige Dokumente oder Dokumente handelt, die möglicherweise nicht eindeutig gekennzeichnet/benannt sind, um die für die Herstellung verwendeten Dokumente zu identifizieren. Dies kann zu Leiterplattenfehlern oder Fertigungsverzögerungen führen.

Mangelnde Vertrautheit mit den Fertigungsanforderungen. Wenn der Konstrukteur den Herstellungsprozess nicht versteht, kann sogar die sorgfältig entworfene Schaltung mit dem fortschrittlichsten Technologiedesign nicht effektiv hergestellt werden. Dazu können Maßtoleranzen über den erforderlichen Bereich hinaus gehören, was zu Fertigungskomplexität führt, die Kosten erhöht und sogar die Bodenfläche der resultierenden Platte verändert.

Vermeiden Sie häufige PCB-Designfehler

Durch die Implementierung einiger Standardverfahren und Best Practices können viele häufige PCB-Fehler leicht vermieden oder zumindest reduziert werden:

Selbst der versierteste Konstrukteur kann Fehler machen – normalerweise Fehler, die der zweite Konstrukteur leicht erkennen kann. Die Einleitung einer Peer-Review kann dabei helfen, zumindest einige dieser Konstruktionsfehler zu erkennen oder zumindest Probleme aufzulösen, die auf Konstruktionsfehler oder fehlende Notizen und Dokumentationen hinweisen können, die zu Produktionsverzögerungen führen könnten.

Verwenden Sie komplexe Werkzeuge und Leiterplattenlayouts, die für das Design verfügbar sind, und lernen Sie, sie effektiv zu verwenden. Eine Schulung im richtigen Umgang mit Konstruktionswerkzeugen kann unbeabsichtigte Fehler in Layout oder Fertigungsspezifikationen vermeiden. Unterschätzen Sie nicht den Wert einer gründlichen Ausbildung.

Fertigungsdesign. Die verfügbare Layout-Design-Software-Anwendung hat sich in den letzten Jahren sprunghaft entwickelt, kann aber nur so gut sein wie Softwareentwickler. Das endgültige Design, das von der Layoutdesignsoftware generiert wird, kann eine scheinbar tragfähige Leiterplatte liefern, aber wenn es den Hersteller erreicht, kann es Probleme geben, die die Herstellung des Designs schwierig oder sogar unmöglich machen. Um solche Probleme zu vermeiden, implementieren Sie Verfahren, die Design-to-Manufacture (DFM)-Software verwenden, bevor Sie das Design zur Herstellung von Prototypen oder Endprodukten senden. Solche Anwendungen können mögliche Fertigungsprobleme, fehlende Dateien usw. erkennen.

Verwenden Sie gespeicherte Vorlagen. Durch die Einrichtung von Standardvorlagen, auf die alle Designer zugreifen können, kann das Design zeitnah abgeschlossen werden, was die Sorge um Auslassungen und offensichtliche Fehler reduziert.

Zusammenarbeit mit Herstellern. Durch den Aufbau bewährter Praktiken und konsistenter Kommunikationsbeziehungen mit Leiterplattenhersteller, Konstrukteure können Problembereiche in kürzester Zeit lösen, und haben den geringsten Einfluss auf die Kosten der Leiterplatte durch Früherkennung.