精密PCB製造、高周波PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB、およびPCBアセンブリ。
要旨：電子製品の小型化、高密度、高速化の発展に伴い、PCB設計の複雑性は大幅に増加した。複雑なPCB設計の統合品質をどのように効果的に制御するかが課題です。VALORのTrilogy 5000ソフトウェアを紹介した上で、製造性分析技術を製品PCB設計の全過程に応用する過程を述べ、伝統的なPCB設計と検査方法と比較した。PCB設計審査メカニズムは、設計、プロセス、製造、品質検査者が製品ライフサイクルプロセスの品質管理に協力することができる。PCB設計の完成から生産前の自動審査までの強力なツールとして、PCB設計の初成功率を高めた。製品開発サイクルを短縮する。
電子製品の急速な発展に伴い、BGA、QFP、PGA、CSPなどの大量の高集積度デバイスがPCB設計に使用されている。PCBの複雑さも大幅に増加した。その後のPCBの設計と製造は困難であり、テストは困難である。溶接不良、設備不整合、メンテナンス困難などの生産問題。これにより、製品建設サイクル全体の遅延、開発サイクルの延長、コストの増加、製品修理率の高さ、潜在的な製品品質の潜在的な危険性がもたらされる。同時に、この製品は軍用製品の短時間、高信頼性、高安定性の要求を満たすことができない。
実際の設計と生産の過程で、VALORソフトウェアTrilogy 5000 DFM機能の応用を通じて、「製造可能性設計」の概念を導入し、製品設計品質センターを前進させた。設計段階で製造規則を結合し、図1に示すように、新しいPCB設計フローを構築する。設計変更によるサイクル延長を減らすために、生産品質と効率を保証した。製造の早期に可能なすべての品質上の潜在的な危険性を解決または発見し、製品開発の反復回数を最大限に減らし、コストを下げ、製品の市場競争力を高める。また、製品の品質は使用されている設計ソフトウェアとは関係なく、デザイナーのレベルとは関係なく、企業を標準化管理に参入させることもできます。
DFM技術概念
DFM技術は、製造性技術であり、主に製品自体の物理設計と製造システムの各部との関係を研究し、それを製品設計に用い、製造システム全体を統合して全体最適化を行う。DFM技術は、製品の開発サイクルとコストを削減し、よりスムーズに生産を開始できるようにすることができます。言い換えれば、DFMは製品のライフサイクル全体の早期発見と問題解決である。
2.DFMソフトウェアアプリケーション
Trilogy 5000 DFM分析は主に光板製造設計分析、組立分析、ネット表分析を含む。
2.1分析準備
DFM分析の準備は非常に重要であり、それはすべての分析の基礎であり、DFM分析ができるかどうかの前提でもある。以下の5つが主な準備作業です。
2.1.1 EDAツールを通じてPCB設計により生成されたODB++データを出力する
ODB++データは業界標準のデータフォーマットです。PCBネットワーク情報、スタック関係、コンポーネント情報、プリント基板加工情報、材料情報、および配置プログラムや試験プログラムなどを含む様々な生産データなど、従来の加工と組立データを組み合わせています。EDA設計ツールを組み込んだODB++データ生成器によって生成されます。VALOR Trilogy 5000 DFMに完全で真実な検査根拠を提供する。
2.1.2各PCB設計に基づく完全なBOMテーブル
読み取りBOMテーブルは、PCBが設計したBOMをVALOR Trilogy 5000システムによって識別されるBOMフォーマットに組織化し、各デバイスのメーカーとVPLパッケージライブラリに対応しています。量産（従来のPCB設計プロセス）でBOMテーブルに対応する際に遭遇した問題は、EDAツールで自動的に生成されるBOMが会社の材料調達システムと一致し、材料調達システムは可読性のためであることです。国産設備のメーカー名は多くが中国語で反映されており、設備型番には通常いくつかの表記の中国語が含まれている。VALORソフトウェアにおけるBOMテーブルのマッチングについては、メーカーに対応するリンクは実現できません。実験を繰り返すことで、材料コードが各デバイスに対応していることを考慮して、異なるデバイスが1つの材料コードを使用することはありません。これは唯一です。そこで、BOMを説明する際に、材料コードの属性をMPN（メーカー部品番号）に設定し、メーカーと設備モデルの2列の属性をDescriptionに設定し、そのユニットのコード属性をManufactor（メーカー）に設定し、すべての設備モデルは1つのメーカー、つまりユニットのコード名にしか対応していません。実施後、BOMテーブルの対応手順は大幅に簡略化され、メーカー名の不正確、中国語の不識別など、メーカーに対応する際に発生する多くの問題を巧みに回避した。
BOMを読み取るプロセスはPCB設計BOMテーブルの正確性を検証し、PCB設計で使用されているパッケージとコンポーネントの実際のライブラリが一致しない現象を早期に発見し、検査結果報告を生成することがPCB設計にとって重要である。これは非常に良い初歩的な検査過程だと言っています。会社のBOMフォーマットが確定している場合は、テンプレートを作成することでBOMを読み込むプロセスを再び簡略化することができます。
2.1.3会社の材料コードに基づいてVPL実包装倉庫を構築する
デバイスマニュアルを参照して、VALOR Trilogy 5000ライブラリツールPLMを使用して各デバイスの実際のパッケージライブラリを構築します。VPLライブラリには、メーカーのブランド、仕様、コンポーネントの実際のパッケージサイズが含まれています。VPLライブラリはPCB設計パッケージライブラリとは異なり、コンポーネントの実際のサイズを記述する3 Dコンポーネントパッケージライブラリです。
VPLパッケージライブラリの命名では、VPLデフォルトの命名方法を使用していますが、U _ PCB _ package属性をパッケージ属性に追加し、その属性の値をEDAパッケージ名に書き込みます。このようにするメリットは、DFM分析中に注目したいデバイスをクリックすると、そのデバイスに対応するEDAパッケージの名前を直感的に見ることができ、問題のあるパッケージの位置付けと表示に役立ち、時間を節約することができます。
VPLパッケージライブラリの構築は、徐々に蓄積されるプロセスである。抵抗器とコンデンサから始めることができます。VALORが提供するCOPYPARTソフトウェアを使用して、抵抗器またはコンデンサパッケージをExcelテーブルに編成し、一括処理を行います。テーブル内のすべてのデバイスのVPLパッケージライブラリを一度に構築できます。汎用セルEDAパッケージライブラリ内の数千個のパッケージのうち、3分の2は抵抗器とコンデンサで構成されるべきである。上記の方法を採用する場合は、まず抵抗器とコンデンサを構築しなければならない。これはVPLライブラリの構築に堅固な基礎と自信を築くことになる。次に、コネクタやCPUなどの重要なコンポーネントを構築する必要があります。これにより、各プリント基板が組立分析された後、生産に投入されたプリント基板は少なくとも使用できないことがないことを保証することができる、次に、価値のあるデバイスを含むプリント基板の第1の成功率を保証するために、より高価なデバイスのVPLパッケージを構築する必要があります。もし高価な設備が組み立て中に包装ミスで破損した場合、これは会社の大きな損失になります。次に、一般的なデバイスのVPLライブラリを作成します。VPLライブラリが豊富になるにつれて、VPLライブラリも徐々に構築されていくので、ほとんどのプリント基板は組立性分析が可能になります。
2.1.4設備の特性を定義する
すべての検査の基礎として、ERF規則管理データベースを構築することが重要である。実際の設計と生産の中で、我々は印刷板メーカーの製造規範を収集し、設計単位の設計規範と生産技術規範を整理し、一つ一つ分析比較し、わが社のERF規則管理データベースを構築した。実践の中で徐々に改善する。ERF規則管理ライブラリは、光板分析規則管理ライブラリとアセンブリ分析規則管理図書館を含む。
2.2組立性設計
プリント基板のPCBレイアウトがほぼ完了した場合：
1）ODB++データのインポート、
2）設計のBOMテーブルリストを導入する、
3）確立された品目コードに対応するVPL実包装庫とERF組立分析規則管理庫を呼び出す、
4）異なるプリント基板の組立要求に基づいて、相応の組立プロセスを設置し、プリント基板のためにプロセス領域を区分する、
5）デバイス属性を定義する、
6）部品検査を実行し、可視化図面を生成し、部品分析レポートを自動的に生成する。
組立性検査には、部品包装検査、標識点検査、部品分析、パッド分析、パッドとピンの対応関係分析、テスト点分析、テンプレート開口分析などの検査が含まれる。上記の検査項目はすべてサブ項目を含む。たとえば、コンポーネント解析には、コンポーネント間隔、コンポーネント方向、コンポーネント高さ、コンポーネントメッシュ、コンポーネント無効領域が含まれます。検査を通じて、コンポーネントとPCBパッドの不一致、コンポーネントの衝突干渉、およびコンポーネントの溶接問題を見ることができます。
PCBの設計が複雑になるにつれて、1枚のプリント基板には数千のデバイスが含まれ、挿入デバイスと表面実装デバイスの分布が非常に密になります。プリント基板のレイアウトが完了した後、数千回にわたって様々なデバイスのスクリーンを調整するのも困難な作業であり、この複雑な作業はラベルの位置が不合理で逆さまになることは避けられない。一般的なEDA設計ソフトウェアはこのような問題の検査項目を提供していないので、このような問題が発生すると、プリント基板の処理が完了し、設備の設置が完了した後、調整を経て発見されることが多い。それはその後の組み立てと調整に多くの迷惑をかけ、製品開発の進度を遅らせ、経済的損失をもたらした。アセンブリ解析により、図2に示すビットずれ問題を容易に検出することができる。PCB設計者の手動検査プロセスに代わって、効率を高め、PCB設計の品質を保証します。今回の検査は私たちのPCB設計に非常に意義がある。
図2ビット番号のずれ
素子間距離解析は、PCB設計でよく出会う素子間距離の近すぎる検査に1つの方法を提供する。異なるコンポーネント間の間隔要件は異なり、高さも異なり、ERFとデバイス特性の対応表で設定することができます。VPLライブラリを呼び出して、さまざまなコンポーネントの異なる間隔が要件を満たしているかどうかを分析しました。図3に示すように、2つの部品の間の距離が近すぎて、ピーク溶接時に2つの部品の高さが異なるため、短い部品のピン上の錫が不足し、空溶接または虚溶接を引き起こす。
図3 2つの部品間の距離が近すぎる
部品パッケージ解析は主にPCB上の部品パッケージの正確性を検査することである。今回の検査は特に重要だ。PCB設計において、部品パッケージ対応エラーまたはパッケージライブラリの構築エラーは、処理後のプリント基板が使用できなくなり、再生産しなければならない。これはコストを浪費し、効率を下げただけでなく、市場競争力を失った。
図4に示すように、グレー枠はVPLライブラリの実際のデバイスサイズである。以下の黒色PCB設計データと比較して、明らかに、パッケージパッドの設計が不合理で、パッド溶接部分の予約が短すぎて、パッドの幅が足りなくて、溶接過程で溶接をもたらしやすい。
組立性分析の応用により、PCB設計の正確性を高めた。私たちは加工メーカーの多くの加工要求をERF規則に組み入れたため、加工メーカーとの往復通信回数を減らし、プリント基板生産の効率と初成功率を高めた。
図4スペーサの設計が不合理である
2.3ネットリスト分析
PCBレイアウトが完了すると、設計中に生成されたODB++データを抽出し、ネットワークテーブルを解析します。標準ネットワークを比較することにより、図中でネットワーク完全性の設計エラー（オープンまたはショート）を直接識別します。電源接地の開回路や短絡でも、Pin Pointの検査モードに変換することで正確に報告することができます。この機能は、PCB検査員が経験不足によるPCB検査の不完全な問題を発見するのを助けることができ、それによりPCB検査員は製品の生産開始前に最終設計データの完全性を検証することができる。
2.4光板分析
ERFの光板分析規則管理ライブラリに基づいて、PCB設計により生成されたODB++データを抽出し、PCB光板の製造可能性を検査する。PCB光板分析には主にドリル分析、信号分析、電源層分析、ソルダーレジスト溶接分析及びスクリーン分析が含まれる。
PCB設計者によって異なる設計レベルと方法があるため、PCB設計過程において、経験の違いによって設置レイアウトと配線の規則が異なり、設計の品質にも大きな違いがある。PCB品質を制御する方法。ERFランプパネル解析規則管理ライブラリを設定することで、すべての設計要件と仕様をランプパネル解析の検査に反映します。
例えば、PCB設計では、断熱パネルのサイズは異なる電源の電力要件に応じて設定されなければならない。断熱パネルが小さすぎたり、詰まったりすると、溶接中の放熱が速すぎたり、溶接性が悪くなったり、接続が電源要件を満たしていないなどの問題が発生します。しかし、PCB設計ソフトウェアが接続線幅要件を満たしていれば、エラーを提示することはありません。
図5に示すように、断熱パネルが小さすぎる場合である。光学パネル解析はERF規則の設定に基づいて検査を行い、放熱と接続電力の要求に合致するかどうかを分類して提示し、経験などの要因による誤差を回避する。
PCB設計におけるDFM技術の応用
図5断熱パネルが小さすぎる
また、PCB設計ツールは印刷ラインとパッド間の検査項目だけを提供しており、印刷ラインとソルダーレジストプレート間の距離の検査は提供していません。図6に示すように、光板分析を経て、印刷線路がソルダーレジストカバーに近すぎて、発生した印刷線路の銅漏れを回避することができて、銅の酸化は信号の品質に直接影響することができます。PCBを検査する際には、これらの長時間使用後に暴露される可能性のある品質問題も考慮しなければならない。
PCB設計におけるDFM技術の応用
図6ワイヤが抵抗溶接板に近すぎる
光板解析では、各検査手順を検査テーブル（checklist）にコピーすると、各検査の操作を簡略化することができます。ショートカットキーを指定することもでき、ボタンを1つ押すだけでライトパネル解析を行うことができ、チェックの手間が大幅に軽減されます。
2.5ソフトウェア同期
EDAデータベースがODB++として読み込まれると、Trilogy 5000はEDAツールに接続されたインテリジェントなグラフィックスを提供することができる。ソフトウェア設定のショートカットキーを使用すると、設計者はTrilogy 5000画面からEDAツールに表示される同じフレームと位置に直接同期することができ、EDAツールのエラー点をすばやく簡単に見つけることができます。
3.DFMソフトウェアとPCB設計ソフトウェア規則検査機能の違い
DFMソフトウェアツールは実際の生産規則に基づいており、PCB設計ソフトウェア検査は設計規則にのみ基づいており、これは2つの異なる分野のツールである。
PCB設計ソフトウェアにおける分析は通常設計部門に応用され、設計バックエンドでデータを検査して、電気規則に違反する問題がないことを確保し、重点は論理機能の実現である、DFMをプロセス部門と生産組立部門に適用して、設計データが製造、組立、テストのすべての要件に適合することを確保します。
PCB設計ソフトウェアにおける関連モジュールの製造性分析機能は比較的簡単であり、規則が豊富ではない。組立性分析や試験性分析のようなツールは使用できません。
4.結論
DFMソフトウェアは私たちの製品をより標準化するために、全面的なPCB設計自動化審査プログラムを提供してくれました。異なるPCB設計ソフトウェアと異なる経験を持つPCBデザイナーを使用しても、PCBデザイナーが設計した製品の品質は保証されています。プロセスレビューを並行して製品設計の各段階に参加させ、設計段階のすべての隠れた製造可能性品質の隠れた危険性を解決し、発見し、私たちのPCB設計の品質を大幅に向上させる。プリント配線板の加工、プロセス管理と電気設備の加工の効率を大幅に高め、製品の品質を高め、製品のコストと開発周期を下げ、製品の競争力を高めた。
また、DFMソフトウェアの応用はプロセスの標準化にも有利である。DFM規範を通じて、設計と製造部門を有機的に結び付け、同時に生産試験設備の標準化を実現する。現在の製品製造アウトソーシングの傾向によって、製品技術の専門化移転を実現する可能性があり、これは企業の更なる発展を実現するのに有利である。
