Como reduzir o preço dos seus PCBs

Nesta seção, vamos mostrar-lhe como a colocação certa de componentes e o bom roteamento pode reduzir o custo de 10 PCBs BGA 4 camadas de 740 € para 233 €, e ter um produto final mais robusto.

Os nossos clientes contactam-nos regularmente para informarnos que têm um PCB com BGAs e o layout parecia OK em EAGLE, mas quando carregado os dados no nosso site mostravam uma mensagem que havia demasiados erros DRC, e portanto, não poderiamos produzir O PCB, ou, se pudéssemos, apenas com um preço mais elevado.

O que correu mal?

A maioria dos designers ao iniciar o seu layout utilizam a especificação padrão do fabricante de PCBs para as larguras de faixa e de isolamento convencionais mais pequenas e também os menores tamanhos de perfuração. Para Eurocircuits estes são:

Exemplo:

– 150 µm Track/Gap e 0,25mm Diametro de furo

– Ou para um pequeno, mas a  preços acessíveis de custo extra de 125 um Faixa  e 0,15 diâmetro de furo

Assim, o designer geralmente usa o menor tamanho padrão de broca, 0,25 mm, para furos de via, e cria as faixas de acordo com os valores standard da DRC e garante que as faixas estão centradas entre os pads

Os resultados no ecran parecem correctos. Assim, o designer carrega seus dados imediatamente para o nosso verificador de dados on-line, PCB Visualizer, mas depois descobre que há erros em todos os lugares. Pode começar a trabalhar  através da lista de erros, mas vai logo descobrir que é quase impossível de resolver todos os erros. A única solução é mudar para um serviço mais caro.

Os resultados tipicos para um PCB BGA  no Vizualizer são:

Se o designer aceita as violações, a classificação PCB muda para a classe 9E. Os anéis anulares camada exterior / interior (restrings) são tão pequenos que tem de reduzir o tamanho final do orifício de 0,25 mm para a0,1 milímetros. Da mesma forma as distâncias de isolamento são muito pequenas,  deverá então diminuir a largura mínima de pista. Ainda podemos fabricar a placa, mas o preço aumentou para:

Onde está o erro?

O designer não percebeu que seus componentes são colocados fora da grelha. As faixas só podem ser colocados na grelha para que elas se encaixem automaticamente na grelha, causando violações de espaçamento. Se o designer não executar um DRC antes de carregar os seus dados é improvável que se detecte as violações.

Resumindo:

  • A grelha dos componentes e a grelha do layout não combinam
  • Não foi tido em conta a geometria dos componentes“Então, como posso colocar e rotear os meus BGAs para evitar estes problemas? Eu quero que o meu projeto passe por PCB Visualizer e DRC check sem erros e sem ter que usar um serviço mais caro.”

Primeiro, defina a grelha correcta

    1. Quando passa do esquema para o Layout, agrelha do layout é definida com o padrão de 0,5 polegadas. O primeiro passo é verificar os seus componentes. Se o componente mais fino está numa grade métrica, selecione grelha em mm. Em seguida, defina o valor da grelha. No nosso exemplo,  estamos a usar um BGA com 0,8 milímetros de diametro, tem de definir a grelha no EAGLE a 0,2 milímetros.

Conselho

Defina sempre um valor de grelha que é metade ou um quarto da grelha do componente.

    1. Coloque sempre os componentes na grelha. Para fazer isso, em primeiro lugar coloque a grelha. Em seguida, mostre cruz  do centro do componente ligando o ficheriro tOrigins ou bOrigins. Se um centro de componente não está na grelha, encaixe-o na grelha.

Para fazer isso, ative o comando MOVE. Clique na cruz centro com botão esquerdo do mouse. A cruz central  encaixará no ponto da grelha mais próximo.

Os pads e o centro da cruz estão agora na posição correta. Quando genera as faixas , estas vão-se encaixar automaticamente à rede, de modo com que as possa  encaminhar exatamente entre os pads sem violar as regras de projeto.

Em segundo, selecione valores de regras de projeto para refletir a geometria dos componentes

Verifique a geometria do seu BGA. No nosso exemplo, o BGA tem um “pitch” de 0,8 milímetros e um pad com diâmetro de 0,4 milímetros . O espaço de borda a borda pad pad é 0,4 milímetros. Use uma largura de via de 0,125 mm e multiplique 3 vezes este valor (= isolamento + condutor+isolamento). O espaço requerido é 0,375 milímetros. Pode entãocriar de forma segura uma faixa na grelha entre os dois pads.

Na diagonal a distancia do centro de pad para pad é 1,1312 milímetro (= sq.rt. (0,802 + 0,802)). Então da borda do pad até à borda pad é 0,7132 (= 1,1312-0,4 mm para os pads).

Isto permite um tamanho de pad de 0,450 mm, com isolamento minimo de 0,125 milímetros, anel mínimo anular (restring) 0,1 milímetros e 0,25 milímetros tamanho de furo. Atende assim às nossas regras de projeto (arquivo DRU):

Agora que já selecionou o tamanho da grelha correcta e as regras de design apropriadas. Portanto, o seu projeto final irá atender aos requisitos de classificação 8D .:

Conselho

O EAGLE não executa uma verificação automática das regraq de design enquanto está a rotear faixas (caso contrário, iria obter muitos erros quando tenta mover uma faixa). Então, de vez em quando execute um DRC manualmente. Desta forma, não existerá qualquer risco de erros.

PCB Visualizer não indica qualquer erros.

E o preço da nossa encomenda  original de 10 PCBs 4 camadas desce de € 740 para € 233:

Resumo:

Dica 1: Configurar a grelha no layout para coincidir com o BGA

Para evitar erros de espaçamento defina a grelha certa no Layout. Um bom valor é a metade ou um quarto do “pitch” do componente. Em seguida, coloque a cruz do centro dos componentes no grid.

Dica 2: Configure os via pad e furos para coincidir com os tamanhos mais pequenos dos

Aqui, os diâmetros totais são críticos. No nosso exemplo, os melhores valores são os seguintes:

Os pads da camada interna exigem um anel anular maior para acomodar qualquer movimento durante a colagem. Essa diferença entre as camadas internas e externas já está definida nas regras de design de Eurocircuits.

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