В предыдущем блоге мы сделали общий обзор системы Valor NPI. Эта CAM система позволяет комплексно решать вопросы анализа технологичности печатных плат еще на этапе разработки проекта. Таким образом возможные ошибки и недочеты, которые могут привести к задержке выхода новой печатной платы или низкому выходу годных экземпляров, а то и вовсе остановке производства, устраняются на этапе проектирования. В этом случае стоимость устранения ошибок минимальна. Такая концепция получила название «сдвиг влевo».
Передача на производство разрозненных данных по отдельным файлам (Gerber, сверловка, фрезеровка, чертежи и т.д.) уходит в прошлое, так как не обеспечивает точность и полноту производственной модели платы. Большинство САПР поддерживает отправку данных на производство в одном файле формата ODB++. Это базовый формат, с которым работает программа Valor NPI со всеми входящими в нее инструментами. ODB++ имеет стандартную файловую структуру и состоит из набора директорий с иерархией, упакованных в один архив (*.tgz, *.gz, *.Z, *.tar, *.zip) (Рис. 1):
Такой файл легко перенести без потери данных между компьютерами или передать по электронной почте. Вы можете контролировать содержание и объем файла ODB++ при его генерации в ECAD системе. Файлы ODB++ имеют текстовый ASCII формат.
Valor NPI поддерживает и все стандартные форматы производственных данных, а также файлы топологии от большинства популярных САПР. Xpedition и PADS Professional имеют прямой интерфейс с Valor NPI по умолчанию.
Valor NPI открывается панелью управления Engineering Toolkit, которая дает доступ ко всем инструментам программы. При открытии файла ODB++ или создании нового проекта (Job) вы видите структуру производственной модели в окне Engineering Toolkit (Рис. 2):
Папка steps содержит всю информацию о вашем проекте. При двойном клике мышью по этой папке и вложенному в нее проекту открывается графический редактор для оценки производственных рисков (MRA – Manufacturing Risk Assessment). Здесь вы можете просмотреть проект, настроить систему проверки ошибок DFM, запустить анализ, обработать результаты анализа, провести измерения и многое другое (Рис. 3):
Графические слои в производственной модели продукта ODB++ используются вместо типовых данных, полученных из устаревших ECAD форматов, таких как Gerber 274D/X, сверловка и фрезеровка Excellon, чертежи в форматах HPGL/DXF, список размещенных компонентов и т.д. По статистике до 25% всех устаревших пакетов данных, полученных из ECAD, имеют проблемы с целостностью. Модель продукта ODB++ исключает необходимость в интерпретации, так как систематизирует контент на основе точных, кратких и современных методов, что в свою очередь, сводит к минимуму задержки продукта.
Для управления правилами DFM в редакторе MRA предусмотрен специальный инструмент – Analysis Definition Manager (ADM). Для доступа к нему необходимо зайти в среду Valor с правами, допускающими редактирование правил. Настройки Valor NPI предусматривают возможность ролевого использования программы различными пользователями, чтобы избежать несанкционированного и непредвиденного изменения правил DFM, так как это может сильно сказаться на проверке проектов. По умолчанию, в программе существует только один профиль с правами администратора. Для доступа к ADM необходимо перейти в меню File – Administrator Login и ввести пароль Admin, а затем перейти в меню Tools - Analysis Definition Manager (Рис. 4):
На экране появится окно ADM (Рис. 5):
Analysis Definition Manager (ADM) дает возможность классифицировать проект и определить требования к назначаемым ограничениям в соответствии с характеристиками проекта и возможностями производства. Для различных фабрик и разных требований к технологическим процессам в ADM можно задать соответствующие наборы ограничений, которые затем будут использованы при анализе проектов. Опция тестирования позволяет классифицировать проект и подобрать для него необходимые ограничения (Рис. 6):
Тестирование происходит на основе факторов. На рисунке выше показан результат тестирования на основе 5 факторов – количество слоев, типовые зазоры между трассами и ширина трасс на внутренних и внешних слоях. Проект на основе тестирования был классифицирован как проект с повышенной сложностью (Complex 4 – 4 Mil) и миниатюризацией (Micro 3 – 3 Mil), так как он удовлетворяет всем факторам данных классификаций (выделены зеленым). На вкладке Factors можно определить эти и другие факторы. Например, дополнительным фактором может являться плотность размещения компонентов, а следовательно, размеры посадочных мест согласно IPC-7351 (Рис. 7):
Обратите внимание, что все факторы и ограничения содержат подробное описание и картинку, что делает их назначение понятным для пользователя.
Для проверки технологичности монтажа и качества пайки в ADM на вкладках Package Types и Soldering Requirements соответственно задаются правила. Valor определяет тип корпуса на основе данных из библиотеки пользовательской САПР и стандарта JEDEC, а также позиционирование каждого вывода относительно контактных площадок с использованием стандартов IPC7351 и IPC2221. Для этого Valor задействует онлайн базу точных 2,5D моделей корпусов Valor Parts Library. Эта библиотека была упомянута в предыдущем блоге. Мы также посвятим ей отдельный материал. VPL во многом делает Valor непревзойденным продуктом и позволяет проверить качество монтажа на «цифровом двойнике» еще до отправки проекта на производство (Рис. 8):
На вкладке Constraints указываются непосредственно ограничения, на основе которых проверяется топология и определяется возможный процент брака. Все ограничения здесь поделены на несколько групп по типу производственного процесса – металлизация, механическая обработка, пайка, проверка качества и тестирование, размещение компонентов. В каждой группе можно указать ограничения на основе классификации, производственных факторов и стадии производства. На рисунке ниже показаны ограничения General Via Annular Ring (гарантийный поясок для переходных отверстий (Рис. 9):
В качестве основных факторов, влияющих на значение ширины пояска, выбраны слои размещения (Layer Position in Matrix) и диаметр сверла (Drill Size), а также классификация. Факторы ограничений пользователь добавляет самостоятельно на вкладке Factor и дополнительной вкладке Constraint Factors, а в окне ограничений активирует любой из выбранных факторов. Кнопка Tolerances позволяет более точно определить границы технологического окна. Нажимая на цветовые кнопки в окне Customize Tolerances, вы можете видеть значения ограничений в соответствии с процентом допуска, чтобы проверить заданные лимиты. По завершению DFM анализа будет показана общая статистика в виде цветной гистограммы, где красным будут показаны нарушения за пределами поля допуска или около его границы, желтым – значения, близкие к номинальным, и зеленым – значения, которые удовлетворяют технологиям выбранного производства.
Analysis Definition Manager – это основной инструмент для производственных ограничений и факторов, влияющих на них. Наглядная иллюстрация и описание ограничений в ADM делает работу наглядной. Более того, наборы классификаций с ограничениями можно загрузить с ресурса PCBFlow непосредственно из аккаунта производителя. Библиотека Valor Parts Library позволяет «симулировать» установку компонента и сопряжение вывода и контактной площадкой. Вы получаете точную оценку производственной модели платы для ее исправления и оптимизации. Ошибки на производстве будут исключены. Это серьезная экономия финансов и времени. В следующем блоге мы продолжим рассматривать возможности Valor NPI. Следите за обновлениями.