Naar aanleiding van Vraag-Maar-Raak-Vrijdag kreeg ik de volgende vraag:
“Welke PCB Design Rules moet ik volgen om een ontwerp te maken dat ik overal kan laten produceren?”
Omdat je dit antwoord alleen maar kunt geven voor een specifiek ontwerp, zal ik een iets algemener antwoord geven. Dat antwoord komt erop neer dat je niets te klein moet willen maken. Het hangt enorm van het ontwerp en de toepassing af, wat de optimale design rule instellingen zijn. Om het verder te verduidelijken, geef ik hieronder het (uitgebreide) speelveld aan van de Design Rules.
Design Rules die iedereen kan maken
- Track/Gap: 250 µm
- Via Pad Diameter: 1000 µm
- Annular Ring: 225µm
- Unconnected PTH Clearance (binnenlagen): 300 µm
- Drill Diameter: 600 µm
- Drill Aspect Ratio: 8
- Hole to Hole Clearance: 250µm
- Solder Mask Expansion: 0, door de PCB-fabrikant laten bepalen.
- Solder Mask Sliver: 250 µm
- Silk to Solder Mask Clearance: 350 µm
- Silk Features: 300 µm
- Component Clearance: 500 µm
- Design Rules die alle serieuze fabrikanten kunnen maken (maar die duurder zijn)
- Track/Gap: 100 µm
- Via Pad Diameter: 450 µm
- Annular Ring: 125µm
- Unconnected PTH Clearance (binnenlagen): 200 µm
- Drill Diameter: 200 µm
- Drill Aspect Ratio: 15
- Hole to Hole Clearance: 250µm
- Solder Mask Expansion: 0, door de PCB-fabrikant laten bepalen.
- Solder Mask Sliver: 200 µm
- Silk to Solder Mask Clearance: 250 µm
- Silk Features: 150 µm
- Component Clearance: 250 µm
Nog wat Tips en Richtlijnen
Zoals ik al zei, maak niets kleiner dan strikt noodzakelijk is. Het is verleidelijk om kleine sporen en via’s te gebruiken, omdat het zo makkelijk werkt, maar het levert je een dure PCB op. Kom niet onder de 150µm spoorbreedte en de 600µm via pad diameter. Kies de spoorbreedte van een verbinding niet standaard zo klein mogelijk: er is niets op tegen om een verbinding van een 250 µm pad naar een 600 µm via met een 250 µm spoor te leggen, en het ziet er nog goed uit ook. Kleine IC’s zijn erg leuk, maar brengen je al gauw aan de rand van wat maakbaar is. Probeer niet onder een pinpitch van 500 µm te komen.
Kijk eerst naar de footprints van je componenten voordat je de PCB gaat ontwerpen. De componenten die je gebruikt zijn leidend voor de PCB-technologie die je nodig hebt. De grootte van de pads geven een indicatie van de benodigde track/gap afstand. Als je BGA’s met veel balls gebruikt, moet je 6 of meer lagen gebruiken, kleinere BGA’s kunnen op 4 lagen of soms zelfs enkel laags.
Standaard heeft een via op alle lagen dezelfde pad. Verklein de pads op lagen waar ze niet aangesloten zijn tot de boordiameter van de via +50 µm. Zo hou je meer ruimte over voor routing en vlakken.
Gebruik als het even kan de IPC Compliant Footprint Wizard van Altium. Dit levert je altijd goed produceerbare footprints op.
Hou er rekening mee dat je CAD-pakket denkt in “finished” hole diameters, terwijl je PCB-fabrikant denkt in “drill bit” diameters. Een via met een gaatje van 300 µm wordt geboord als 350 µm of zelfs 400 µm. In dat geval moet de annular ring specificatie ook nog gehaald worden.