Qué hay que comprobar antes de dar el visto bueno a un diseño de placa de circuito impreso generado por IA

Un Diseño de placas de circuito impreso generado por IA solo está lista para la producción en la medida en que lo estén las restricciones, el apilamiento y el paquete de lanzamiento que la sustentan. Una base de datos de trazado puede estar completa desde el punto de vista eléctrico y, sin embargo, seguir sin ser adecuada para el ciclo de laminación seleccionado, la estructura de microvías, la configuración de la impedancia, la distribución del cobre, el formato del panel o la estrategia de pruebas.

Benchuang está probando actualmente flujos de trabajo de diseño asistidos por IA dentro de su proceso actual de DFM y CAM. No aplicamos una norma de fabricación distinta a los diseños de PCB generados por IA. Los datos facilitados se revisan siguiendo los mismos controles de materiales, imágenes, taladrado, galvanoplastia, relleno, impedancia, pruebas eléctricas y montaje que se utilizan para las placas HDI y multicapa diseñadas de forma convencional.

Por lo tanto, para un equipo de ingeniería con experiencia, la cuestión relevante no es si una herramienta de IA puede completar el trazado, sino si la base de datos publicada cubre todas las interfaces entre la intención de diseño, la fabricación de la placa de circuito impreso, el montaje y la verificación de la producción.

El problema de la liberación es el cierre de restricciones, no el origen del enrutamiento

En el caso de las placas complejas, Buenas prácticas en el diseño de placas de circuito impreso No se trata de una recopilación de consejos genéricos de diseño. Se trata de la combinación controlada de restricciones eléctricas, selección de materiales, tolerancias de fabricación, interfaces mecánicas y requisitos de ensayo.

El resultado de una colocación o un trazado automatizados puede no cumplir con el conjunto de reglas correcto. Antes de que el diseño se considere apto para su lanzamiento, el equipo del proyecto debería poder identificar:

• la revisión aprobada de la disposición en capas;
• la fuente y el propietario de cada regla de clase de red;
• el perfil de reglas de fabricación cargado en la base de datos de diseño;
• las definiciones y los tramos de capa aprobados;
• modificaciones de enrutamiento específicas por sala, por componente y locales;
• qué huellas, restricciones o valores de apilamiento se generaron automáticamente;
• cuyas excepciones siguen estando sujetas a revisión técnica.

Cuando la definición de restricciones, la colocación o la finalización del trazado sigan formando parte del alcance del proyecto, estas tareas deberán gestionarse por separado mediante Servicios de diseño de placas de circuito impreso. El DFM de fabricación no debe utilizarse para reconstruir la intención de diseño eléctrico incompleta tras la publicación.

1. Bloquear el apilado antes de considerar la geometría de trazo como definitiva

El número de capas y el grosor final de la placa no definen una estructura de laminado de producción. Antes de que se fije el trazado crítico, la estructura de laminado debe identificar la construcción real del núcleo y del prepreg, el grosor del dieléctrico prensado, el cobre base y el acabado, la cantidad de resina necesaria, el tipo de fibra de vidrio cuando sea pertinente, la familia de materiales, las sustituciones aceptables y las etapas de laminación secuencial.

En el caso de las estructuras de alta velocidad y relacionadas con la radiofrecuencia, la revisión también debe identificar los valores de Dk y Df, el perfil del cobre, el estado de la máscara de soldadura y cualquier requisito relativo a la pérdida de inserción. No basta con introducir un valor dieléctrico nominal en la base de datos del diseño si el material seleccionado, el método de ensayo o el espesor de prensado cambian durante la planificación de la producción.

Lo mismo se aplica a las pesas mixtas de cobre, las construcciones asimétricas y las placas con un elevado número de capas. La disponibilidad de materiales y el diseño de la prensa deben concretarse antes de que se apruebe la geometría definitiva de las pistas, especialmente cuando el diseño contenga regiones de escape con impedancia controlada o estrechamientos locales.

En el caso de los proyectos que requieran una revisión del apilado y la laminación, se debe comparar el diseño aprobado con el real Fabricación de PCB multicapa trayectoria, en lugar de una plantilla genérica de apilamiento EDA.

2. Separar la capacidad de producción de muestras de las normas de producción en serie

El trazado de rutas asistido por IA suele buscar la geometría más pequeña permitida para aumentar el porcentaje de rutas completadas. Este enfoque solo es válido cuando el conjunto de reglas refleja la fase de producción prevista.

La capacidad actual de Benchuang en materia de línea y espacio se desglosa de la siguiente manera:

Estas cifras definen los límites de la capacidad del proceso; no constituyen una cuadrícula de trazado universal válida para todas las placas. La aprobación sigue dependiendo del cobre base, el cobre acabado, la distribución de los elementos, la longitud de los conductores, la compensación de grabado, la clase de impedancia, la utilización del panel y el objetivo de rendimiento del pedido.

Una construcción de muestra puede utilizar una geometría de 45/45 μm tras la revisión del proyecto, mientras que la versión de producción correspondiente debe comprobarse según la regla de volumen de 45/50 μm. Cuando el conjunto de datos de producción conserve características propias del prototipo, estas deben identificarse explícitamente, en lugar de dejarse como excepciones locales no registradas.

Esta misma distinción debería aplicarse a las estructuras de los orificios, los anillos anulares, los puentes de la máscara de soldadura, las tolerancias de los orificios terminados, los requisitos de taladrado inverso y las relaciones de aspecto. Una correcta Ingeniería de placas de circuito impreso y revisión de la fabricación (DFM) Debería indicarse qué características son normas de producción estándar, cuáles son excepciones aprobadas y cuáles siguen estando sujetas a evaluación técnica.

3. Convertir el trazado del HDI en un plan definido de laminación y relleno de vías

En el caso de un diseño HDI, una ruta completada no constituye una definición completa del proceso de fabricación. Cada vía ciega, enterrada y perforada con láser debe traducirse en una ruta de laminación documentada.

La tabla «via» debe indicar:

• capas inicial y final;
• de tipo mecánico, enterrado o perforado con láser;
• requisitos relativos al diámetro nominal de perforación y al diámetro final del pozo;
• geometría de la placa de captura y de la placa objetivo;
• disposición apilada, escalonada o con saltos;
• Requisitos relativos a los vías integradas en la placa, el relleno de cobre y el recubrimiento;
• espesor dieléctrico de cada tramo perforado con láser;
• la fase de laminación secuencial correspondiente.

Un diseño de placa de circuito impreso (PCB) realizado mediante IA puede reducir la distancia de trazado local mediante la incorporación de microvías o la modificación de las transiciones entre capas. Esa optimización también puede suponer la incorporación de un ciclo de laminación adicional, una estructura de vías apiladas compleja, una mayor exigencia de registro o requisitos adicionales de relleno y planarización.

Por lo tanto, la revisión debe seguir toda la secuencia de fabricación: exposición de la capa interna y inspección óptica (AOI), laminación, registro por rayos X, perforación con láser, deposición y recubrimiento de cobre, relleno de vías, exposición de la capa externa, verificación de la impedancia y pruebas eléctricas. La eficiencia de una etapa concreta no debe evaluarse independientemente del proceso completo de fabricación de HDI.

Los proyectos que utilicen microvías, laminación secuencial, vías en pad o estructuras rellenas y tapadas deben presentarse para una Fabricación de placas de circuito impreso de alta densidad (HDI) Revisa antes de que se fijen las transiciones entre capas.

4. Impedancia cercana al apilado de producción

Los datos de impedancia controlada deben vincularse a la revisión publicada del apilamiento, en lugar de almacenarse únicamente como reglas nominales en la base de datos de diseño.

La tabla de impedancias debe definir:

• la red controlada o la clase de red;
• objetivo de un solo extremo o diferencial;
• tolerancia permitida;
• capa de enrutamiento y plano de referencia;
• ancho de línea objetivo y espaciado diferencial;
• acabado de cobre y estado de la máscara de soldadura;
• requisitos relativos a los cupones y los informes de ensayo;
• regiones de reducción de diámetro aprobadas y excepciones de escape.

La geometría de salida de los BGA merece un tratamiento aparte. Un estrechamiento local breve puede ser aceptable desde el punto de vista eléctrico y de fabricación, pero no debería quedar oculto dentro de una norma general sobre pares diferenciales. Deben especificarse la ubicación, la longitud y los valores de impedancia esperados para esta excepción.

Las transiciones entre capas también deben revisarse en cuanto a la continuidad de la ruta de retorno, la ubicación de las vías de referencia, las divisiones de planos y los tramos de vía. Cuando sea necesario realizar taladrado inverso, deben incluirse en los datos de fabricación el lado de taladrado, la capa de destino, los requisitos relativos a los tramos residuales y la tolerancia de profundidad.

Cualquier cambio de trazado que se realice tras el cierre del solucionador de campo o del apilamiento debe dar lugar a una comprobación de las estructuras de impedancia afectadas. El hecho de superar la DRC original no garantiza que el trazado modificado siga ajustándose al cálculo de producción.

5. Revisar la distribución del cobre a nivel de cuadro eléctrico

La optimización automática del diseño se lleva a cabo normalmente a nivel de placa. La laminación, la exposición, el grabado, el recubrimiento y la planitud se controlan tanto a nivel de placa como de panel de producción.

La revisión debería analizar:

• equilibrio de cobre entre las capas correspondientes;
• la densidad local de cobre en torno a los BGA densos y las zonas de conectores;
• la demanda de resina en torno a los planos, las almohadillas térmicas y las matrices de vías;
• grandes regiones aisladas sin cobre;
• pesos mixtos de cobre en las capas interna y externa;
• caminos de alta intensidad y corriente que circula por las vías;
• Las zonas POFV o de vías rellenadas que afectan a la planarización local;
• la interacción entre la distribución del cobre y la curvatura o torsión.

El robo de cobre y la compensación CAM habitual pueden mejorar el comportamiento de los paneles, pero no pueden corregir un diseño fundamentalmente desequilibrado sin afectar a la disposición original. Cuando el equilibrio del cobre entre en conflicto con los requisitos de espacio libre de RF, distancia de fuga, térmicos o de corriente, la decisión debe tomarla el equipo de ingeniería, en lugar de dejarla en manos del ajuste automático del CAM.

6. Añadir restricciones mecánicas de tipo «flex» y «rigid-flex» a la versión

En el caso de los productos flexibles y rígido-flexibles, el paquete de diseño debe definir la estructura física, además de la base de datos eléctrica. La capa de recubrimiento, el adhesivo, el cobre, la película base y el refuerzo son elementos funcionales de la estructura aprobada, y no detalles de compra que deban decidirse tras el trazado.

Los datos del proyecto deben indicar:

• la flexión estática o la flexión dinámica repetida;
• la dirección de flexión, el radio de flexión y la vida útil requerida;
• los requisitos relativos al tipo de cobre y a la orientación de las fibras, cuando proceda;
• construcción de la capa de recubrimiento y tolerancias de apertura;
• material del refuerzo, ubicación, grosor y adhesivo;
• requisitos relativos a los dedos expuestos, los conectores y el espesor local;
• restricciones relativas a los componentes, las vías y las almohadillas en las zonas de flexión activas;
• geometría de la zona de transición de rígido a flexible.

En el caso de las placas rígido-flexibles, las zonas rígidas y flexibles deben analizarse como una única estructura de laminación. La numeración de capas, los núcleos flexibles, la terminación de la capa de recubrimiento, los materiales de barrera o de unión, el espesor local y la geometría de transición deben coincidir en el plano de apilamiento, los datos Gerber, los archivos de taladrado y el plano mecánico.

Una ruta puede ser válida desde el punto de vista eléctrico aunque se coloquen vías, transiciones de pad o cambios bruscos en el ancho del conductor en una zona inadecuada desde el punto de vista mecánico. Esas condiciones no se resolverán con un perfil de DRC estándar para placas rígidas.

7. Definir el límite de modificación del CAM antes de la revisión del EQ

El plano de fabricación debe definir qué ajustes de fabricación están permitidos y qué modificaciones requieren la aprobación del cliente. De este modo se evita que la preparación rutinaria del CAM se confunda con el rediseño eléctrico.

En el caso de las bases de datos asistidas por IA, este límite es especialmente importante, ya que es posible que la geometría generada automáticamente no incluya documentación que explique por qué existe una excepción local. El CAM no debe deducir la intención eléctrica a partir del aspecto visual del esquema.

8. Cerrar los datos de montaje y prueba según la misma revisión de la placa de circuito impreso

El paquete Gerber u ODB++, los archivos NC Drill, la lista de materiales (BOM), el archivo de centroide, el plano de montaje y el plan de pruebas deben utilizar la misma revisión y el mismo conjunto de designadores de referencia.

La nota de lanzamiento de la versión debería confirmar lo siguiente:

• correspondencia entre la huella y el número de pieza;
• orientación del pin uno y de la polaridad;
• requisitos de «exposed-pad» y «paste-coverage»;
• altura de los componentes y zonas de exclusión mecánica;
• referencias globales y locales;
• los orificios de fijación, los rieles y la orientación de los paneles;
• requisitos de inspección para BGA, QFN y uniones ocultas;
• ICT, acceso mediante sonda móvil o prueba funcional;
• interfaces de programación y revisión del firmware;
• restricciones relativas al recubrimiento, al encapsulado y a la separación de paneles.

Normalmente, el acceso a la DFT no se puede recuperar durante la preparación de la CAM de la placa sin componentes. Si el proceso de colocación automatizada ocupa el acceso a los puntos de prueba o a las sondas, ese conflicto debe resolverse antes de la aprobación de la PCB, y no después del primer montaje.

Las plantillas creadas o sustituidas automáticamente también deben verificarse directamente comparándolas con el componente realmente pedido. La familia del paquete, el paso y las dimensiones del cuerpo, por sí solos, no confirman la geometría de las almohadillas, el diseño de almohadillas expuestas, la polaridad ni la compatibilidad de montaje.

9. Tratar las concesiones de muestra como desviaciones controladas

La iteración rápida y automatizada puede generar varias versiones válidas internamente del mismo diseño. El departamento de fabricación debe recibir un único paquete de lanzamiento controlado con una revisión identificada, y no una combinación de archivos recopilados a partir de exportaciones independientes o archivos adjuntos de correo electrónico.

El registro de EQ debería mostrar:

• el problema y la capa, red o componente afectados;
• el cambio propuesto en la fabricación o el diseño;
• la persona encargada de dar el visto bueno;
• la revisión aprobada;
• si la decisión se aplica únicamente a la fabricación de prototipos o también a la producción en serie;
• la fecha en la que se cerró el asunto.

El hecho de que la fabricación de una muestra haya tenido éxito no implica automáticamente que se aprueben todas las concesiones de la muestra para la producción en serie. Aunque se haya aceptado la geometría de la muestra de 45/45 μm, la autorización de producción debe comprobarse igualmente con arreglo a la norma de volumen de 45/50 μm y al apilamiento de producción, las condiciones del cobre y la ruta de proceso acordados.

Los resultados de la inspección del prototipo, los datos de impedancia, las microsecciones, las conclusiones del montaje y los resultados de las pruebas funcionales deben incorporarse al informe de lanzamiento del volumen. No debe exigirse al fabricante que reconstruya la configuración de producción aprobada a partir de un presupuesto anterior, un hilo de EQ y un conjunto de datos del prototipo.

Paquete de lanzamiento para la revisión de la fabricación

Preguntas frecuentes

¿El diseño de una placa de circuito impreso (PCB) para IA requiere un estándar de DFM diferente?

No. Los criterios de aceptación de fabricación deben seguir siendo los mismos. Es necesario revisar la disposición de las capas, el material, la geometría, la estructura de los orificios, la impedancia, la distribución del cobre, los datos de montaje y los requisitos de prueba, independientemente de si el diseño se ha realizado manualmente, mediante un enrutamiento automático convencional o con ayuda de la inteligencia artificial.

¿Se puede dar el visto bueno directamente a la geometría de la muestra de 45/45 μm para su producción en serie?

No de forma automática. La capacidad mínima actual de Benchuang en cuanto a línea y espacio es de 45/45 μm para prototipos y de 45/50 μm para la producción en serie, tanto en las capas internas como en las externas. La autorización de la producción en serie debe revisarse teniendo en cuenta la norma de producción, el estado del cobre, la distribución de los elementos y la ruta de proceso acordada.

¿Debería informarse al fabricante de placas de circuito impreso de que se ha utilizado la IA?

El método de trazado no modifica los criterios de fabricación. No obstante, el responsable del diseño debe identificar las huellas, las estructuras de capas, las restricciones o las decisiones de trazado locales generadas automáticamente que no hayan sido verificadas de forma independiente. Esto ayuda a diferenciar la intención de diseño confirmada de los resultados provisionales de las herramientas.

¿Qué se debe congelar antes de la colocación o el enrutamiento automatizados?

Como mínimo, hay que fijar o controlar formalmente el esquema de la placa, las interfaces de los componentes, la dirección de apilamiento, las especificaciones de materiales, las clases de red, los requisitos de impedancia controlada, las definiciones de vías, las reglas de corriente, las zonas de exclusión mecánica, las zonas flexibles y la estrategia de acceso para pruebas. Es probable que el trazado generado antes de que estos datos estén estables requiera un trabajo de reelaboración considerable.

¿Puede la ingeniería CAM corregir un diseño de placa de circuito impreso generado por IA?

CAM puede aplicar compensaciones de producción documentadas, tales como la tolerancia de grabado aprobada, la agrupación de taladros, la compensación de fresado y la limpieza de zonas no funcionales. Los cambios en la topología eléctrica, la geometría de impedancia, las distancias entre vías, los materiales, las rutas de corriente, las rutas de retorno o las interfaces mecánicas requieren un EQ y la aprobación del cliente.

Asistencia para pedidos y proyectos

Tanto si se trata de un proyecto con asistencia de IA como de uno con trazado convencional, facilite los datos controlados del PCB, los archivos de taladrado, el apilamiento, la tabla de impedancias, la tabla de vías, el plano de fabricación, la lista de materiales (BOM), los datos de colocación, el plano de montaje, las cantidades y la fase del proyecto. De este modo, la revisión podrá identificar conflictos de fabricación, decisiones de ingeniería pendientes y cualquier diferencia entre las normas de las muestras y las de la producción en serie.