如何控制并减少PCB设计调整

在PCB制造领域，制造商“调整”设计师提供的电路板设计以提高成品率是司空见惯的。对于可能不熟悉这种现象的人，以下是制造商进行设计调整的一些示例：

1.一个简单的调整：扩大通孔焊盘以满足环形环的要求。在相对简单的电路板上，如果各层上有足够的空间来扩大焊盘，而又不会与其他铜功能过于靠近，那么这很好且容易。但是在密集的板上，可能没有足够的空间进行此操作。在这种情况下，晶圆厂的生产前工程师可以进行大量的“创意”调整，从不均匀地扩大焊盘到将其他铜特征进一步移开，如下图所示。

2.微不足道的调整：当多个通孔刺穿密集区域中的铜平面时，通孔彼此之间的距离会越来越远，以避免在钻孔过程中过热。

3.最后，是“真正的”调整-交错的堆叠通孔：堆叠通孔的生产成本很高。晶圆厂可能会尝试拆开（或“错开”）内芯上的通孔。如果可以在同一核心上拆开所有通孔，则生产过程将变得更便宜，更可靠。

将走线从通孔焊盘移开的示例，以便可以扩大焊盘以满足环形环的要求。

•红色：原始设计中的跟踪路径

•蓝色：经过调整的设计中的跟踪路径

•粉色：红色和蓝色的重叠部分（设计不变）

•深粉红色：钻头（仅供参考）

调整电路板设计有哪些风险？

在大多数情况下，制造商所做的更改很小，并且对电路板功能没有明显影响。制造商将设计调整视为其预生产过程的重要组成部分，并投入大量时间和精力来进行有效，可靠和安全的设计更改（从他们的角度来看）。他们采用功能强大的CAM工具进行PCB制造，从而提供帮助。但是由于制造商通常不熟悉电路板的功能，因此他们无法判断设计调整是否会导致新设计或网表违规（这很难检查，因为提供的所有设计中有大约一半没有网表）PCB的运作。

这是根据上面示例1中所述的简单调整对风险进行的说明。

假设PCB晶圆厂的预生产工程师决定将走线稍微移离通孔焊盘，以便可以扩大焊盘以满足环形环的要求。在大多数情况下，这不会改变电路板的功能。但是，如果该走线是阻抗控制走线，则与相邻层相比，即使位置稍有变化也可能导致整个电路板超出阻抗容限，从而使电路板无法工作（即报废）。

或者，工程师可能决定“剃除”相对的铜平面以为焊盘留出空间-却不知道该平面用作相邻层中阻抗控制线的参考。

何时最需要调整的冲动？

调整设计的动力来自多个方面：

l随着产量因子变得越来越关键，订单越大（例如，批量生产与原型的对比），调整设计的趋势就越大。

l专注于数量，交货时间和价格降低的晶圆厂通常会在没有任何正式工程变更请求（ECR）的情况下启动设计调整。如果不向客户提交正式的ECR，则更为保守的晶圆厂甚至都不会动用丝网印刷。

l大型设计公司比小型设计公司对晶圆厂的控制更大，因此晶圆厂倾向于减少对来自其较大客户的设计的调整。

l最后，调整内层的频率要比调整外层的频率高-仅仅是因为对调整内层的视觉效果不明显。

调整和透明度

当然，可以预期的是，任何设计变更都会提前提交，以得到设计所有者的认可。毕竟，对于设计者和晶圆厂而言，这是双赢的局面–由于晶圆厂可以以更高的良率生产出具有相同可靠性水平的电路板，因此可以将部分节省的成本转嫁给设计人员。然而，设计调整经常在制造过程中在没有设计者的知识或同意的情况下执行。

在这种相当微妙的情况下，经常请求以透明方式更改设计的制造商可能会被视为“高度可靠”或“烦人”。显然，伴随设计变更和审查而产生的额外时间和成本开销可能对双方都难以证明。需要新的创新协作工具来鼓励这种透明度。

结论

总而言之，这里有一些针对设计人员的技巧，它们将有助于减少调整的发生：

最小化设计调整的需求。 如果您知道晶圆厂的良率考虑因素，请在设计阶段将其考虑在内，以避免进行另一轮设计更改。但是，这需要晶圆厂和设计人员之间高度信任。晶圆厂倾向于将其分享的有关生产能力的信息量减至最少，并且并不总是愿意分享其产量考虑因素。