{{ title }}
{{ errorMessage }}


{{ errorMessage }}





{{ registerSuccessMessage }}
当前位置:首页>市场动态> 正文 
收藏
点赞
投稿
关于库管理的警示故事
  2021-05-25      88

作者:Stephen V. ChavezPCEA

封装库、焊盘图案或单元的库管理,无论在你的生态系统中是怎样称呼他们,都是PCB或CCA设计基础中最重要的项目之一。当我收到写一篇关于这个主题文章的要求时,很多想法和过去的经历立刻浮现在我的脑海中。在电子行业从事PCB设计30多年之后,我在这里与大家分享自己设计PCB的经历和关于封装库的故事。

我有一段印象极为深刻的经历,那是我在几年前做顾问时做的一个项目。我的朋友Vino问我是否可以支持他即将启动的一个项目。我说当然可以,因为我之前就和他合作过很多次。我们讨论了最初的PCB布局的细节,我注意到他的日程安排极其紧张和激进。

我们开始计划行动时,像往常一样,要考虑建立零部件库的问题。但这一次,Vino打算把建立零部件库的工作外包给我不了解的第三方公司。我表达了对使用这个资源的担忧,以及库里的零部件必须精确和正确的重要性。Vino向我保证,强烈推荐这家公司的来源非常可靠,把零部件库外包给这家公司不会有什么问题。我信任Vino,所以与这家公司碰了几次之后,一切就按部就班的启动了。

即将进行的设计是个小而复杂的背板卡,目标是面向数据中心客户的最终产品。PCB的实测尺寸是8× 3英寸。它有14层、0.062英寸厚、约1000个零部件和8个集群模块,每个模块包含每个链路2 x 2.5 Gbps的背板带宽。这是一种高速数字设计,具备大约每秒40 Gbps的数据传输速率和非常快的边缘传输速率。它的特点是还带有两个额外的子卡、两个网络开关和一个由几百个引脚组成的背板控制器BGA。团队疯狂地工作并且按照项目进度达成所有最初阶段的目标。对设计做了大量分析,包括最终DFM检查,然后按计划把设计交付制作,没有出现什么明显的问题。一切都很完美!难道不是吗?

大约四周后,那天我在办公室,Vino直接把电话打到我的手机上。我说,希望听到一些关于这个组件的初步测试成功的消息。但从他说话的语气,我知道出事了。他说,“Steph,我需要你的帮助!”

我的心跳加快。接着,Vino告诉我,接通CCA的电源后,它在几秒钟里就变得非常烫,尤其是背板控制器BGA。他已经接通我们制作的五个CCA中两个的电源,都存在相似的问题。我们赶紧开始讨论可能造成过热的原因。

我当时在办公室,我自己的私人笔记本电脑不在身边,而这个PCB的设计资料都存在我自己的笔记本电脑里,(在做咨询工作时我一般用的都是我自己的笔记本电脑),因此很难评估这个问题。在我们讨论的几分钟里,我突然冒出一种糟糕的感觉。当Vino描述他检查的东西时,我跑回我的办公桌,打开公司的笔记本电脑。我让他提供那个背板控制器的零件编号。我下载了那家制造商的数据手册的PDF文件,找到包含BGA尺寸的详细信息的页面。我让Vino告诉我引脚1在CCA上的哪一个具体元件上的确切位置,我知道该零件是放在设计的次级回路上的。然后,我让他告诉我在PCB上标记     Pin 1的位置在哪里。他告诉我Pin 1在PCB上的位置,而且它还与BGA上的零件对齐标记对齐,因此,我让他打开CCA的设计文件。

就在那一刻,我们在对比设计中的封装库与数据表中的封装库时,就意识到问题出在哪里。我们俩都明白CCA过热的原因:封装库是错误的。设计CCA就像你在仔细检查整块电路板:基本上是往回看。在我们梳理制造商的数据表时,即使反复验证错误,都无济于事,你可以设想一下我们俩就像是被扔进一堆炸弹里,欲哭无泪。我们确认最坏的情况是:一个灾难性的错误导致这五个CCA都没有挽救回来的可能。那到底发生了什么?来自第三方资源的库管理员他们在人工建库时在输入制造商的数据表时遗漏了位于封装库图片下面的一个细节,用粗体大字写的说明“从元器件底部看”,没有把这六个字录入到库中。负责检查元件信息并存入元件库的人也遗漏了这个细节。在设计时,这个被遗漏的细节导致整个封装库的引脚序列都偏转了180°。那这个毁灭性错误有没有恢复的可能?对于这种情况,我们别无选择,只能纠正这个库里的与此相关的封装库的错误,重新设计电路板的主要部分,重新制作电路板。

这个错误带来的连锁反应是:每个CCA的制造和组装成本都超过5000美元。这种组件共有5个,由于资金有限和部分集成电路和连接器的研发时间过长,结果只剩下少数几种元件。图1是其中一个损坏CCA的照片。

和第三方的库管理团队的及时会面并不顺利。我们错过在预定的时间窗口把这个产品推向市场的机会,增加意外的成本和更多时间来重新设计和制造电路板,这对于我们的声誉产生非常负面的影响,这都是需要处理问题。隐藏在这背后的问题是:这个错误的真正代价是什么?

从这次经历中得到的教训是什么?在设时PCB时,注重细节是非常重要的,特别是在建立零部件库的时候。在我看来,一个出色的库管理员的价值是非常大的。你可以对电路设计、设计布局、信号分析和DFM做到严格审查,但如果你的零部件库不够准确,你的CCA设计可能会面临灾难性的后果。

能够避免这类错误吗?绝对可以做到。无论是通过手工建立封装库,还是采用现有的第三方自动化建库工具,关注细节都是成功的关键。我甚至要进一步建议应当在库这个级别使用目前业内任意工具进行DFM审核,例如西门子公司的Valor VPL。产品的设计过程中应当尽可能早的对制造和组装的封装尺寸进行DFM检查和验证。在产品设计的早期阶段完成DFM检查和验证,设计取得成功的可能性会更高,而不必担心存在可能遗漏封装库的设计错误。利用这种工具可以在几秒钟内很轻松地识别出坏的引脚。在元件的3D工业模型和封装库之间做一次彻底的DFM检查,同时结合适当的焊料填充和整体装配问题,防止在下游出现问题。这就是我们现在所说的左移的办法。

在这个设计中,从来没有对组件做DFM验证。成功地重新设计了电路板。虽然Vino和第三方的库管理团队解决了经济补偿的问题,但是这是我和Vino第一次也是最后一次与他们合作。

作者简介:Stephen V. Chavez毕业于麻省理工学院,持有PCB高级互连设计师认证(CID+,他是印刷电路工程协会的主席。

image.png

图1、这是因一个简单的封装库错误而导致CCA的顶部和底部过热的照片。请注意位于电路板底部中心位置的背板控制器BGA;这个CCA的价值是5000美元。

分享到:
  点赞
  收藏
  打印

中国电子制造专业人士刊物

创于2003年

全国"一步步新技术研讨会"官媒

SbSTC服务号
actSMTC订阅号
扫一扫,掌握最新资讯
评论(0
已输入0
相关推荐
      
      
      
      
近期活动
热门标签