Tipos de reglas de fabricación

De un vistazo

Este artículo presenta los tipos de reglas de diseño de fabricación disponibles para el diseño de PCB en Altium Designer y se centra en cómo estas reglas ayudan a definir los límites de fabricación y a orientar las decisiones de diseño. Destaca, en particular, reglas como la de anillo anular mínimo y explica cómo las restricciones de fabricación pueden afectar a la densidad de enrutamiento, la fiabilidad de la placa y el coste de producción. Si quieres comprender mejor cómo influyen las reglas de fabricación de Altium Designer en los compromisos prácticos del diseño de PCB, este artículo te ofrece un contexto útil para tomar decisiones de diseño más fundamentadas. Sigue leyendo para reforzar tus criterios de diseño.

- Descubre qué abarca la categoría Fabricación de las reglas de diseño de Altium Designer.
- Comprende cómo reglas como la de anillo anular mínimo afectan al espacio disponible para el enrutamiento y al coste de fabricación.
- Descubre por qué equilibrar la facilidad de fabricación y la densidad del diseño es una parte importante del diseño de PCB.
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A continuación se describen las reglas de diseño de la categoría Manufacturing.

La categoría Manufacturing de reglas de diseño.
La categoría Manufacturing de reglas de diseño.


Anillo anular mínimo

Regla predeterminada: no obligatoria

Esta regla especifica el anillo anular mínimo requerido para un pad o una vía. El anillo anular se mide radialmente, desde el borde del orificio del pad o la vía hasta el borde del pad o la vía (también denominado land perimeter).

En diseños muy densos, cuanto más pequeño sea el anillo anular, mejor, ya que el pad o la vía ocupa menos espacio y se puede dedicar más espacio al enrutado de pistas en las zonas de la placa con alta densidad de componentes. Reducir la restricción del anillo anular puede tener un impacto considerable en el coste de fabricación de la placa. La decisión se reduce básicamente a determinar si la ventaja de disponer de más espacio de enrutado compensa el aumento de precio. Muchos diseñadores especifican habitualmente una restricción de anillo anular más reducida y están dispuestos a pagar el coste adicional a cambio de la libertad que obtienen al enrutar sus placas.
Restricciones

Restricciones predeterminadas para la regla Anillo anular mínimo
Restricciones predeterminadas para la regla Anillo anular mínimo

Minimum Annular Ring (x-y) - el valor mínimo del anillo anular alrededor de los pads y las vías a los que se aplica la regla.

Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.

Notas
  • Los distintos fabricantes utilizan tecnologías y equipos de fabricación diversos. Los fabricantes con capacidades medias pueden ofrecer especificaciones de diseño que permiten un anillo anular mínimo de 10 mil. Los fabricantes con capacidades avanzadas pueden reducir esa cifra hasta 5 mil. Si los orificios de los pads y las vías se taladran con láser en lugar de mecánicamente, el valor del anillo anular mínimo puede reducirse aún más.

  • La clase de placa que esté diseñando también influirá en el valor requerido para el anillo anular mínimo. Por ejemplo, si su diseño cumple la norma IPC Clase 3, que hace referencia a productos electrónicos de alta fiabilidad, el anillo anular mínimo requerido es de 2 mil.

  • Si necesita reducir el anillo anular por debajo del estándar aceptado por el fabricante, procure limitar el uso de los pads y las vías afectados. Cuantos más pads y vías de la placa utilicen estas especificaciones de anillo anular, mayor será la probabilidad de que la placa falle durante el proceso de fabricación.

  • La ausencia de anillo anular provocaría, entre otras cosas, uniones de soldadura deficientes, ya que no habría cobre sobre el que pudiera fluir la soldadura tras salir del cuerpo metalizado del orificio del pad o la vía.

  • Las normas definen un valor mínimo para el anillo anular, pero estos valores se pueden reducir aún más. La razón por la que se establecen en esos niveles es evitar que el taladro rebase el anillo anular. Este fenómeno es bastante común cuando se trabaja con valores reducidos de anillo anular. Se produce como resultado de la interacción desfavorable de varios parámetros de fabricación (por ejemplo, la ubicación del orificio, el tamaño del orificio o la expansión de la película), lo que hace que el orificio se taladre en una posición que corta las pistas de cobre conectadas.

  • Es posible permitir que el taladro rebase el anillo anular de forma controlada sin comprometer el rendimiento de la placa. Una forma de conseguirlo es añadir refuerzos en forma de lágrima a los pads y las vías que lo requieran. La creación de estos refuerzos (también denominada filleting o tapering) consiste en añadir superficie de cobre al pad o la vía en la unión con las pistas conectadas. Esta superficie adicional protege la conexión entre el pad y la pista (o entre la vía y la pista) si el taladro rebasa el anillo anular.

  • Se detectan infracciones de la regla de diseño Anillo anular mínimo en pads y vías con conexiones en capas en las que las formas de los pads o las vías son más pequeñas que sus orificios, por ejemplo, cuando dichas formas se han configurado manualmente en el panel Properties.


Ángulo agudo

Regla predeterminada: no obligatoria

Esta regla especifica el ángulo mínimo permitido entre objetos de una misma red. La regla Ángulo agudo solo se aplica a redes. Detecta todos los ángulos agudos creados por cualquier objeto de una red. Básicamente, la regla crea un contorno a partir de todas las primitivas de una red (en la misma capa) y, a continuación, lo analiza para detectar puntos que puedan crear un ángulo inferior al valor límite del ángulo agudo.

Restricciones

Restricciones predeterminadas para la regla Ángulo agudo
Restricciones predeterminadas para la regla Ángulo agudo

  • Minimum Angle - especifica el ángulo mínimo permitido entre objetos de una misma red.
  • Check Tracks Only - active esta opción para que el DRC compruebe los ángulos agudos únicamente en objetos de pista.
Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.


Tamaño del orificio

Regla predeterminada: obligatoria i

Esta regla especifica el tamaño máximo y mínimo de los orificios de los pads y las vías del diseño. El tamaño del orificio es el diámetro del orificio que se taladrará a través del pad o la vía durante la fabricación.

Restricciones

Restricciones predeterminadas para la regla Tamaño del orificio
Restricciones predeterminadas para la regla Tamaño del orificio

  • Measurement Method - especifica el método utilizado para definir los tamaños mínimo y máximo de los orificios:
    • Absolute - los valores de los tamaños mínimo y máximo de los orificios serán valores absolutos.
    • Percent - los tamaños mínimo y máximo de los orificios se expresarán como porcentajes del tamaño del pad o la vía.
  • Minimum - el valor del tamaño mínimo del orificio para los pads y las vías del diseño. El valor aparecerá como un valor absoluto (predeterminado = 1mil) o como un porcentaje del tamaño del pad o la vía (predeterminado = 20%), según el método de medición seleccionado.
  • Maximum - el valor del tamaño máximo del orificio para los pads y las vías del diseño. El valor aparecerá como un valor absoluto (predeterminado = 100mil) o como un porcentaje del tamaño del pad o la vía (predeterminado = 80%), según el método de medición seleccionado.
Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.


Pares de capas

Regla predeterminada: obligatoria i

Esta regla comprueba que los tipos de vía utilizados coincidan con los tipos de vía definidos actualmente. Los tipos de vía utilizados se determinan a partir de las vías y los pads presentes en la placa. Los tipos de vía permitidos se definen en la pestaña Tipos de vía del Administrador de apilado de capas.

Restricciones

Restricción predeterminada para la regla Pares de capas
Restricción predeterminada para la regla Pares de capas

Enforce layer pairs settings – especifica si se realiza o no la comprobación.

Aplicación de la regla

DRC en línea, DRC por lotes y durante el enrutado interactivo.


Separación entre orificios

Regla predeterminada: obligatoria i

Esta regla permite comprobar la compatibilidad de los orificios taladrados con el proceso de fabricación. Cuando está activada, señala la presencia de varias vías o pads en la misma ubicación, o de orificios de pads o vías superpuestos. También dispone de una opción para determinar si se permiten las microvías apiladas.

Restricciones

Restricciones predeterminadas para la regla Separación entre orificios
Restricciones predeterminadas para la regla Separación entre orificios

  • Allow Stacked Micro Vias - active esta opción para permitir el apilamiento de microvías.

    El uso de microvías ofrece numerosas ventajas:
    • Una vía de este tipo requiere un pad mucho más pequeño, lo que ayuda a reducir el tamaño y el peso de la placa.
    • Permiten colocar los componentes de circuitos integrados con mayor densidad. Esto podría permitir el uso de una PCB más pequeña, lo que supondría una reducción considerable de los costes totales de fabricación de la placa.
    • Facilitan un mejor rendimiento eléctrico gracias a trayectos más cortos.

    Obtenga más información sobre Microvías

  • Hole To Hole Clearance - el valor de la separación mínima permitida entre los orificios de pads y vías en el diseño.
Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.


Anchura mínima de la franja de máscara de soldadura

Regla predeterminada: obligatoria i

Esta regla ayuda a identificar secciones estrechas de máscara de soldadura que podrían causar problemas de fabricación en una etapa posterior. Para garantizar una anchura mínima de máscara de soldadura en toda la placa, esta regla comprueba que la distancia entre dos aberturas cualesquiera de la máscara de soldadura sea igual o superior al valor mínimo especificado por el usuario. Esto incluye los pads, las vías y cualquier primitiva situada en las capas de máscara de soldadura. También comprueba los lados superior e inferior de forma independiente.

Restricciones

Restricción predeterminada de la regla Anchura mínima de la franja de máscara de soldadura
Restricción predeterminada de la regla Anchura mínima de la franja de máscara de soldadura

Minimum Solder Mask Sliver - especifica la anchura mínima permitida de máscara de soldadura.

Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.


Separación entre serigrafía y máscara de soldadura

Regla predeterminada: obligatoria i

Esta regla comprueba la separación entre cualquier primitiva de serigrafía y cualquier primitiva de máscara de soldadura o primitiva de una capa de cobre expuesta (a través de aberturas en la máscara de soldadura). La comprobación garantiza que la distancia sea igual o superior al valor especificado en la restricción.

Muchos fabricantes eliminan (o «recortan») habitualmente la serigrafía hasta la abertura de la máscara y no solo hasta el pad de cobre. Sin embargo, esto puede hacer que el texto de serigrafía resulte ilegible. Poder detectar estos casos mediante DRC permite modificar el texto de serigrafía que incumple la regla antes de enviar la placa a fabricación.

Esta regla de diseño sustituye a la regla Serigrafía sobre pads de componentes de las versiones de Altium Designer anteriores a Altium Designer 13.0. Al cargar un documento PCB de una de esas versiones anteriores, todas las reglas Serigrafía sobre pads de componentes definidas se convertirán automáticamente en reglas Separación entre serigrafía y máscara de soldadura, con sus ámbitos y restricciones configurados para mantener el comportamiento anterior. Se recomienda revisar los ámbitos de las reglas y las restricciones asociadas para garantizar que se ajusten a los requisitos del diseño.

Restricciones

Restricciones predeterminadas de la regla Separación entre serigrafía y máscara de soldadura
Restricciones predeterminadas de la regla Separación entre serigrafía y máscara de soldadura

  • Clearance Checking Mode - elija un modo de comprobación de la separación:
    • Check Clearance To Exposed Copper - en este modo, se comprueba la separación entre los objetos de serigrafía (capa de serigrafía superior/inferior) y el cobre de los pads de componentes expuesto a través de aberturas en la máscara de soldadura.
    • Check Clearance To Solder Mask Openings - en este modo, se comprueba la separación entre los objetos de serigrafía (capa de serigrafía superior/inferior) y las aberturas de máscara de soldadura creadas por objetos que incluyen una máscara de soldadura, como pads, vías u objetos de cobre con la opción Solder Mask Expansion activada.
  • Silkscreen To Object Minimum Clearance - especifica la separación mínima permitida entre un objeto de serigrafía y el cobre expuesto o las aberturas de máscara de soldadura, según el modo de comprobación de separación elegido.
Para mantener el comportamiento de la antigua regla Serigrafía sobre pads de componentes, presente en las versiones del software anteriores a Altium Designer 13.0, la regla Separación entre serigrafía y máscara de soldadura debe tener su Clearance Checking Mode configurado en Check Clearance To Exposed Copper, y la consulta completa de uno de sus ámbitos debe establecerse en IsPad. Como se ha mencionado anteriormente, esto se realiza automáticamente al abrir diseños antiguos.
Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.


Separación entre objetos de serigrafía

Regla predeterminada: obligatoria i

Esta regla define la separación mínima permitida entre el texto y otros objetos de una capa de serigrafía.

Restricciones

Restricción predeterminada de la regla Separación entre objetos de serigrafía
Restricción predeterminada de la regla Separación entre objetos de serigrafía

Silk Text to Any Silk Object Clearance - especifica la separación mínima permitida entre dos objetos de serigrafía cualesquiera.

Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.


Antenas de red

Regla predeterminada: obligatoria i

Esta regla actúa a nivel de red en el diseño para señalar cualquier primitiva de pista/arco con un extremo abierto, o cualquier pista/arco que termine en una vía sin conexión posterior y forme, por tanto, una antena.

Restricciones

Restricción predeterminada de la regla Antenas de red
Restricción predeterminada de la regla Antenas de red

Net Antennae Tolerance - longitud máxima permitida del tramo sin conexión de una primitiva de pista/arco con un extremo abierto (o que termine en una vía).

Aplicación de la regla

DRC en línea y DRC por lotes.


Separación respecto al contorno de la placa

Regla predeterminada: no obligatoria

Esta regla define la separación mínima permitida entre los objetos del diseño que se fabrican y los bordes de la placa. Se puede especificar un único valor de separación para todas las combinaciones de objetos y bordes, o definir separaciones distintas para diferentes pares mediante una Minimum Clearance Matrix específica. Los términos Contorno de la placa y Borde de la placa son denominaciones generales que se utilizan indistintamente para describir el borde exterior de la placa. El término edge se define en la tabla situada debajo de la imagen. La regla de diseño Separación respecto al contorno de la placa comprueba las separaciones entre objetos y bordes en las capas eléctricas y de serigrafía.

Restricciones

Restricciones predeterminadas de la regla Separación respecto al contorno de la placa
Restricciones predeterminadas de la regla Separación respecto al contorno de la placa

Tipo de borde Definición
Borde del contorno El borde más externo (exterior) de la placa
Borde de cavidad El borde de una cavidad definida por el usuario
Borde de recorte El borde de un recorte definido por el usuario
Barrera de división Cuando una línea de división define el borde de la placa en esta capa, este borde se denomina barrera de línea de división
Continuación de división Cuando esta capa continúa más allá de una línea de división, este borde se denomina continuación de línea de división (un límite permeable). Para permitir que un tipo de objeto cruce una continuación de división, establezca el valor de separación en cero. El cero indica que, para estos tipos de objetos, esta es una capa de continuación y que los objetos pueden atravesar la línea de división. Utilice esta técnica para permitir, por ejemplo, que las pistas enrutadas pasen de una región de apilado de capas a otra.
  • Minimum Clearance - el valor de la separación mínima requerida. El valor introducido aquí se copiará en todas las celdas de la matriz de separación mínima. Por el contrario, cuando se introduzca un valor de separación distinto para uno o varios pares de objetos de la matriz, la restricción Minimum Clearance cambiará a N/A para reflejar que no se está aplicando un único valor de separación en toda la placa.
  • Minimum Clearance Matrix - permite ajustar con precisión las separaciones para las distintas combinaciones de objetos y bordes del diseño.
La regla predeterminada Separación respecto al contorno de la placa de un documento PCB nuevo utilizará de forma predeterminada 10mil para todas las combinaciones de objetos y bordes. Al crear una nueva regla posteriormente, la matriz se rellenará con los valores definidos en ese momento para la regla Separación respecto al contorno de la placa de menor prioridad.
Para permitir que un tipo de objeto cruce un borde, establezca el valor de separación en cero. El valor cero indica al software que un tipo de objeto puede infringir este tipo de borde (pasar por encima de él). Utilice esta técnica para permitir, por ejemplo, que las pistas enrutadas pasen de una región de apilado de capas a otra.
Uso de la matriz de separaciones

Los valores de separación de la matriz se pueden definir de las siguientes formas:

  • Edición de una sola celda: para cambiar la separación mínima de un par de objetos específico.
  • Edición de varias celdas: para cambiar la separación mínima de varios pares de objetos:
    • Utilice Ctrl+Click, Shift+Click y Click+Drag para seleccionar varias celdas de una columna.
    • Utilice Shift+Click y Click+Drag para seleccionar varias celdas contiguas de una fila.
    • Utilice Click+Drag para seleccionar varias celdas contiguas en varias filas y columnas.
    • Haga clic en el encabezado de una fila para seleccionar rápidamente todas las celdas de esa fila.
    • Haga clic en el encabezado de una columna para seleccionar rápidamente todas las celdas de esa columna.

Una vez realizada la selección deseada (ya sea una sola celda o varias), basta con escribir el nuevo valor para cambiar el valor actual. Para confirmar el valor introducido, haga clic en otra celda o pulse Enter. Todas las celdas seleccionadas se actualizarán con el nuevo valor.

Para establecer un único valor de separación para todos los pares de objetos posibles, simplemente establezca el valor deseado para la restricción Minimum Clearance. Al hacer clic en Enter, este valor se copiará en todas las celdas correspondientes de la matriz. Como alternativa, haga clic en la celda gris vacía de la esquina superior izquierda de la matriz o utilice el atajo de teclado Ctrl+A. Esto selecciona todas las celdas de la matriz, listas para recibir un nuevo valor.
Aplicación de la regla

DRC en línea, DRC por lotes, enrutamiento interactivo y enrutamiento automático.

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