Parametry DRC w płytkach PCB

Przy projektowaniu płytek PCB niezbędne jest przestrzeganie minimalnych wartości parametrów DRC podawanych przez producentów obwodów drukowanych. W przeciwnym wypadku w trakcie weryfikacji dokumentacji projektowej zamówienia może okazać się, że dany projekt PCB będzie u danego producenta niemożliwy do wykonania lub będzie wymagać niezwłocznego wprowadzenia poprawek. Znacząco wydłuża to czas produkcji, a także naraża klienta zamawiającego na dodatkowe koszty. O czym zatem należy pamiętać, projektując obwody drukowane?

Czym są parametry DRC?

Aby możliwe było poprawne wykonanie obwodu drukowanego, niezbędne jest, by projekt nie przekraczał minimalnych wartości parametrów DRC (ang. Design Rule Check). Pod tym pojęciem kryją się zasady projektowania płytek PCB, które umożliwią ich poprawne wykonanie przez wytwórnię obwodów drukowanych.

Parametry DRC określają między innymi:

• minimalne odległości pomiędzy ścieżkami;

• minimalne szerokości ścieżek;

• minimalne średnice pierścieni;

• minimalne odległości pomiędzy otworami;

• minimalne odległości ścieżek oraz otworów względem zewnętrznej krawędzi płytki.

Przestrzeganie zasad DRC pozwoli także uniknąć popełniania trywialnych błędów na etapie projektowania obwodów drukowanych. Współczesne oprogramowanie do tworzenia schematów płytek PCB może zostać skonfigurowane pod kątem zgodności z zasadami DRC producenta obwodów drukowanych, gwarantując tym samym pełną zgodność z jego możliwościami produkcyjnymi. 

Co więcej, poprawnie zdefiniowane parametry DRC umożliwiają także stworzenie wysokiej jakości projektu płytki PCB, który pozwoli zminimalizować potencjalne zakłócenia sygnałów powodujące niepożądany przesłuch.

Wszelkie błędy związane z parametrami DRC powinny zostać niezwłocznie poprawione jeszcze na etapie projektowania obwodu drukowanego, ponieważ w przeciwnym razie może on zostać odrzucony przez producenta płytek PCB.

Jakie są najważniejsze parametry DRC?

Podstawowym parametrem DRC jest minimalna odległość pomiędzy elementami mozaiki (ang. gap). Określa ona minimalny odstęp, jaki musi zostać zachowany pomiędzy poszczególnymi elementami składowymi mozaiki, np. między ścieżkami. Parametr ten opisywany jest w formie odległości euklidesowej, a do jego zapisu wykorzystuje się jednostki miary znane jako milsy. Jeden mils to 1/1000 cala, co w układzie metrycznym w przybliżeniu odpowiada 0,025 milimetra.

Kolejną ważną zasadą, której należy bezwzględnie przestrzegać podczas projektowania obwodów drukowanych, jest minimalna szerokość ścieżek (ang. tracks). Atrybut ten określa najmniejszą możliwą do wykonania szerokość ścieżek elektrycznych. Im niższa wysokość tego parametru DRC, tym gęstsza mozaika połączeń może zostać wykonana na danej płytce PCB. Minimalna szerokość ścieżek również wyrażana jest w milsach.

Parametrami DRC, o których nie wolno zapomnieć podczas projektowania płytek PCB, są także minimalne pierścienie (ang. annular rings) oraz odległości pomiędzy otworami. Minimalne pierścienie odpowiadają szerokości pasa miedzi znajdującej się wokół otworu metalizowanego, natomiast odległości pomiędzy otworami oznaczają minimalną szerokość rozstawu samych pierścieni.

Powierzchnia minimalnego pierścienia powinna jednak zostać dobrana do średnicy padu oraz wielkości otworu metalizowanego. Za optymalną wielkość przyjmuje się zazwyczaj połowę różnicy średnicy padu względem średnicy otworu metalizowanego.

Postęp technologiczny a parametry DRC

Wraz z dynamicznym rozwojem technologii można zaobserwować stale utrzymujący się trend miniaturyzacji urządzeń elektronicznych. Dotyczy to zarówno sprzętu klasy konsumenckiej, jak i profesjonalnej. Dlatego też projekty płytek PCB stanowiących serce nowoczesnej elektroniki stają się coraz mniejsze. To z kolei wymusza na producentach obwodów drukowanych stałą aktualizację parku maszynowego, pozwalającą im na zmniejszenie minimalnych parametrów DRC.

Jest to szczególnie widoczne podczas wytwarzania wielowarstwowych płytek PCB typu HDI (ang. High Density Interconnect). Umożliwia to realizację ambitnych projektów obwodów drukowanych o wyjątkowo wysokiej gęstości mozaiki elektrycznej. Są one znacznie mniejsze i lżejsze w porównaniu do tradycyjnych płytek PCB, dzięki czemu mogą być stosowane w urządzeniach, w których liczy się przede wszystkim kompaktowy rozmiar.