Πώς να απλοποιήσετε και να βελτιώσετε την ποιότητα του PCBA;

1 - Χρήση υβριδικών τεχνικών
Ο γενικός κανόνας είναι να ελαχιστοποιείται η χρήση μικτών τεχνικών συναρμολόγησης και να περιορίζονται σε συγκεκριμένες καταστάσεις. Για παράδειγμα, τα οφέλη από την εισαγωγή ενός εξαρτήματος μεμονωμένης οπής (PTH) σχεδόν ποτέ δεν αντισταθμίζονται από το πρόσθετο κόστος και τον χρόνο που απαιτείται για τη συναρμολόγηση. Αντίθετα, η χρήση πολλαπλών στοιχείων PTH ή η εξ ολοκλήρου εξάλειψή τους από τη σχεδίαση είναι προτιμότερη και πιο αποτελεσματική. Εάν απαιτείται τεχνολογία PTH, συνιστάται η τοποθέτηση όλων των διόδων εξαρτημάτων στην ίδια πλευρά του τυπωμένου κυκλώματος, μειώνοντας έτσι τον χρόνο που απαιτείται για τη συναρμολόγηση.

2 – Μέγεθος εξαρτήματος
Κατά τη διάρκεια του σταδίου σχεδιασμού PCB, είναι σημαντικό να επιλέξετε το σωστό μέγεθος συσκευασίας για κάθε εξάρτημα. Σε γενικές γραμμές, θα πρέπει να επιλέξετε ένα μικρότερο πακέτο μόνο εάν έχετε έναν βάσιμο λόγο. Διαφορετικά, μετακινηθείτε σε μεγαλύτερη συσκευασία. Μάλιστα, οι ηλεκτρονικοί σχεδιαστές συχνά επιλέγουν εξαρτήματα με άσκοπα μικρές συσκευασίες, δημιουργώντας πιθανά προβλήματα κατά τη φάση συναρμολόγησης και πιθανές τροποποιήσεις κυκλώματος. Ανάλογα με την έκταση των αλλαγών που απαιτούνται, σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι πιο βολικό να συναρμολογήσετε ξανά ολόκληρη την πλακέτα αντί να αφαιρέσετε και να συγκολλήσετε τα απαιτούμενα εξαρτήματα.

3 – Καταλαμβανόμενος χώρος εξαρτημάτων
Το αποτύπωμα εξαρτημάτων είναι μια άλλη σημαντική πτυχή της συναρμολόγησης. Ως εκ τούτου, οι σχεδιαστές PCB πρέπει να διασφαλίζουν ότι κάθε πακέτο δημιουργείται με ακρίβεια σύμφωνα με το πρότυπο γης που καθορίζεται στο φύλλο δεδομένων κάθε ενσωματωμένου στοιχείου. Το κύριο πρόβλημα που προκαλείται από τα λανθασμένα ίχνη είναι η εμφάνιση του λεγόμενου «φαινόμενου ταφόπλακα», γνωστό και ως φαινόμενο Μανχάταν ή φαινόμενο αλιγάτορα. Αυτό το πρόβλημα παρουσιάζεται όταν το ενσωματωμένο εξάρτημα λαμβάνει ανομοιόμορφη θερμότητα κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, με αποτέλεσμα το ενσωματωμένο εξάρτημα να κολλάει στο PCB μόνο στη μία πλευρά αντί και στις δύο. Το φαινόμενο ταφόπλακα επηρεάζει κυρίως παθητικά εξαρτήματα SMD όπως αντιστάσεις, πυκνωτές και επαγωγείς. Ο λόγος για την εμφάνισή του είναι η ανομοιόμορφη θέρμανση. Οι λόγοι είναι οι εξής:

Οι διαστάσεις του μοτίβου γης που σχετίζονται με το εξάρτημα είναι λανθασμένες Διαφορετικά πλάτη των τροχιών που συνδέονται με τα δύο μαξιλαράκια του εξαρτήματος Πολύ μεγάλο πλάτος τροχιάς, που λειτουργεί ως ψύκτρα.

4 - Διάστημα μεταξύ των εξαρτημάτων
Μία από τις κύριες αιτίες αστοχίας PCB είναι ο ανεπαρκής χώρος μεταξύ των εξαρτημάτων που οδηγεί σε υπερθέρμανση. Το διάστημα είναι ένας κρίσιμος πόρος, ειδικά στην περίπτωση εξαιρετικά πολύπλοκων κυκλωμάτων που πρέπει να πληρούν πολύ δύσκολες απαιτήσεις. Η τοποθέτηση ενός εξαρτήματος πολύ κοντά σε άλλα εξαρτήματα μπορεί να δημιουργήσει διαφορετικούς τύπους προβλημάτων, η σοβαρότητα των οποίων μπορεί να απαιτήσει αλλαγές στο σχεδιασμό ή τη διαδικασία κατασκευής PCB, χάσιμο χρόνου και αύξηση του κόστους.

Όταν χρησιμοποιείτε αυτοματοποιημένες μηχανές συναρμολόγησης και δοκιμής, βεβαιωθείτε ότι κάθε εξάρτημα απέχει αρκετά από τα μηχανικά μέρη, τις άκρες της πλακέτας κυκλώματος και όλα τα άλλα εξαρτήματα. Τα εξαρτήματα που είναι πολύ κοντά μεταξύ τους ή έχουν περιστραφεί λανθασμένα είναι η πηγή προβλημάτων κατά τη συγκόλληση με κύμα. Για παράδειγμα, εάν ένα υψηλότερο στοιχείο προηγείται ενός στοιχείου χαμηλότερου ύψους κατά μήκος της διαδρομής που ακολουθεί το κύμα, αυτό μπορεί να δημιουργήσει ένα εφέ "σκιάς" που εξασθενεί τη συγκόλληση. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα που περιστρέφονται κάθετα μεταξύ τους θα έχουν το ίδιο αποτέλεσμα.

5 – Η λίστα στοιχείων ενημερώθηκε
Ο λογαριασμός ανταλλακτικών (BOM) είναι ένας κρίσιμος παράγοντας στα στάδια σχεδιασμού και συναρμολόγησης PCB. Στην πραγματικότητα, εάν το BOM περιέχει σφάλματα ή ανακρίβειες, ο κατασκευαστής μπορεί να αναστείλει τη φάση συναρμολόγησης μέχρι να επιλυθούν αυτά τα ζητήματα. Ένας τρόπος για να διασφαλίσετε ότι το BOM είναι πάντα σωστό και ενημερωμένο είναι να διεξάγετε μια διεξοδική αναθεώρηση του BOM κάθε φορά που ενημερώνεται ο σχεδιασμός του PCB. Για παράδειγμα, εάν ένα νέο στοιχείο προστέθηκε στο αρχικό έργο, πρέπει να επαληθεύσετε ότι το BOM είναι ενημερωμένο και συνεπές εισάγοντας τον σωστό αριθμό, περιγραφή και τιμή στοιχείου.

6 – Χρήση σημείων αναφοράς
Τα εμπιστευτικά σημεία, γνωστά και ως πιστά σημάδια, είναι στρογγυλά χάλκινα σχήματα που χρησιμοποιούνται ως ορόσημα σε μηχανές συναρμολόγησης με επιλογή και τοποθέτηση. Οι επίσημοι επιτρέπουν σε αυτά τα αυτοματοποιημένα μηχανήματα να αναγνωρίζουν τον προσανατολισμό της πλακέτας και να συναρμολογούν σωστά εξαρτήματα τοποθέτησης σε μικρή επιφάνεια βήματος, όπως Quad Flat Pack (QFP), Ball Grid Array (BGA) ή Quad Flat No-Lead (QFN).

Οι εμπιστευτικοί δείκτες χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: παγκόσμιους πιστωτικούς δείκτες και τοπικούς δείκτες πιστότητας. Τα καθολικά εμπιστευτικά σημάδια τοποθετούνται στις άκρες του PCB, επιτρέποντας στις μηχανές επιλογής και τοποθέτησης να ανιχνεύσουν τον προσανατολισμό της πλακέτας στο επίπεδο XY. Τοπικά πιστά σημάδια που τοποθετούνται κοντά στις γωνίες τετράγωνων εξαρτημάτων SMD χρησιμοποιούνται από το μηχάνημα τοποθέτησης για την ακριβή τοποθέτηση του αποτυπώματος του εξαρτήματος, μειώνοντας έτσι τα σχετικά σφάλματα τοποθέτησης κατά τη συναρμολόγηση. Τα σημεία αναφοράς παίζουν σημαντικό ρόλο όταν ένα έργο περιέχει πολλά στοιχεία που είναι κοντά το ένα στο άλλο. Το σχήμα 2 δείχνει τη συναρμολογημένη πλακέτα Arduino Uno με τα δύο παγκόσμια σημεία αναφοράς να επισημαίνονται με κόκκινο.