Πώς να απλοποιήσετε και να βελτιώσετε την ποιότητα του PCBA;

1 - Χρήση υβριδικών τεχνικών
Ο γενικός κανόνας είναι να ελαχιστοποιηθεί η χρήση μικτών τεχνικών συναρμολόγησης και να τους περιοριστούν σε συγκεκριμένες καταστάσεις. Για παράδειγμα, τα οφέλη της εισαγωγής ενός ενιαίου συστατικού (PTH) δεν αντισταθμίζονται σχεδόν ποτέ από το πρόσθετο κόστος και το χρόνο που απαιτείται για τη συναρμολόγηση. Αντ 'αυτού, χρησιμοποιώντας πολλαπλά συστατικά PTH ή τα εξάλειψή τους εξ ολοκλήρου από το σχεδιασμό είναι προτιμότερο και πιο αποτελεσματικό. Εάν απαιτείται η τεχνολογία PTH, συνιστάται να τοποθετήσετε όλες τις συνιστώσες VIA 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 στοιχείο. Σε γενικές γραμμές, θα πρέπει να επιλέξετε μόνο ένα μικρότερο πακέτο εάν έχετε έναν έγκυρο λόγο. Διαφορετικά, μετακινηθείτε σε ένα μεγαλύτερο πακέτο. Στην πραγματικότητα, οι ηλεκτρονικοί σχεδιαστές συχνά επιλέγουν εξαρτήματα με άσκοπα μικρά πακέτα, δημιουργώντας πιθανά προβλήματα κατά τη φάση συναρμολόγησης και πιθανές τροποποιήσεις κυκλώματος. Ανάλογα με την έκταση των απαιτούμενων αλλαγών, σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι πιο βολικό να επανασυναρμολογηθεί ολόκληρος ο πίνακας αντί να αφαιρέσει και να συγκολληθεί τα απαιτούμενα εξαρτήματα.

3 - Ο χώρος των εξαρτημάτων καταλαμβάνεται
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 σε κάθε φύλλο δεδομένων του ενσωματωμένου στοιχείου. Το κύριο πρόβλημα που προκαλείται από λανθασμένα αποτυπώματα είναι η εμφάνιση του λεγόμενου "αποτελέσματος των τάφρων", γνωστή και ως το αποτέλεσμα του Μανχάταν ή το αποτέλεσμα του αλλιγάτορα. Αυτό το πρόβλημα προκύπτει όταν το ολοκληρωμένο στοιχείο λαμβάνει ανομοιογενή θερμότητα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης, προκαλώντας την ενσωματωμένη συνιστώσα να κολλήσει στο PCB μόνο σε μία πλευρά αντί των δύο. Το φαινόμενο της επιτύμβιας στήλης επηρεάζει κυρίως τα παθητικά συστατικά SMD, όπως αντιστάσεις, πυκνωτές και επαγωγείς. Ο λόγος για την εμφάνισή του είναι ανομοιογενής θέρμανση. Οι λόγοι είναι οι εξής:

Οι διαστάσεις του σχεδίου γης που σχετίζονται με το συστατικό είναι λανθασμένα διαφορετικά πλάτη των κομματιών που συνδέονται με τα δύο μαξιλαράκια του εξαρτήματος πολύ ευρύ πλάτος τροχιάς, που λειτουργούν ως ψύκτης.

4 - Απόσταση μεταξύ των εξαρτημάτων
Μία από τις κύριες αιτίες της αποτυχίας PCB είναι ο ανεπαρκής χώρος μεταξύ των εξαρτημάτων που οδηγούν σε υπερθέρμανση. Ο χώρος είναι ένας κρίσιμος πόρος, ειδικά στην περίπτωση πολύ σύνθετων κυκλωμάτων που πρέπει να πληρούν πολύ προκλητικές απαιτήσεις. Η τοποθέτηση ενός στοιχείου πολύ κοντά σε άλλα εξαρτήματα μπορεί να δημιουργήσει διαφορετικούς τύπους προβλημάτων, η σοβαρότητα των οποίων μπορεί να απαιτεί αλλαγές στη διαδικασία σχεδιασμού ή κατασκευής PCB, να σπαταλάει το χρόνο και να αυξήσει το κόστος.

Όταν χρησιμοποιείτε τις αυτοματοποιημένες μηχανές συναρμολόγησης και δοκιμών, βεβαιωθείτε ότι κάθε στοιχείο είναι αρκετά μακριά από τα μηχανικά μέρη, τις άκρες της πλακέτας κυκλωμάτων και όλα τα άλλα εξαρτήματα. Τα εξαρτήματα που είναι πολύ κοντά ή περιστρεφόμενα λανθασμένα είναι η πηγή των προβλημάτων κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης των κυμάτων. Για παράδειγμα, εάν ένα υψηλότερο στοιχείο προηγείται ένα χαμηλότερο στοιχείο ύψους κατά μήκος της διαδρομής ακολουθούμενη από το κύμα, αυτό μπορεί να δημιουργήσει ένα φαινόμενο "σκιάς" που αποδυναμώνει τη συγκόλληση. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα που περιστρέφονται κάθετα μεταξύ τους θα έχουν το ίδιο αποτέλεσμα.

5 - Ενημερώθηκε η λίστα εξαρτημάτων
Το νομοσχέδιο (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 διασφαλιστεί ότι το BOM είναι πάντα σωστό και ενημερωμένο είναι να διεξάγεται διεξοδική ανασκόπηση του BOM κάθε φορά που ενημερώνεται ο σχεδιασμός PCB. Για παράδειγμα, εάν προστέθηκε ένα νέο στοιχείο στο αρχικό έργο, πρέπει να επαληθεύσετε ότι το BOM ενημερώνεται και συνεπής εισάγοντας τον σωστό αριθμό στοιχείων, περιγραφής και αξίας.

6 - Χρήση σημείων δεδομένων
Τα σημεία Fiducial, επίσης γνωστά ως σημάδια fiducial, είναι στρογγυλά σχήματα χαλκού που χρησιμοποιούνται ως ορόσημα σε μηχανές συναρμολόγησης pick-and-place. Τα Fiducials επιτρέπουν σε αυτά τα αυτοματοποιημένα μηχανήματα να αναγνωρίσουν τον προσανατολισμό του σκάφους και να συναρμολογούν σωστά τα μικρά εξαρτήματα επιφάνειας βήματος, όπως το Quad Flat Pack (QFP), η συστοιχία πλέγματος σφαιρών (BGA) ή το τετράγωνο επίπεδο μη-μολύβδου (QFN).

Τα fiducials χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: παγκόσμιοι δείκτες fiducial και τοπικοί δείκτες fiducial. Τα παγκόσμια σημάδια fiducial τοποθετούνται στις άκρες του PCB, επιτρέποντας μηχανές επιλογής και τοποθετήσεων να ανιχνεύσουν τον προσανατολισμό του διοικητικού συμβουλίου στο επίπεδο XY. Τα τοπικά σημάδια fiducial τοποθετημένα κοντά στις γωνίες των τετραγωνικών εξαρτημάτων SMD χρησιμοποιούνται από το μηχάνημα τοποθέτησης για να τοποθετήσουν με ακρίβεια το αποτύπωμα του εξαρτήματος, μειώνοντας έτσι τα σχετικά σφάλματα τοποθέτησης κατά τη διάρκεια της συναρμολόγησης. Τα σημεία δεδομένων παίζουν σημαντικό ρόλο όταν ένα έργο περιέχει πολλά στοιχεία που βρίσκονται κοντά ο ένας στον άλλο. Το σχήμα 2 δείχνει το συναρμολογημένο πλακέτα Arduino UNO με τα δύο παγκόσμια σημεία αναφοράς που επισημαίνονται με κόκκινο χρώμα.