Como simplificar e mellorar a calidade do PCBA?

1 - Utilización de técnicas híbridas
A norma xeral é minimizar o uso de técnicas de montaxe mixtas e limitalas a situacións concretas. Por exemplo, os beneficios de inserir un único compoñente de orificio pasante (PTH) case nunca se compensan polo custo e o tempo adicionais necesarios para a montaxe. Pola contra, é preferible e máis eficiente usar varios compoñentes PTH ou eliminalos por completo do deseño. Se se precisa tecnoloxía PTH, recoméndase colocar todas as vías de compoñentes no mesmo lado do circuíto impreso, reducindo así o tempo necesario para a montaxe.

2 – Tamaño dos compoñentes
Durante a fase de deseño de PCB, é importante seleccionar o tamaño correcto do paquete para cada compoñente. En xeral, só debes escoller un paquete máis pequeno se tes un motivo válido; se non, pasa a un paquete máis grande. De feito, os deseñadores electrónicos adoitan seleccionar compoñentes con paquetes innecesariamente pequenos, creando posibles problemas durante a fase de montaxe e posibles modificacións do circuíto. Dependendo do alcance dos cambios necesarios, nalgúns casos pode ser máis conveniente montar a placa enteira en lugar de retirar e soldar os compoñentes necesarios.

3 – Espazo de compoñentes ocupado
A pegada dos compoñentes é outro aspecto importante da montaxe. Polo tanto, os deseñadores de PCB deben asegurarse de que cada paquete se crea con precisión segundo o patrón de terra especificado na folla de datos de cada compoñente integrado. O principal problema que provocan as pegadas incorrectas é a aparición do denominado "efecto lápida", tamén coñecido como efecto Manhattan ou efecto caimán. Este problema ocorre cando o compoñente integrado recibe calor desigual durante o proceso de soldadura, o que fai que o compoñente integrado se pegue ao PCB só nun lado en lugar de ambos. O fenómeno da lápida afecta principalmente a compoñentes SMD pasivos como resistencias, capacitores e indutores. O motivo da súa aparición é un quecemento desigual. As razóns son as seguintes:

As dimensións do patrón de terra asociadas ao compoñente son incorrectas. Diferentes amplitudes das pistas conectadas ás dúas almofadas do compoñente. Ancho de pista moi amplo, que actúa como disipador de calor.

4 - Espazamento entre compoñentes
Unha das principais causas do fallo do PCB é o espazo insuficiente entre os compoñentes que provoca o superenriquecido. O espazo é un recurso crítico, especialmente no caso de circuítos moi complexos que deben cumprir requisitos moi desafiantes. Colocar un compoñente demasiado preto doutros pode crear diferentes tipos de problemas, cuxa gravidade pode requirir cambios no deseño ou proceso de fabricación de PCB, perda de tempo e aumento dos custos.

Cando use máquinas de montaxe e probas automatizadas, asegúrese de que cada compoñente estea o suficientemente afastado das pezas mecánicas, dos bordos da placa de circuíto e de todos os demais compoñentes. Os compoñentes que están demasiado preto entre si ou rotan incorrectamente son a fonte de problemas durante a soldadura por ondas. Por exemplo, se un compoñente superior precede a un compoñente de menor altura ao longo do camiño seguido pola onda, isto pode crear un efecto de "sombra" que debilita a soldadura. Os circuítos integrados rotados perpendicularmente entre si terán o mesmo efecto.

5 – Lista de compoñentes actualizada
A lista de pezas (BOM) é un factor crítico nas etapas de deseño e montaxe de PCB. De feito, se a BOM contén erros ou imprecisións, o fabricante poderá suspender a fase de montaxe ata que se resolvan estes problemas. Unha forma de asegurarse de que a BOM sexa sempre correcta e actualizada é realizar unha revisión exhaustiva da BOM cada vez que se actualice o deseño do PCB. Por exemplo, se se engadiu un novo compoñente ao proxecto orixinal, cómpre verificar que a BOM está actualizada e coherente introducindo o número de compoñente, a descrición e o valor correctos.

6 – Utilización de puntos de referencia
Os puntos fiduciais, tamén coñecidos como marcas fiduciais, son formas redondas de cobre que se usan como puntos de referencia nas máquinas de montaxe pick-and-place. As fiduciais permiten que estas máquinas automatizadas recoñezan a orientación da placa e ensamblan correctamente compoñentes de montaxe en superficie de pequeno paso, como Quad Flat Pack (QFP), Ball Grid Array (BGA) ou Quad Flat No-Lead (QFN).

As fiduciais divídense en dúas categorías: marcadores fiduciais globais e marcadores fiduciais locais. As marcas fiduciais globais colócanse nos bordos da PCB, o que permite que as máquinas de selección e colocación detecten a orientación da placa no plano XY. As marcas fiduciais locais colocadas preto das esquinas dos compoñentes cadrados SMD son usadas pola máquina de colocación para situar con precisión a pegada do compoñente, reducindo así os erros de posicionamento relativos durante a montaxe. Os puntos de referencia xogan un papel importante cando un proxecto contén moitos compoñentes que están preto uns dos outros. A figura 2 mostra a placa Arduino Uno ensamblada cos dous puntos de referencia globais resaltados en vermello.