Hogyan lehet egyszerűsíteni és javítani a PCBA minőségét?

1 - Hibrid technikák alkalmazása
Az általános szabály az, hogy minimalizáljuk a vegyes összeszerelési technikák használatát, és korlátozzuk azokat meghatározott helyzetekre. Például az egyetlen átmenő lyuk (PTH) alkatrész behelyezésének előnyeit szinte soha nem kompenzálja az összeszereléshez szükséges többletköltség és idő. Ehelyett előnyösebb és hatékonyabb több PTH komponens használata vagy azok teljes kiiktatása a tervezésből. Ha PTH technológiára van szükség, ajánlatos az összes alkatrész-átmenetet a nyomtatott áramkör azonos oldalára helyezni, így csökkentve az összeszereléshez szükséges időt.

2 – Alkatrész mérete
A NYÁK tervezési szakaszában fontos kiválasztani a megfelelő csomagméretet minden egyes komponenshez. Általában csak akkor válasszon kisebb csomagot, ha annak alapos oka van; ellenkező esetben váltson nagyobb csomagra. Valójában az elektronikai tervezők gyakran szükségtelenül kis kiszerelésű alkatrészeket választanak ki, ami problémákat okozhat az összeszerelési szakaszban és az áramkör esetleges módosításait. A szükséges változtatások mértékétől függően egyes esetekben kényelmesebb lehet a teljes táblát újra összeszerelni, nem pedig a szükséges alkatrészeket eltávolítani és forrasztani.

3 – A komponens helye foglalt
Az alkatrész lábnyoma az összeszerelés másik fontos szempontja. Ezért a NYÁK-tervezőknek gondoskodniuk kell arról, hogy minden csomag pontosan az egyes integrált komponensek adatlapján megadott földmintázat szerint készüljön. A helytelen lábnyomok okozta fő probléma az úgynevezett „sírkő-effektus”, más néven Manhattan-effektus vagy aligátor-effektus. Ez a probléma akkor jelentkezik, ha az integrált alkatrész egyenetlen hőt kap a forrasztási folyamat során, ami azt okozza, hogy az integrált alkatrész csak az egyik oldalon tapad a nyomtatott áramkörhöz, nem pedig mindkettőhöz. A sírkő jelenség főként a passzív SMD alkatrészeket érinti, mint például az ellenállások, kondenzátorok és induktorok. Előfordulásának oka az egyenetlen fűtés. Ennek okai a következők:

Az alkatrészhez tartozó szárazföldi minta méretei hibásak. Az alkatrész két párnájához csatlakoztatott pályák eltérő amplitúdójúak. Nagyon széles nyomtáv, hűtőbordaként működik.

4 - Az alkatrészek közötti távolság
A PCB meghibásodásának egyik fő oka az alkatrészek közötti elégtelen hely, ami túlmelegedést okoz. A tér kritikus erőforrás, különösen a rendkívül összetett áramkörök esetében, amelyeknek nagy kihívást jelentő követelményeknek kell megfelelniük. Ha egy alkatrészt túl közel helyezünk el a többi komponenshez, különböző típusú problémák léphetnek fel, amelyek súlyossága a PCB tervezésének vagy gyártási folyamatának megváltoztatását, időveszteséget és költségek növekedését teheti szükségessé.

Automatizált összeszerelő és tesztelő gépek használatakor ügyeljen arra, hogy minden alkatrész elég távol legyen a mechanikus alkatrészektől, az áramköri lap széleitől és az összes többi alkatrésztől. A túl közel egymáshoz vagy helytelenül elforgatott alkatrészek okozzák a problémákat a hullámforrasztás során. Például, ha egy magasabb komponens megelőz egy alacsonyabb magasságú komponenst a hullám által követett pálya mentén, ez „árnyék” hatást hozhat létre, amely gyengíti a hegesztést. Az egymásra merőlegesen elforgatott integrált áramkörök ugyanazt a hatást fejtik ki.

5 – A komponenslista frissítve
Az alkatrészjegyzék (BOM) kritikus tényező a PCB tervezési és összeszerelési szakaszában. Valójában, ha az anyagjegyzék hibákat vagy pontatlanságokat tartalmaz, a gyártó felfüggesztheti az összeszerelési fázist, amíg ezek a problémák meg nem oldódnak. Az egyik módja annak, hogy az anyagjegyzék mindig helyes és naprakész legyen, ha a NYÁK-terv minden egyes frissítése alkalmával alaposan áttekintjük az anyagjegyzéket. Például, ha egy új összetevőt adtak hozzá az eredeti projekthez, akkor a megfelelő komponensszám, leírás és érték megadásával ellenőriznie kell, hogy az anyagjegyzék frissített és konzisztens-e.

6 – Alappontok használata
A kiindulási pontok, más néven kiindulási jelek, kerek rézformák, amelyeket az összeszerelő gépeken használnak tájékozódási pontként. A fiduciálok lehetővé teszik, hogy ezek az automatizált gépek felismerjék a tábla tájolását, és megfelelően szereljék össze a kis osztású felületre szerelhető alkatrészeket, mint például a Quad Flat Pack (QFP), a Ball Grid Array (BGA) vagy a Quad Flat No-Lead (QFN).

A fiduciális jelzőket két kategóriába sorolják: globális fiduciális markerek és lokális fiduciális jelzők. Globális kiindulási jelek vannak elhelyezve a NYÁK szélein, lehetővé téve a kiválasztó és elhelyező gépek számára, hogy észleljék a tábla tájolását az XY síkban. A négyzet alakú SMD alkatrészek sarkai közelében elhelyezett helyi referenciajeleket az elhelyezőgép használja az alkatrész alapterületének pontos pozicionálására, ezáltal csökkentve a relatív pozicionálási hibákat az összeszerelés során. A nullpontok fontos szerepet játszanak, ha egy projekt sok, egymáshoz közeli komponenst tartalmaz. A 2. ábra az összeszerelt Arduino Uno kártyát mutatja a két globális referenciaponttal pirossal.