כיצד לפשט ולשפר את איכות ה- PCBA?

1 - שימוש בטכניקות היברידיות
הכלל הכללי הוא למזער את השימוש בטכניקות הרכבה מעורבות ולהגביל אותן למצבים ספציפיים. לדוגמה, היתרונות של הכנסת רכיב יחיד דרך חור דרך (PTH) כמעט אף פעם לא פיצויים על ידי העלות והזמן הנוסף הנדרש להרכבה. במקום זאת, שימוש ברכיבי PTH מרובים או ביטולם לחלוטין מהעיצוב עדיף ויעיל יותר. אם נדרשת טכנולוגיית PTH, מומלץ למקם את כל הרכיב VIAs באותו צד של המעגל המודפס, ובכך להפחית את הזמן הנדרש להרכבה.

2 - גודל רכיב
בשלב העיצוב של PCB, חשוב לבחור את גודל החבילה הנכון עבור כל רכיב. באופן כללי, עליך לבחור חבילה קטנה יותר אם יש לך סיבה תקפה; אחרת, עברו לחבילה גדולה יותר. למעשה, לעיתים קרובות מעצבים אלקטרוניים בוחרים רכיבים עם חבילות קטנות שלא לצורך, ויוצרים בעיות אפשריות במהלך שלב ההרכבה ושינויים במעגל אפשרי. תלוי במידת השינויים הנדרשים, במקרים מסוימים זה עשוי להיות נוח יותר להרכיב מחדש את הלוח כולו במקום להסיר ולהלחם את הרכיבים הנדרשים.

3 - מרחב רכיב תפוס
טביעת רגל רכיב היא היבט חשוב נוסף בהרכבה. לפיכך, על מעצבי PCB להבטיח שכל חבילה נוצרת במדויק על פי דפוס היבשה שצוין בגיליון הנתונים של כל רכיב משולב. הבעיה העיקרית הנגרמת כתוצאה מטביעות רגל שגויות היא התרחשותה של מה שמכונה "אפקט מצבה", המכונה גם אפקט מנהטן או אפקט התנין. בעיה זו מתרחשת כאשר הרכיב המשולב מקבל חום לא אחיד בתהליך ההלחמה, וגורם לרכיב המשולב לדבוק ב- PCB רק בצד אחד במקום בשניהם. תופעת המצבה משפיעה בעיקר על רכיבי SMD פסיביים כמו נגדים, קבלים ומשרנים. הסיבה להתרחשותה היא חימום לא אחיד. הסיבות הן כדלקמן:

מידות דפוס היבשה הקשורות לרכיב אינן נכונות אמפליטודות שונות של המסילה המחוברות לשתי רפידות הרכיב רוחב המסלול הרחב מאוד, ומשמשות כקירור חום.

4 - מרווח בין רכיבים
אחד הגורמים העיקריים לכישלון PCB הוא לא מספיק שטח בין רכיבים המובילים להתחממות יתר. שטח הוא משאב קריטי, במיוחד במקרה של מעגלים מורכבים ביותר שחייבים לעמוד בדרישות מאתגרות מאוד. הצבת רכיב אחד קרוב מדי לרכיבים אחרים יכולה ליצור סוגים שונים של בעיות, שחומרתן עשויה לדרוש שינויים בתכנון או בתהליך הייצור של ה- PCB, לבזבז זמן והגדלת העלויות.

בעת שימוש במכונות הרכבה ובדיקה אוטומטיות, וודא שכל רכיב מספיק רחוק מחלקים מכניים, קצוות לוח מעגלים וכל שאר הרכיבים. רכיבים קרובים מדי זה לזה או מסתובבים באופן שגוי הם מקור הבעיות במהלך הלחמת גלים. לדוגמה, אם רכיב גבוה יותר מקדים רכיב בגובה נמוך יותר לאורך הנתיב ואחריו הגל, זה יכול ליצור אפקט "צל" המחליש את הריתוך. מעגלים משולבים מסתובבים בניצב זה לזה, יהיה זהה לאפקט.

5 - רשימת רכיבים מעודכנת
שטר החלקים (BOM) הוא גורם קריטי בשלבי העיצוב וההרכבה של PCB. למעשה, אם ה- BOM מכיל שגיאות או אי דיוקים, היצרן רשאי להשעות את שלב ההרכבה עד להיפתר בעיות אלה. אחת הדרכים להבטיח שה- BOM תמיד נכון ומעודכן היא לערוך סקירה יסודית של ה- BOM בכל פעם שעיצוב ה- PCB מתעדכן. לדוגמה, אם נוסף רכיב חדש לפרויקט המקורי, עליך לוודא שה- BOM מתעדכן ועקבי על ידי הזנת מספר הרכיב, התיאור והערך הנכונים.

6 - שימוש בנקודות נתונים
נקודות פידוקיאליות, המכונות גם סימני פידוקיאל, הן צורות נחושת עגולות המשמשות כציוני דרך במכונות הרכבה של איסוף ומקום. פידוקיאלים מאפשרים למכונות אוטומטיות אלה לזהות כיוון הלוח ולהרכיב נכון רכיבי הרכבה על פני השטח הקטנים כמו Quad Flat Pack (QFP), מערך רשת כדור (BGA) או Quad NO-Lead NO-Lead (QFN).

הנאשיות מחולקות לשתי קטגוריות: סמנים פידוקאליים גלובליים וסמנים נעימים מקומיים. סימני פידוקיאל גלובליים מונחים על קצוות ה- PCB, ומאפשרים מכונות לבחירה ומניחים לאתר את כיוון הלוח במטוס ה- XY. סימני פידוקיאל מקומיים המונחים בסמוך לפינות רכיבי SMD מרובעים משמשים על ידי מכונת המיקום כדי למקם במדויק את טביעת הרגל של הרכיב, ובכך מפחיתים שגיאות מיקום יחסית במהלך ההרכבה. נקודות נתונים ממלאות תפקיד חשוב כאשר פרויקט מכיל רכיבים רבים הקרובים זה לזה. איור 2 מציג את לוח Arduino UNO המורכב עם שתי נקודות ההתייחסות הגלובליות המודגשות באדום.