PCB განლაგებისა და გაყვანილობის წარმოების დიზაინი

PCB განლაგებისა და გაყვანილობის პრობლემასთან დაკავშირებით, დღეს ჩვენ არ ვისაუბრებთ სიგნალის მთლიანობის ანალიზზე (SI), ელექტრომაგნიტურ თავსებადობის ანალიზზე (EMC), სიმძლავრის მთლიანობის ანალიზზე (PI). მხოლოდ წარმოების ანალიზზე (DFM) საუბარია, წარმოების არაგონივრული დიზაინი ასევე გამოიწვევს პროდუქტის დიზაინის წარუმატებლობას.
წარმატებული DFM PCB განლაგებაში იწყება დიზაინის წესების დაყენებით DFM მნიშვნელოვანი შეზღუდვების გათვალისწინებით. ქვემოთ ნაჩვენები DFM წესები ასახავს ზოგიერთი თანამედროვე დიზაინის შესაძლებლობებს, რომლებიც მწარმოებლების უმეტესობას შეუძლია. დარწმუნდით, რომ PCB დიზაინის წესებში მითითებული ლიმიტები არ არღვევს მათ, რათა უზრუნველყოფილი იყოს დიზაინის სტანდარტული შეზღუდვები.

PCB მარშრუტიზაციის DFM პრობლემა დამოკიდებულია PCB-ს კარგ განლაგებაზე, და მარშრუტიზაციის წესები შეიძლება წინასწარ იყოს დაყენებული, მათ შორის ხაზის დახრის დროების რაოდენობა, გამტარ ხვრელების რაოდენობა, ნაბიჯების რაოდენობა და ა.შ. ზოგადად, საძიებო გაყვანილობა ხორციელდება. ჯერ მოკლე ხაზების სწრაფად დასაკავშირებლად, შემდეგ კი ლაბირინთის გაყვანილობა ხორციელდება. გლობალური მარშრუტიზაციის ბილიკის ოპტიმიზაცია ხორციელდება პირველ დასაყენებელ სადენებზე, ხოლო ხელახალი გაყვანილობა ცდილობს გააუმჯობესოს საერთო ეფექტი და DFM წარმოების უნარი.

1.SMT მოწყობილობები
მოწყობილობის განლაგების მანძილი აკმაყოფილებს ასამბლეის მოთხოვნებს და, როგორც წესი, აღემატება 20 მილილს ზედაპირზე დამონტაჟებული მოწყობილობებისთვის, 80 მილზე IC მოწყობილობებისთვის და 200 მილზე BGA მოწყობილობებისთვის. წარმოების პროცესის ხარისხისა და პროდუქტიულობის გაუმჯობესების მიზნით, მოწყობილობების მანძილი შეიძლება აკმაყოფილებდეს შეკრების მოთხოვნებს.

ზოგადად, მოწყობილობის ქინძისთავების SMD ბალიშებს შორის მანძილი უნდა იყოს 6 მილზე მეტი, ხოლო შედუღების ხიდის დამზადების სიმძლავრე არის 4 მილი. თუ SMD ბალიშებს შორის მანძილი 6 მილზე ნაკლებია, ხოლო შედუღების ფანჯარას შორის მანძილი 4 მილზე ნაკლებია, შედუღების ხიდი ვერ შენარჩუნდება, რის შედეგადაც აწყობის პროცესში წარმოიქმნება დიდი ნაჭრები (განსაკუთრებით ქინძისთავებს შორის), რაც გამოიწვევს მოკლე ჩართვამდე.

wps_doc_9

2.DIP მოწყობილობა
გასათვალისწინებელია ქინძისთავის მანძილი, მიმართულება და მოწყობილობების დაშორება ტალღოვანი შედუღების პროცესში. მოწყობილობის ქინძისთავის არასაკმარისი დაშორება გამოიწვევს შედუღებას, რაც გამოიწვევს მოკლე ჩართვას.

ბევრი დიზაინერი ამცირებს შიდა მოწყობილობების გამოყენებას (THTS) ან ათავსებს მათ დაფის იმავე მხარეს. თუმცა, in-line მოწყობილობები ხშირად გარდაუვალია. კომბინაციის შემთხვევაში, თუ ზემო ფენაზე მოთავსებულია in-line მოწყობილობა, ხოლო ქვედა ფენაზე პაჩური მოწყობილობა, ზოგიერთ შემთხვევაში ეს გავლენას მოახდენს ცალმხრივი ტალღის შედუღებაზე. ამ შემთხვევაში, უფრო ძვირი შედუღების პროცესები, როგორიცაა შერჩევითი შედუღება, გამოიყენება.

wps_doc_0

3. მანძილი კომპონენტებსა და ფირფიტის კიდეს შორის
თუ ეს არის მანქანით შედუღება, მანძილი ელექტრონულ კომპონენტებსა და დაფის კიდეს შორის არის ზოგადად 7 მმ (შედუღების სხვადასხვა მწარმოებელს განსხვავებული მოთხოვნები აქვს), მაგრამ ის ასევე შეიძლება დაემატოს PCB წარმოების პროცესის კიდეზე, რათა ელექტრონული კომპონენტები იყოს შესაძლებელი. მოთავსებულია PCB დაფის კიდეზე, რამდენადაც ეს მოსახერხებელია გაყვანილობისთვის.

თუმცა, როდესაც ფირფიტის კიდე შედუღებულია, მან შეიძლება შეახვედროს აპარატის სახელმძღვანელოს და დააზიანოს კომპონენტები. მოწყობილობის საფენი ფირფიტის კიდეზე მოიხსნება წარმოების პროცესში. თუ ბალიში პატარაა, შედუღების ხარისხი იმოქმედებს.

wps_doc_1

4. მაღალი/დაბალი მოწყობილობების მანძილი
არსებობს მრავალი სახის ელექტრონული კომპონენტი, სხვადასხვა ფორმა და სხვადასხვა ტყვიის ხაზი, ამიტომ არსებობს განსხვავებები ბეჭდური დაფების შეკრების მეთოდში. კარგი განლაგება შეუძლია არა მხოლოდ მანქანას გახადოს სტაბილური შესრულება, შოკგამძლეობა, შეამციროს დაზიანება, არამედ შეუძლია მიიღოს სუფთა და ლამაზი ეფექტი აპარატის შიგნით.

მცირე მოწყობილობები უნდა ინახებოდეს გარკვეულ მანძილზე მაღალი მოწყობილობების გარშემო. მოწყობილობის მანძილი მოწყობილობის სიმაღლის თანაფარდობა მცირეა, არის არათანაბარი თერმული ტალღა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ცუდი შედუღების ან შეკეთების რისკი შედუღების შემდეგ.

wps_doc_2

5.მოწყობილობა მოწყობილობამდე მანძილი
ზოგადად smt დამუშავებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ გარკვეული შეცდომები აპარატის დამონტაჟებაში და გავითვალისწინოთ ტექნიკური და ვიზუალური შემოწმების მოხერხებულობა. ორი მიმდებარე კომპონენტი არ უნდა იყოს ძალიან ახლოს და უნდა დარჩეს გარკვეული უსაფრთხო მანძილი.

მანძილი ფანტელ კომპონენტებს, SOT, SOIC და ფანტელ კომპონენტებს შორის არის 1.25 მმ. მანძილი ფანტელ კომპონენტებს, SOT, SOIC და ფანტელ კომპონენტებს შორის არის 1.25 მმ. 2.5 მმ PLCC-სა და ფანტელ კომპონენტებს, SOIC-სა და QFP-ს შორის. 4 მმ PLCCS-ს შორის. PLCC სოკეტების დაპროექტებისას ყურადღება უნდა მიექცეს PLCC სოკეტის ზომას (PLCC pin არის სოკეტის ქვედა ნაწილში).

wps_doc_3

6.ხაზის სიგანე/ხაზის მანძილი
დიზაინერებისთვის, დიზაინის პროცესში, ჩვენ შეგვიძლია არა მხოლოდ გავითვალისწინოთ დიზაინის მოთხოვნების სიზუსტე და სრულყოფილება, არის დიდი შეზღუდვა წარმოების პროცესში. შეუძლებელია გამგეობის ქარხანამ შექმნას ახალი საწარმოო ხაზი კარგი პროდუქტის დაბადებისთვის.

ნორმალურ პირობებში, ქვედა ხაზის ხაზის სიგანე კონტროლდება 4/4 მილზე, ხოლო ხვრელი არჩეულია 8 მილი (0.2 მმ). ძირითადად, PCB მწარმოებლების 80%-ზე მეტს შეუძლია წარმოება და წარმოების ღირებულება ყველაზე დაბალია. ხაზის მინიმალური სიგანე და ხაზის მანძილი შეიძლება კონტროლდებოდეს 3/3 მილამდე, ხოლო 6 მილი (0,15 მმ) შეიძლება შეირჩეს ხვრელში. ძირითადად, PCB-ს 70%-ზე მეტ მწარმოებლებს შეუძლიათ მისი წარმოება, მაგრამ ფასი ოდნავ უფრო მაღალია, ვიდრე პირველ შემთხვევაში, არც თუ ისე მაღალი.

wps_doc_4

7.Acute Angle/Right Angle
მკვეთრი კუთხით მარშრუტიზაცია ზოგადად აკრძალულია გაყვანილობაში, მარჯვენა კუთხით მარშრუტიზაცია ზოგადად საჭიროა PCB მარშრუტიზაციის სიტუაციის თავიდან ასაცილებლად და თითქმის გახდა ერთ-ერთი სტანდარტი გაყვანილობის ხარისხის გასაზომად. იმის გამო, რომ სიგნალის მთლიანობა დაზარალდება, მართკუთხა გაყვანილობა წარმოქმნის დამატებით პარაზიტულ ტევადობას და ინდუქციურობას.

PCB ფირფიტების დამზადების პროცესში, PCB მავთულები იკვეთება მწვავე კუთხით, რაც გამოიწვევს პრობლემას, რომელსაც ეწოდება მჟავის კუთხე. PCB მიკროსქემის ამოღების ბმულში, PCB მიკროსქემის გადაჭარბებული კოროზია იქნება გამოწვეული "მჟავის კუთხით", რაც გამოიწვევს PCB მიკროსქემის ვირტუალური შეწყვეტის პრობლემას. ამიტომ, PCB ინჟინრებმა უნდა აირიდონ მკვეთრი ან უცნაური კუთხეები გაყვანილობაში და შეინარჩუნონ 45 გრადუსიანი კუთხე გაყვანილობის კუთხეში.

wps_doc_5

8.სპილენძის ზოლი/კუნძული
თუ ეს არის საკმარისად დიდი კუნძული სპილენძი, ის გახდება ანტენა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ხმაური და სხვა სახის ჩარევა დაფის შიგნით (რადგან მისი სპილენძი არ არის დამიწებული - ის გახდება სიგნალის შემგროვებელი).

სპილენძის ზოლები და კუნძულები არის თავისუფლად მცურავი სპილენძის მრავალი ბრტყელი ფენა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული პრობლემები მჟავას ღეროში. ცნობილია, რომ სპილენძის მცირე ლაქები წყვეტს PCB პანელს და გადადის პანელის სხვა ამოკვეთილ ადგილებში, რაც იწვევს მოკლე ჩართვას.

wps_doc_6

9.საბურღი ხვრელების ხვრელის რგოლი
ხვრელის რგოლი ეხება სპილენძის რგოლს საბურღი ხვრელის გარშემო. წარმოების პროცესში ტოლერანტობის გამო, ბურღვის, ოქროვის და სპილენძის მოპირკეთების შემდეგ, საბურღი ხვრელის ირგვლივ დარჩენილი სპილენძის რგოლი ყოველთვის სრულყოფილად არ ხვდება საფენის ცენტრალურ წერტილს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ხვრელის რგოლის გატეხვა.

ხვრელის რგოლის ერთი მხარე უნდა იყოს 3,5 მილზე მეტი, ხოლო ჩამკეტი ხვრელის რგოლი უნდა იყოს 6 მილზე მეტი. ხვრელის რგოლი ძალიან პატარაა. წარმოებისა და წარმოების პროცესში, საბურღი ხვრელს აქვს ტოლერანტობა და ხაზის გასწორებას ასევე აქვს ტოლერანტობა. ტოლერანტობის გადახრა გამოიწვევს ხვრელის რგოლს ღია წრედის გაწყვეტას.

wps_doc_7

10. გაყვანილობის ცრემლსადენი წვეთები
PCB გაყვანილობაზე ცრემლების დამატებამ შეიძლება PCB დაფაზე მიკროსქემის კავშირი უფრო სტაბილური, მაღალი საიმედოობა გახადოს, ასე რომ სისტემა უფრო სტაბილური იქნება, ამიტომ აუცილებელია მიკროსქემის დაფას დაემატოს ცრემლები.

ცრემლსადენი წვეთების დამატებამ შეიძლება თავიდან აიცილოს კონტაქტის წერტილის გათიშვა მავთულსა და ბალიშს ან მავთულსა და პილოტის ხვრელს შორის, როდესაც მიკროსქემის დაფაზე გავლენას ახდენს უზარმაზარი გარე ძალა. შედუღებისას ცრემლსადენი წვეთების დამატებისას, მას შეუძლია დაიცვას საფენი, თავიდან აიცილოს მრავალჯერადი შედუღება, რათა საფენი ჩამოვარდეს, და თავიდან აიცილოს არათანაბარი გრავირება და ბზარები, რომლებიც გამოწვეულია წარმოების დროს ხვრელის გადახრით.

wps_doc_8