PCB išdėstymo ir laidų gamybos projektavimas

Kalbant apie PCB išdėstymą ir laidų problemą, šiandien nekalbėsime apie signalo vientisumo analizę (SI), elektromagnetinio suderinamumo analizę (EMC), galios vientisumo analizę (PI). Vien kalbant apie pagaminamumo analizę (DFM), nepagrįstas pagaminamumo dizainas taip pat sukels produkto dizaino nesėkmę.
Sėkmingas DFM PCB išdėstyme prasideda nuo projektavimo taisyklių nustatymo, kad būtų atsižvelgta į svarbius DFM apribojimus. Toliau pateiktos DFM taisyklės atspindi kai kurias šiuolaikinio dizaino galimybes, kurias gali rasti dauguma gamintojų. Užtikrinkite, kad PCB projektavimo taisyklėse nustatytos ribos jų nepažeistų, kad būtų galima užtikrinti daugumą standartinių projektavimo apribojimų.

PCB nukreipimo DFM problema priklauso nuo gero PCB išdėstymo, o maršruto parinkimo taisykles galima nustatyti iš anksto, įskaitant linijos lenkimo kartų skaičių, laidumo skylių skaičių, žingsnių skaičių ir tt Paprastai atliekami tiriamieji laidai. Pirmiausia išjunkite trumpas linijas, o tada atliekami labirinto laidai. Visuotinis maršruto maršruto optimizavimas atliekamas laidams, kuriuos reikia tiesti pirmiausia, ir bandoma perjungti laidus, siekiant pagerinti bendrą efektą ir DFM pagaminamumą.

1.SMT įrenginiai
Įrenginio išdėstymo atstumas atitinka surinkimo reikalavimus ir paprastai yra didesnis nei 20 mil ant paviršiaus montuojamų įrenginių, 80 mil IC įrenginių ir 200 mi BGA įrenginių. Siekiant pagerinti gamybos proceso kokybę ir išeigą, įrenginio atstumas gali atitikti surinkimo reikalavimus.

Paprastai atstumas tarp įrenginio kaiščių SMD trinkelių turi būti didesnis nei 6 mil, o litavimo litavimo tiltelio gamybos pajėgumas yra 4 mil. Jei atstumas tarp SMD trinkelių yra mažesnis nei 6 mil, o atstumas tarp litavimo langelio yra mažesnis nei 4 mil, litavimo tiltelio nepavyks išlaikyti, todėl surinkimo procese susidaro dideli lydmetalio gabalai (ypač tarp kaiščių), o tai lems. į trumpąjį jungimą.

wps_doc_9

2.DIP įrenginys
Litavimo virš bangos procese reikia atsižvelgti į kaiščių atstumą, kryptį ir atstumą tarp įrenginių. Dėl nepakankamo prietaiso kaiščių atstumo bus sulituota skarda, o tai sukels trumpąjį jungimą.

Daugelis dizainerių sumažina tiesioginių įrenginių (THTS) naudojimą arba deda juos toje pačioje plokštės pusėje. Tačiau įtaisyti įrenginiai dažnai yra neišvengiami. Jei derinys dedamas ant viršutinio sluoksnio, o pleistras dedamas ant apatinio sluoksnio, kai kuriais atvejais tai turės įtakos vienos pusės bangos litavimui. Šiuo atveju naudojami brangesni suvirinimo procesai, pavyzdžiui, selektyvinis suvirinimas.

wps_doc_0

3.atstumas tarp komponentų ir plokštės krašto
Jei tai mašininis suvirinimas, atstumas tarp elektroninių komponentų ir plokštės krašto paprastai yra 7 mm (skirtingi suvirinimo gamintojai kelia skirtingus reikalavimus), tačiau jį taip pat galima pridėti prie PCB gamybos proceso krašto, kad būtų galima prijungti elektroninius komponentus. dedamas ant PCB plokštės krašto, jei tai patogu prijungti laidus.

Tačiau kai plokštės kraštas yra suvirintas, jis gali susidurti su mašinos kreipiamuoju bėgiu ir sugadinti komponentus. Įrenginio pagalvėlė plokštės krašte bus pašalinta gamybos proceso metu. Jei padas yra mažas, tai turės įtakos suvirinimo kokybei.

wps_doc_1

4.Aukšto/žemo įtaisų atstumas
Yra daug įvairių elektroninių komponentų, skirtingų formų ir įvairių švino linijų, todėl skiriasi spausdintinių plokščių surinkimo būdas. Geras išdėstymas gali ne tik užtikrinti stabilų mašinos veikimą, atsparumą smūgiams, sumažinti žalą, bet ir gauti tvarkingą ir gražų efektą mašinos viduje.

Maži prietaisai turi būti laikomi tam tikru atstumu aplink aukštus įrenginius. Prietaiso atstumo ir įrenginio aukščio santykis yra mažas, yra netolygi šiluminė banga, dėl kurios gali kilti blogo suvirinimo arba remonto po suvirinimo rizika.

wps_doc_2

5. Atstumas tarp įrenginių
Atliekant bendrą smt apdorojimą, būtina atsižvelgti į tam tikras mašinos montavimo klaidas, taip pat atsižvelgti į techninės priežiūros ir vizualinės apžiūros patogumą. Du gretimi komponentai neturėtų būti per arti ir turi būti paliktas tam tikras saugus atstumas.

Atstumas tarp dribsnių komponentų, SOT, SOIC ir dribsnių komponentų yra 1,25 mm. Atstumas tarp dribsnių komponentų, SOT, SOIC ir dribsnių komponentų yra 1,25 mm. 2,5 mm tarp PLCC ir dribsnių komponentų, SOIC ir QFP. 4 mm tarp PLCCS. Projektuojant PLCC lizdus, ​​reikia atsižvelgti į PLCC lizdo dydį (PLCC kaištis yra lizdo apačioje).

wps_doc_3

6. Linijos plotis / linijos atstumas
Dizaineriams projektavimo procese galime ne tik atsižvelgti į projektavimo reikalavimų tikslumą ir tobulumą, bet ir didelis gamybos proceso apribojimas. Neįmanoma, kad lentų gamykla sukurtų naują gamybos liniją gero produkto gimimui.

Įprastomis sąlygomis apatinės linijos linijos plotis reguliuojamas iki 4/4 mil, o skylė pasirenkama kaip 8 mil (0,2 mm). Iš esmės daugiau nei 80% PCB gamintojų gali gaminti, o gamybos savikaina yra mažiausia. Minimalus linijos plotis ir linijos atstumas gali būti reguliuojamas iki 3/3 mil, o per skylę galima pasirinkti 6 mil (0,15 mm). Iš esmės daugiau nei 70% PCB gamintojų gali pagaminti, tačiau kaina yra šiek tiek didesnė nei pirmojo korpuso, ne per daug didesnė.

wps_doc_4

7. Ūmus kampas / dešinysis kampas
Aštraus kampo maršrutizavimas paprastai yra draudžiamas laiduose, o dešiniojo kampo maršrutizavimas paprastai reikalingas norint išvengti PCB nukreipimo situacijos, ir jis beveik tapo vienu iš laidų kokybės matavimo standartų. Kadangi pažeidžiamas signalo vientisumas, stačiakampis laidas sukurs papildomą parazitinę talpą ir induktyvumą.

PCB plokštės gamybos procese PCB laidai susikerta ūmiu kampu, o tai sukels problemą, vadinamą rūgšties kampu. PCB grandinės ėsdinimo jungtyje „rūgšties kampe“ bus sukelta per didelė PCB grandinės korozija, todėl gali atsirasti virtualios PCB grandinės pertraukos problema. Todėl PCB inžinieriai turi vengti aštrių ar keistų kampų laiduose ir išlaikyti 45 laipsnių kampą laidų kampe.

wps_doc_5

8.Varinė juostelė/sala
Jei tai pakankamai didelės salelės varis, tai taps antena, dėl kurios plokštės viduje gali kilti triukšmas ir kitokie trukdžiai (nes jos varis neįžemintas – taps signalų kolektorius).

Vario juostelės ir salelės yra daug plokščių laisvai plaukiojančio vario sluoksnių, kurie gali sukelti rimtų problemų rūgšties lovelyje. Buvo žinoma, kad mažos varinės dėmės nulūžta nuo PCB plokštės ir nukeliauja į kitas išgraviruotas skydelio vietas, sukeldamos trumpąjį jungimą.

wps_doc_6

9. Skylių gręžimo žiedas
Skylės žiedas reiškia varinį žiedą aplink gręžimo angą. Dėl gamybos proceso leistinų nuokrypių po gręžimo, ėsdinimo ir vario padengimo likęs varinis žiedas aplink gręžimo angą ne visada puikiai atsitrenkia į trinkelės vidurinį tašką, todėl skylės žiedas gali sulūžti.

Viena skylės žiedo pusė turi būti didesnė nei 3,5 mil, o įkišamas angos žiedas turi būti didesnis nei 6 mil. Skylės žiedas per mažas. Gamybos ir gamybos procese gręžimo skylė turi leistinų nuokrypių, o linijos lygiavimas taip pat turi leistinus nuokrypius. Tolerancijos nuokrypis lems, kad skylės žiedas nutrauks atvirą grandinę.

wps_doc_7

10.Laidų ašaros
Pridėjus ašarų prie PCB laidų, grandinės jungtis ant PCB plokštės gali tapti stabilesnė, aukštas patikimumas, todėl sistema bus stabilesnė, todėl būtina pridėti ašarų prie plokštės.

Pridėjus ašarų lašų, ​​galima išvengti kontaktinio taško tarp laido ir trinkelės arba laido ir kontrolinės angos atsijungimo, kai plokštė yra veikiama didžiulės išorinės jėgos. Pridedant ašarų lašų į suvirinimą, jis gali apsaugoti trinkelę, išvengti daugkartinio suvirinimo, kad padas nukristų, ir išvengti netolygaus ėsdinimo ir įtrūkimų, atsirandančių dėl skylės deformacijos gamybos metu.

wps_doc_8