Hoe kan de kwaliteit van de PCBA worden vereenvoudigd en verbeterd?

1 - Gebruik van hybride technieken
De algemene regel is om het gebruik van gemengde montagetechnieken tot een minimum te beperken en deze te beperken tot specifieke situaties. De voordelen van het inbrengen van een component met een enkel doorgaand gat (PTH) worden bijvoorbeeld bijna nooit gecompenseerd door de extra kosten en tijd die nodig zijn voor de montage. In plaats daarvan verdient het de voorkeur en is het efficiënter om meerdere PTH-componenten te gebruiken of deze volledig uit het ontwerp te verwijderen. Als PTH-technologie vereist is, wordt aanbevolen om alle componentvia's aan dezelfde kant van de printplaat te plaatsen, waardoor de montagetijd wordt verkort.

2 – Componentgrootte
Tijdens de PCB-ontwerpfase is het belangrijk om voor elk onderdeel de juiste verpakkingsgrootte te selecteren. Over het algemeen kun je het beste alleen kiezen voor een kleiner pakket als je daar een geldige reden voor hebt; anders, ga naar een groter pakket. Elektronische ontwerpers selecteren vaak componenten met onnodig kleine verpakkingen, waardoor mogelijke problemen tijdens de assemblagefase en mogelijke circuitwijzigingen ontstaan. Afhankelijk van de omvang van de vereiste wijzigingen, kan het in sommige gevallen handiger zijn om de hele printplaat opnieuw in elkaar te zetten in plaats van de vereiste componenten te verwijderen en te solderen.

3 – Componentruimte bezet
De voetafdruk van de componenten is een ander belangrijk aspect van de assemblage. Daarom moeten PCB-ontwerpers ervoor zorgen dat elk pakket nauwkeurig wordt gemaakt volgens het landpatroon dat is gespecificeerd in het gegevensblad van elk geïntegreerd onderdeel. Het grootste probleem dat wordt veroorzaakt door onjuiste voetafdrukken is het optreden van het zogenaamde "tombstone-effect", ook wel bekend als het Manhattan-effect of het alligatoreffect. Dit probleem doet zich voor wanneer het geïntegreerde onderdeel tijdens het soldeerproces ongelijkmatige warmte ontvangt, waardoor het geïntegreerde onderdeel slechts aan één kant aan de PCB blijft kleven in plaats van aan beide kanten. Het tombstone-fenomeen treft vooral passieve SMD-componenten zoals weerstanden, condensatoren en inductoren. De reden voor het optreden ervan is ongelijkmatige verwarming. De redenen zijn als volgt:

De afmetingen van het landpatroon die bij de component horen, zijn onjuist. Verschillende amplitudes van de sporen die zijn verbonden met de twee pads van de component. Zeer brede spoorbreedte, die fungeert als koellichaam.

4 - Afstand tussen componenten
Een van de belangrijkste oorzaken van PCB-storingen is onvoldoende ruimte tussen componenten, wat tot oververhitting leidt. Ruimte is een cruciale hulpbron, vooral in het geval van zeer complexe circuits die aan zeer uitdagende eisen moeten voldoen. Het te dicht bij andere componenten plaatsen van één component kan verschillende soorten problemen veroorzaken, waarvan de ernst mogelijk wijzigingen in het PCB-ontwerp of het productieproces vereist, waardoor tijd wordt verspild en de kosten stijgen.

Wanneer u geautomatiseerde assemblage- en testmachines gebruikt, zorg er dan voor dat elk onderdeel ver genoeg verwijderd is van mechanische onderdelen, printplaatranden en alle andere componenten. Componenten die te dicht bij elkaar staan ​​of verkeerd gedraaid zijn, zijn de bron van problemen tijdens het golfsolderen. Als bijvoorbeeld een component met een hogere hoogte voorafgaat aan een component met een lagere hoogte langs het pad dat door de golf wordt gevolgd, kan dit een "schaduw"-effect creëren dat de las verzwakt. Geïntegreerde schakelingen die loodrecht op elkaar zijn geroteerd, zullen hetzelfde effect hebben.

5 – Componentenlijst bijgewerkt
De stuklijst (BOM) is een cruciale factor in de PCB-ontwerp- en assemblagefasen. Als de stuklijst fouten of onnauwkeurigheden bevat, kan de fabrikant de assemblagefase zelfs opschorten totdat deze problemen zijn opgelost. Eén manier om ervoor te zorgen dat de stuklijst altijd correct en actueel is, is door elke keer dat het PCB-ontwerp wordt bijgewerkt, de stuklijst grondig te beoordelen. Als er bijvoorbeeld een nieuwe component aan het oorspronkelijke project is toegevoegd, moet u controleren of de stuklijst is bijgewerkt en consistent is door het juiste componentnummer, de juiste beschrijving en de waarde in te voeren.

6 – Gebruik van referentiepunten
Vaste punten, ook wel vaste markeringen genoemd, zijn ronde koperen vormen die worden gebruikt als oriëntatiepunten op pick-and-place-assemblagemachines. Dankzij Fiducials kunnen deze geautomatiseerde machines de oriëntatie van het bord herkennen en op de juiste manier componenten voor oppervlaktemontage met kleine steek monteren, zoals Quad Flat Pack (QFP), Ball Grid Array (BGA) of Quad Flat No-Lead (QFN).

Fiducials zijn onderverdeeld in twee categorieën: globale fiducial markers en lokale fiducial markers. Globale referentiemarkeringen worden op de randen van de PCB geplaatst, waardoor pick-and-place-machines de oriëntatie van het bord in het XY-vlak kunnen detecteren. Lokale referentiemarkeringen die bij de hoeken van vierkante SMD-componenten zijn geplaatst, worden door de plaatsingsmachine gebruikt om de voetafdruk van de component nauwkeurig te positioneren, waardoor relatieve positioneringsfouten tijdens de montage worden verminderd. Datumpunten spelen een belangrijke rol wanneer een project veel componenten bevat die dicht bij elkaar liggen. Figuur 2 toont het geassembleerde Arduino Uno-bord met de twee globale referentiepunten rood gemarkeerd.