Ako zjednodušiť a zlepšiť kvalitu PCBA?

1 - Použitie hybridných techník
Všeobecným pravidlom je minimalizovať používanie zmiešaných montážnych techník a obmedziť ich na špecifické situácie. Napríklad výhody vloženia komponentu s jedným priechodným otvorom (PTH) takmer nikdy nie sú kompenzované dodatočnými nákladmi a časom potrebným na montáž. Namiesto toho je vhodnejšie a efektívnejšie použiť viacero komponentov PTH alebo ich úplne vylúčiť z návrhu. Ak je potrebná technológia PTH, odporúča sa umiestniť všetky priechodky komponentov na rovnakú stranu plošného spoja, čím sa skráti čas potrebný na montáž.

2 – Veľkosť komponentov
Počas fázy návrhu PCB je dôležité vybrať správnu veľkosť balenia pre každý komponent. Vo všeobecnosti by ste si mali vybrať menšie balenie len vtedy, ak máte opodstatnený dôvod; v opačnom prípade prejdite na väčšie balenie. V skutočnosti dizajnéri elektroniky často vyberajú súčiastky so zbytočne malými obalmi, čo spôsobuje možné problémy počas fázy montáže a možných úprav obvodov. V závislosti od rozsahu požadovaných zmien môže byť v niektorých prípadoch vhodnejšie zmontovať celú dosku namiesto odstraňovania a spájkovania požadovaných komponentov.

3 – Obsadené miesto komponentu
Stopa komponentov je ďalším dôležitým aspektom montáže. Preto musia dizajnéri PCB zabezpečiť, aby bol každý obal vytvorený presne podľa vzoru krajiny špecifikovaného v údajovom liste každého integrovaného komponentu. Hlavným problémom spôsobeným nesprávnymi stopami je výskyt takzvaného „efektu náhrobného kameňa“, známeho aj ako Manhattan efekt alebo efekt aligátora. Tento problém nastáva, keď integrovaná súčiastka dostáva nerovnomerné teplo počas procesu spájkovania, čo spôsobuje, že integrovaná súčiastka sa prilepí na dosku plošných spojov iba na jednej strane namiesto oboch. Fenomén náhrobných kameňov postihuje najmä pasívne SMD súčiastky, ako sú odpory, kondenzátory a tlmivky. Dôvodom jeho výskytu je nerovnomerné zahrievanie. Dôvody sú nasledovné:

Rozmery pôdneho vzoru súvisiaceho s komponentom sú nesprávne Rôzne amplitúdy pásov pripojených k dvom podložkám komponentu Veľmi široká šírka dráhy, fungujúca ako chladič.

4 - Vzdialenosť medzi komponentmi
Jednou z hlavných príčin zlyhania PCB je nedostatočný priestor medzi komponentmi, čo vedie k prehrievaniu. Priestor je kritickým zdrojom, najmä v prípade veľmi zložitých obvodov, ktoré musia spĺňať veľmi náročné požiadavky. Umiestnenie jedného komponentu príliš blízko k iným komponentom môže spôsobiť rôzne typy problémov, ktorých závažnosť si môže vyžadovať zmeny v návrhu PCB alebo výrobného procesu, plytvanie časom a zvyšovanie nákladov.

Pri používaní automatizovaných montážnych a testovacích strojov sa uistite, že každý komponent je dostatočne vzdialený od mechanických častí, okrajov dosky plošných spojov a všetkých ostatných komponentov. Príliš blízko seba alebo nesprávne otočené súčiastky sú zdrojom problémov pri spájkovaní vlnou. Napríklad, ak vyšší komponent predchádza komponentu s nižšou výškou pozdĺž dráhy, po ktorej nasleduje vlna, môže to vytvoriť efekt "tieň", ktorý oslabí zvar. Rovnaký efekt budú mať integrované obvody otočené kolmo na seba.

5 – Aktualizovaný zoznam komponentov
Rozpiska súčiastok (BOM) je kritickým faktorom vo fáze návrhu a montáže dosky plošných spojov. V skutočnosti, ak kusovník obsahuje chyby alebo nepresnosti, výrobca môže pozastaviť montážnu fázu, kým sa tieto problémy nevyriešia. Jedným zo spôsobov, ako zabezpečiť, aby bol kusovník vždy správny a aktuálny, je vykonať dôkladnú kontrolu kusovníka pri každej aktualizácii návrhu dosky plošných spojov. Napríklad, ak bol do pôvodného projektu pridaný nový komponent, musíte si overiť, či je kusovník aktualizovaný a konzistentný zadaním správneho čísla komponentu, popisu a hodnoty.

6 – Použitie referenčných bodov
Východiskové body, tiež známe ako referenčné značky, sú okrúhle medené tvary používané ako orientačné body na montážnych strojoch typu pick-and-place. Referenčné značky umožňujú týmto automatizovaným strojom rozpoznať orientáciu dosky a správne zostaviť komponenty na povrchovú montáž s malým rozstupom, ako sú Quad Flat Pack (QFP), Ball Grid Array (BGA) alebo Quad Flat No-Lead (QFN).

Referenčné značky sú rozdelené do dvoch kategórií: globálne referenčné markery a lokálne referenčné markery. Globálne referenčné značky sú umiestnené na okrajoch PCB, čo umožňuje strojom na vyberanie a umiestňovanie detekovať orientáciu dosky v rovine XY. Miestne východiskové značky umiestnené v blízkosti rohov štvorcových komponentov SMD používa osádzací stroj na presné umiestnenie stopy komponentu, čím sa znížia relatívne chyby umiestnenia počas montáže. Referenčné body hrajú dôležitú úlohu, keď projekt obsahuje veľa komponentov, ktoré sú blízko seba. Obrázok 2 zobrazuje zostavenú dosku Arduino Uno s dvoma globálnymi referenčnými bodmi zvýraznenými červenou farbou.