Як спростити та підвищити якість PCBA?

1 - Використання гібридних методик
Загальне правило полягає в тому, щоб мінімізувати використання змішаних методів складання та обмежити їх конкретними ситуаціями. Наприклад, переваги вставлення компонента з одним наскрізним отвором (PTH) майже ніколи не компенсуються додатковими витратами та часом, необхідними для складання. Натомість краще та ефективніше використовувати декілька компонентів ПТГ або повністю виключити їх із конструкції. Якщо потрібна технологія PTH, рекомендується розміщувати всі отвори компонентів на одній стороні друкованої схеми, таким чином зменшуючи час, необхідний для складання.

2 – Розмір компонента
На етапі проектування друкованої плати важливо вибрати правильний розмір упаковки для кожного компонента. Загалом, вибирайте менший пакет, лише якщо у вас є вагома причина; інакше перейдіть до більшої упаковки. Насправді розробники електроніки часто вибирають компоненти з надмірно малими упаковками, що створює можливі проблеми на етапі складання та можливі модифікації схеми. Залежно від обсягу необхідних змін, у деяких випадках може бути зручніше повторно зібрати всю плату, а не видаляти та спаювати необхідні компоненти.

3 – Зайнятий простір компонента
Слід компонентів є ще одним важливим аспектом складання. Таким чином, розробники друкованих плат повинні гарантувати, що кожна упаковка створена точно відповідно до шаблону землі, зазначеного в аркуші даних кожного інтегрованого компонента. Основною проблемою, спричиненою неправильними слідами ніг, є виникнення так званого «ефекту надгробної плити», також відомого як ефект Манхеттена або ефект алігатора. Ця проблема виникає, коли інтегрований компонент отримує нерівномірне нагрівання під час процесу пайки, внаслідок чого інтегрований компонент прилипає до друкованої плати лише з одного боку, а не з обох. Феномен надгробної плити в основному впливає на пасивні компоненти SMD, такі як резистори, конденсатори та котушки індуктивності. Причина його виникнення – нерівномірний нагрів. Причини такі:

Розміри рельєфу, пов’язані з компонентом, неправильні. Різні амплітуди доріжок, під’єднаних до двох контактних площадок компонента. Дуже широка ширина доріжки, яка діє як радіатор.

4 - Відстань між компонентами
Однією з основних причин несправності друкованої плати є недостатній простір між компонентами, що призводить до перегріву. Простір є критично важливим ресурсом, особливо у випадку дуже складних схем, які мають відповідати дуже складним вимогам. Розміщення одного компонента надто близько до інших компонентів може створити різні типи проблем, серйозність яких може вимагати змін у конструкції друкованої плати або виробничого процесу, втрати часу та збільшення витрат.

Використовуючи автоматичне складання та випробувальні машини, переконайтеся, що кожен компонент знаходиться на достатній відстані від механічних частин, країв друкованої плати та всіх інших компонентів. Компоненти, розташовані надто близько один до одного або неправильно повернуті, є джерелом проблем під час паяння хвилею. Наприклад, якщо вищий компонент передує нижчому компоненту на шляху, за яким йде хвиля, це може створити ефект «тіні», який послабить зварний шов. Інтегральні схеми, повернуті перпендикулярно одна до одної, матимуть такий же ефект.

5 – Оновлено список компонентів
Перелік деталей (BOM) є критичним фактором на етапах проектування та складання друкованої плати. Насправді, якщо специфікація містить помилки або неточності, виробник може призупинити етап складання, доки ці проблеми не будуть вирішені. Один із способів переконатися, що специфікація завжди є правильною та актуальною, – це проводити ретельний перегляд специфікації кожного разу, коли оновлюється дизайн друкованої плати. Наприклад, якщо до вихідного проекту додано новий компонент, вам потрібно перевірити, чи специфікація оновлена ​​та узгоджена, ввівши правильний номер компонента, опис і значення.

6 – Використання опорних точок
Реперні точки, також відомі як орієнтири, — це круглі мідні фігури, які використовуються як орієнтири на складальних машинах із фіксацією. Fiducials дозволяє цим автоматичним машинам розпізнавати орієнтацію плати та правильно збирати компоненти для поверхневого монтажу з малим кроком, такі як Quad Flat Pack (QFP), Ball Grid Array (BGA) або Quad Flat No-Lead (QFN).

Фідуціали поділяються на дві категорії: глобальні фідуціальні маркери та локальні фідуціальні маркери. Глобальні контрольні позначки розміщені на краях друкованої плати, що дозволяє машинам підбору та розміщення визначати орієнтацію плати в площині XY. Локальні реперні позначки, розміщені біля кутів квадратних SMD-компонентів, використовуються установкою для точного позиціонування сліду компонента, тим самим зменшуючи відносні помилки позиціонування під час складання. Базові точки відіграють важливу роль, коли проект містить багато компонентів, розташованих близько один до одного. На малюнку 2 показано зібрану плату Arduino Uno з двома глобальними контрольними точками, виділеними червоним.