Progettazione della producibilità del layout e del cablaggio del PCB

Per quanto riguarda il problema del layout e del cablaggio del PCB, oggi non parleremo di analisi dell'integrità del segnale (SI), analisi della compatibilità elettromagnetica (EMC), analisi dell'integrità della potenza (PI).Solo parlando dell'analisi di producibilità (DFM), la progettazione irragionevole della producibilità porterà anche al fallimento della progettazione del prodotto.
Il successo di un DFM in un layout PCB inizia con l'impostazione di regole di progettazione che tengano conto di importanti vincoli DFM.Le regole DFM mostrate di seguito riflettono alcune delle capacità di progettazione contemporanea che la maggior parte dei produttori può trovare.Assicurarsi che i limiti stabiliti nelle regole di progettazione PCB non li violino in modo da poter garantire la maggior parte delle restrizioni di progettazione standard.

Il problema DFM dell'instradamento del PCB dipende da un buon layout del PCB e le regole di instradamento possono essere preimpostate, incluso il numero di tempi di piegatura della linea, il numero di fori di conduzione, il numero di passaggi, ecc. Generalmente, viene effettuato il cablaggio esplorativo prima per collegare rapidamente le linee corte, quindi viene eseguito il cablaggio a labirinto.L'ottimizzazione del percorso di instradamento globale viene eseguita sui cavi da posare per primi e si tenta il ricablaggio per migliorare l'effetto complessivo e la producibilità del DFM.

Dispositivi 1.SMT
La spaziatura del layout del dispositivo soddisfa i requisiti di assemblaggio ed è generalmente maggiore di 20 mil per i dispositivi montati su superficie, 80 mil per i dispositivi IC e 200 mil per i dispositivi BGA.Al fine di migliorare la qualità e la resa del processo produttivo, la spaziatura dei dispositivi può soddisfare i requisiti di assemblaggio.

In generale, la distanza tra i pad SMD dei pin del dispositivo dovrebbe essere maggiore di 6mil e la capacità di fabbricazione del ponte di saldatura è di 4mil.Se la distanza tra i pad SMD è inferiore a 6 mil e la distanza tra la finestra di saldatura è inferiore a 4 mil, il ponte di saldatura non può essere mantenuto, con la conseguente formazione di grandi pezzi di saldatura (soprattutto tra i pin) nel processo di assemblaggio, che porteranno cortocircuitare.

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2.Dispositivo DIP
È necessario tenere conto della spaziatura dei pin, della direzione e della spaziatura dei dispositivi nel processo di saldatura su onda.Una distanza insufficiente tra i pin del dispositivo porterà allo stagno di saldatura, che porterà a un cortocircuito.

Molti progettisti riducono al minimo l'uso dei dispositivi in ​​linea (THTS) o li posizionano sullo stesso lato della scheda.Tuttavia, i dispositivi in ​​linea sono spesso inevitabili.In caso di combinazione, se il dispositivo in linea è posizionato sullo strato superiore e il dispositivo patch sullo strato inferiore, in alcuni casi ciò influirà sulla saldatura a onda su un lato.In questo caso vengono utilizzati processi di saldatura più costosi, come la saldatura selettiva.

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3.la distanza tra i componenti e il bordo della piastra
Se si tratta di saldatura a macchina, la distanza tra i componenti elettronici e il bordo della scheda è generalmente di 7 mm (diversi produttori di saldature hanno requisiti diversi), ma può anche essere aggiunta al bordo del processo di produzione del PCB, in modo che i componenti elettronici possano essere posizionato sul bordo della scheda PCB, purché sia ​​conveniente per il cablaggio.

Tuttavia, quando il bordo della piastra viene saldato, potrebbe incontrare il binario di guida della macchina e danneggiare i componenti.Il cuscinetto del dispositivo sul bordo della piastra verrà rimosso durante il processo di produzione.Se il pad è piccolo, la qualità della saldatura ne risentirà.

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4.Distanza dei dispositivi alta/bassa
Esistono molti tipi di componenti elettronici, forme diverse e una varietà di linee guida, quindi esistono differenze nel metodo di assemblaggio delle schede stampate.Una buona disposizione non solo può rendere la macchina stabile, resistente agli urti e ridurre i danni, ma può anche ottenere un effetto pulito e bello all'interno della macchina.

Gli apparecchi piccoli devono essere mantenuti ad una certa distanza dagli apparecchi alti.Il rapporto tra la distanza del dispositivo e l'altezza del dispositivo è ridotto e si verifica un'onda termica irregolare che può causare il rischio di saldature inadeguate o riparazioni dopo la saldatura.

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5.Spaziatura da dispositivo a dispositivo
Nella lavorazione smt generale, è necessario tenere conto di alcuni errori nel montaggio della macchina e della comodità della manutenzione e dell'ispezione visiva.I due componenti adiacenti non dovrebbero essere troppo vicini e dovrebbe essere lasciata una certa distanza di sicurezza.

La spaziatura tra i componenti scaglie, SOT, SOIC e componenti scaglie è di 1,25 mm.La spaziatura tra i componenti scaglie, SOT, SOIC e componenti scaglie è di 1,25 mm.2,5 mm tra PLCC e componenti lamellari, SOIC e QFP.4 mm tra PLCCS.Quando si progettano gli zoccoli PLCC, è necessario prestare attenzione alle dimensioni dello zoccolo PLCC (il pin PLCC si trova all'interno del fondo dello zoccolo).

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6.Larghezza della linea/distanza della linea
Per i progettisti, nel processo di progettazione, non possiamo considerare solo l'accuratezza e la perfezione dei requisiti di progettazione, ma esiste anche una grande limitazione nel processo di produzione.È impossibile per una fabbrica di cartone creare una nuova linea di produzione per la nascita di un buon prodotto.

In condizioni normali, la larghezza della linea inferiore è controllata su 4/4 mil e il foro è selezionato su 8 mil (0,2 mm).Fondamentalmente, oltre l'80% dei produttori di PCB è in grado di produrre e il costo di produzione è il più basso.La larghezza minima della linea e la distanza della linea possono essere controllate su 3/3 mil e è possibile selezionare 6 mil (0,15 mm) attraverso il foro.In sostanza, più del 70% dei produttori di PCB riescono a produrlo, ma il prezzo è leggermente più alto rispetto al primo caso, non troppo alto.

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7.Un angolo acuto/angolo retto
L'instradamento ad angolo acuto è generalmente vietato nel cablaggio, l'instradamento ad angolo retto è generalmente richiesto per evitare questa situazione nell'instradamento del PCB ed è quasi diventato uno degli standard per misurare la qualità del cablaggio.Poiché l'integrità del segnale viene compromessa, il cablaggio ad angolo retto genererà capacità e induttanza parassite aggiuntive.

Nel processo di produzione delle piastre PCB, i fili PCB si intersecano formando un angolo acuto, causando un problema chiamato angolo acido.Nel collegamento di incisione del circuito stampato, verrà causata un'eccessiva corrosione del circuito stampato in corrispondenza dell'"angolo acido", con conseguente problema di rottura virtuale del circuito stampato.Pertanto, gli ingegneri PCB devono evitare angoli acuti o strani nel cablaggio e mantenere un angolo di 45 gradi all'angolo del cablaggio.

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8. Striscia/isola in rame
Se si tratta di un'isola di rame sufficientemente grande, diventerà un'antenna, che può causare rumore e altre interferenze all'interno della scheda (poiché il suo rame non è messo a terra, diventerà un collettore di segnale).

Le strisce e le isole di rame sono costituiti da numerosi strati piatti di rame fluttuante, che possono causare seri problemi nella vasca dell'acido.È noto che piccoli punti di rame rompono il pannello PCB e si spostano verso altre aree incise sul pannello, provocando un cortocircuito.

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9. Anello dei fori
L'anello del foro si riferisce ad un anello di rame attorno al foro.A causa delle tolleranze nel processo di produzione, dopo la perforazione, l'incisione e la placcatura in rame, l'anello di rame rimanente attorno al foro non sempre colpisce perfettamente il punto centrale del cuscinetto, il che potrebbe causare la rottura dell'anello del foro.

Un lato dell'anello del foro deve essere maggiore di 3,5 mil e l'anello del foro di inserimento deve essere maggiore di 6 mil.L'anello del foro è troppo piccolo.Nel processo di produzione e fabbricazione, il foro di perforazione ha delle tolleranze e anche l'allineamento della linea ha delle tolleranze.La deviazione della tolleranza porterà l'anello forato a rompere il circuito aperto.

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10.Le lacrime dei cavi
L'aggiunta di strappi al cablaggio del PCB può rendere la connessione del circuito sulla scheda PCB più stabile e altamente affidabile, in modo che il sistema sia più stabile, quindi è necessario aggiungere strappi al circuito.

L'aggiunta di gocce può evitare la disconnessione del punto di contatto tra il filo e il pad o tra il filo e il foro pilota quando il circuito stampato viene colpito da un'enorme forza esterna.Quando si aggiungono gocce alla saldatura, è possibile proteggere il cuscinetto, evitare saldature multiple per far cadere il cuscinetto ed evitare incisioni irregolari e crepe causate dalla deflessione del foro durante la produzione.

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