תכנון ייצור של פריסת PCB וחיווט

לגבי פריסת ה-PCB ובעיית החיווט, היום לא נדבר על ניתוח שלמות אותות (SI), ניתוח תאימות אלקטרומגנטית (EMC), ניתוח שלמות הספק (PI).רק אם מדברים על ניתוח כושר הייצור (DFM), התכנון הלא סביר של כושר הייצור יוביל גם לכשל בתכנון המוצר.
DFM מוצלח בפריסת PCB מתחיל בקביעת כללי עיצוב שיתייחסו לאילוצי DFM חשובים.כללי DFM המוצגים להלן משקפים חלק מיכולות העיצוב העכשוויות שרוב היצרנים יכולים למצוא.ודא שהמגבלות שנקבעו בכללי עיצוב ה-PCB אינן מפרות אותן, כך שניתן להבטיח את רוב מגבלות התכנון הסטנדרטיות.

בעיית ה-DFM של ניתוב PCB תלויה בפריסת PCB טובה, וניתן להגדיר מראש את כללי הניתוב, כולל מספר זמני הכיפוף של הקו, מספר חורי הולכה, מספר השלבים וכו'. בדרך כלל, חיווט חקר מבוצע החוצה תחילה כדי לחבר קווים קצרים במהירות, ולאחר מכן מתבצע חיווט מבוך.אופטימיזציה של נתיב ניתוב גלובלי מתבצעת על החוטים שיונחו תחילה, וחיווט מחדש מנוסה כדי לשפר את ההשפעה הכוללת ואת יכולת הייצור של DFM.

1.התקני SMT
מרווח פריסת ההתקן עומד בדרישות ההרכבה, והוא בדרך כלל גדול מ-20 מיליליטר עבור התקנים צמודי משטח, 80 מייל עבור התקני IC ו-200 מייל עבור התקני BGA.על מנת לשפר את האיכות והתפוקה של תהליך הייצור, מרווח המכשיר יכול לעמוד בדרישות ההרכבה.

בדרך כלל, המרחק בין רפידות ה-SMD של פיני המכשיר צריך להיות גדול מ-6 מיליליטר, ויכולת הייצור של גשר ההלחמה בהלחמה היא 4 מיל.אם המרחק בין רפידות ה-SMD הוא פחות מ-6 מ"ל והמרחק בין חלון ההלחמה הוא פחות מ-4 מ"ל, לא ניתן לשמור את גשר ההלחמה, וכתוצאה מכך חתיכות גדולות של הלחמה (במיוחד בין הפינים) בתהליך ההרכבה, מה שיוביל לקצר חשמלי.

wps_doc_9

2.התקן DIP
יש לקחת בחשבון את מרווח הפינים, הכיוון והמרווח של המכשירים בתהליך הלחמת על גלים.מרווח פינים לא מספיק של המכשיר יוביל להלחמת פח, מה שיוביל לקצר חשמלי.

מעצבים רבים ממזערים את השימוש בהתקנים מקוונים (THTS) או מציבים אותם באותו צד של הלוח.עם זאת, התקנים מקוונים הם לרוב בלתי נמנעים.במקרה של שילוב, אם התקן ה-in-line ממוקם על השכבה העליונה ומכשיר התיקון ממוקם על השכבה התחתונה, במקרים מסוימים, זה ישפיע על הלחמת גל חד-צדדית.במקרה זה, נעשה שימוש בתהליכי ריתוך יקרים יותר, כגון ריתוך סלקטיבי.

wps_doc_0

3. המרחק בין הרכיבים לקצה הצלחת
אם מדובר בריתוך מכונה, המרחק בין הרכיבים האלקטרוניים לקצה הלוח הוא בדרך כלל 7 מ"מ (ליצרני ריתוך שונים יש דרישות שונות), אך ניתן להוסיף אותו גם בקצה תהליך ייצור ה-PCB, כך שניתן יהיה להרכיב את הרכיבים האלקטרוניים. ממוקם על קצה לוח ה-PCB, כל עוד זה נוח לחיווט.

עם זאת, כאשר קצה הצלחת מרותך, הוא עלול להיתקל במסילה המנחה של המכונה ולפגוע ברכיבים.כרית המכשיר בקצה הצלחת תוסר בתהליך הייצור.אם הרפידה קטנה, איכות הריתוך תושפע.

wps_doc_1

4. מרחק של מכשירים גבוהים/נמוכים
ישנם סוגים רבים של רכיבים אלקטרוניים, צורות שונות ומגוון קווי עופרת, כך שיש הבדלים בשיטת ההרכבה של לוחות מודפסים.פריסה טובה יכולה לא רק להפוך את המכונה ליציבה, חסינת זעזועים, להפחית נזק, אלא גם יכולה לקבל אפקט מסודר ויפה בתוך המכונה.

מכשירים קטנים חייבים להישמר במרחק מסוים סביב מכשירים גבוהים.מרחק המכשיר ליחס גובה המכשיר קטן, ישנו גל תרמי לא אחיד, שעלול לגרום לסיכון של ריתוך לקוי או תיקון לאחר ריתוך.

wps_doc_2

5. מרווח בין התקן למכשיר
בעיבוד smt כללי, יש צורך לקחת בחשבון שגיאות מסוימות בהרכבת המכונה, ולקחת בחשבון את נוחות התחזוקה והבדיקה החזותית.שני הרכיבים הסמוכים לא צריכים להיות קרובים מדי ויש להשאיר מרחק בטוח מסוים.

המרווח בין רכיבי פתיתים, SOT, SOIC ורכיבי פתיתים הוא 1.25 מ"מ.המרווח בין רכיבי פתיתים, SOT, SOIC ורכיבי פתיתים הוא 1.25 מ"מ.2.5 מ"מ בין רכיבי PLCC ופתיתים, SOIC ו-QFP.4 מ"מ בין PLCCS.בעת תכנון שקעי PLCC, יש להקפיד על גודל שקע ה-PLCC (הסיכה של PLCC נמצאת בתחתית השקע).

wps_doc_3

6. רוחב קו/מרחק קו
עבור מעצבים, בתהליך העיצוב, אנחנו יכולים לא רק לשקול את הדיוק והשלמות של דרישות העיצוב, יש מגבלה גדולה היא תהליך הייצור.לא ייתכן שמפעל קרש ייצור פס ייצור חדש להולדת מוצר טוב.

בתנאים רגילים, רוחב הקו של הקו למטה נשלט ל-4/4 מיל, והחור נבחר ל-8 מיל (0.2 מ"מ).בעיקרון, יותר מ-80% מיצרני ה-PCB יכולים לייצר, ועלות הייצור היא הנמוכה ביותר.ניתן לשלוט ברוחב הקו המינימלי ובמרחק הקו ל-3/3 מיל, וניתן לבחור 6 מיל (0.15 מ"מ) דרך החור.בעיקרון, יותר מ-70% יצרני PCB יכולים לייצר את זה, אבל המחיר מעט גבוה מהמקרה הראשון, לא גבוה מדי.

wps_doc_4

7. זווית חדה/זווית ישרה
ניתוב זווית חדה אסורה בדרך כלל בחיווט, ניתוב זווית ישרה נדרש בדרך כלל כדי למנוע את המצב בניתוב PCB, וכמעט הפך לאחד מהסטנדרטים למדידת איכות החיווט.מכיוון שלמות האות מושפעת, החיווט בזוית ישרה יפיק קיבול ושראות טפיליים נוספים.

בתהליך ייצור לוחות PCB, חוטי PCB מצטלבים בזווית חדה, מה שיגרום לבעיה הנקראת חומצה זווית.בקישור תחריט מעגל ה-PCB, קורוזיה מוגזמת של מעגל ה-PCB תיגרם ב"זווית החומצה", וכתוצאה מכך הבעיה הווירטואלית של מעגל ה-PCB.לכן, מהנדסי PCB צריכים להימנע מזוויות חדות או מוזרות בחיווט, ולשמור על זווית של 45 מעלות בפינת החיווט.

wps_doc_5

8.רצועת נחושת/אי
אם מדובר באי נחושת מספיק גדול, הוא יהפוך לאנטנה, מה שעלול לגרום לרעש והפרעות אחרות בתוך הלוח (מכיוון שהנחושת שלו אינה מוארקת - היא תהפוך לקולט אותות).

רצועות נחושת ואיים הם שכבות שטוחות רבות של נחושת צף חופשי, שעלולות לגרום לבעיות חמורות בשוקת החומצה.ידוע כי כתמי נחושת קטנים מנתקים את לוח ה-PCB ועוברים לאזורים חרוטים אחרים בלוח, וגורמים לקצר חשמלי.

wps_doc_6

9. טבעת חורים של קידוח חורים
טבעת החור מתייחסת לטבעת נחושת סביב חור הקידוח.עקב סובלנות בתהליך הייצור, לאחר קידוח, תחריט וציפוי נחושת, טבעת הנחושת הנותרת סביב חור הקידוח לא תמיד פוגעת בצורה מושלמת בנקודת המרכז של הרפידה, מה שעלול לגרום לטבעת החור להישבר.

צד אחד של טבעת החור חייב להיות גדול מ-3.5 מיליליטר, וטבעת החור המתחבר חייבת להיות גדולה מ-6 מיל.טבעת החורים קטנה מדי.בתהליך הייצור והייצור יש לחור הקידוח סובלנות וגם ליישור הקו יש סובלנות.סטיית הסובלנות תוביל לטבעת החור לשבור את המעגל הפתוח.

wps_doc_7

10. טיפות הדמעות של החיווט
הוספת קרעים לחיווט PCB יכולה להפוך את חיבור המעגל על ​​לוח ה-PCB ליציב יותר, אמינות גבוהה, כך שהמערכת תהיה יציבה יותר, ולכן יש צורך להוסיף קרעים ללוח המעגלים.

תוספת של טיפות דמעות יכולה למנוע את ניתוק נקודת המגע בין החוט והרפידה או החוט וחור הטייס כאשר המעגל מושפע מכוח חיצוני עצום.כאשר מוסיפים טיפות דמעות לריתוך, זה יכול להגן על הרפידה, למנוע ריתוך מרובה כדי לגרום לרפידה ליפול, ולמנוע תחריט לא אחיד וסדקים הנגרמים מהסטת חורים במהלך הייצור.

wps_doc_8