PCB 設(shè)計(jì)中可靠布局元件放置的注意事項(xiàng)

印刷電路板技術(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)停止。目前，工程團(tuán)隊(duì)正在研究通過使用更精細(xì)間距的器件來提高電路密度的方法。當(dāng)這些元件放置在PCB上時(shí)，誤差幅度將隨著引腳間距的增加而減小。 讓我們看看如何在裝配線上啟用這些部件。

PCB 元件批量生產(chǎn)的第一步是準(zhǔn)備容納元件的電路板。 在開始組裝過程之前，可以將板在烤箱中脫水。 即使它們被包裝在裝有一小袋干燥劑的密封容器中，水一次仍然只能進(jìn)入一個(gè)海綿狀介電材料分子中。 預(yù)烘烤會(huì)釋放蒸汽，可能影響回流焊接。

最佳選擇：表面貼裝元件的純混合

理想情況下，就引腳間距和其他物理方面而言，電路板上的所有部件都將使用相同類型的技術(shù)，并且將是大致相同類型的組件。越來越高的組件與越來越小、越來越輕的組件并不是一個(gè)好的組合。個(gè)子高的人會(huì)在周圍不太熱的區(qū)域產(chǎn)生陰影。

大多數(shù)元件數(shù)據(jù)表都包含一些焊接說明。推薦的糊劑類型可以在粒度范圍內(nèi)指定。 顯示熱曲線的圖表可能會(huì)給出最佳結(jié)果。首先，預(yù)熱升至接近回流溫度，然后達(dá)到焊接溫度峰值，然后進(jìn)入冷卻階段。 覆蓋特定電路板上組件的所有熱曲線將顯示與推薦的工藝窗口相似但不完全匹配的結(jié)果。

完美的電路板的所有組件都在同一方向。它們都將被表面安裝并位于電路板的同一側(cè)。避免使用帶有隱藏引線的元件，或者留出額外的空間作為“圍場”，使維修噴嘴與電路板表面完全接觸。如果不需要拆卸和焊接一堆無源元件，但其中一些元件確實(shí)想要靠近特定的引腳，那么效率會(huì)更高。

使用細(xì)間距元件的注意事項(xiàng)

如果使用細(xì)間距設(shè)備，它還會(huì)有一對局部參考標(biāo)記，以允許拾取頭記錄其準(zhǔn)確位置，以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的放置。 這些基準(zhǔn)測試將作為板級(jí)基準(zhǔn)測試的補(bǔ)充，并且如果它們之間存在對稱性，則可以在設(shè)備之間共享。 理想情況下，每個(gè)組件都將面向具有相同且統(tǒng)一極性標(biāo)記的基本方向。

現(xiàn)實(shí)世界并非如此，但這是一個(gè)目標(biāo)。 在30年的PCB布局中，我從來沒有把所有的電容和電阻都做成同一個(gè)方向，更不用說所有的極化元件了。 這個(gè)想法是讓人們知道如何放置組件以獲得最佳性能，并確定盡可能使用這個(gè)角度的大致方向。

這樣你就可以準(zhǔn)備好近乎完美的布局并準(zhǔn)備好組裝電路板了。 下一步是涂焊膏。 在 PCB 上沉積焊膏必須準(zhǔn)確且可重復(fù)。 較小的板或具有復(fù)雜輪廓的板將需要組裝子面板。同時(shí)，較大的電路板通常在邊緣包含無元件區(qū)域，用于放置和焊接過程。 通常，我們會(huì)在電路板的較長邊緣上尋找 5 毫米寬的無元件空間，以便機(jī)器可以捕獲它們。 模具孔將有助于晶圓廠、模板、拾取和放置以及測試夾具的可重復(fù)且無錯(cuò)誤的定向。 三個(gè)對準(zhǔn)孔提供了這種保證。

除了較大的晶圓廠面板之外，您還可以使用裝配子面板返回電路板。 在選擇需要安裝導(dǎo)軌的邊緣之前，請考慮組件的方向。 表面安裝和通孔組件具有穿過焊接臺(tái)的最佳方向。 重點(diǎn)是防止焊橋和其他缺陷（我們將在稍后討論）。

無源元件喜歡穿過烘箱的另一端并進(jìn)入工藝流程。 這樣，兩個(gè)焊盤就可以同時(shí)看到相同的溫度曲線。 如果一側(cè)先于另一側(cè)回流和固化，則更有可能出現(xiàn)冷焊和焊接干擾等缺陷。 冷焊料的外觀暗淡，并且不會(huì)出現(xiàn)表明潤濕適當(dāng)?shù)膱A角。 受干擾的焊料具有不規(guī)則的輪廓，表明在從液態(tài)焊料到固態(tài)焊料的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變過程中元件發(fā)生了一些移動(dòng)。 這是導(dǎo)致潛在缺陷的兩類缺陷，也是最嚴(yán)重的缺陷。

放置不當(dāng)?shù)慕M件也可以像吊橋一樣從其中一個(gè)焊盤上提起，盡管我們稱之為墓碑。 我曾經(jīng)遇到過陶瓷和線繞元件實(shí)際上由于不同的熱分布曲線的應(yīng)力而破裂的情況。 出現(xiàn)這些缺陷的原因是電容器/電感器的一端靠近板的邊緣，而另一端位于板的內(nèi)側(cè)。 在回流爐中，隨著鍍板時(shí)間內(nèi)溫度上升和下降的速度加快，邊緣變得更熱。

可靠放置的關(guān)鍵要素是組件之間的空間。 我們想要最短的射頻路徑，所以這將是首先考慮的。 寬總線還要求驅(qū)動(dòng)器和接收器之間距離很近。 幾乎所有去耦電容器都將受益于靠近相關(guān)電源引腳。 晶體應(yīng)保持短時(shí)間牽引。 似乎每個(gè)小部件都希望在主芯片旁邊有一個(gè)點(diǎn)。

即便如此，組件的喘息空間越大，退化和失效的預(yù)期時(shí)間就越長。 距離很近但不擁擠？ 如何根據(jù)共存和熱管理的需要選擇性分離。 有太多的因素把我們推向不同的方向。 巧妙的安排讓所有參與者都同樣緊張，沒有人太緊張。

一路分享您的工作比以往任何時(shí)候都更加重要。 我們的主要目標(biāo)是開發(fā)出每個(gè)人都可以在設(shè)計(jì)周期結(jié)束時(shí)購買的產(chǎn)品。 我們最不想做的就是將棋盤設(shè)計(jì)成一艘擱淺并卡在運(yùn)河中的巨輪。 這就是各派仍在努力解決分歧時(shí)的感覺。

獲得完整的布局比獲得完整的設(shè)計(jì)更困難。