Pravidla návrhu sestav desek plošných spojů pro DFM a automatizovanou montáž

Pravidla pro návrh sestavy plošných spojů

Obsah

  1. Pravidla pro umístění komponent
  2. Požadavky na konstrukci podložek
  3. Úvahy o tepelném návrhu
  4. Referenční značky a prvky zarovnání
  5. Pokyny pro smíšené technologie
  6. Návrh pro automatizovanou montáž

Ve společnosti Highleap Electronics ověřujeme návrhy podle těchto pravidel během naší bezplatné kontroly DFM . Dodržování těchto pokynů pomáhá zajistit úspěšnou montáž v prvním průchodu.


1) Pravidla pro umístění komponent

Správné umístění součástí umožňuje efektivní automatizovanou montáž a zabraňuje vadám.

1.1 Požadavky na rozteč součástí

Typ rozteče Minimální Doporučená
SMD k SMD (stejná strana) 0.5mm 0.75mm
SMD do PTH 1.0mm 1.5mm
PTH na PTH 1.5mm 2.0mm
Součástka k okraji desky 2.0mm 3.0mm
Od komponentu k okraji kolejnice (panel) 3.0mm 5.0mm

1.2 Orientace komponent

Konzistentní orientace zlepšuje kontrolu a snižuje chyby při umístění:

  • Polarizované komponenty: Stejný směr polarity na celé desce
  • IC: Pin 1 v konzistentním rohu (obvykle vlevo nahoře)
  • Součásti čipu: Pokud je to možné, zarovnejte rovnoběžně s okraji desky
  • Konektory: Zvažte směr spojení a vedení kabelů

Orientace pro přetavení:

  • Kolmá orientace zabraňuje posunu součástek (vlnový efekt)
  • Malé součástky blízko okraje desky: dlouhá osa kolmá k okraji

1.3 Úvahy o výšce komponent

Pro pájení reflow:

  • Udržujte vysoké součásti v dostatečné vzdálenosti od malých (mezera 2 mm a více)
  • Vysoké komponenty mohou zastínit sousední malé díly
  • Při umisťování vysokých součástí berte v úvahu směr přetavení

Pro automatické umístění:

  • Umístěte vysoké komponenty za nízkoprofilové
  • Maximální výška obvykle 25 mm pro standardní vybavení
  • Velmi vysoké komponenty mohou vyžadovat ruční umístění

2) Požadavky na konstrukci podložek

Konstrukce pájecí plošky ovlivňuje kvalitu pájeného spoje a dlouhodobou spolehlivost.

2.1 Dimenze SMD kontaktů

Rozměry plošek by měly odpovídat specifikacím součástek. Obecné pokyny:

Čipové komponenty (0402 a větší):

  • Délka kontaktní plošky: 1.0× až 1.2× délka svorky
  • Šířka podložky: Stejná nebo mírně širší než šířka součástky
  • Prodloužení špičky: 0.25-0.5 mm za tělo součásti
  • Prodloužení paty: minimálně 0.25 mm

Integrované obvody s jemnou roztečí:

  • Používejte výrobcem doporučené rozměry stop
  • Zvažte vzory padů IPC-7351
  • Ověřte rozměry a jejich velikost oproti skutečné součástce

2.2 Návrh kontaktních plošek QFN/DFN

Zařízení QFN vyžadují zvláštní pozornost:

Periferní podložky:

  • Délka kontaktní plošky: Vzorek kontaktní plošky přesahuje okraj obalu o 0.25–0.5 mm
  • Žádná pájecí maska ​​mezi kontaktními ploškami a tepelnou podložkou

Tepelná podložka:

  • Velikost: 80–90 % plochy tepelné podložky komponenty
  • Pole průchodek: 0.3mm průchodky na mřížce 1.0-1.2mm
  • Výplň: Nutná k zabránění prosakování pájky
  • Pájecí maska: Otvor o něco menší než kontaktní ploška

2.3 Návrh BGA padů

Typ podložky:

  • NSMD (nedefinovaná pájecí maska): Preferováno pro jemné rozteče
  • SMD (Solder-Mask-Defined): Používá se pro velkou rozteč, lepší přilnavost

Průměr podložky:

  • NSMD: 75–80 % průměru kuličky
  • Otvor masky: Průměr podložky + minimálně 0.1 mm

Prostřednictvím úvah:

  • Propojovací podložka je přijatelná s výplní a uzávěrem
  • Routování dogbone pro BGA s větší roztečí
  • See pokyny pro šablonu otvoru pro pokrytí pastou

3) Úvahy o tepelném návrhu

Tepelná rovnováha zabraňuje vadám při montáži během reflow.

3.1 Prevence vzniku náhrobků

K tombstoningu dochází, když se jeden konec čipové součástky během přetavování zvedne v důsledku nerovnoměrného povrchového napětí pájky.

Preventivní strategie:

  • Vyrovnání tepelné hmoty na obou ploškách
  • Symetrické směrování tras k ploškám
  • Přidejte tepelnou úlevu, pokud se jedna podložka připojuje k rovině
  • Zabraňte vzniku stop pod součástkami čipu

3.2 Návrh tepelného odlehčení

Pro rovinné spoje:

  • Použijte dráty s tepelným odlehčením (typicky 4 dráty)
  • Šířka drátů: minimálně 0.25–0.3 mm
  • Vzduchová mezera: minimálně 0.25 mm

Kdy je potřeba tepelná úleva:

  • SMD plošky pro připojení k vnitřním rovinám
  • PTH podložky s rovinnými spoji
  • Jakákoli ploška vyžadující pájení přetavením/vlnou

3.3 Řízení velkých měděných oblastí

Velké měděné plochy (tepelné podložky, chladiče) ovlivňují reflow:

  • Dostatečnost předehřevu: Zajistěte, aby profil přetavení dosáhl všech oblastí
  • Krytí pastou: Na velkých tepelných podložkách snižte množství lepidla, aby se zabránilo jeho plovoucímu povrchu.
  • Prostřednictvím pole: Pomáhá vést teplo, vyžaduje vyplněné průchodky

Předložit k přezkoumání shromážděním

4) Referenční značky a prvky zarovnání

Referenční značky umožňují automatické optické zarovnání pro umístění součástek.

4.1 Globální referenční body

Požadavky:

  • Minimálně 3 na desku/panel (2 diagonální + 1 pro orientaci)
  • Umístěno v panelových lištách pro panelové desky
  • Asymetrické umístění zabraňuje chybám orientace o 180°

Specifikace:

  • Průměr podložky: typicky 1.0 mm (přijatelný 0.5 mm–2.0 mm)
  • Otvor pájecí masky: 2× průměr plošky
  • Vzdálenost od ostatních prvků: minimálně 3 mm
  • Měděná povrchová úprava: Stejná jako u desky (není pokryta pájecí maskou)

4.2 Místní referenční body

Lokální referenční značky zlepšují přesnost umístění komponent s jemnou roztečí.

V případě potřeby:

  • Součástky s roztečí ≤0.5 mm
  • BGA s roztečí kuliček ≤0.8 mm
  • Součásti vyžadující menší toleranci umístění

Umístění:

  • Dvě referenční značky na komponentu (diagonální rohy)
  • Do 50 mm od součástky
  • Není sdíleno mezi komponentami

4.3 Nástrojové otvory

Pro manipulaci s panely:

  • Průměr: typicky 3.0–4.0 mm (nepokovený)
  • Umístění: V panelových lištách, symetricky umístěno
  • Vzdálenost: 5 mm od okraje desky

5) Pokyny pro smíšené technologie

Desky s povrchovou montáží (SMT) i s vývody do otvoru vyžadují zvláštní pozornost.

5.1 Postupnost procesu

Typický tok smíšené technologie:

  1. SMT Strana 1: Vložit tisk → Umístit → Přeformátovat
  2. SMT Strana 2 (pokud je k dispozici): Vložit tisk → Umístit → Přeformátovat
  3. Průchozí otvor: Vložení → Vlnová nebo selektivní pájka
  4. Ruční montáž (pokud existuje)

5.2 Úvahy o vlnovém pájení

Orientace komponent:

  • Dlouhá osa kolmá ke směru vlny
  • Konektory na zadní hraně (poslední, který opustí vlnu)

SMT na straně vlny:

  • Omezeno na součásti určené pro vlnovou teplotu
  • Lepidlo potřebné k udržení součástí během vlny
  • Vyhněte se malé rozteči a BGA na straně vlny

5.3 Selektivní pájení

Selektivní pájení umožňuje pájení skrz otvor s povrchovou úpravou (SMT) na stejné straně:

Návrh pro selektivní:

  • Volný prostor kolem THT destiček pro přístup k tryskám
  • Pokud je to možné, seskupujte komponenty THT
  • Zvažte zloděje pájky pro tepelnou hmotnostní bilanci

6) Návrh pro automatizovanou montáž

Optimalizace pro automatizaci snižuje náklady a zlepšuje kvalitu.

6.1 Výběr součástek

Preferujte komponenty vhodné pro automatizaci:

  • Standardní balení na pásce a cívce
  • Konzistentní komponentní těla
  • Jasné označení polarity
  • Výrobcem doporučené rozměry

Vyhněte se nebo minimalizujte:

  • Součásti neobvyklého tvaru vyžadující ruční umístění
  • Nestandardní balení
  • Příliš malé (0201) nebo příliš velké součástky pro dané zařízení

6.2 Požadavky na návrhový soubor

Kompletní balíček souborů umožňuje efektivní montáž:

  • Gerbery: Kompletní výrobní data
  • Vybrat a umístit soubor: Souřadnice komponent pro umístění
  • Centroidní soubor: Souřadnice XY, rotace, strana
  • DOBRÝ: Kompletní s čísly dílů výrobce
  • Montážní výkres: Referenční informace o umístění komponent

Úplné specifikace naleznete v požadavcích na soubor pro sestavení desek plošných spojů .

6.3 Návrh panelu

Správné panelování zlepšuje efektivitu montáže:

  • Konzistentní orientace desky
  • Zařízení pro porovnávání rozměrů kolejnic
  • Referenční značky a nástroje v kolejnicích
  • Dostatečná vzdálenost od trasy/V-skóre

Podrobné pokyny naleznete v požadavcích na panelizaci pro SMT .

6.4 Získání kontroly návrhu

Odešlete svůj návrh společnosti Highleap Electronics k bezplatnému posouzení DFM . Naši inženýři ověří váš návrh podle těchto pravidel a poskytnou podrobnou zprávu DFM . Před odesláním použijte náš kontrolní seznam DFM pro desky plošných spojů k vlastnímu ověření a prostudujte si pokyny DFT pro požadavky na testovatelnost. Pro konzultaci jakýchkoli dotazů týkajících se návrhu nebo speciálních požadavků kontaktujte náš technický tým.

Charles L - CAM a výrobní inženýr pro plošné spoje ve společnosti Highleap Electronics

 

O autorovi
Charles L. - Výrobní inženýr a inženýr pro CAM a výrobu plošných spojů at Highleap Electronics

Karel má více než 10 let zkušeností v oblasti CAM inženýrství desek plošných spojů a výroby elektroniky, specializuje se na ověřování souborů desek plošných spojů, DFM analýzu a přípravu výroby vícevrstvých, HDI, RF a vysokorychlostních desek. Díky znalosti Genesis, InCAM a CAM350 zajišťuje přesná data, stabilní procesy a vysokou produktivitu výroby.

Ve společnosti Highleap Electronics se zaměřuje na optimalizaci procesů a hodnocení vyrobitelnosti, aby pomohl zákazníkům snížit rizika, zkrátit dodací lhůty a dosáhnout spolehlivých výrobních výsledků.


inLinkedIn

získat okamžitou cenovou nabídku

doporučené příspěvky

Jak získat cenovou nabídku na PCB

Nechte nás provést analýzu DFM/DFA za vás a ozveme se vám s přehledem.

Své soubory můžete bezpečně nahrávat prostřednictvím našich webových stránek.

Abychom vám mohli poskytnout cenovou nabídku, potřebujeme následující informace:

    • Gerber, ODB++ nebo .pcb, spec.
    • Seznam kusovníků, pokud požadujete montáž
    • Množství
    • Čas otáčení

Kromě výroby desek plošných spojů nabízíme komplexní řadu elektronických služeb, včetně návrhu desek plošných spojů, montáže desek plošných spojů (PCBA) a řešení na klíč. Ať už potřebujete pomoc s prototypováním, ověřováním návrhu, získáváním komponent nebo hromadnou výrobou, poskytujeme komplexní podporu, abychom zajistili úspěch vašeho projektu. Pro služby PCBA poskytněte svůj kusovník (Bill of Materials) a jakékoli konkrétní pokyny k sestavení. Nabízíme také analýzu DFM/DFA pro optimalizaci vašich návrhů z hlediska vyrobitelnosti a montáže, což zajišťuje hladký výrobní proces.






    Rychlá poznámka: Náš tým vám krátce po odeslání zašle e-mail. Abyste měli jistotu, že obdržíte naši odpověď, laskavě doporučujeme kontrola složky s nevyžádanou poštou/spamem pokud nevidíte naši zprávu ve své schránce.