Pravidla návrhu sestav desek plošných spojů pro DFM a automatizovanou montáž

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 našich bezplatná recenze DFMDodržování těchto pokynů pomáhá zajistit úspěšnou montáž prvního 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

See Požadavky na soubor pro sestavení plošných spojů pro kompletní specifikace.

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

See požadavky na panelizaci pro SMT pro podrobné pokyny.

6.4 Získání kontroly návrhu

Odešlete svůj návrh společnosti Highleap Electronics bezplatná recenze DFMNaši inženýři ověří váš návrh podle těchto pravidel a poskytnou vám podrobnou Zpráva DFMPoužijte naše Kontrolní seznam pro DFM na plošných spojích k vlastnímu ověření před odesláním a kontrole Pokyny pro DFT ohledně požadavků na testovatelnost. Pro jakékoli dotazy ohledně návrhu nebo speciální požadavky kontaktujte náš technický tým.