Κανόνες Σχεδιασμού Συναρμολόγησης PCB για DFM και Αυτοματοποιημένη Συναρμολόγηση

Πίνακας περιεχομένων

1. Κανόνες Τοποθέτησης Στοιχείων
2. Απαιτήσεις σχεδιασμού μαξιλαριού
3. Ζητήματα Θερμικού Σχεδιασμού
4. Χαρακτηριστικά εμπιστευτικών πληροφοριών και ευθυγράμμισης
5. Οδηγίες για τη Μικτή Τεχνολογία
6. Σχεδιασμός για Αυτοματοποιημένη Συναρμολόγηση

Στην Highleap Electronics, επαληθεύουμε τα σχέδια σύμφωνα με αυτούς τους κανόνες κατά τη διάρκεια των εργασιών μας. Δωρεάν αξιολόγηση DFMΗ τήρηση αυτών των οδηγιών βοηθά στην εξασφάλιση της επιτυχίας της συναρμολόγησης κατά το πρώτο στάδιο.

---

1) Κανόνες Τοποθέτησης Στοιχείων

Η σωστή τοποθέτηση των εξαρτημάτων επιτρέπει την αποτελεσματική αυτοματοποιημένη συναρμολόγηση και αποτρέπει ελαττώματα.

1.1 Απαιτήσεις Διαστήματος Εξαρτημάτων

Τύπος απόστασης	Ελάχιστο	Συνιστάται
SMD σε SMD (ίδια πλευρά)	0.5mm	0.75mm
SMD σε PTH	1.0mm	1.5mm
PTH σε PTH	1.5mm	2.0mm
Εξάρτημα στην άκρη της σανίδας	2.0mm	3.0mm
Εξάρτημα προς άκρη ράγας (πάνελ)	3.0mm	5.0mm

1.2 Προσανατολισμός Στοιχείων

Ο συνεπής προσανατολισμός βελτιώνει την επιθεώρηση και μειώνει τα σφάλματα τοποθέτησης:

• Πολωμένα εξαρτήματα: Ίδια κατεύθυνση πολικότητας σε όλους τους τομείς
• ολοκληρωμένα κυκλώματα (ICs): Καρφίτσα 1 σε σταθερή γωνία (συνήθως πάνω αριστερά)
• Στοιχεία τσιπ: Ευθυγραμμίστε παράλληλα με τις άκρες της σανίδας, όταν είναι δυνατόν.
• Συνδέσεις: Λάβετε υπόψη την κατεύθυνση ζευγαρώματος και τη δρομολόγηση καλωδίων

Προσανατολισμός για αναδιαμόρφωση:

• Ο κάθετος προσανατολισμός αποτρέπει τη μετατόπιση των εξαρτημάτων (φαινόμενο κύματος)
• Μικρά εξαρτήματα κοντά στην άκρη της πλακέτας: μακρύς άξονας κάθετος στην άκρη

1.3 Ζητήματα ύψους εξαρτημάτων

Για συγκόλληση επανακυκλοφορίας:

• Κρατήστε τα ψηλά εξαρτήματα μακριά από μικρά (διάκενο 2 mm+)
• Τα ψηλά εξαρτήματα μπορούν να σκιάσουν παρακείμενα μικρά εξαρτήματα
• Λάβετε υπόψη την κατεύθυνση της επαναροής κατά την τοποθέτηση ψηλών εξαρτημάτων

Για αυτοματοποιημένη τοποθέτηση:

• Τοποθετήστε ψηλά εξαρτήματα μετά από χαμηλού προφίλ
• Μέγιστο ύψος συνήθως 25 mm για τον βασικό εξοπλισμό
• Πολύ ψηλά εξαρτήματα ενδέχεται να απαιτούν χειροκίνητη τοποθέτηση

---

2) Απαιτήσεις σχεδιασμού μαξιλαριού

Ο σχεδιασμός του μαξιλαριού επηρεάζει την ποιότητα της συγκόλλησης και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.

2.1 Διαστασιολόγηση SMD Pad

Οι διαστάσεις των μαξιλαριών πρέπει να ταιριάζουν με τις προδιαγραφές των εξαρτημάτων. Γενικές οδηγίες:

Στοιχεία τσιπ (0402 και μεγαλύτερα):

• Μήκος μαξιλαριού: 1.0× έως 1.2× μήκος ακροδέκτη
• Πλάτος μαξιλαριού: Ίσο ή ελαφρώς μεγαλύτερο από το πλάτος του εξαρτήματος
• Επέκταση δακτύλων: 0.25-0.5 mm πέρα ​​από το σώμα του εξαρτήματος
• Επέκταση φτέρνας: τουλάχιστον 0.25 mm

Ολοκληρωμένα ολοκληρωμένα κυκλώματα λεπτού βήματος:

• Χρησιμοποιήστε αποτυπώματα που συνιστώνται από τον κατασκευαστή
• Εξετάστε τα μοτίβα μαξιλαριών IPC-7351
• Επαλήθευση αποτυπώματος σε σχέση με το πραγματικό στοιχείο

2.2 Σχεδιασμός μαξιλαριού QFN/DFN

Οι συσκευές QFN απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή:

Περιφερειακά μαξιλαράκια:

• Μήκος μαξιλαριού: Το μοτίβο εδάφους εκτείνεται 0.25-0.5 mm πέρα ​​από την άκρη της συσκευασίας
• Δεν υπάρχει μάσκα συγκόλλησης μεταξύ των μαξιλαριών και του θερμικού μαξιλαριού

Θερμικό μαξιλαράκι:

• Μέγεθος: 80-90% της επιφάνειας του θερμικού μαξιλαριού εξαρτήματος
• Διάταξη μέσω συστοιχίας: οπές 0.3 mm σε πλέγμα 1.0-1.2 mm
• Μέσω πλήρωσης: Απαιτείται για την αποφυγή διαρροής κολλήσεων
• Μάσκα συγκόλλησης: Άνοιγμα ελαφρώς μικρότερο από το μαξιλάρι

2.3 Σχεδιασμός BGA Pad

Τύπος μαξιλαριού:

• NSMD (Μη καθορισμένο για μάσκα συγκόλλησης): Προτιμάται για λεπτό βήμα
• SMD (Solder-Mask-Defined): Χρησιμοποιείται για μεγάλο βήμα, καλύτερη πρόσφυση

Διάμετρος μαξιλαριού:

• NSMD: 75-80% της διαμέτρου της μπάλας
• Άνοιγμα μάσκας: Διάμετρος μαξιλαριού + ελάχιστο 0.1 mm

Μέσω σκέψεων:

• Αποδεκτό το Via-in-pad με γέμιση και καπάκι
• Δρομολόγηση dog-bone για BGA μεγαλύτερου βήματος
• Βλέπω οδηγίες διαφράγματος στένσιλ για κάλυψη με πάστα

3) Ζητήματα Θερμικού Σχεδιασμού

Η θερμική ισορροπία αποτρέπει ελαττώματα συναρμολόγησης κατά την επαναπλήρωση.

3.1 Πρόληψη της επιμνημόσυνης δέησης

Η επιφανειακή κόλληση (tombstoning) συμβαίνει όταν το ένα άκρο ενός εξαρτήματος τσιπ ανασηκώνεται κατά την επαναροή λόγω άνισης επιφανειακής τάσης της συγκόλλησης.

Στρατηγικές πρόληψης:

• Ισορροπήστε τη θερμική μάζα και στα δύο τακάκια
• Συμμετρική δρομολόγηση ίχνους σε pads
• Προσθέστε θερμική ανακούφιση εάν ένα επίθεμα συνδεθεί με το επίπεδο
• Αποφύγετε την εκτέλεση ιχνών κάτω από τα στοιχεία του τσιπ

3.2 Σχεδιασμός θερμικής ανακούφισης

Για συνδέσεις επιπέδου:

• Χρησιμοποιήστε θερμικές ακτίνες ανακούφισης (συνήθως 4 ακτίνες)
• Πλάτος ακτίνων: ελάχιστο 0.25-0.3 mm
• Διάκενο αέρα: ελάχιστο 0.25 mm

Όταν χρειάζεται θερμική ανακούφιση:

• Τακάκια SMD που συνδέονται με εσωτερικά επίπεδα
• Επιθέματα PTH με επίπεδες συνδέσεις
• Οποιοδήποτε ταμπόν που απαιτεί επανακυκλοφορία/κύμα συγκόλλησης

3.3 Διαχείριση Μεγάλων Περιοχών Χαλκού

Οι μεγάλες περιοχές χαλκού (θερμικά μαξιλαράκια, ψύκτρες) επηρεάζουν την επανακυκλοφορία:

• Επάρκεια προθέρμανσης: Βεβαιωθείτε ότι το προφίλ αναπλήρωσης φτάνει σε όλες τις περιοχές
• Κάλυψη επικόλλησης: Μειώστε την πάστα σε μεγάλα θερμικά μαξιλαράκια για να αποφύγετε την επιπλέουσα επιφάνεια
• Μέσω πίνακα: Βοηθά στην αγωγή της θερμότητας, απαιτεί γεμάτες οπές διέλευσης

Υποβολή για αξιολόγηση της Συνέλευσης

4) Χαρακτηριστικά εμπιστευτικών πληροφοριών και ευθυγράμμισης

Τα fiducials επιτρέπουν την αυτοματοποιημένη οπτική ευθυγράμμιση για την τοποθέτηση εξαρτημάτων.

4.1 Παγκόσμια Πιστοποιητικά

απαιτήσεις:

• Ελάχιστο 3 ανά πίνακα/πάνελ (2 διαγώνια + 1 για προσανατολισμό)
• Τοποθετημένο σε ράγες πάνελ για σανίδες με πάνελ
• Η ασύμμετρη τοποθέτηση αποτρέπει σφάλματα προσανατολισμού 180°

Προδιαγραφές:

• Διάμετρος μαξιλαριού: τυπική 1.0 mm (αποδεκτή 0.5 mm-2.0 mm)
• Άνοιγμα μάσκας συγκόλλησης: 2× διάμετρος μαξιλαριού
• Απόσταση από άλλα χαρακτηριστικά: τουλάχιστον 3 mm
• Φινίρισμα χαλκού: Ίδιο με την πλακέτα (δεν καλύπτεται από μάσκα συγκόλλησης)

4.2 Τοπικοί Πιστοποιητικοί Φορείς

Οι τοπικοί εμπιστευτικοί φορείς βελτιώνουν την ακρίβεια τοποθέτησης για εξαρτήματα λεπτού βήματος.

Όταν απαιτείται:

• Στοιχεία με βήμα ≤0.5mm
• BGA με βήμα μπάλας ≤0.8 mm
• Εξαρτήματα που απαιτούν αυστηρότερη ανοχή τοποθέτησης

Τοποθέτηση:

• Δύο fiducials ανά στοιχείο (διαγώνιες γωνίες)
• Εντός 50 mm από το εξάρτημα
• Δεν είναι κοινόχρηστο μεταξύ των στοιχείων

4.3 Οπές Εργαλείων

Για τον χειρισμό πάνελ:

• Διάμετρος: τυπική 3.0-4.0 mm (χωρίς επιμετάλλωση)
• Τοποθεσία: Σε ράγες πάνελ, συμμετρικά τοποθετημένα
• Απόσταση: 5 χιλιοστά από την άκρη της σανίδας

---

5) Οδηγίες για τις Μικτές Τεχνολογίες

Οι σανίδες με SMT και διαμπερή οπή απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή.

5.1 Ακολουθία Διαδικασίας

Τυπική ροή μικτής τεχνολογίας:

1. SMT Όψη 1: Επικόλληση εκτύπωσης → Τοποθέτηση → Αναδιαμόρφωση
2. SMT Όψη 2 (εάν υπάρχει): Επικόλληση εκτύπωσης → Τοποθέτηση → Αναδιαμόρφωση
3. Διαμπερής οπή: Εισαγωγή → Κυματοειδής ή επιλεκτική συγκόλληση
4. Χειροκίνητη συναρμολόγηση (εάν υπάρχει)

5.2 Ζητήματα συγκόλλησης κύματος

Προσανατολισμός εξαρτημάτων:

• Μακρύς άξονας κάθετος στην κατεύθυνση του κύματος
• Συνδέσεις πίσω άκρου (τελευταίο κύμα εξόδου)

SMT στην πλευρά του κύματος:

• Περιορίζεται σε εξαρτήματα που έχουν ονομαστική θερμοκρασία κύματος
• Απαιτείται κόλλα για τη συγκράτηση των εξαρτημάτων κατά τη διάρκεια του κύματος
• Αποφύγετε το μικρό βήμα και τα BGA στην πλευρά του κύματος

5.3 Επιλεκτική συγκόλληση

Η επιλεκτική συγκόλληση επιτρέπει τη διαμπερή οπή με SMT στην ίδια πλευρά:

Σχεδιασμός για επιλεκτικότητα:

• Διάκενο γύρω από τα μαξιλαράκια THT για πρόσβαση στο ακροφύσιο
• Ομαδοποιήστε τα στοιχεία THT όταν είναι δυνατόν,
• Σκεφτείτε τους κλέφτες συγκολλήσεων για θερμική ισορροπία μάζας

---

6) Σχεδιασμός για Αυτοματοποιημένη Συναρμολόγηση

Η βελτιστοποίηση για αυτοματοποίηση μειώνει το κόστος και βελτιώνει την ποιότητα.

6.1 Επιλογή Στοιχείων

Προτιμήστε εξαρτήματα φιλικά προς τον αυτοματισμό:

• Τυπική συσκευασία με ταινία και ρολό
• Συνεπή συστατικά σώματα
• Σαφείς σημάνσεις πολικότητας
• Συνιστώμενες από τον κατασκευαστή περιοχές

Αποφύγετε ή ελαχιστοποιήστε:

• Στοιχεία με περίεργη μορφή που απαιτούν χειροκίνητη τοποθέτηση
• Μη τυποποιημένη συσκευασία
• Πολύ μικρά εξαρτήματα (0201) ή πολύ μεγάλα για τον εξοπλισμό

6.2 Απαιτήσεις Αρχείου Σχεδιασμού

Το πλήρες πακέτο αρχείων επιτρέπει την αποτελεσματική συναρμολόγηση:

• Γκέρμπερς: Πλήρη δεδομένα κατασκευής
• Επιλογή και τοποθέτηση αρχείου: Συντεταγμένες στοιχείων για τοποθέτηση
• Αρχείο Centroid: Συντεταγμένες XY, περιστροφή, πλευρά
• BOM: Συμπληρώστε με τους αριθμούς ανταλλακτικών του κατασκευαστή
• Σχέδιο συναρμολόγησης: Αναφορά τοποθέτησης στοιχείου

Βλέπω Απαιτήσεις αρχείου συναρμολόγησης PCB για πλήρεις προδιαγραφές.

6.3 Σχεδιασμός πάνελ

Η σωστή τοποθέτηση πάνελ βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της συναρμολόγησης:

• Συνεπής προσανατολισμός του διοικητικού συμβουλίου
• Εξοπλισμός αντιστοίχισης διαστάσεων σιδηροτροχιάς
• Πιστοποιητικά και εργαλεία σε ράγες
• Επαρκής απόσταση από τη δρομολόγηση/V-score

Βλέπω απαιτήσεις πάνελ για SMT για λεπτομερείς οδηγίες.

6.4 Λήψη Αναθεώρησης Σχεδιασμού

Υποβάλετε το σχέδιό σας στην Highleap Electronics για Δωρεάν αξιολόγηση DFMΟι μηχανικοί μας επαληθεύουν το σχέδιό σας σύμφωνα με αυτούς τους κανόνες και παρέχουν λεπτομερή Έκθεση DFMΧρησιμοποιήστε το Λίστα ελέγχου PCB DFM για αυτοεπαλήθευση πριν από την υποβολή και έλεγχο Οδηγίες DFT για απαιτήσεις δοκιμασιμότητας. Επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μας για να συζητήσετε τυχόν ερωτήσεις σχεδιασμού ή ειδικές απαιτήσεις.