Designregler för kretskortsmontering för DFM och automatiserad montering

Innehållsförteckning

1. Regler för komponentplacering
2. Krav på dyndesign
3. Överväganden vid termisk design
4. Referensvärden och justeringsfunktioner
5. Riktlinjer för blandad teknik
6. Design för automatiserad montering

På Highleap Electronics verifierar vi design mot dessa regler under vår gratis DFM-recensionAtt följa dessa riktlinjer hjälper till att säkerställa att monteringen lyckas vid första genomgången.

---

1) Regler för komponentplacering

Korrekt placering av komponenter möjliggör effektiv automatiserad montering och förhindrar defekter.

1.1 Krav på komponentavstånd

Avståndstyp	Minsta	Rekommenderad
SMD till SMD (samma sida)	0.5mm	0.75mm
SMD till PTH	1.0mm	1.5mm
PTH till PTH	1.5mm	2.0mm
Komponent till kortkant	2.0mm	3.0mm
Komponent till skenkant (panel)	3.0mm	5.0mm

1.2 Komponentorientering

Konsekvent orientering förbättrar inspektionen och minskar placeringsfel:

• Polariserade komponenter: Samma polaritetsriktning över hela kortet
• IC:er: Stift 1 i det konsekventa hörnet (vanligtvis övre vänstra)
• Chipkomponenter: Justera parallellt med brädans kanter när det är möjligt
• Anslutningar: Tänk på anslutningsriktning och kabeldragning

Orientering för omflöde:

• Vinkelrätt orientering förhindrar komponentförskjutning (vågeffekt)
• Små komponenter nära kortkanten: lång axel vinkelrät mot kanten

1.3 Att beakta komponenthöjd

För omlödningslödning:

• Håll höga komponenter borta från små (2 mm+ avstånd)
• Höga komponenter kan skugga intilliggande små delar
• Tänk på omflödesriktningen vid placering av höga komponenter

För automatiserad placering:

• Placera höga komponenter efter lågprofil
• Maximal höjd vanligtvis 25 mm för standardutrustning
• Mycket höga komponenter kan kräva manuell placering

---

2) Krav för dyndesign

Plattdesignen påverkar lödfogens kvalitet och långsiktiga tillförlitlighet.

2.1 SMD-plattans storlek

Måtten på dynorna bör överensstämma med komponentspecifikationerna. Allmänna riktlinjer:

Chipkomponenter (0402 och större):

• Längd på plattan: 1.0× till 1.2× terminallängd
• Bredd på dynan: Lika med eller något bredare än komponentens bredd
• Tåförlängning: 0.25–0.5 mm bortom komponentkroppen
• Hälförlängning: minst 0.25 mm

Finpitch-kretsar:

• Använd tillverkarens rekommenderade fotavtryck
• Överväg IPC-7351-dynmönster
• Verifiera fotavtryck mot faktisk komponent

2.2 QFN/DFN-dyndesign

QFN-enheter kräver särskild uppmärksamhet:

Perifera dynor:

• Längd på dynan: Landmönstret sträcker sig 0.25–0.5 mm bortom paketets kant
• Ingen lödmask mellan plattorna och termoplattan

Termisk kudde:

• Storlek: 80–90 % av komponentens termiska yta
• Via-matris: 0.3 mm vias på 1.0–1.2 mm rutnät
• Viafyllning: Krävs för att förhindra lödtransport
• Lödmask: Öppningen är något mindre än plattan

2.3 BGA-plattans design

Typ av dyna:

• NSMD (icke-lödmaskdefinierad): Föredras för fin stigning
• SMD (lödmaskdefinierad): Används för stor delning, bättre vidhäftning

Dynans diameter:

• NSMD: 75–80 % av kulans diameter
• Masköppning: Dynans diameter + minst 0.1 mm

Via överväganden:

• Via-in-dyna acceptabel med fyllning och lock
• Dog-bone-routing för BGA-kablar med större pitch
• Se riktlinjer för stencilöppning för pastatäckning

3) Termiska designöverväganden

Termisk balans förhindrar monteringsfel vid omsmältning.

3.1 Förebyggande av tombstoning

Tombstoning uppstår när ena änden av en chipkomponent lyfts under omsmältning på grund av ojämn lödytspänning.

Förebyggande strategier:

• Balansera termisk massa vid båda dynorna
• Symmetrisk spårledning till paddar
• Lägg till termisk avlastning om en dyna ansluter till planet
• Undvik att spåra under chipkomponenter

3.2 Termisk avlastningsdesign

För plananslutningar:

• Använd termiska avlastningsekrar (typiskt 4 ekrar)
• Ekerbredd: minst 0.25–0.3 mm
• Luftspalt: minst 0.25 mm

När termisk avlastning behövs:

• SMD-plattor som ansluter till interna plan
• PTH-dynor med plana anslutningar
• Alla plattor som kräver lödningsomsmältning/våg

3.3 Hantering av stora kopparområden

Stora kopparområden (termiska dynor, kylflänsar) påverkar återflödet:

• Tillräcklighet för förvärmning: Se till att omflödesprofilen når alla områden
• Klistra täckning: Minska klistret på stora termiska dynor för att förhindra att de flyter upp
• Via array: Hjälper till att leda värme, kräver fyllda vias

Skicka in för granskning av monteringen

4) Referensvärden och justeringsfunktioner

Referenssignaler möjliggör automatiserad optisk justering för komponentplacering.

4.1 Globala förtroendepersoner

Krav:

• Minst 3 per bräda/panel (2 diagonalt + 1 för orientering)
• Placerad i panelskenor för panelerade skivor
• Asymmetrisk placering förhindrar 180° orienteringsfel

Specifikationer:

• Dynans diameter: 1.0 mm typiskt (0.5 mm–2.0 mm acceptabelt)
• Lödmasköppning: 2× plattans diameter
• Avstånd från andra funktioner: minst 3 mm
• Kopparfinish: Samma som kortet (ej täckt av lödmask)

4.2 Lokala förvaltare

Lokala referensvärden förbättrar placeringsnoggrannheten för komponenter med fin stigning.

Vid behov:

• Komponenter med stigning ≤0.5 mm
• BGA-elektroder med kulstigning ≤0.8 mm
• Komponenter som kräver snävare placeringstolerans

Placering:

• Två referenspunkter per komponent (diagonala hörn)
• Inom 50 mm från komponenten
• Delas inte mellan komponenter

4.3 Verktygshål

För panelhantering:

• Diameter: 3.0–4.0 mm typisk (icke-pläterad)
• Placering: I panelskenor, symmetriskt placerade
• Avstånd: 5 mm från skivans kant

---

5) Riktlinjer för blandad teknik

Kort med både SMT och genomgående hål kräver särskild hänsyn.

5.1 Processsekvens

Typiskt flöde med blandad teknik:

1. SMT-sida 1: Klistra in utskrift → Placera → Omflöde
2. SMT-sida 2 (om tillämpligt): Klistra in utskrift → Placera → Omflöde
3. Genomgående hål: Insats → Våg- eller selektiv lödning
4. Manuell montering (om sådan finns)

5.2 Att beakta vid våglödning

Komponentorientering:

• Lång axel vinkelrät mot vågriktningen
• Kontaktdonens bakkant (sist ut ur vågen)

SMT på vågsidan:

• Begränsat till komponenter klassade för vågtemperatur
• Lim krävs för att hålla komponenterna under vågen
• Undvik små tonhöjder och BGA:er på vågsidan

5.3 Selektiv lödning

Selektiv lödning möjliggör genomgående hål med ytmontering på samma sida:

Design för selektiv:

• Frigång runt THT-dynorna för åtkomst till munstycken
• Gruppera THT-komponenter när det är möjligt
• Överväg lödtjuvar för termisk massbalans

---

6) Design för automatiserad montering

Att optimera för automatisering minskar kostnader och förbättrar kvaliteten.

6.1 Komponentval

Föredra automatiseringsvänliga komponenter:

• Standardförpackning med tejp och rulle
• Konsekventa komponentkroppar
• Tydliga polaritetsmarkeringar
• Tillverkarens rekommenderade fotavtryck

Undvik eller minimera:

• Komponenter av udda form som kräver manuell placering
• Icke-standardförpackning
• Komponenter som är för små (0201) eller för stora för utrustningen

6.2 Krav för designfil

Komplett filpaket möjliggör effektiv montering:

• Gerbers: Komplett tillverkningsdata
• Välj och placera fil: Komponentkoordinater för placering
• Centroid-fil: XY-koordinater, rotation, sida
• BOM: Komplett med tillverkarens artikelnummer
• Monteringsritning: Referens för komponentplacering

Se Krav för PCB-monteringsfil för fullständiga specifikationer.

6.3 Paneldesign

Korrekt panelering förbättrar monteringseffektiviteten:

• Konsekvent orientering av brädan
• Skendimensioner som matchar utrustning
• Referenser och verktyg i skenor
• Tillräckligt utrymme från routing/V-score

Se paneliseringskrav för SMT för detaljerade riktlinjer.

6.4 Få designgranskning

Skicka in din design till Highleap Electronics för gratis DFM-recensionVåra ingenjörer verifierar din design mot dessa regler och tillhandahåller en detaljerad DFM-rapportAnvänd vår Checklista för PCB-DFM att självverifiera innan inlämning och granska DFT-riktlinjer för testbarhetskrav. Kontakta vårt teknikteam för att diskutera eventuella designfrågor eller specialkrav.