介紹

作為PCB設(shè)計(jì)師，您有各種不同的要求和期望。 有電氣，功能和機(jī)械方面要考慮。此外，PCB必須以盡可能低的成本盡可能高的質(zhì)量生產(chǎn)。通過所有這些要求，您還需要考慮到DFM（制造設(shè)計(jì)）。 它是PCB設(shè)計(jì)過程的重要組成部分，如果不能正確處理，可能會(huì)導(dǎo)致問題。我們來看看您可能在PCB設(shè)計(jì)中遇到的十個(gè)最常見的DFM問題，還有一些可以幫助您避免這些問題的設(shè)計(jì)方案。

1.基于引腳幾何的IPC

用于印刷電路板的元件的焊盤是用于確定部件是否可以被可靠地焊接的關(guān)鍵元件。通過基于IPC的引腳設(shè)計(jì)，您可以確保PCB的元件可以在制造過程中可進(jìn)行焊接，而不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

IPC引腳向?qū)е械脑敿?xì)定制

2.元件焊盤均勻連接

對(duì)于尺寸為0402，0201或更小的SMD組件，重要的是焊盤具有均勻的連接。這將有助于他們避免阻焊 - 即在重新流動(dòng)期間部分或完全提升組件的部件。保持與BGA焊盤的均勻連接也很重要，以確保可靠的焊接結(jié)果。確保這一點(diǎn)的測試程序是復(fù)雜和昂貴的，通常涉及X射線。

貼片元件的焊盤應(yīng)該具有與設(shè)備均勻連接的焊盤以防止焊接期間的阻焊

3.SMD焊盤中的通孔

這是PCB設(shè)計(jì)智慧的共同點(diǎn)，您應(yīng)該不惜一切代價(jià)避免使用嵌入式設(shè)備。 當(dāng)焊接時(shí)，通孔可能導(dǎo)致焊接點(diǎn)薄弱，這可能最終損壞電路。然而，通過焊盤確實(shí)在PCB設(shè)計(jì)中有一個(gè)地方，并且可以對(duì)熱管理的問題特別有幫助。

應(yīng)避免使用過孔焊盤; 通風(fēng)口應(yīng)與焊盤分開

4.銅箔分布在銅層上

在單個(gè)板層上創(chuàng)建銅圖像的過程取決于許多因素。 如果銅被去除從一個(gè)方面來說，保持一條軌道站立是不尋常的。 因此，建議保持覆銅分布盡可能多。

均勻的銅分布（底部）創(chuàng)建最可靠的PCB

5.元件選擇和布置

許多設(shè)計(jì)人員嘗試盡可能少地使用通孔技術(shù)（THT）元件，通常只將其保留在電路板的一側(cè)。然而，THT的使用有時(shí)是不可避免的。 根據(jù)頂層上的THT組件和底層上的SMD組件的組合，所有組件通常必須盡可能靠近放置在一起。在某些情況下，此方案不包括使用單面波峰焊的選項(xiàng)。 相反，必須使用更昂貴的焊接工藝，如選擇性焊接。

使用通孔組件時(shí)，將其放在一側(cè)，并將SMD放在相對(duì)的位置

6.層或過孔偏移

PCB輸出數(shù)據(jù)的創(chuàng)建是制造鏈中最后的無公差過程。 PCB制造有公差，這是銅層圖像以及通孔的鉆孔。 然后，印刷電路板制造商能夠以三或四組的方式鉆出PCB，而不是單獨(dú)排序。

層和過孔偏移對(duì)于保持同時(shí)鉆取PCB組是至關(guān)重要的

如果你想象這個(gè)層次和過孔偏移，鉆孔發(fā)生在一個(gè)三或四個(gè)PCB中，我們看到像最小環(huán)形圈和淚珠這樣的東西是幫助PCB設(shè)計(jì)人員提高制造產(chǎn)量的重要工具。 這反過來將有助于降低總體制造成本。

圖5 - 瀏覽層次結(jié)構(gòu)

使用最小環(huán)形和采用淚滴是最大限度地提高制作產(chǎn)量的工具

7.不連接過孔焊盤

過孔焊盤或THT元件焊盤去除未連接和未使用的內(nèi)層，PCB制造商能夠保留其鉆孔工具并使其持續(xù)更長時(shí)間。 不過，PCB設(shè)計(jì)師不喜歡這種做法。 從電氣的角度來看，這種做法可能對(duì)產(chǎn)品沒有影響，但是去除焊盤可能會(huì)削弱物理外殼的可能性。 如果設(shè)計(jì)師不希望將焊盤去掉，那么建議在設(shè)計(jì)規(guī)范中注明。

制造者關(guān)于未使用的焊盤的注釋在生產(chǎn)過程中消除了猜測

8.阻焊層

許多PCB設(shè)計(jì)人員使用大約50μm的實(shí)際值來限定焊盤的周長，并且對(duì)于下一個(gè)跟蹤的剩余覆蓋范圍也至少為50μm。 但是，如果要在兩個(gè)焊盤之間有一個(gè)焊接掩模橋，則應(yīng)至少為75μm。 在庫中元件的準(zhǔn)備過程中以及元件放置在PCB上時(shí)，應(yīng)考慮到這些因素。 否則，它可能會(huì)導(dǎo)致距離太小，并且阻焊可能不會(huì)在焊盤之間正常使用。

焊盤之間的最小間距應(yīng)為75μm（或3mil），以確保足夠的空間使焊盤完全填充

9.創(chuàng)建輸出數(shù)據(jù)之前的平面設(shè)計(jì)和清潔層

放置通孔可能導(dǎo)致某些區(qū)域被切割。 但是，如下所示，可以通過對(duì)通孔的放置進(jìn)行小的更改來避免這種情況。

如果你不想去銅，可以將過孔盡可能的靠近在一起

還要注意，對(duì)于PCB制造，痕跡的銳角可能是有問題的。 如果可能，PCB設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)對(duì)其進(jìn)行清理。

如果你不想去銅，可以將過孔盡可能的靠近在一起

10.SMD直接連接

直接連接SMD元件中或其下的兩個(gè)SMD焊盤可能是目前可接受的電氣快捷方式，但在以后的測試中可能會(huì)導(dǎo)致問題。 例如，在AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測）期間，由于焊接與SMD焊盤的正確連接會(huì)干擾目視檢查過程，因此相機(jī)可能無法檢測到短路。 然而，PCB設(shè)計(jì)的小變化可以清除這一點(diǎn)，并使所有參與者變得更容易。

將SMD焊盤外部連接以方便AOI; 焊盤（左側(cè)）或SMD下方的連接（未顯示）使檢測差異

結(jié)論

設(shè)計(jì)今天的電子設(shè)備是不容易的任務(wù)，需要考慮電氣，機(jī)械和功能方面

在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中。 制造設(shè)計(jì)為第一時(shí)間成功制造電路板提出了另一套挑戰(zhàn)。 遵循本白皮書中概述的十條指導(dǎo)原則，您將有足夠的能力，根據(jù)制造商要求的指導(dǎo)原則，確定適當(dāng)?shù)脑胖茫瑢盈B，焊接面具約束等。