印刷電路板設計：如何進(jìn)行DFA

2020-06-27

DFA過(guò)去很簡(jiǎn)單。

電阻足夠大，可以有四個(gè)或五個(gè)色帶，以便我們一眼就能確定其值和公差。形成引線(xiàn)，以便可以將它們插入相距半英寸的孔中。流行的14引腳和20引腳DIP（雙列直插式封裝）在側面引腳之間的間距為十分之一英寸，而整個(gè)封裝的間距為十分之三。太好了！

就公制而言，我們分別指的是2.54毫米和7.62毫米。最初的SMD組件僅為該間距的一半，但與最近的0.5 mm相比，1.27 mm的間距器件似乎非常粗糙。不僅如此，銷(xiāo)釘也不再局限于兩側。他們以四方扁平包裝的方式一直走下去。

這還不夠，因此我們用很少的焊料凸點(diǎn)代替了實(shí)際的引線(xiàn)填充了整個(gè)組件的底部。我們稱(chēng)其為球柵陣列（BGA）。這些設備的間距從1.27毫米發(fā)展到1毫米，然后是0.8毫米，然后是0.65毫米，0.5毫米，0.4毫米，現在是0.35毫米，甚至在某些情況下甚至是0.3毫米?，F在可以使用0.1英寸的電子元件裝配降至0.016英寸或更小。

所有這些都是在我們不得不放棄SN63焊料時(shí)發(fā)生的。這就是共晶焊料，63％錫和37％鉛的神奇配方。低共熔焊料的優(yōu)點(diǎn)在于它具有良好的低熔點(diǎn)，并且可以在非常窄的溫度范圍內固化。普通的無(wú)鉛焊料具有較高的熔點(diǎn)，因此在工藝窗口中不太寬容。

我說(shuō)所有這些都是為了指出PCB組裝比以前要難得多。該PCB材料必須承受灼熱，可能會(huì )導致各種問(wèn)題。當電路板從IR烤箱中出來(lái)時(shí)，電路板結構中銅的任何不平衡都會(huì )更容易引起翹曲和扭曲。面漆的缺陷會(huì )導致起泡，麻疹，焊盤(pán)抬起，分層或任何數量的焊料缺陷。

符合RoHS要求的焊料的冶金學(xué)特征通常是大量錫以及微量的銀，銻和其他金屬雜質(zhì)。錫具有純凈的形態(tài)，容易散開(kāi)并造成短路。不僅在“錫晶須”很常見(jiàn)的焊點(diǎn)中，而且在跡線(xiàn)本身上也是如此。樹(shù)突狀生長(cháng)會(huì )形成并導致相鄰跡線(xiàn)之間的短路。

某些高溫，高濕和高壓條件會(huì )導致導電陽(yáng)極絲（CAF）的生長(cháng)。這是介電材料分解的地方，導電鹽會(huì )穿過(guò)導體之間的微裂紋而蠕變。同樣，這都與我們被迫用來(lái)保護我們的星球免受有毒污染的綠色板材有關(guān)。

我們可以為制造商提供的最重要的東西是導體之間的額外空間。同時(shí)，我們可以給營(yíng)銷(xiāo)團隊的最重要的事情是一塊超小的PCB。我們的設計師必須在可銷(xiāo)售性，質(zhì)量和可靠性的交集上走鋼絲。要贏(yíng)得這三個(gè)方面絕非易事。

DFA的元件放置提示

將無(wú)源組件放置在邊緣附近可能會(huì )導致一個(gè)焊盤(pán)的焊料在另一焊盤(pán)之前固化。結果實(shí)際上可能使陶瓷電容器破裂或將電感器或繞線(xiàn)電阻器的導線(xiàn)拉離端子。金屬零件仍可以接觸但不能相互結合。如果您必須擁擠電路板的邊緣或電路板上的插槽，請嘗試使部件水平于邊緣，而不是使引腳靠近邊緣。

如果您使用的是BGA組件，請注意，不能直接使用烙鐵直接接觸所有的引腳。為了卸下和更換BGA，需要在組件主體上安裝一個(gè)自定義尺寸的噴嘴，并通過(guò)返修頭吹入熱空氣，以使所有球都達到回流溫度，以便可以卸下組件。該返工工具需要一定的空間才能操作。如果該區域被組件占用，則必須首先刪除那些組件。

在高可靠性，粗糙使用的應用中，通常需要對BGA組件進(jìn)行底部填充。BGA本身是硅的載體，可以類(lèi)似于帶有引腳網(wǎng)格但間距較小的BGA的較小版本。那些“倒裝芯片”可以直接焊接到板上，并且總是需要底部填充。

引線(xiàn)鍵合式芯片也可以安裝在電路板上，但是您需要選擇性的軟金或ENEPIG涂層來(lái)容納引線(xiàn)鍵合。無(wú)論哪種方式，整個(gè)芯片都被封裝起來(lái)以與封裝相同的方式保護它。在所有這些情況下，都需要在零件周?chē)舫鲱~外的空間來(lái)施加底部填充材料和/或密封材料。

與往常一樣，在制造方面與供應商協(xié)商是值得的。同時(shí)，也就是說(shuō)，在設計階段的早期，與裝配廠(chǎng)就組件間距方面的能力進(jìn)行對話(huà)非常重要。最低限度地，每個(gè)組件焊盤(pán)都應在其周?chē)哂?/span>100微米或更大的阻障層。該幾何形狀可以引導最小零件的放置，而較大的零件（尤其是較高的零件）將需要更多的空間。

當然，您知道我們需要在PCB上打上好的標記，以確保正確的組件以正確的方向放置。鑒于房地產(chǎn)的萎縮，絲印元素存在層次結構。當您不能適應所有條件時(shí)，首先要做的就是參考標記。如果在空白區域的所有街道都有長(cháng)名稱(chēng)且只有兩個(gè)或三個(gè)實(shí)際結構的共管公寓的紙質(zhì)地圖上，如果有一些松弛的空間來(lái)使參考標記從高密度區域中偏移，那將是很好的選擇。

刪除的下一項是組件概述。一些生產(chǎn)委員會(huì )將其全部保留下來(lái)以節省幾分錢(qián)。如果您一無(wú)所有，那么一針一線(xiàn)是您要爭取的東西。如果您要進(jìn)行超密集放置，請嘗試將針腳周?chē)纳倭靠臻g視為必需的標記區域。緊要關(guān)頭，它可以在阻焊層甚至金屬層上完成。