Основы проектирования SMT печатных плат: экспертное размещение компонентов для превосходного качества

Размещение компонентов должно соответствовать требованиям электрических свойств и механической структуры всего изделия, а также требованиям технологического процесса SMT производства. Поскольку сложно преодолеть проблемы качества продукта, вызванные дизайном, проектировщики печатных плат должны понимать базовые атрибуты технологического процесса SMT и реализовывать дизайн размещения компонентов согласно различным технологическим требованиям. Отличный дизайн может снизить дефекты пайки до минимума.

Общий дизайн размещения компонентов

• • Размещение компонентов на печатной плате должно быть ровным и равномерным. Компоненты с большой массой будут страдать от высокой теплоемкости в процессе рефлоу-пайки, так что локально низкая температура вызывается чрезмерно плотной компоновкой, ведущая к ложной пайке.
• • Пространство для обслуживания должно быть оставлено вокруг крупных компонентов (размер слева должен быть совместим с нагревательным наконечником SMD реверк-станции).
• • Высокочастотные компоненты должны быть позиционированы равномерно на краю печатной платы или в позиции вентиляции внутри машины.
• • В процессе односторонней смешанной сборки, монтируемые и выводные компоненты должны быть позиционированы на Стороне А.
• • В процессе двусторонней рефлоу-смешанной сборки, крупные монтируемые и выводные компоненты должны быть позиционированы на Стороне А, а компоненты на Стороне А и Б должны быть расставлены в шахматном порядке.
• • В процессе смешанной сборки с рефлоу-пайкой Стороны А и волновой пайкой Стороны Б, крупные монтируемые и выводные компоненты должны быть позиционированы на Стороне А (сторона рефлоу-пайки), в то время как прямоугольные и цилиндрические чип-компоненты, подходящие для волновой пайки, SOT и относительно малые SOP (количество выводов менее 28 и шаг между выводами не менее 1 мм) позиционируются на Стороне Б. Компоненты с выводами по периметру не должны быть позиционированы на стороне волновой пайки, такие как QFP, PLCC и др.
• • Корпус компонента на стороне волновой пайки должен выдерживать температуру выше 260°C и быть герметичным.
• • Ценные компоненты не могут быть позиционированы в четырех углах или на краю печатной платы, ни рядом с разъемом, монтажным отверстием, шlitzом, резевоющим канавкой, выемкой или углом. Упомянутые выше места относятся к зонам с высоким напряжением, ведущим к трещинам паяльных точек и компонентов.

Направление размещения компонентов

• Направление размещения компонентов с рефлоу-пайкой

Для печатной платы с большим размером длинный край печатной платы должен быть параллелен направлению транспортерной ленты рефлоу-печи, чтобы сделать температуру обеих сторон печатной платы совместимой друг с другом. Поэтому для печатной платы, размер которой более 200 мм, должны выполняться следующие требования:

а. Длинная ось чип-компонента с двумя концами перпендикулярна длинному краю печатной платы, а длинная ось SMD компонента параллельна длинному краю печатной платы.

б. Направления двуслойной монтажной печатной платы должны быть одинаковыми.

• Направление размещения компонентов с волновой пайкой

а. Для того чтобы соответствующие два конца компонентов соединялись с волновым паяльным флюсом одновременно, длинная ось чип-компонента должна быть перпендикулярна направлению транспортерной ленты волновой паяльной машины, а длинная ось SMD компонента должна быть параллельна направлению транспортерной ленты волновой паяльной машины.

б. Для избегания теневого эффекта, концы компонентов с одинаковым размером должны быть позиционированы в одну линию, параллельную транспортерной ленте волновой пайки. Компоненты с разными размерами должны быть позиционированы вдоль разных направлений. Компоненты с малым размером должны быть размещены перед большими компонентами. Следует избегать, чтобы компоненты возможно блокировали паяльные концы и паяльные выводы. Когда требования касательно размещения компонентов не выполняются, интервал 3–5 мм должен быть оставлен между компонентами.

в. Совместимость характеристического направления компонента

Должно включать полярность электролитического конденсатора, анод диода, конец одиночного вывода триода и 1-й вывод IC.

Минимальный интервал между соседними площадками среди компонентов

Помимо того, что безопасный интервал между площадками не должен быть соединен на коротком расстоянии, обслуживаемость уязвимых компонентов также должна учитываться. В общем, плотность сборки должна удовлетворять следующим требованиям:
• Интервал между чип-компонентами, SOT, SOIC и чип-компонентами — 1,25 мм.
• Интервал между SOIC, SOIC и QFP — 2 мм.
• Интервал между PLCC и чип-компонентами, SOIC, QFP — 2,5 мм.
• Интервал между PLCC — 4 мм.
• Для смешанной сборки, расстояние между выводными компонентами и площадкой чип-компонента — 1,5 мм.
• В процессе проектирования сокета PLCC, достаточное пространство для сокета PLCC должно быть сохранено заранее.

Конкретный интервал между соседними площадками среди компонентов показан на рисунке 3 ниже.

Высококачественное производство SMT печатных плат по низкой стоимости

С более чем десятилетним опытом в изготовлении и монтаже SMT печатных плат, PCBCart полностью способен воплотить ваш дизайн печатной платы в реальные печатные платы с ожидаемой производительностью, мы очень хороши в выполнении специфических требований клиентов по срокам и бюджету. Если у вас есть дизайн, готовый для прототипа или серийного запуска, почему не обратиться к нам за бесплатным расчетом стоимости сначала? Тогда вы можете решить, продолжить ли с нами.

Полезные ресурсы:
• Неупускаемые инженерно-дружественные руководства по разводке печатных плат
• Правила размещения и трассировки для бокс-билд сборки
• Требования к проектированию SMT печатных плат. Часть 1: Проектирование паяльных площадок некоторых обычных компонентов
• Требования к проектированию SMT печатных плат. Часть 2: Настройки соединения площадок с трассами, виа, тестовые точки, паяльная маска и шелкография
• Требования к проектированию SMT печатных плат. Часть 4: Маркировка
• Полнофункциональный сервис производства печатных плат от PCBCart — множественные ценности
• Продвинутый сервис монтажа печатных плат от PCBCart — от 1 штуки