DFM: КЛЮЧОВІ ПИТАННЯ ТА ПРИНЦИПИ

28.10.2022 |
256

Хоча стандарти виробництва друкованих плат можуть відрізнятися від виробника до виробника, існують деякі загальні правила DFM, які повинні бути виконані перед початком будь-якого виробничого процесу.

© Allegro

Щоб вважати конструкцію друкованої плати готовою до виробництва, слід застосувати деякі принципи DFM. Нижче наведені основні:

  • Кількість шарів друкованої плати: кількість шарів зазвичай визначається з точки зору вимог до цілісності сигналу та керування температурою, але слід також враховувати виробничі можливості плати. Одним із прикладів є рішення про те, яка потрібна товщина плати для оптимізації швидкості свердління перехідних отворів, що використовуються. Це може вимагати використання інших матеріалів на друкованій платі або зміни кількості шарів.
  • Механічний контур: щоб створити точну модель контуру плати в системі САПР, потрібне детальне механічне креслення форми та розміру плати. Конструкція також повинна включати деталі розміщення механічних компонентів, таких як монтажні отвори та прорізи. Налагоджене спілкування між усіма членами команди проекту має важливе значення, щоб уникнути дорогого редизайну і помилок при монтажу.
  • Бібліотека компонентів: щоб уникнути проблем з паянням під час виробництва, використовуйте останні версії бібліотек компонентів у своєму проекті. Використання стандартних або визначених постачальником посадочних місць допоможе гарантувати, що компоненти легко монтуються за допомогою P&P.
  • Відстань між компонентами:компоненти, розташовані надто близько відносно один до одного, можуть спричинити проблеми при встановленні машинами P&P, уповільнюючи (або роблячи неможливим) їх роботу. Те ж саме стосується і роз’ємів, які повинні бути правильно розташовані, щоб спростити зв’язок плати з навколишнім середовищем. Крім того, потрібно залишити достатньо місця навколо великих компонентів, які потрібно буде вручну припаяти на плату.
  • Розміщення і поворот компонентів: спосіб розміщення компонентів на друкованій платі може вплинути на процес паяння, особливо якщо компоненти розташовані неправильно або непаралельно. Всі однотипні елементи повинні бути орієнтовані в одному напрямку, що забезпечує їх правильну пайку в процесі виробництва.
  • Пайка хвилею припою:компоненти THT і SMT повинні бути розміщені перпендикулярно напрямку, в якому друкована плата проходить через хвилю припою. Це допоможе рівномірно розподілити припой навколо всіх контактів. Великі деталі також не повинні затінювати дрібні, щоб забезпечити повний вплив хвилі припою на останні. Крім того, якщо плату потрібно паяти як в печі оплавлення, так і в печі хвилі, розміщення THT і SMT на одній стороні плати призводить до величезних ускладнень.
  • Невірний розмір контактної площадки: Неправильні розміри контактних площадок можуть спричинити нерівномірне нагрівання під час пайки оплавленням. Це, в свою чергу, може безпосередньо призвести до дефекту надгробного каменю. Інша проблема полягає в тому, що наскрізні отвори занадто великі відносно штифтів THT, а контактні площадки SMT занадто великі: надлишок паяльної пасти може з’єднатися з сусідньою площадкою.
  • Шляхи-пастки (англійською acid traps — кислотні пастки): трасування друкованих плат має уникати гострих кутів, які можуть спричинити серйозні проблеми під час видалення хімікатів для травлення, зменшуючи товщину самих шляхів. Використовуючи кути доріжок менше 90 градусів, можна уникнути від’єднання доріжок від друкованої плати.
  • Оптимізація отворів: у багатьох конструкціях друкованих плат використовується забагато різних розмірів отворів, що збільшує вартість виробництва друкованих плат.
  • Відсутність паяльної маски між контактними площадками: відсутність маски може призвести до виникнення містків пайки, що в свою чергу, призведе до короткого замикання між двома контактними площадками. Тому ви завжди повинні перевіряти, чи кожна контактна площадка має достатньо паяльної маски, щоб гарантувати необхідний зазор.

Мал. 1 Приклад трафаретного друку з перекриттям контактних площадок. © Proto-Electronics.

  • Перекривання контактних площадок: накладання, навіть часткове, трафаретного друку на контактні площадки створює проблеми при паянні. На мал. 1, взятому з веб-сайту Proto-Electronics, надано приклад трафаретного друку, що перекриває контактні площадки.
  • Утворення відкритого циклу: ця помилка зазвичай виникає при переробці оригінального дизайну. Фактично, введення нового циклу без видалення існуючого зазвичай створює так званий відкритий цикл.
  • Перевірка файлів, що використовуються в проекті: в багатьох проектах друкованих плат використовується формат файлу Gerber. Хоча файли Gerber дуже поширені, вони можуть створити деякі проблеми під час перекладу дизайну в його фізичну форму. Наприклад, для використання файлів Gerber потрібен окремий файл для кожного шару друкованої плати: це означає, що вам потрібно відстежувати кілька файлів, щоб уникнути їх змішування.
  • Тестування друкованої плати: щоб перевірити точність процесу виробництва, друковані плати зазвичай містять контрольні точки, які доступні для кріпильних голок. Однак, якщо тестові точки не включені в оригінальний дизайн, плату доведеться переробити, перш ніж її можна буде запустити у виробництво. Такі редизайни не тільки дорогі та забирають багато часу, але також можуть створити нові проблеми DFM, яких раніше не існувало.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl