TA的每日心情 | 开心 2019-11-21 15:51 |
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作为一个PCB设计师,您需要考虑电气、结构以及功能的方方面面。除此之外,还得确保PCB在指定的时间内,以最低的成本且保质保量地生产出来。为了满足以上需求,必须考虑DFM(Designfor Manufacture)的因素,这也是PCB设计中的一个重要部分,如果设计不合理会导致频繁的问题。/ G3 d( d9 _* z. {
现在让我们看一下最常见的DFM问题以及如何避免。
/ W8 W' m7 r- S& I* D& u6 @1. 符合IPC标准的封装尺寸" t; ]" R3 g' L" v/ k
PCB上与器件接触的焊盘是非常重要的,它决定了器件是否可以被可靠的焊接。如果封装的设计满足IPC的标准,就可以确保在生产过程中,元器件准确无误地进行焊接。0 s" r/ Y# K) D2 h& z( y5 L/ a4 x
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2. 器件焊盘的均匀连接
+ L- e: ^. f( F8 \: ?# N对于0402,0201或者更小尺寸的SMD器件,焊盘的均匀连接非常重要。这样可以防止墓碑效应:即元件在回流焊时部分或完全脱离板材,直接造成组装板的失效。为了保证焊接的可靠性,保持BGA焊盘的均匀连接也非常重要。
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3. 导通孔在垫(Vias in SMD Pad)
) j: v4 A. Q* a1 J4 `翻译有点别扭,简单说就是在焊盘上打过孔。PCB设计中的共识是应不惜一切代价尽可能避免Vias in Pad。当焊接时,过孔会导致焊点的虚焊并最终损坏电路。然而在某些特定的场合,Vias in pad还是有用武之地,比如在解决散热问题时非常有帮助。7 s4 \) Q+ g" C9 n& k' H
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4. 铜箔的均匀分布
0 ^: t9 f1 |0 m) p- W4 |在单独的板层上创建铜箔影像取决于很多因素。如果铜箔在某一区域被移除,很难保证单一导线的稳定性。因此,建议尽可能将铜箔均匀分布。7 E6 c4 u0 t/ m* b
, \! D) V" y( ^9 w; F2 n# G9 y5. 元件的选择与摆放
0 C6 a! V) D( ?+ Z& c8 f很多设计师会尽可能减少直插器件(THT)的使用,或者将直插器件放在板子的同一面。然而,直插器件经常不可避免。在组合的情况下,如果将直插器件放在顶层,贴片器件放在底层,那么所有的元件应尽可能靠近。在某些情况下,这将影响单面的波峰焊。这时,就要使用更昂贵的焊接工艺,比如选择性焊接。3 Q* [! u3 x( c" B6 V$ s- z2 o. _
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6. 层或者过孔偏移
$ _* D! t* |1 Q生成PCB制造数据是生产环节中最后一个没有误差的步骤。PCB的生产有误差,会影响铜箔层的影像以及过孔的钻孔。板厂会多层一起钻孔,而不是一层一层钻。
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想象一下,层和过孔是会存在偏移的,这样钻孔也会产生误差。因此,最小孔环的设定(MinimumAnnual Ring)以及泪滴(Teardrop)可以提高PCB的良率。这也间接降低了生产的整体成本。0 U+ s4 W) Z+ y) `: s9 N7 Y7 m
可以使用AD的设计规则来定义孔环的宽度或泪滴的样式、尺寸。; F- r. F5 r3 E' ^/ J% ~( w
+ [' s' P* g; H7. 未连接的过孔、焊盘2 p. O/ n" ~* f! V. h
通过移除没有连接(没有使用)的过孔和焊盘(内层的过孔、焊盘或者直插器件的焊盘)可以帮助PCB厂商保护他们的钻头,使之使用更久。但是,很多PCB设计者不喜欢这样。从电气的角度看,移除未使用的过孔/焊盘不会影响最终的产品,但很有可能会削弱产品的物理结构。如果设计师不想移除不用的焊盘,务必在设计规范中提出。
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?; D7 Q1 g8 J+ @9 X9 |8. 阻焊(Solder Mask)! w' \0 m- Q6 r4 Q9 X& B
很多设计师喜欢用经验值50um来定义焊盘的尺寸,并同时定义焊盘到导线的最小间距为50um。但是,如果您希望两个焊盘之间存在阻焊桥的话,最小的尺寸应该是75um。应该在创建元件库或将器件放置到PCB时考虑这些因素,否则就会因为间距太小导致阻焊无法正确覆盖焊盘之间的区域。
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9. 生成制造数据前进行层的清理4 F! d8 k- r1 ] Y
摆放过孔可能导致某些区域被截断。然而通过微调就可以避免这些这一状况,如下图所示:# x) \( @: T/ o& p8 H- S ]2 S
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另外需要注意的是锐角的导线对PCB制造来说是非常有问题的,设计师在应设计后期清理这些导线:
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可以在AD中通过规则限制锐角:
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10. SMD焊盘的直连: T7 x2 E( g8 F2 x7 ]
从电气角度而言,将SMD元件的相邻焊盘直接连接(或在器件下方连线)并没有什么问题:" N7 m! ~0 X+ @6 w
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