Руководство для проектировщиков печатных плат по Разработке для производства (DFM). Часть 3. Глава 3.

автор Дэвид Марракчи, компания Альтиум |

Глава 3 -Разработка стратегии вашей схемы печатной платы

Когда выбор материалов осуществлен, наступает время углубиться в особенные детали вашей схемы ПП. Хотя индивидуальные особенности работы проектировщика могут быть различными у каждого разработчика, определенный ряд первичных решений по разработке требует учесть точные 

DFM требования к плате, чтобы она была на 100% готова к производству. В следующих главах вы изучите специфику разработки стратегии вашей схемы ПП, включая спецификации по поверхностному монтажу и сквозным отверстиями, документацию по шелкографии, применению паяльной маски и многое другое.

Выбор между сквозными отверстиями и поверхностным монтажом

Выбирая металлизированные компоненты, монтирующиеся через сквозные отверстия (PTH), или же поверхностный монтаж (SMT), мы оказываем прямое влияние на общие затраты и время производства.  Рекомендуется ориентироваться на поверхностный монтаж для профессиональных разработок ПП, так как это ведет к более быстрому обороту плат и более высокой надежности.

Шелкография и идентификаторы компонентов

Все компоненты, указанные на вашей шелкографии, должны быть маркированы с указанием позиционного обозначения и индикаторами полярности (если это применимо).

Позиционное обозначение компонента

Обратитесь к  IPC-261213-11 для перечня стандартных для отрасли позиционных обозначений.

Паяльная маска

Паяльная маска – это тонкий, похожий на лак слой, применяемый как финальное покрытие печатной платы для защиты различных характеристик, включая медные дорожки, панели земли, которые не должны быть подвержены пайке.

Отверстия

Отверстия – это критичная часть любой разработки ПП, и они ответственны за передачу электрического тока между слоями.

Требования по зазору между отверстиями

Стандартные отверстия должны иметь минимально допустимые зазоры от соседних проводников и эти зазоры сильно зависят от того, будет ли отверстие закрыто или открыто.

Размер отверстий

Если вы остановились на металлизированных отверстиях, рекомендуется выдерживать отношение 1:1 между диаметром отверстия и толщиной подложки.

Рис.5 показывает типичные стандартные размеры сверления.

Рис. 5 – Стандартные размеры сверления для отверстий.

Гарантийный поясок

Гарантийный поясок – это минимально допустимое расстояние между краем отверстия и краем соответствующей контактной площадки в самом узком месте, оставшееся после травления рисунка или разница между диаметром площадки и диаметром соответствующего отверстия. Рис.6 показывает, как легко рассчитать ширину гарантийного пояска:

 

Открытые отверстия

Открытые отверстия – это открытые электрические соединения, не покрытые паяльной маской.

Закрытые отверстия

Прикрытие отверстия закрывает само отверстие и гарантийный поясок паяльной маской и должен быть установлен, как метод по умолчания в вашем процессе разработки.

Отверстия-в-площадке и микроотверстия

Отверстия-в-площадке позволяют близко размещать развязывающие конденсаторы и делают трассировку более простой для BGA с любым шагом шариков, а также помогает с управлением температурным режимом и заземлением.

Слепые и заглубленные отверстия

Так же, как и сквозные отверстия, слепые и/или заглубленные отверстия (BBV) – это отверстия, которые соединяют один или более слоев. В этом процессе слепое отверстие соединяет внешний слой с одним или более внутренних слоев, но не два внешних слоя, а заглубленное отверстие соединяет один или более внутренних слоев, но не со внешним слоем.

См. Рис.7 для примеров использования слепых и заглубленных отверстий.

 

 

Покрытие соотношения сторон

Соотношение стороне (Aspect ratio) - это отношение толщины платы и размера просверленных отверстий (до покрытия). На Рис.8 изображен визуальный пример того, как определяется соотношение сторон на ПП.

 

Рис.7. Сквозное, слепое и заглубленное отверстия.

Диаметр отверстия -'d'
Рис. 8 – Определение соотношения сторон для ПП.

Прокладка дорожек к контактным площадкам компонента

Если у вас есть вывод компонента, который может генерировать тепло, и он соединен с большой дорожкой, передача полученного тепла может привести к нарушению паяного соединения. В следующих разделах вы научитесь, как избавиться от этой проблемы.

Сужение дорожк

Главный принцип сужения поперечного сечения дорожки – это делать его не шире, чем 0.010", там, где она соединяется с площадкой, и сохранять ее по меньшей мере 0.010" до того момента, где она соединяется с большой дорожкой.

 

 

Соединение площадок с дорожками

Каждая площадка должна быть соединена со своей собственной дорожкой, и рекомендуется сделать трассировку либо от внешних краев, либо внутри краев площадок, если делать трассировку симметричной.

При прокладке поверхностно-монтируемых компонентов с содержанием свинца, рекомендуется лучше прокладывать дорожку туда и обратно, формируя конфигурацию буквы "U", чем формировать дорожки в форме буквы "H", идя прямо между площадками. См. Рис.10, где приведены примеры такой "U" конфигурации:

 

 

Рис. 9a – Соединение больших дорожек с площадками компонента (хороший дизайн).

Рис. 9b – Соединение большой дорожки с площадкой компонента (плохой дизайн)

Рис. 10 - "U" конфигурация для трассировки поверхностно-монтируемых компонентов, содержащих свинец.

Источник: The Printed Circuit Designer’s Guide to... Design for Manufacturing (DFM),

David Marrakchi, 2017 BR Publishing, Inc.

Назад