close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Результаты деятельности КЦ и КП за 1 квартал 2015 года;pdf

код для вставкиСкачать
Технологии www.electronics.ru
Проблемы проектирования
печатных плат, влияющие на качество
автоматического монтажа
Варианты их решения
А.Абдуллаев [email protected]
Автоматический монтаж печатных плат (ПП) – один
из завершающих этапов контрактного производства электроники.
На современном уровне это технологически емкий процесс.
Для того, чтобы монтаж был качественным, соответствовал
стандартам, а смонтированное устройство – работоспособным
и надежным в эксплуатации, как к оборудованию, так
и к квалификации сотрудников предъявляются высокие
требования. Особое внимание на всех этапах монтажа уделяется
его качеству: от проектирования и изготовления трафарета,
подбора комплектации, создания и оптимизации программ для
оборудования до конечной инспекции собранных плат.
Ч
исло забракованных готовых издели й,
т р е бу ющ и х
ис п р а в ле н и я
и ремонта, зависит от множества факторов. К сожалению, среди них есть
такие, которые закладываются еще на
этапе проектирования печатного узла. Можно
назвать следующие основные причины дефектов монтажа:
• несоответствие размеров и форм контактных
площадок (КП) реальным размерам компонентов (например, при попытке унифицировать посадочное место под разные типы
корпусов);
• не соблюдение рекомендуемых размеров
и зазоров меж ду топологическими элементами ПП;
a)
Рис.1. "Надгробный камень"
180 печатный монта ж
б)
Рис.2. Расположение компонентов до их установки (а) и смещение после
пайки вследствие превышения размера КП реального размера компонента
и слишком близкого расположения переходных отверстий (б)
№1 (00042) 2013
Технологии www.electronics.ru
1,5 мм
1,25 мм
0,25 мм
0,25 мм
0,63 мм
1,5 мм
1 мм
1,25 мм
Неправильно
Правильно
0,63 мм
Рис.3. Рекомендуемые расстояния между
компонентами
Рис.4. Расположение переходных отверстий
• не соблюдение рекомендуемых вариантов
расположения различных видов компонентов на поверхности платы.
Паяльная паста на стадии оплавления представляет собой смачивающую монтажные
поверхности жидкость, а значит, находящийся
в капле припоя компонент подвержен действиям сил поверхностного натяжения. Если
форма и размер КП не соответствуют размерам
компонента, то во время пайки силами поверхностного натяжения его может развернуть, сместить, "перетянуть" относительно необходимой
позиции. Это приводит к возникновению таких
дефектов, как "сухая пайка", "надгробный
камень" (рис.1), смещение компонента (рис.2)
вплоть до короткого замыкания, формирование
перемычки между выводами и т.п. Самое действенное и правильное решение этой проблемы
при разведении платы – использование рекомендаций производителей и стандартов, например
стандартов IPC (Института печатных плат) при
создании библиотеки компонентов в системах
автоматизированного проектирования.
Современное оборудование позволяет размещать компоненты с минимальным расстоянием
друг от друга 0,2 мм и от края платы – 1 мм
(при условии наличия технологических полей).
Но использование предельных возможностей
не всегда оправдано. Слишком близкое расположение компонентов существенно снижает
ремонтопригодность изделия, ухудшает оптическую инспекцию и проверку паяных соединений. Близкое расположение компонентов, отличающихся размерами и теплоемкостью может
сказаться на качестве пайки. Рекомендуемые
расстояния между компонентами в различных
корпусах показаны на рис.3. Основные рекомендации по расположению компонентов на
ПП можно сформулировать так:
Неправильно
Правильно
Рис.5. Разделение площадок выводов в платах, содержащих микросхемы с малым шагом
№1 (00042) 2013
Неправильно
Правильно
Рис.6. Отделение элементов, расположенных внутри
полигонов, от них
печатный монта ж
181
Технологии www.electronics.ru
~2 мм
Неправильно
Вариант решения
Рис.7. Разделение термоплощадок и полигонов
• выводные и планарные компоненты следует размещать на разных сторонах ПП. Это
позволит избежать повторного прохода смонтированных SMD-компонентов через паяльную печь;
• если по причинам каких-либо ограничений
одностороннее размещение невозмож но,
небольшие, например, пассивные компоненты следует размещать на одной стороне
платы, а микросхемы и другие "тяжелые"
компоненты – на другой стороне.
Неправильно
a)
Неправильно
Правильно
Правильно
б)
Рис.8. Посадочные места: для разных корпусов
планарных компонентов (а), выводных и планарных
компонентов (б)
182
печатный монта ж
Чтобы избежать перетекания припоя, смещения компонентов и других дефектов пайки
нужно стараться не размещать переходные (а,
тем более, монтажные) отверстия на контактных площадках компонентов или в непосредственной близости от них (рис.4).
При проектировании плат, содержащих
микросхемы с малым шагом, рекомендуется
разделять их площа дк и па яльной маской
(рис.5). Это позволит избежать возникновения
перемычек припоя меж ду выводами. Конечно,
технолог при подготовке трафарета учитывает
необходимость уменьшения количества паяльной пасты на площа дке, но во многих случаях, приходится вскрывать апертуры таких
микросхем под точный размер металлизации
и использовать для трафарета сталь толщиной
100 мкм и меньше. Это повышает вероятность
замыканий выводов, а ремонт такого брака
достаточно трудоемок.
Чтобы избежать неравномерного прогрева
разных КП одного и того же компонента во
время пайки и как результат возникновения
таких дефектов, как "холодная пайка", "надгробный камень", смещение и.т.п., элементы,
расположенные внутри полигонов, следует
отделять от них термобарьерами (рис.6). Если
же необходимо, чтобы при работе устройства
отвод тепла от компонента осуществлялся
именно через полигон, не покрытый маской
(например, на СВЧ-платах), то термоплощадку
компонента лучше обозначить поясом маски
на полигоне. Это предотвратит его смещение
при пайке (рис.7).
Для установки компонентов в корпусах разных типов и размеров на унифицированные
посадочные места на плате, необходимо разделять их площадки, соблюдая рекомендуемые
указанные выше зазоры. Это позволит избежать дефектов монтажа, связанных с неправильным количеством паяльной пасты и ее
распределением (рис.8).
***
Все приведенные рекомендации основаны
не только на технологических требованиях,
стандартах, технических возможностях, но и
на опыте работы компании "Резонит". Понятно,
что во всех, без исключения, случаях им следовать не удается. Но, по крайней мере, владение ими может помочь разработчику учесть
моменты, которые позволят проводить этапы
производства быстрее и более качественно. ●
№1 (00042) 2013
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа