Teknik PCB - Lupakan perubahan teknik PCB terbenam

Perubahan rekayasa PCB akan meningkatkan kos reka-reka, menyebabkan lambat yang besar dalam pembangunan produk, dan lambat masa ke pasar. Namun, dengan berfikir dengan hati-hati tentang tujuh kawasan kunci di mana masalah sering berlaku, kebanyakan ECO boleh dihindari. Tujuh kawasan utama ialah: pemilihan komponen, penyimpanan, aras sensitiviti kelembapan (MSL), rancangan untuk keterangan (DFT), teknologi pendinginan, sink panas, dan koeficien pengembangan panas (CTE).

Pilihan Komponen

Untuk menghindari ECO, penting membaca spesifikasi komponen dengan teliti. Penjana PCB biasanya periksa data elektrik dan teknik komponen, serta kehidupan produk dan kemampuan. Tetapi apabila komponen berada dalam tahap awal promosi pasar, mungkin tidak ada semua indikator utama pada helaian data. Jika komponen hanya berada di pasar selama beberapa bulan, atau hanya jumlah kecil sampel tersedia, data kepercayaan yang tersedia sekarang mungkin tidak universal atau terperinci. Contohnya, pada akhirnya, ia mungkin tidak mampu menyediakan data kepercayaan atau data jaminan kualiti yang cukup mengenai kadar kegagalan di situs.

Jangan percaya bahawa artikel permukaan yang ditulis dalam spesifikasi sangat penting, tetapi secara aktif hubungi penyedia komponen untuk belajar sebanyak mungkin mengenai ciri-ciri komponen dan bagaimana untuk melaksanakan ciri-ciri ini pada desain.

Semasa atau tekanan maksimum yang dijangka komponen perlu mengendalikan adalah contoh yang baik. Jika komponen yang dipilih tidak dapat mengendalikan semasa atau tekanan yang cukup, komponen mungkin akan terbakar keluar. Figure 1 menunjukkan kondensator terbakar.

Mari kita lihat contoh-peranti lain dalam pakej array grid (LGA). Selain terhadap elektrik dan mekanik, anda mungkin perlu mempertimbangkan jenis aliran yang direkomendasikan, suhu reflow yang boleh atau tidak dibenarkan, dan aras kosong kongsi solder yang boleh dibenarkan.

Tiada piawai IPC untuk kosong yang berkaitan secara khusus dengan peranti LGA. Dalam beberapa kes, peranti LGA dengan aras kosong sehingga 30% dianggap boleh dipercayai. Secara umum, bagaimanapun, tahap kosong yang lebih rendah hingga 25% lebih baik, dan 20% adalah yang terbaik. Figure 2 menunjukkan bola askar dengan tahap kosong 20.41%, yang diterima oleh piawai IPC Kelas II.

Dalam ketiadaan data kosong, jurutera rancangan PCB mesti bergantung pada pengalaman, kemampuan, dan akal biasa mereka untuk mengembangkan rancangan mereka menggunakan komponen yang tidak akan dihentikan segera, boleh diperoleh dari saluran berbilang, dan mudah ditemui di pasar.

Ia juga sangat penting untuk melakukan analisis tambahan dan pengiraan semasa proses pemilihan komponen, seperti pengiraan semasa semasa prestasi puncak. Komponen boleh nyatakan indeks prestasi pada suhu puncak tertentu dan nilai semasa. Bagaimanapun, untuk desain tertentu, desainer PCB mesti mengambil tindakan untuk memastikan bahawa dia atau dia secara peribadi melakukan pengiraan kritik ini.

jurutera tidak hanya bertanggungjawab untuk menghitung komponen tunggal, tetapi juga mempertimbangkan hubungan antara komponen itu dan komponen lain yang digunakan dalam rancangan tertentu. Contohnya, pengiraan ini sangat penting untuk komponen analog yang menghasilkan banyak panas. Contohnya, terdapat banyak komponen analog ditempatkan di sisi yang sama papan sirkuit dan di sebelah satu sama lain. Komponen ini menghasilkan kuasa yang besar, jadi panas yang dihasilkan jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sisi lain papan sirkuit (peranti digital secara alami). Dalam kes ini, pelepasan topeng askar mungkin berlaku di sisi yang dipenuhi dengan peranti analog.

Bahagian analog sirkuit komponen menghasilkan banyak panas. Pemanasan berlebihan mungkin menyebabkan topeng askar dicelup, dan dalam kes terburuk, ia mungkin membakar komponen. Figure 3 menunjukkan fenomena pelepasan topeng askar papan sirkuit.

Rancangan dan jurutera bentangan perlu bekerjasama dalam bentangan komponen semasa tahap rancangan bentangan untuk menghindari komponen yang terlalu dekat dengan pinggir papan sirkuit, atau terlalu dekat dengan komponen lain, dan menghindari tidak meninggalkan cukup ruang antara satu sama lain. Ia mudah untuk merancang bentangan komponen pada komputer, tetapi jika pakej komponen tidak benar-benar dicipta dalam bentangan, mesin penempatan mungkin tidak dapat meletakkan komponen ini secara sempurna di sebelah satu sama lain. Contohnya, Gambar 4 menunjukkan situasi di mana komponen sedikit melambat dari papan sirkuit.

Memori

Prinsip yang sama berlaku pada pemilihan memori. Sebagaimana generasi baru DRAM yang lebih maju dan ingatan flash terus tersedia di pasar, ia adalah tugas yang mencabar bagi perancang PCB untuk tetap di hadapan teknologi dan untuk menentukan dengan tepat dan tepat bagaimana spesifikasi memori perubahan mempengaruhi reka-reka kemaskini.

Contohnya, DRAM DDR2 berbeza dari peranti DDR3 hari ini, dan peranti DDR3 akan berbeza dari DRAM DDR4 masa depan. Pada masa menulis artikel ini, JEDEC telah mengumumkan pengeluaran piawai DDR4-JESD79-4. Menurut syarikat penelitian pasar iSuppli, DDR3 DRAM menganggap 85% hingga 90% pasar DRAM semasa. Namun, syarikat meramalkan bahawa DDR4 yang baru dilancarkan akan menghasilkan 12% saham pada tahun 2014, dan akan meningkat dengan cepat ke 56% pada tahun 2015.

Para perancang PCB perlu mengawasi pendapatan DDR4 dan menjaga kerjasama yang dekat dengan pelanggan OEM, kerana mereka mungkin akan termasuk DRAM DDR4 apabila melancarkan generasi seterusnya sistem terbenam. Mereka mesti mempunyai faham yang baik ciri-ciri baru dan dinamik fungsi untuk menghindari kepuasan desain dan perintah perubahan teknik yang berasal. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahawa harga ingatan akan berubah.

Aras Sensitifiti Kekerasan (MSL)

Aras Sensitisitisiti Kekerasan (MSL) boleh mudah dilepas. Jika pembuat OEM mengabaikan MSL dalam desain dan spesifikasi MSL kunci tidak dilayan dengan betul, maka pengguna mungkin tidak mempertimbangkan maklumat MSL, dan sirkuit mungkin tidak berfungsi dengan betul bila digunakan dalam medan. Kemungkinan ini lebih tinggi bila aras MSL sebenar ialah 3, 4, atau 5. Dalam kes ini, pembakaran mungkin tidak selesai dengan betul, dan kelembapan mungkin mengambil keuntungan darinya dan akhirnya membawa kepada arahan perubahan teknik. Apabila ia berkaitan dengan LGA, syarikat pemasangan PCB akan perlu menggantikan pakej ini pada PCB. Figur 5 adalah label MSL bagi komponen, yang menunjukkan bahawa aras sensitiviti adalah 5, dan menunjukkan tarikh penyegelan dan arahan pembakaran.

Rancangan untuk Kemampuan Ujian

Design for Testability (DFT) sangat penting untuk ujian PCB dan penyahpepijatan semasa proses produksi. Apabila meletakkan komponen pada papan sirkuit, penting untuk memberi perhatian dekat kepada kedudukan titik sonda DFT dan sudut di mana sonda melangkah ke vias, pads, dan titik ujian lain.

Pada tahap awal desain awal, apabila DFT tidak dibenarkan, ujian menjadi masalah besar, dan ECO dilahirkan. Dalam beberapa kes ekstrim, jika ECO tidak boleh menyelesaikan masalah, ia perlu ditujukan semula untuk menyelesaikan masalah.

Koeficien pendinginan, radiator dan pengembangan panas

Kaedah pendinginan mudah dilupakan dalam rancangan, tetapi penilaian hati-hati keperluan pendinginan awal dalam rancangan sering dapat mengelakkan ECO.

Beberapa jenis sejuk adalah sejuk air. Contohnya, sebahagian besar papan komputer dedikasi yang mengandungi sejumlah besar BGA dan mikroprosesor untuk aplikasi data-intensiv (seperti animasi, imej atau pemprosesan video) memerlukan pendinginan air.

Apabila menggunakan sink panas, PCB atau peranti yang menghasilkan panas biasanya disambungkan ke chassis untuk menyebar panas ke persekitaran sekeliling. Dalam banyak kes, sink panas seperti yang dipaparkan dalam Figure 6 sering digunakan untuk membantu menghilangkan panas. Jika radiator yang betul tidak dinyatakan, tertib perubahan teknik boleh dijana. Jenis ini perintah perubahan teknik mesti dikembangkan dan diperkenalkan untuk radiator untuk berjaya menghapuskan panas.

Penjana PCB perlu memastikan bahawa komponen sepadan dengan koeficien pengembangan panas (CTE) dalam terma prestasi panas dan melakukan semua pengiraan yang relevan. Dia mesti memastikan bahawa tidak hanya peranti dan saiz pakej mereka sepadan satu sama lain, tetapi juga bahan PCB (seperti FR4, Rogers atau Teflon) sepadan untuk menghindari menghasilkan sejumlah besar panas atau koeficien pengembangan panas antara peranti dan papan sirkuit. Perbezaan. Garansi ini juga boleh mencegah kejadian pelepasan lapisan, yang sering membawa.