印刷電(diàn)路板设计：如何进行DFA

2020-06-27

DFA过去很(hěn)简单。

電(diàn)阻足够大，可(kě)以有(yǒu)四个或五个色带，以便我们一眼就能(néng)确定其值和公差。形成引線(xiàn)，以便可(kě)以将它们插入相距半英寸的孔中。流行的14引脚和20引脚DIP（双列直插式封装）在侧面引脚之间的间距為(wèi)十分(fēn)之一英寸，而整个封装的间距為(wèi)十分(fēn)之三。太好了！

就公制而言，我们分(fēn)别指的是2.54毫米和7.62毫米。最初的SMD组件仅為(wèi)该间距的一半，但与最近的0.5 mm相比，1.27 mm的间距器件似乎非常粗糙。不仅如此，销钉也不再局限于两侧。他(tā)们以四方扁平包装的方式一直走下去。

这还不够，因此我们用(yòng)很(hěn)少的焊料凸点代替了实际的引線(xiàn)填充了整个组件的底部。我们称其為(wèi)球栅阵列（BGA）。这些设备的间距从1.27毫米发展到1毫米，然后是0.8毫米，然后是0.65毫米，0.5毫米，0.4毫米，现在是0.35毫米，甚至在某些情况下甚至是0.3毫米。现在可(kě)以使用(yòng)0.1英寸的電(diàn)子元件装配降至0.016英寸或更小(xiǎo)。

所有(yǒu)这些都是在我们不得不放弃SN63焊料时发生的。这就是共晶焊料，63％锡和37％铅的神奇配方。低共熔焊料的优点在于它具有(yǒu)良好的低熔点，并且可(kě)以在非常窄的温度范围内固化。普通的无铅焊料具有(yǒu)较高的熔点，因此在工艺窗口中不太宽容。

我说所有(yǒu)这些都是為(wèi)了指出PCB组装比以前要难得多(duō)。该PCB材料必须承受灼热，可(kě)能(néng)会导致各种问题。当電(diàn)路板从IR烤箱中出来时，電(diàn)路板结构中铜的任何不平衡都会更容易引起翘曲和扭曲。面漆的缺陷会导致起泡，麻疹，焊盘抬起，分(fēn)层或任何数量的焊料缺陷。

符合RoHS要求的焊料的冶金學(xué)特征通常是大量锡以及微量的银，锑和其他(tā)金属杂质。锡具有(yǒu)纯净的形态，容易散开并造成短路。不仅在“锡晶须”很(hěn)常见的焊点中，而且在迹線(xiàn)本身上也是如此。树突状生長(cháng)会形成并导致相邻迹線(xiàn)之间的短路。

某些高温，高湿和高压条件会导致导電(diàn)阳极丝（CAF）的生長(cháng)。这是介電(diàn)材料分(fēn)解的地方，导電(diàn)盐会穿过导體(tǐ)之间的微裂纹而蠕变。同样，这都与我们被迫用(yòng)来保护我们的星球免受有(yǒu)毒污染的绿色板材有(yǒu)关。

我们可(kě)以為(wèi)制造商(shāng)提供的最重要的东西是导體(tǐ)之间的额外空间。同时，我们可(kě)以给营销团队的最重要的事情是一块超小(xiǎo)的PCB。我们的设计师必须在可(kě)销售性，质量和可(kě)靠性的交集上走钢丝。要赢得这三个方面绝非易事。

DFA的元件放置提示

将无源组件放置在边缘附近可(kě)能(néng)会导致一个焊盘的焊料在另一焊盘之前固化。结果实际上可(kě)能(néng)使陶瓷電(diàn)容器破裂或将電(diàn)感器或绕線(xiàn)電(diàn)阻器的导線(xiàn)拉离端子。金属零件仍可(kě)以接触但不能(néng)相互结合。如果您必须拥挤電(diàn)路板的边缘或電(diàn)路板上的插槽，请尝试使部件水平于边缘，而不是使引脚靠近边缘。

如果您使用(yòng)的是BGA组件，请注意，不能(néng)直接使用(yòng)烙铁直接接触所有(yǒu)的引脚。為(wèi)了卸下和更换BGA，需要在组件主體(tǐ)上安装一个自定义尺寸的喷嘴，并通过返修头吹入热空气，以使所有(yǒu)球都达到回流温度，以便可(kě)以卸下组件。该返工工具需要一定的空间才能(néng)操作。如果该區(qū)域被组件占用(yòng)，则必须首先删除那些组件。

在高可(kě)靠性，粗糙使用(yòng)的应用(yòng)中，通常需要对BGA组件进行底部填充。BGA本身是硅的载體(tǐ)，可(kě)以类似于带有(yǒu)引脚网格但间距较小(xiǎo)的BGA的较小(xiǎo)版本。那些“倒装芯片”可(kě)以直接焊接到板上，并且总是需要底部填充。

引線(xiàn)键合式芯片也可(kě)以安装在電(diàn)路板上，但是您需要选择性的软金或ENEPIG涂层来容纳引線(xiàn)键合。无论哪种方式，整个芯片都被封装起来以与封装相同的方式保护它。在所有(yǒu)这些情况下，都需要在零件周围留出额外的空间来施加底部填充材料和/或密封材料。

与往常一样，在制造方面与供应商(shāng)协商(shāng)是值得的。同时，也就是说，在设计阶段的早期，与装配厂就组件间距方面的能(néng)力进行对话非常重要。最低限度地，每个组件焊盘都应在其周围具有(yǒu)100微米或更大的阻障层。该几何形状可(kě)以引导最小(xiǎo)零件的放置，而较大的零件（尤其是较高的零件）将需要更多(duō)的空间。

当然，您知道我们需要在PCB上打上好的标记，以确保正确的组件以正确的方向放置。鉴于房地产的萎缩，丝印元素存在层次结构。当您不能(néng)适应所有(yǒu)条件时，首先要做的就是参考标记。如果在空白區(qū)域的所有(yǒu)街(jiē)道都有(yǒu)長(cháng)名称且只有(yǒu)两个或三个实际结构的共管公寓的纸质地图上，如果有(yǒu)一些松弛的空间来使参考标记从高密度區(qū)域中偏移，那将是很(hěn)好的选择。

删除的下一项是组件概述。一些生产委员会将其全部保留下来以节省几分(fēn)钱。如果您一无所有(yǒu)，那么一针一線(xiàn)是您要争取的东西。如果您要进行超密集放置，请尝试将针脚周围的少量空间视為(wèi)必需的标记區(qū)域。紧要关头，它可(kě)以在阻焊层甚至金属层上完成。