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了解焊接橋短褲:使您的PCB設計能夠防止形成焊

我喜歡烘焙的想法。特別是在假日期間,有一些令人興奮和治療的東西,計劃烘烤精美的餅干拼盤并將它們帶到派對上。實際上,我喜歡吃餅干面團。實際滾動或舀出餅干到平底鍋上等待它們烘烤是一種單調乏味和克制的練習。當我失去耐心時,我盡量將盡可能多的餅干塞進托盤;當然,這導致了一個單一的巨型餅干,不情愿地,我必須自己吃。

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無論你是在冬天計劃過多的假日餅干,還是只是希望更方便的方法來規劃您的空間限制,目標始終是設計烤盤的布局,以避免刮掉整個托盤的餅干。如果你花時間制作它們,你應該獲得吃它們的獎勵。對于很多事情,這個教訓應該是真的,不應該嗎?

不幸的是,如果我過度擁擠我的PCB,它不會變成一個cookie。不,不耐煩而且不在空間限制范圍內工作可能比破壞一批cookie要昂貴得多。設計的尺寸和復雜性是影響PCB制造成本的主要因素;然而,更重要的是,過度擁擠的設計可能導致故障和PCB短路。能夠管理您的設計以在空間限制內有效地工作將節?。ú⑶铱赡塬@得)更多的金錢和時間,可以更好地花在其他事情上(例如,吃更多的假日餅干)。

電氣短路

高密度設計的最大問題是頻繁的電氣短路。一個不幸的現實(一個不方便的事實?)是,盡管你的PCB設計得很好,但經常會發生電氣短路。焊接橋很可能只要你有高密度設計;然而,隨著PCB的需求不斷增加,高密度設計通常是不可避免的。

當您減小焊盤的尺寸和它們之間的距離時,更小的體積中會有更多的焊膏。該漿料更有可能從適當的模板定義區域溢出并形成與相鄰焊盤的焊橋。就像意外烘烤一個巨大的餅干一樣,避免這些橋梁的唯一方法是在墊子之間留出緩沖空間,足以保護它們免受鄰居的一點溢出。它不是為失敗而設計,而是將設計資源分配給了解短缺風險并對其進行適當管理。

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<小>你的PCB和組件過熱就像燃燒的餅干一樣糟糕,而且重做的成本更高。

制造

其他制造階段使用更高密度的PCB設計也會更加困難。模板問題加劇了焊料橋接的風險,特別是在緊密的小型元件陣列中。當元件密度高時,焊膏涂抹或未對準的風險最高,導致緩沖空間不足。具有緩沖空間使您的PCB設計能夠防止形成焊膏橋。如果沒有緩沖空間,焊接橋就會變得更加可能并且會引發短路等錯誤的發生。

拾取和放置機器精度也會限制PCB設計中可以使用的密度。如果機器的精度非常高,您可以更靈活地打包組件。但是,也要考慮拾取和放置時使用的工具。放置工具可以延伸到組件的邊緣之外,這會給緊密包裝或小組件放置帶來困難。

根據我居住的地方,有時候我需要一個腳踏板來達到我所能做的任何事情。存放在頂部櫥柜中。這可能會阻礙我的烘焙速度,但最終不會讓我不能烘烤。如果拾取和放置不能到達較高組件旁邊的位置(如標題旁邊的電阻器的情況),則組件高度也會成為問題。想象一下,如果你正在裝飾餅干并放下巨大的棉花糖,那么需要在不移動餅干的情況下畫出精致的糖霜。我通常在裝修過程之前吃餅干,但我不能只吃PCB。

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可變高度組件使得餅干像PCB一樣棘手

檢查,返工和維修

制造完成后,高密度設計的挑戰還沒有結束。檢查更具挑戰性,因為組件的邊緣在它們靠近在一起時不容易看到,就像它們在高密度設計中一樣。您可能會因查看焊點和驗證間距高度而感到不知情。如果你有不同的高度,那么組件可能會從視圖中主動阻塞彼此。

在高密度設計中找到問題也不是整個問題 - 當你的組件如此靠近時,你可能會遇到其他過程會減慢或甚至可能導致自己的錯誤。您可能必須移除其他組件才能獲得需要修復的任何組件,即使使用最小的鑷子和最穩定的手,板的再加熱部分也肯定會重新熔化焊料并導致滑動。您可能還需要為附近的組件添加隔熱罩,因為散熱的總空間較小。

間距的操作要求

在任何情況下在存在錯誤,橋接或短路的情況下,對組件間距的最重要要求來自操作要求。有正式的間距規范:最常引用的是IPC-D-279,第3.3.9節,但也有制造商的建議,如OCM的這張圖表,通常用于特定的包裝或應用。一旦您有不同的組件和封裝類型,規范通常不夠廣泛,無法提供必要的指導。

組件間距的要求取決于電路板的功能,操作參數及其環境。在嘗試減少間距之前,請考慮隔離要求(基于電壓,RFI或EMC),否則您將縮短整個產品的使用壽命,并可能引入安全問題,以節省一些前期成本。您可能還會遇到將確定邊距的處理和安全要求。最初,緩沖區似乎是一個容易減少多余的緩沖區,但削減緩沖區可能會對電路板的使用壽命造成災難性影響。

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溢出的糖霜很美味。溢出的焊膏是災難性的。

除了在設計時需要跟蹤的所有其他信息之外,元件間距和了解焊橋短路可能看起來像是一項令人不安的任務。相信我,來自經常忘記預熱烤箱的人,然后把任何東西放進去,我理解跟蹤多個指令的難度。但是當您進行高密度設計時,使用AltiumDesigner?及其強大的設計規則檢查,可以確?!氨3帧?,組件的區域和其他物理限制都被考慮在內,并且可以導入制造商規則以檢查設計前的兼容性。

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