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PCB CAD设计制造指南:布线如何影响焊点

几个星期前,我参加了一个向伟大乐队领袖斯坦·肯顿致敬的演唱会。我喜欢大乐队爵士,原因有很多,其中之一就是乐队中乐手和乐器的配置。通常大约有15到20位使用不同乐器的乐手,并且每个人都扮演着不同的角色。如果一个人刚好犯了错误,就会毁掉作曲家精心安排的韵律平衡。

每个乐队和谐共处的重要性让我想起了正确制造印刷电路板的重要性。如果刚好一个部件焊接不良,最终完成的电路板可能会出现间歇性故障,或者根本不能工作。正如萨克斯演奏出一个酸涩的音符可以毁掉整个音色,不良焊点会毁掉整个电路板。幸运的是,制造设计(DFM)规则可以帮助您避免在电路板上产生酸性焊点。

令人惊喜的是DFM规则可以帮助你的电路板。如何在印刷电路板上布线可能会直接影响焊接问题,而DFM规则在这里提供了一些指导。现在我们就来看看布线如何导致冷焊点或元件立碑问题,以便您将来知道应该避免什么。

锐角走线

我们介绍的第一个问题是锐角布线。尽管这种情况并不是明确地能够导致焊接问题,但是PCB DFM指导中提到这是一个布线问题。

锐角布线是大于90度角的走线。这导致走线自己返回。由锐角形成的楔形可以在制造过程中捕获酸性化学物质。这些被困的化学物质在制造过程中的清洗阶段并不能够总是如他们应该那样被清理干净,并进一步腐蚀走线。这可能最终导致走线断开或导致间歇连接。

 

由于走线宽度而导致的元件损坏

当焊接时,一个小型的两个引脚元件(如表面贴装电阻)在其一个焊盘上站立起来,会发生立碑现象。这是由于焊料回流期间两个焊盘之间的加热不平衡造成的。无论哪一边融化,首先将该部分拉向该边,并造成墓碑效应。

导致这种加热不平衡的因素之一是在两个焊盘上使用不同尺寸的走线。走线越宽,它连接的焊盘加热所需的时间越长。如果元件的一个焊盘的走线非常窄,而另一个焊盘的走线非常宽,则可能会出现焊料回流不平衡,一个焊盘会在另一个焊盘之前熔化并回流。

通常,电气工程师需要一个太宽的电源线,以使制造商可靠地进行焊接。PCB设计的制造指南提供了在不同尺寸元件上使用最小和最大走线宽度的建议,但这可能无法解决您的问题。对您而言,关键在于平衡电气工程和制造的要求,并达成两者之间的共识。通过这种方式,您可以在设计上满足双方的需求。

冷焊点

布线较粗的走线时可能发生的另一个问题是形成冷焊点。冷焊点是指焊料没有正确回流以形成良好的连接,或焊料已脱离连接。当从布线焊盘外的较粗的走线时,较粗的走线可能会引起焊料离开焊盘,而这是连接元件所需的。

解决方法是使用比焊盘尺寸更小的走线宽度。一些DFM指南推荐的走线宽度不超过焊盘尺寸0.010密耳,尽管这也是为了平衡电气和机械工程的需求。

我们在这里给出的PCB设计的制造指南比布线建议要多得多。 DFM的指导方针也将帮助正确的元件贴装技术、封装尺寸和设计的其他方面。这将最终帮助您的设计制造尽可能少的错误。在制造过程中没有错误的电路板反映了一个良好的和坚实的设计,有点像听到斯坦·肯顿乐队播放无间断的完美再现。

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