Essenciais de Projeto de PCI SMT: Layout Especializado de Componentes para Qualidade Superior

O layout de componentes deve atender aos requisitos de propriedades elétricas de toda a máquina e estrutura mecânica, e aos requisitos do processo de produção SMT. Como é difícil superar problemas de qualidade de produto causados pelo projeto, projetistas de PCI devem entender os atributos básicos do processo SMT e implementar projeto de layout de componentes de acordo com diferentes demandas do processo. Projeto excelente pode reduzir defeitos de soldagem ao mínimo.

Projeto Geral de Layout de Componentes

• Layout de componentes na PCI deve ser plano e uniforme. Componentes com grande massa sofrerão de alta capacidade térmica no processo de soldagem por refluxo, de modo que temperatura localmente baixa é causada por layout superintegrado, levando a falsa soldagem.
• Espaço de manutenção deve ser deixado ao redor de componentes grandes (o tamanho esquerdo deve ser compatível com ponta de aquecimento de dispositivo de retrabalho SMD).
• Componentes de alta frequência devem ser posicionados uniformemente na borda da PCI ou na posição de ventilação dentro da máquina.
• No processo de montagem mista simples, componentes montados e de inserção devem ser posicionados no Lado A.
• No processo de montagem mista de refluxo dupla-face, componentes montados grandes e de inserção devem ser posicionados no Lado A e componentes nos Lados A e B devem ser escalonados.
• No processo de montagem mista com refluxo no Lado A e solda de onda no Lado B, componentes montados grandes e de inserção devem ser posicionados no Lado A (lado de refluxo) enquanto componentes retangulares e cilíndricos tipo chip adequados para solda de onda, SOT e SOP relativamente pequenos (número de pinos menor que 28 e espaçamento entre pinos pelo menos 1mm) são posicionados no Lado B. Componentes com pinos ao redor não devem ser posicionados no lado de solda de onda, como QFP, PLCC, etc.
• Encapsulamento de componente no lado de solda de onda tem que suportar temperatura acima de 260°C e ser hermético.
• Componentes valiosos não podem ser posicionados nos quatro cantos ou borda da PCI nem próximo a conector, furo de montagem, slot, ranhura de corte, entalhe ou canto. Os locais mencionados acima pertencem a áreas com alto estresse, levando a rachadura de pontos de solda e componentes.

Direção de Layout de Componentes

Direção de layout de componentes com processo de soldagem por refluxo

Para PCI com tamanho grande, a borda longa da PCI deve ser paralela com a direção da esteira de transmissão do forno de refluxo de modo a tornar a temperatura de ambos os lados da PCI compatíveis entre si. Portanto, para PCI cujo tamanho é maior que 200mm, o seguinte requisito deve ser atendido:

a. Eixo longo de componente chip com duas extremidades é vertical à borda longa da PCI e o eixo longo de componente SMD paralelo com a borda longa da PCI.

b. As direções de montagem de PCI dupla-face devem ser as mesmas.

Direção de layout de componentes com processo de solda de onda

a. Para fazer as duas extremidades correspondentes dos componentes conectarem com fluxo de solda de onda simultaneamente, o eixo longo de componente chip deve ser vertical à direção da esteira de transmissão da máquina de solda de onda e o eixo longo de componente SMD deve ser paralelo com a direção da esteira de transmissão da máquina de solda de onda.

b. Para evitar efeito sombra, as extremidades de componentes com o mesmo tamanho devem ser posicionadas em uma linha paralela com a esteira de transmissão de solda de onda. Componentes com tamanhos diferentes devem ser posicionados ao longo de direções diferentes. Componentes com tamanho pequeno devem ser colocados antes de componentes grandes. Deve-se evitar que componentes possivelmente bloqueiem extremidades de solda e pinos de solda. Quando os requisitos concernentes ao layout de componentes falham em ser atendidos, espaçamento de 3mm a 5mm deve ser deixado entre componentes.

c. Compatibilidade de direção característica de componente

Deve incluir polaridade de capacitor eletrolítico, ânodo de diodo, extremidade de pino único de triodo e pino 1 de CI.

Espaçamento Mínimo entre Pads Adjacentes entre Componentes

Além de que o espaçamento seguro entre pads não deve ser conectado por curta distância, a manutenibilidade de componentes vulneráveis também deve ser considerada. Em termos gerais, a densidade de montagem deve atender aos seguintes requisitos:

• O espaçamento entre componentes chip, SOTs, SOIC e componentes chip é 1,25mm.
• O espaçamento entre SOICs, SOIC e QFP é 2mm.
• O espaçamento entre PLCC e componentes chip, SOIC, QFP é 2,5mm.
• O espaçamento entre PLCCs é 4mm.
• Para montagem mista, a distância entre componentes de inserção e pad de componente chip é 1,5mm.
• No processo de projeto de soquete PLCC, espaço suficiente para soquete PLCC deve ser mantido antecipadamente.

O espaçamento específico entre pads adjacentes entre componentes é exibido na Figura 3 abaixo.

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