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印刷電路板設計：如何進行DFA
DFA過去很簡單。
電阻足夠大，可以有四個或五個色帶，以便我們一眼就能確定其值和公差。形成引線，以便可以將它們插入相距半英寸的孔中。流行的14引腳和20引腳DIP（雙列直插式封裝）在側(cè)面引腳之間的間距為十分之一英寸，而整個封裝的間距為十分之三。太好了！
就公制而言，我們分別指的是2.54毫米和7.62毫米。最初的SMD組件僅為該間距的一半，但與最近的0.5 mm相比，1.27 mm的間距器件似乎非常粗糙。不僅如此，銷釘也不再局限于兩側(cè)。他們以四方扁平包裝的方式一直走下去。
這還不夠，因此我們用很少的焊料凸點代替了實際的引線填充了整個組件的底部。我們稱其為球柵陣列（BGA）。這些設備的間距從1.27毫米發(fā)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，現(xiàn)在是0.35毫米，甚至在某些情況下甚至是0.3毫米?，F(xiàn)在可以使用0.1英寸的電子元件裝配降至0.016英寸或更小。
所有這些都是在我們不得不放棄SN63焊料時發(fā)生的。這就是共晶焊料，63％錫和37％鉛的神奇配方。低共熔焊料的優(yōu)點在于它具有良好的低熔點，并且可以在非常窄的溫度范圍內(nèi)固化。普通的無鉛焊料具有較高的熔點，因此在工藝窗口中不太寬容。
我說所有這些都是為了指出PCB組裝比以前要難得多。該PCB材料必須承受灼熱，可能會導致各種問題。當電路板從IR烤箱中出來時，電路板結(jié)構(gòu)中銅的任何不平衡都會更容易引起翹曲和扭曲。面漆的缺陷會導致起泡，麻疹，焊盤抬起，分層或任何數(shù)量的焊料缺陷。
符合RoHS要求的焊料的冶金學特征通常是大量錫以及微量的銀，銻和其他金屬雜質(zhì)。錫具有純凈的形態(tài)，容易散開并造成短路。不僅在“錫晶須”很常見的焊點中，而且在跡線本身上也是如此。樹突狀生長會形成并導致相鄰跡線之間的短路。
某些高溫，高濕和高壓條件會導致導電陽極絲（CAF）的生長。這是介電材料分解的地方，導電鹽會穿過導體之間的微裂紋而蠕變。同樣，這都與我們被迫用來保護我們的星球免受有毒污染的綠色板材有關(guān)。
我們可以為制造商提供的最重要的東西是導體之間的額外空間。同時，我們可以給營銷團隊的最重要的事情是一塊超小的PCB。我們的設計師必須在可銷售性，質(zhì)量和可靠性的交集上走鋼絲。要贏得這三個方面絕非易事。
DFA的元件放置提示
將無源組件放置在邊緣附近可能會導致一個焊盤的焊料在另一焊盤之前固化。結(jié)果實際上可能使陶瓷電容器破裂或?qū)㈦姼衅骰蚶@線電阻器的導線拉離端子。金屬零件仍可以接觸但不能相互結(jié)合。如果您必須擁擠電路板的邊緣或電路板上的插槽，請嘗試使部件水平于邊緣，而不是使引腳靠近邊緣。
如果您使用的是BGA組件，請注意，不能直接使用烙鐵直接接觸所有的引腳。為了卸下和更換BGA，需要在組件主體上安裝一個自定義尺寸的噴嘴，并通過返修頭吹入熱空氣，以使所有球都達到回流溫度，以便可以卸下組件。該返工工具需要一定的空間才能操作。如果該區(qū)域被組件占用，則必須首先刪除那些組件。
在高可靠性，粗糙使用的應用中，通常需要對BGA組件進行底部填充。BGA本身是硅的載體，可以類似于帶有引腳網(wǎng)格但間距較小的BGA的較小版本。那些“倒裝芯片”可以直接焊接到板上，并且總是需要底部填充。
引線鍵合式芯片也可以安裝在電路板上，但是您需要選擇性的軟金或ENEPIG涂層來容納引線鍵合。無論哪種方式，整個芯片都被封裝起來以與封裝相同的方式保護它。在所有這些情況下，都需要在零件周圍留出額外的空間來施加底部填充材料和/或密封材料。
與往常一樣，在制造方面與供應商協(xié)商是值得的。同時，也就是說，在設計階段的早期，與裝配廠就組件間距方面的能力進行對話非常重要。最低限度地，每個組件焊盤都應在其周圍具有100微米或更大的阻障層。該幾何形狀可以引導最小零件的放置，而較大的零件（尤其是較高的零件）將需要更多的空間。
當然，您知道我們需要在PCB上打上好的標記，以確保正確的組件以正確的方向放置。鑒于房地產(chǎn)的萎縮，絲印元素存在層次結(jié)構(gòu)。當您不能適應所有條件時，首先要做的就是參考標記。如果在空白區(qū)域的所有街道都有長名稱且只有兩個或三個實際結(jié)構(gòu)的共管公寓的紙質(zhì)地圖上，如果有一些松弛的空間來使參考標記從高密度區(qū)域中偏移，那將是很好的選擇。
刪除的下一項是組件概述。一些生產(chǎn)委員會將其全部保留下來以節(jié)省幾分錢。如果您一無所有，那么一針一線是您要爭取的東西。如果您要進行超密集放置，請嘗試將針腳周圍的少量空間視為必需的標記區(qū)域。緊要關(guān)頭，它可以在阻焊層甚至金屬層上完成。