Directrices de diseño de fabricación SMT
Todos los PCB se diseñarán con las siguientes pautas de preferencia para la elección de componentes, ubicación y tamaño de pista. Esta estrategia tiene como objetivo aprovechar al máximo las capacidades de diseño y fabricación de ANS y minimizar los costos generales de fabricación:
2.1 Pistas de señal
Se utilizarán rieles de 8 mil con un espacio libre mínimo de 8 mil donde lo exijan los requisitos de mayor densidad. Cuando sea necesario debido a los requisitos de densidad, será posible utilizar pistas de 6 mil con un espacio libre mínimo de 6 mil. Esto se evitará en la medida de lo posible y no se realizará sin la aprobación de la Dirección de Diseño Físico. La lámina base de cobre para tableros enrutados con pistas de 8 mil o 6 mil será de ½ onza, por lo general, y generalmente se enchapará hasta 1 onza de peso final. Continuará existiendo el requisito de utilizar la pista y el espacio libre más grandes posibles para un PBA dado, comenzando desde 0,025 pulgadas/0,025 pulgadas y trabajando hacia abajo.
2.2 Pistas de poder
Los buses de suministro de energía y distribución a tierra (cuando no son planos sólidos o rayados) pueden tener que encogerse en PBA densos del estándar actual de 0.025 pulgadas mínimo. La vía más pesada se utilizará si el espacio lo permite. Cuando se usa un riel de 0,025 pulgadas para las rutas de distribución principales, se debe usar un riel más pequeño (de 0,015 a 0,025 pulgadas) para conectar los terminales de componentes SMT.
2.3 Separaciones mínimas entre componentes
3.1 Espaciamientos de conductores
Las reglas que rigen las prácticas de diseño aceptables para los dispositivos SMT se muestran en las Figuras 7A y 7B. Las prácticas inaceptables se muestran en las Figuras 8A y 8B. El ancho máximo del conductor a medida que ingresa a un área de terreno para una parte SMT es de 0,025 pulgadas con un máximo de dos pistas de 0,025 pulgadas que ingresan a cualquier terreno determinado (en extremos opuestos).
La distancia mínima permitida entre una almohadilla de soldadura SMT y una vía de carpa es de 0,010 pulgadas. Si la vía no está cubierta, la distancia mínima es de 0,020 pulgadas.
En el lado secundario de la PCB, la distancia mínima permitida entre conductores expuestos es de 0,030 pulgadas. (Los conductores se definen como trazas, vías, terminales de prueba y terminales de soldadura).
3.2 Construcción de PCB
Se usará un tamaño de panel estándar para minimizar los tiempos de configuración para los procesos de fabricación. El tamaño de panel estándar puede contener uno o más PCB según el tamaño de la tarjeta. Los PCB individuales se cortarán del panel después de todos los procesos de ensamblaje. La Figura 9 muestra las dimensiones estándar del panel.
Opción de ruptura: dado que los PCB se ensamblarán en un panel de múltiples, las tarjetas individuales deben retirarse del panel. La forma habitual de retirar tarjetas individuales es cortándolas del panel. Cuando corresponda, se deben utilizar separaciones para reducir los requisitos de manipulación de materiales durante el montaje. Las Figuras 10A y 10B muestran dos opciones de ruptura para elegir.
Se requiere una máscara de soldadura para imágenes fotográficas con un grosor máximo de 0,003 pulgadas.
Para una tarjeta de baja tecnología y baja densidad, la máscara de epoxi estándar es aceptable.
La tolerancia de los diámetros de los orificios de las herramientas es de –0,000 +0,002 pulgadas.
Se debe usar máscara de soldadura sobre cobre desnudo.
El espesor mínimo del revestimiento de soldadura (o nivelado) sobre cobre es de 0,0003 pulgadas con un máximo de 0,001 pulgadas.
No se permiten máscaras de soldadura a menos de 0,040 pulgadas de una marca fiduciaria.
No se permiten máscaras de soldadura en las almohadillas SMT.
Requisitos de serigrafía
3.3 Espacio libre en el borde de la tarjeta
Para cumplir con los requisitos de UL, el espacio mínimo absoluto de diseño del borde de la tarjeta para cualquier conductor será de 0,060 pulgadas. Esto debe incluir cualquier posible tolerancia de enrutamiento o corte de la placa de un panel. Desde el punto de vista del ensamblaje, se requiere un espacio mínimo entre los bordes de 0,150 y 0,200 pulgadas en los lados primario y secundario de la placa de circuito impreso.
Las pistas y los planos internos no deben diseñarse a menos de 0,050 pulgadas del borde de la tarjeta.
3.4 Colocación de componentes polarizados
Se prefiere que todos los componentes polarizados se coloquen en la PCB con la misma orientación.
3.5 Pautas de diseño de soldadura por ola
Cuando los componentes discretos (o el componente activo) requieren conexión al lado secundario de la PCB mediante el proceso de soldadura por ola, se aplican reglas de diseño especiales:
3.6 Consideraciones y restricciones de agujeros pasantes
Los VIA utilizados en los diseños SMT y FINELINE utilizarán orificios de diámetro terminado de 0,015 pulgadas en una almohadilla con un diámetro mínimo de 0,032 pulgadas. Todas las vías serán "tiendas de campaña" (cubiertas con una máscara de soldadura) en ambos lados de la PWB para minimizar los problemas de soldadura y asegurar un buen sello de vacío en el probador en circuito.
Las VIAS que han sido cubiertas pueden colocarse debajo de los componentes.
En situaciones en las que las VIAS no estén protegidas con una máscara de soldadura, "NO COLOQUE LAS VIAS BAJO COMPONENTES DE PERFIL BAJO". Los componentes de perfil bajo se definen como componentes con cuerpos a menos de 0,012 pulgadas por encima de la superficie de las tarjetas. La mayoría de las resistencias y condensadores discretos entran en la categoría de bajo perfil.
A través de VIAS son el tipo preferido, pero se pueden usar VIAS ciegos o VIAS enterrados si es necesario debido a limitaciones de espacio. ¡Deben evitarse VIAS ciegos y enterrados si es posible!
El VIAS sin carpa debe estar a un mínimo de 0,020 pulgadas de las almohadillas SMT (consulte la Figura 7B). Si los VIAS son de carpa, el VIAS debe estar a un mínimo de 0,010 pulgadas de las almohadillas SMT respectivas.
3.7 Requisitos de orificios para herramientas
Los orificios para herramientas son necesarios para los procesos de ensamblaje automático. El diámetro del orificio de la herramienta estándar es de 0,127+0,002/-0,000 pulgadas de diámetro. Los PWB generalmente se ensamblarán en forma de panel estándar, como se muestra en la Figura 9.
Todos los orificios de las herramientas de ensamblaje deben estar sin revestimiento.
3.8 Requisitos de la marca fiduciaria
Se requieren marcas de referencia para la colocación automática de dispositivos montados en superficie (SMD). Las marcas de referencia permiten que el equipo de colocación reconozca ópticamente el patrón de la obra de arte en la PCB. Los requisitos dimensionales de las marcas fiduciales se muestran en la Figura 13.
Las marcas de referencia se deben ubicar en las tres esquinas de las PCB individuales, como se muestra en la Figura 14. También se deben ubicar dos marcas de referencia alrededor de los dispositivos SMT grandes (más de 68 pines) o dispositivos de paso fino.
3.9 Diseño para Equilibrio Térmico
Si existen áreas densamente pobladas y áreas no densamente pobladas en un solo diseño, se puede experimentar un desajuste térmico durante el proceso de reflujo. Esto significa que los componentes de un área de la tarjeta pueden calentarse demasiado mientras que las otras áreas tienen juntas de soldadura fría.
Los PLCC normalmente provocan un desajuste térmico debido a su tamaño. Se aplican las siguientes reglas:
3.10 Espacio Muerto
El espacio muerto es necesario para la fabricación, ya que las cintas transportadoras se utilizan para transportar las placas por sus bordes durante los procesos de fabricación y para instalar accesorios de prueba. La figura 15 muestra los requisitos de espacio muerto.
Las alternativas al espacio muerto en PCB individuales son el uso de paneles o conexiones. Las separaciones se pueden usar para manejar la placa durante la fabricación y se pueden quitar después de la prueba.
3.11 Componentes debajo de los componentes
Debe evitarse la colocación de componentes de perfil bajo debajo de otros componentes en el mismo lado de la PCB. Los componentes debajo de los componentes son muy difíciles de inspeccionar, solucionar problemas o reparar.
3.12 Tamaños de orificios estándar
Utilice el número mínimo de tamaños de orificios posible (8 o menos).
3.13 Trace Run Paths
Tome la distancia práctica más corta entre dos puntos. Mantenga los rastros lo más lejos posible de los conductores expuestos. Si la máscara de soldadura está mal registrada o si la máscara está dañada, podría producirse un cortocircuito si los circuitos son demasiado densos. Consulte la figura 3.
Las siguientes pautas se presentan para resumir las reglas de diseño de capacidad de prueba para PCB que utilizarán una prueba en circuito.
Si la PBA requiere que el cliente utilice marcas (bloques de opciones, interruptores, LED, etc.), estas marcas deben protegerse o grabarse en la placa. Un mínimo de 0,060 pulgadas de texto.
Se requiere un espacio mínimo de diseño de 0,020 pulgadas entre las almohadillas SMT y las marcas serigrafiadas.
La tinta utilizada no debe deteriorarse ni sangrar contaminantes en SMT o almohadillas de orificio pasante bajo exposición a reflujo IR, reflujo de fase de vapor, limpieza con freón o soldadura por ola.
Requisitos de PBA: documentación en formato electrónico
Archivos Gerber: formato 274X
Taladro o dibujo de fabricación
Esquemático
Conjunto
de plan de taladro XY
Dibujo de montaje del lado primario
Dibujo
de montaje del lado secundario Dibujo de serigrafía
Lista de materiales
SMT Lado primario
SMT Tablero del lado secundario Tabla
de perforación Especificaciones
del plan de perforación
en blanco
y datos de configuración de capas
Dibujo de detalle mecánico suplementario Pegar
pantalla
Detalle del lado primario
Detalle del lado secundario (si es necesario) Pruebas
varias
, rendimiento y especificaciones técnicas
Detalles Mecánicos (Paneles Frontales, Cubiertas, etc.)
Especificaciones del Proceso
Prueba de datos de fabricación
Archivos de perforación de prueba Coordenadas XY de
fabricación
de todos los componentes
Lista de materiales electrónica (Excel, CSV o TXT)
Inserción automática de componentes convencionales
Datos de inspección automática
Datos de nodo de prueba
Las dimensiones de la forma del dispositivo SMT se basarán en IPC-SM-782. Las geometrías de pad definidas deben incorporarse a las bibliotecas de formas CAD.
Cuando se actualizan las geometrías para mejorar la capacidad de fabricación, se debe actualizar la base de datos CAD. Cuando se actualizan los diseños antiguos, se deben incorporar las geometrías de almohadilla actualizadas. Los EN y ECO deben especificar qué geometrías de almohadillas deben cambiar.
Si se dispone de nueva información o si surgen nuevos requisitos basados en la experiencia, se debe seguir el siguiente procedimiento para garantizar que la información esté documentada en las pautas oficiales de diseño de SMT.
Figura 4A
Diseño del lado principal
Figura 4B
Diseño del lado principal
Figura 5
Disposición lateral secundaria
Nota: Todas las dimensiones en milésimas de pulgada/0,001 pulgadas (se muestran de almohadilla a almohadilla)
FIGURA 5 (continuación)
Disposición lateral secundaria
PARA TODOS LOS OTROS CASOS:
Nota: Todas las dimensiones en milésimas de pulgada/0,001 pulgadas (se muestran de almohadilla a almohadilla)
Figura 6
Juego de herramientas de remache para SMT (lado inferior)
Figura 7A
Diseño aceptable
Figura 7B
Diseño aceptable
Figura 8A
Diseño inaceptable
Figura 8B
Diseño inaceptable
Figura 9
Figura 10A
Figura 10B
Figura 11
Disposición lateral secundaria
(EVITAR SI ES POSIBLE)
Figura 12A
Evite el escalonamiento de los componentes del chip adyacentes soldados por ola
Figura 12B
Disposición lateral secundaria
** Evite el escalonamiento o la colocación de tipos de paquetes poco comunes uno detrás del otro para la soldadura por ola.
** Para diseños de tecnología mixta, se debe evitar el uso de sots, capacitores de tantalio y SOIC en el lado secundario.
Figura 13
Bloc de referencia
Figura 14
Figura 15