Directives de conception de manufacturabilité SMT
Tous les PCB seront conçus avec les directives de préférence suivantes pour le choix des composants, le placement et la taille des pistes. Cette stratégie vise à utiliser au maximum les capacités de conception et de fabrication du SNA et à minimiser les coûts de fabrication globaux :
2.1 Pistes de signalisation
Des voies de 8 mil avec un dégagement minimum de 8 mil seront utilisées là où des exigences de densité plus élevées l'exigent. Lorsque requis en raison des exigences de densité, il sera possible d'utiliser des voies de 6 mil avec un dégagement minimum de 6 mil. Cela sera évité dans la mesure du possible et ne se fera pas sans l'approbation de la direction de la conception physique. La feuille de cuivre de base pour les cartes routées avec des pistes de 8 mil ou 6 mil sera généralement de ½ once et sera généralement plaquée jusqu'à 1 once de poids fini. Il continuera d'être nécessaire d'utiliser la voie et le dégagement les plus grands possibles pour un PBA donné, à partir de 0,025 pouce/0,025 pouce et en descendant.
2.2 Pistes de puissance
Les bus d'alimentation et de distribution de masse (lorsqu'ils ne sont pas pleins ou hachurés) peuvent devoir se réduire sur les PBA denses par rapport à la norme actuelle de 0,025 pouce minimum. La piste la plus lourde sera utilisée si l'espace le permet. Lorsqu'un rail de 0,025 pouce est utilisé pour les chemins de distribution principaux, un rail plus petit (0,015 pouce à 0,025 pouce) doit être utilisé pour se connecter aux pastilles de composants SMT.
2.3 Espacements minimum des composants
3.1 Espacements des conducteurs
Les règles régissant les pratiques de configuration acceptables pour les dispositifs SMT sont illustrées sur les figures 7A et 7B. Les pratiques inacceptables sont illustrées aux figures 8A et 8B. La largeur maximale du conducteur lorsqu'il entre dans une zone de contact pour une pièce SMT est de 0,025 pouce avec un maximum de deux pistes de 0,025 pouce entrant dans un domaine donné (aux extrémités opposées).
La distance minimale autorisée entre un plot de soudure SMT et un via en tente est de 0,010 pouce. Si le via n'est pas sous tente, la distance minimale est de 0,020 pouce.
Sur le côté secondaire du PCB, la distance minimale autorisée entre les conducteurs exposés est de 0,030 pouce. (Les conducteurs sont définis comme des pistes, des vias, des pastilles de test et des pastilles de soudure.)
3.2 Construction du circuit imprimé
La taille de panneau standard sera utilisée pour minimiser les temps de configuration des processus de fabrication. La taille de panneau standard peut contenir un ou plusieurs PCB en fonction de la taille de la carte. Les PCB individuels seront cisaillés du panneau après tous les processus d'assemblage. La figure 9 montre les dimensions standard des panneaux.
Option de séparation – Étant donné que les PCB seront assemblés dans un panneau de multiples, les cartes individuelles doivent être retirées du panneau. La façon typique de retirer une carte individuelle consiste à les cisailler du panneau. Le cas échéant, des ruptures doivent être utilisées pour réduire les exigences de manutention des matériaux lors de l'assemblage. Les figures 10A et 10B montrent deux options de rupture parmi lesquelles choisir.
Un masque de soudure photo imagable est requis avec une épaisseur maximale de 0,003 pouce.
Pour une carte low-tech et à faible densité, un masque époxy standard est acceptable.
La tolérance des diamètres des trous d'outillage est de –0,000 +0,002 pouces.
Un masque de soudure sur du cuivre nu doit être utilisé.
L'épaisseur minimale du placage de soudure (ou nivelé) sur le cuivre est de 0,0003 pouce avec un maximum de 0,001 pouce.
Aucun masque de soudure n'est autorisé à moins de 0,040 pouce d'une marque de référence.
Aucun masque de soudure n'est autorisé sur les pastilles SMT.
Exigences de sérigraphie
3.3 Dégagement du bord de la carte
Pour répondre aux exigences UL, le dégagement minimal absolu de conception du bord de la carte pour tout conducteur sera de 0,060 pouce. Cela doit inclure toute tolérance possible d'acheminement ou de cisaillement de la planche à partir d'un panneau. Du point de vue de l'assemblage, un dégagement de bord minimum de 0,150 à 0,200 pouce est requis sur les côtés primaire et secondaire du PCB.
Les pistes et plans internes ne doivent pas être conçus à moins de 0,050 pouce du bord de la carte.
3.4 Placement des composants polarisés
Il est préférable que tous les composants polarisés soient placés sur le PCB dans la même orientation.
3.5 Directives de disposition de la soudure à la vague
Lorsque des composants discrets (ou composants actifs) nécessitent une fixation sur le côté secondaire du PCB en utilisant le processus de soudure à la vague, des règles de disposition spéciales s'appliquent :
3.6 Considérations et contraintes relatives aux vias
Les VIA utilisés dans les conceptions SMT et FINELINE utiliseront des trous de diamètre fini de 0,015 pouce dans un tampon d'un diamètre minimum de 0,032 pouce. Tous les vias seront "tentés" (recouverts d'un masque de soudure) des deux côtés du PWB pour minimiser les problèmes de soudure et assurer une bonne étanchéité au vide sur le testeur de circuit.
Les VIAS qui ont été sous tente peuvent être placés sous des composants.
Dans les situations où les VIAS ne sont pas recouverts d'un masque de soudure, « NE PAS PLACER LES VIAS SOUS DES COMPOSANTS À PROFIL BAS ». Les composants à profil bas sont définis comme des composants dont le corps est à moins de 0,012 pouce au-dessus de la surface de la carte. La plupart des résistances et condensateurs discrets entrent dans la catégorie profil bas.
Les VIAS traversants sont le type préféré, mais les VIAS aveugles ou les VIAS enterrés peuvent être utilisés si nécessaire en raison des contraintes d'espace. Les VIAS aveugles et enterrés doivent être évités si possible !
Les VIAS sans tente doivent être à au moins 0,020 pouce des pads SMT (voir Figure 7B). Si les VIAS sont sous tente, les VIAS doivent être à au moins 0,010 pouce des pads SMT respectifs.
3.7 Exigences relatives aux trous d'outillage
Des trous d'outillage sont nécessaires pour les processus d'assemblage automatique. Le diamètre de trou d'outillage standard est de 0,127+0,002/-0,000 pouces de diamètre. Les PWB seront généralement assemblés sous forme de panneau standard, comme illustré à la figure 9.
Tous les trous d'outillage d'assemblage doivent être non plaqués.
3.8 Exigences relatives au repère fiduciaire
Des marques de repère sont nécessaires pour le placement automatique des dispositifs montés en surface (CMS). Les marques repères permettent à l'équipement de placement de reconnaître optiquement le motif d'illustration sur le PCB. Les exigences dimensionnelles des marques repères sont illustrées à la figure 13.
Les marques repères doivent être situées aux trois coins des circuits imprimés individuels, comme illustré à la Figure 14. Deux marques repères doivent également être situées autour des grands dispositifs SMT (plus de 68 broches) ou des dispositifs à pas fin.
3.9 Conception pour l'équilibre thermique
Si des zones densément peuplées et des zones non densément peuplées existent sur une seule disposition, une inadéquation thermique peut se produire pendant le processus de refusion. Cela signifie que les composants d'une zone de la carte peuvent devenir trop chauds tandis que les autres zones ont des joints de soudure froids.
Les PLCC provoquent normalement une inadéquation thermique en raison de leur taille. Les règles suivantes s'appliquent :
3.10 Espace mort
L'espace mort est nécessaire pour la fabrication puisque les convoyeurs sont utilisés pour transporter les planches par ses bords pendant les processus de fabrication et pour installer des montages d'essai. La figure 15 montre les exigences d'espace mort.
Les alternatives à l'espace mort sur les PCB individuels sont l'utilisation de panneaux ou de ruptures. Les échappées peuvent être utilisées pour manipuler la carte tout au long de la fabrication et peuvent être retirées après le test.
3.11 Composants sous les composants
Le placement de composants à profil bas sous d'autres composants du même côté du circuit imprimé doit être évité. Les composants sous composants sont très difficiles à inspecter, dépanner ou réparer.
3.12 Tailles de trous standard
Utilisez le nombre minimum de tailles de trous possible (8 ou moins).
3.13 Tracer les parcours de course
Prenez la distance pratique la plus courte entre deux points. Gardez les traces aussi loin que possible des conducteurs exposés. Si le masque de soudure est mal enregistré ou si le masque est endommagé, un court-circuit peut se produire si les circuits sont trop denses. Voir Figure 3.
Les directives suivantes sont présentées pour résumer les règles de mise en page de testabilité pour les PCB qui utiliseront un test en circuit.
Si le PBA nécessite des marquages à utiliser par le client (blocs d'options, interrupteurs, LED, etc.), ces marquages doivent être masqués ou gravés sur la carte. Un texte d'au moins 0,060 pouce.
Un dégagement minimal de 0,020 pouce est requis entre les tampons SMT et les marquages sérigraphiés.
L'encre utilisée ne doit pas se détériorer ou saigner des contaminants sur le SMT ou les tampons traversants sous l'exposition à la refusion IR, la refusion en phase vapeur, le nettoyage au fréon ou la soudure à la vague.
Exigences PBA – Documentation au format électronique
Fichiers Gerber – Format 274X
Dessin de forage ou de fabrication
Schéma
de plan de forage XY
Dessin
d'assemblage du côté primaire Dessin
d'assemblage du côté secondaire Dessin en
sérigraphie
Nomenclature Côté
primaire SMT Panneau du côté
secondaire
Panneau de perçage
Spécifications
du plan de forage
vierge et données de configuration des couches
Dessin de détail mécanique supplémentaire Coller
l'écran
Détail du côté primaire
Détail du côté secondaire (si nécessaire)
Divers
tests, performances et spécifications techniques
Détails mécaniques (panneaux avant, couvercles, etc.)
Spécifications de processus
Test de données de fabrication
Fichiers de forage de test Coordonnées XY
de fabrication
de tous les composants
Nomenclature électronique (Excel, CSV ou TXT)
Composant conventionnel Insertion automatique
Données d'inspection automatique
Données de nœud de test
Les dimensions de la forme du dispositif SMT seront basées sur IPC-SM-782. Les géométries de pastilles définies doivent être intégrées dans les bibliothèques de formes CAO.
Lorsque les géométries sont mises à jour pour améliorer la fabricabilité, la base de données CAO doit être mise à jour. Lorsque les anciennes conceptions sont mises à jour, les géométries de plaquette mises à jour doivent être incorporées. Les EN et les ECO doivent spécifier les géométries de plaquette à modifier.
Si de nouvelles informations deviennent disponibles ou si de nouvelles exigences surviennent en fonction de l'expérience, la procédure suivante doit être suivie pour s'assurer que les informations sont documentées dans les directives de conception SMT officielles.
Figure 4A
Disposition du côté principal
Figure 4B
Disposition du côté principal
Figure 5
Disposition du côté secondaire
Remarque : Toutes les dimensions sont en mils/.001 pouces (indiquées d'un tampon à l'autre)
FIGURE 5 (suite)
Disposition du côté secondaire
POUR TOUS LES AUTRES CAS :
Remarque : Toutes les dimensions sont en mils/.001 pouces (indiquées d'un tampon à l'autre)
Figure 6
Clinch Tooling to SMT Clearance (Côté inférieur)
Figure 7A
Disposition acceptable
Figure 7B
Disposition acceptable
Figure 8A
Mise en page inacceptable
Figure 8B
Mise en page inacceptable
Figure 9
Illustration 10A
Illustration 10B
Figure 11
Disposition du côté secondaire
(ÉVITEZ SI POSSIBLE)
Illustration 12A
Éviter d'échelonner les composants de puce adjacents soudés à la vague
Figure 12B
Disposition du côté secondaire
** Évitez de décaler ou de placer des types de boîtiers peu courants les uns derrière les autres pour le soudage à la vague.
** Pour les conceptions à technologie mixte, l'utilisation de sots, de condensateurs au tantale et de SOIC doit être évitée du côté secondaire.
Figure 13
Bloc de repère
Figure 14
Figure 15