Guia de Projeto para Fabricação

O que é Design para Fabricação?

O objetivo deste guia é simples - obter uma boa placa de volta, todas as vezes. E a metodologia aplicada para isso é o Design para Fabricação (DFM). Talvez você já tenha ouvido falar de DFM no passado, mas o que exatamente isso significa?

Design para Fabricação (DFM) é o processo de projetar uma PCB que seja ao mesmo tempo fabricável, funcional e confiável.

Com essa definição em mente, temos vários objetivos claros a alcançar ao adotar as práticas de design dentro deste guia:

1. Eliminar a necessidade de múltiplas revisões da placa devido a detalhes específicos da fabricação que foram perdidos no processo de design.
2. Projetar e produzir placas que sejam tanto fabricáveis quanto funcionem conforme o pretendido, seguindo um conjunto de melhores práticas estabelecidas por veteranos no design de PCB.
3. Reduzir o tempo gasto em revisões de design e, em última análise, atender consistentemente aos objetivos de tempo de mercado seguindo um conjunto de melhores práticas para layout de placa e documentação.

Para atingir esses objetivos, estruturamos este guia para ser idealmente lido do início ao fim, de modo a se alinhar com seu fluxo de trabalho de design. À medida que você lê cada seção nos capítulos seguintes, será capaz de aplicar o conhecimento a cada etapa do seu processo de design de PCB.

O Que Você Encontrará Neste Guia

Este guia é tanto teórico quanto prático, e aplica ciência de design confiável e aceita que resultou em placas consistentemente fabricáveis. As principais seções deste guia incluem:

Seção 1: Diretrizes de Design para Fabricação de Sucesso

Nesta seção, abordaremos práticas de design que produzirão um layout de placa funcional e fabricável. Esta seção incluirá:

• Capítulo 1: Entendendo o típico processo de fabricação de PCB e suas várias etapas.
• Capítulo 2: Selecionando os materiais certos para sua PCB para atender aos seus requisitos de design específicos.
• Capítulo 3: Estrategizando o layout da sua PCB, incluindo posicionamento de vias/furos, camadas de máscara de solda e documentação de serigrafia.
• Capítulo 4: Posicionando e orientando seus componentes para garantir o espaçamento adequado e a montagem.
• Capítulo 5: Configurando os requisitos de pontos de teste para o teste bem-sucedido da placa pelo seu fabricante.

Seção 2: Diretrizes de Documentação para Fabricação e Montagem de Sucesso

Com seu design completo e pronto para fabricação, passaremos então a documentar adequadamente uma PCB para fornecer uma intenção de design cristalina ao seu fabricante. Esta seção incluirá:

• Capítulo 6: Entendendo quais são os principais fatores no processo de documentação de PCB e o que precisa ser enviado ao seu fabricante.
• Capítulo 7: Montando o desenho mestre do seu PCB para retratar com precisão todos os detalhes finos necessários para fabricar uma placa.
• Capítulo 8: Entendendo o que você precisa incluir na sua documentação de montagem para ter sua placa nua criada com seus componentes selecionados.
• Capítulo 9: Entendendo por que os arquivos de fabricação são importantes e quais arquivos específicos enviar ao seu fabricante, incluindo Gerbers, ODB++, IPC-2581 e Lista de Materiais.

Ao final deste guia, você estará bem equipado para implementar as práticas de design e documentação no seu próprio fluxo de trabalho pessoal para produzir PCBs prontos para fabricação.

Diretrizes de Design para Fabricação Bem-Sucedida

Um Dia na Vida de um Processo de Fabricação de PCB

Antes de empreender um processo de Design para Fabricação, é importante entender o processo subjacente por trás da produção de um PCB físico. Independentemente das várias tecnologias presentes em cada instalação, uma grande maioria dos fabricantes líderes de indústria segue um conjunto específico de etapas para transformar seu design de bits digitais em placas físicas. As etapas deste processo estão delineadas na Figura 1 e incluem:

Processo Padrão de Fabricação de PCB

Transferência de Dados do Cliente: Gerber, GerberX2, IPC-2581, ODB++, Netlist, NC-Drill, Desenho de Fabricação, Especificações

Preparação de Dados: Conversão dos dados fornecidos pelo cliente para ferramentas (Painelização, Arte, Programas de Furação e Roteamento)

Núcleos/Laminados: Material laminado fino consistindo de substrato de epóxi de vidro revestido com cobre em ambos os lados (FR-4 é o material mais comumente usado para design de PCB)

 

Revestimento com Filme Resistente a Seco: Usando calor e pressão, um filme sensível à luz é aplicado à superfície de cobre do núcleo.

 

Colocar Arte: Padrões de arte do cliente (circuitos e padrões de terra) são colocados nas superfícies revestidas com filme do núcleo. Cada superfície tem seu próprio padrão de arte.

Expor Painéis à Luz Ultravioleta: Isso cria uma imagem latente da placa de circuito.

Desenvolver Painéis (remoção de resistência): Remover quimicamente a resistência das áreas não endurecidas passando o núcleo exposto por uma solução química.

 

Gravar: Para remover quimicamente o cobre do núcleo em todas as áreas não cobertas pelo filme resistente, o que cria um padrão de cobre discreto.

 

Remoção de Resistência de Tira: Remover quimicamente o filme seco de resistência desenvolvido.

 

Revestimento de Óxido: Tratar quimicamente o cobre para asperizar a superfície e melhorar a aderência ao prepreg durante o ciclo de laminação.

 

Laminação Multicamadas: Folha de cobre, prepreg (cola multicamadas) e núcleos são unidos sob calor e pressão.

Perfuração Primária: Furos são perfurados através de um empilhamento de painéis (começa aqui para painéis de dupla face/face única).

 

Desbaste e Limpeza: Remover mecanicamente rebarbas de cobre e limpar detritos dos furos de perfuração.

Desengraxe: Remover quimicamente o revestimento de resina da parede do furo.

Deposição de Cobre: Depositar quimicamente uma camada fina na superfície do painel e nas paredes dos furos.

 

Revestimento de Fotoresistência de Filme Seco: Usando calor e pressão, um filme sensível à luz é aplicado à superfície de cobre.

 

Expor & Desenvolver: Similar ao processo da camada interna para o núcleo.

 

Placa de Padrão de Cobre (eletrodeposição): Cobre adicional (bem como estanho) é eletrodepositado nas superfícies de cobre sem eletrólise expostas, assim como estanho.

 

Gravação: O cobre é agora removido de qualquer área não coberta por estanho.

 

Remoção de Resist: O resist seco desenvolvido é quimicamente removido. As tendas que foram colocadas impediram a deposição de metal nos furos “não metalizados”.

 

Máscara de Solda e Cura: Máscara fotoimagem líquida é aplicada em cada superfície e seca ao toque. A arte também é aplicada e exposta. O painel é desenvolvido, deixando o padrão da máscara definido pela arte.

 

Nivelamento por Ar Quente de Solda (acabamento de superfície de PCB mais comum): Painéis processados através de um banho de solda fundida, que cobre todas as superfícies de cobre expostas.

 

Acabamentos de Superfície: Compatível ou não com RoHS.

Nivelamento por Ar Quente (HAL, HASL): Conduzir o PCB através da estação de fluxo, banho de solda e, em seguida, através de facas de ar (para remover o excesso de solda nivelado).

Legenda e Cura: Camadas superiores e inferiores (serigrafias) são impressas em cada lado do painel conforme a arte do cliente, em seguida, os painéis são assados para curar a tinta.

 

Fabricação e Roteamento: A placa é cortada no tamanho desejado (conhecido também como roteamento, pontuação, perfuração ou perfilagem). Ranhuras e chanfros também são adicionados durante esta etapa.

 

Teste Elétrico/Inspeção Final: A placa é testada quanto à integridade elétrica (e impedância, se necessário). Curto-circuitos e circuitos abertos são reparados neste ponto. Probes voadores são geralmente usados para lotes menores, e dispositivos de teste bed of nails são usados para volumes maiores. Outras funções normalmente realizadas durante esta etapa incluem: inspeção óptica automática (AOI), que compara as camadas internas e externas que influenciam no custo da PCB contra os dados CAM baixados para integridade e regras de design, testes de confiabilidade e controle estatístico de processo (CEP) quando requerido pelos clientes.

Com a cura final da sua placa completa, um fabricante então iniciará o processo de teste elétrico com os pontos de teste que você estabeleceu no layout da sua placa. Todas as placas que passam neste processo de verificação são consideradas completas e então seguem para o envio e transporte.

Principais Fatores de Custo no Processo de Fabricação de PCB[1-1]

O custo para fabricar sua placa é amplamente determinado pelos materiais específicos e peças que você especifica durante a fase de design. Engenheiros informados dedicarão tempo para equilibrar cuidadosamente os fatores de custo com a necessidade de atender aos requisitos funcionais pretendidos, conforme delineado nas especificações do seu produto. Alguns dos fatores de custo mais comuns e estratégias de redução de custos no processo de fabricação estão delineados na tabela abaixo e incluem:

 

Tomando Decisões de Design Conscientes da Fabricação

Ao entender o conhecimento acima sobre o processo típico de fabricação de PCB, você estará no caminho certo para fazer escolhas mais informadas no momento do design para seleção de materiais e peças. Com um entendimento do processo de fabricação, é agora o momento de mergulhar em um processo prático de Design para Fabricação, começando pela seleção de materiais.

Selecionando Seus Materiais

Introdução

Todo processo de design começa com a seleção de materiais, e este capítulo foca em selecionar os materiais certos para o seu design de PCB dadas as exigências de design específicas que você delineia em suas especificações. Estaremos focando largamente em FR-4, pois é o material mais comumente usado para design de PCB. Se os seus requisitos específicos de material não estiverem listados nas seções abaixo, por favor, contate seu fabricante para orientação adicional.

Processo Básico de Seleção de Materiais

Ao projetar uma PCB, existem várias escolhas de materiais a considerar com base nas suas necessidades de design únicas. Antes de selecionar um material, é recomendado definir primeiro as funcionalidades e os requisitos de confiabilidade que sua placa deve atender. Esses requisitos geralmente incluem:

• Propriedades elétricas
• Propriedades térmicas
• Interconexões (componentes soldados, conectores, etc…)
• Integridade estrutural da placa
• Densidade do circuito

Como regra geral, lembre-se de que quanto mais você aumentar a complexidade e as propriedades do seu design, mais custos você incorrerá durante o seu processo de fabricação. Um equilíbrio cuidadosamente elaborado deve ser sempre feito para atender tanto ao orçamento, quanto às metas de funcionalidade e confiabilidade para as suas necessidades de design específicas. Veja a Figura 2 para uma visualização de como começar o seu processo de seleção de materiais[2-1].

Figura 2 - Mapa de Seleção de Materiais do Designer/Usuário Final[2-1]

Critérios Adicionais para Seleções de Materiais

Ao começar a construir um composto a partir dos seus materiais escolhidos, você vai querer prestar muita atenção às características de temperatura. Na prática, o material com a classificação mais baixa ditará a temperatura máxima do produto final. Outros itens que também devem ser considerados ao comparar diferentes materiais incluem:

• Fórmula da resina
• Resistência à chama
• Estabilidade térmica
• Força estrutural
• Propriedades elétricas
• Resistência à flexão
• Temperatura máxima contínua segura de operação
• Temperatura de transição vítrea (Tg)
• Material da folha de reforço
• Tamanhos e tolerâncias não padronizados
• Usinabilidade ou capacidade de perfuração
• Coeficientes de expansão térmica (CTE)
• Estabilidade dimensional
• Tolerâncias de espessura total

As seções a seguir mergulharão em alguns dos vários propriedades materiais em detalhe para os componentes primários que compõem um design de PCB, incluindo propriedades elétricas, FR-4 e cobre.

Propriedades dos Materiais em Detalhe

Propriedades Elétricas

As propriedades mais críticas a considerar para requisitos elétricos são a resistência elétrica, constante dielétrica e resistência à umidade. Consulte a Figura 3 para uma lista de alguns dos materiais mais comuns e seus valores de propriedade associados. Lembre-se de consultar seu fabricante para obter dados mais específicos sobre propriedades elétricas.

Figura 3 - Propriedades Típicas de Materiais Dielétricos Comuns [2-2]

Valores Padrão de FR-4

Os valores padrão na Figura 4 abaixo para FR-4 podem ser usados como uma linha de base para determinar seus requisitos específicos de material. Esses valores mudarão dependendo do material base especificado e da espessura, conforme mostrado nas próximas seções.

Figura 4 - Valores Padrão do Material FR-4[2-3]

Material Base FR-4 e Espessura

Os valores na Figura 5 abaixo listam os materiais FR-4 mais comuns usados hoje para designs de placas multicamadas e ajudarão você a escolher a espessura apropriada para seu FR-4. A espessura de variações específicas de FR-4, incluindo GETEK®, Rogers®, FR-406 e FR-408, são semelhantes e também podem ser calculadas usando esta tabela.

Figura 5 - Referência de Espessura do Material FR-4[2-4]

Designação e Espessura do Prepreg FR-4

Prepreg (Pré-impregnado) é o material em folha (por exemplo, tecido de vidro) que é curado com uma resina e curado até um estágio intermediário. A maioria dos fabricantes de PCB terá cinco tipos de prepreg, incluindo 106, 1080, 2113, 2116 e 7628. Consulte a Figura 6 para especificações de espessura específicas para cada tipo de prepreg.

Nota: Existem limitações quanto ao tipo e número de folhas de prepreg que podem ser colocadas entre as camadas da placa. Consulte o seu fabricante sobre as necessidades específicas do layout da sua placa para determinar a designação e espessura corretas do seu prepreg.

Figura 6 - Designação e Espessura do Prepreg FR-4[2-4]

Tipos de Folha de Cobre

Os fabricantes normalmente oferecem vários tipos de folha para você escolher, sendo os mais comuns o Cobre Eletrodepositado (ED Copper) e o Cobre Laminado. Placas rígidas geralmente usam folha de cobre eletrodepositada, enquanto placas rígido-flexíveis usam folha de cobre laminado. Independentemente do tipo de folha de cobre que você escolher, todas atenderão aos requisitos padrão IPC-MF-150[2-5]. Se você escolher um tipo alternativo de folha, como níquel ou alumínio, certifique-se de especificar as características no seu desenho mestre para evitar qualquer mal-entendido ou problemas de fabricação.

Valores de Resistência do Cobre

À medida que as placas se tornam mais densas e complexas, torna-se cada vez mais importante calcular a resistência distribuída do seu cobre. Você pode usar a fórmula[2-6] abaixo para calcular facilmente a resistividade nas suas trilhas de cobre:

R = ρ*L/A

onde:

R é a resistência de ponta a ponta da trilha em Ohms

ρ é a resistividade do material da trilha em Ohms Metros

L é o comprimento da trilha em metros

A é a área da seção transversal da trilha em metros quadrados

Você também pode usar uma das ferramentas gratuitas abaixo para calcular rapidamente sua resistividade de cobre sem precisar realizar cálculos manuais:

• Circuit Calculator[2-7]
• Calculadora de Resistência de Trilha da EEWeb[2-8] 
• Calculadora de Resistência da Endmemo[2-9] 

Capacidade de Condução de Corrente do Cobre

Na Figura 7 pode ser usada como referência para entender a capacidade de condução de corrente das camadas internas para espessuras comuns de cobre e níveis de temperatura acima do ambiente. A capacidade de condução de corrente para camadas externas é aproximadamente 2x a das camadas internas. Para dados mais detalhados sobre larguras de linhas e requisitos de espaçamento, consulte o IPC2221[2-10].

Figura 7 - Larguras de Condutores Encapsulados[2-10]

Espessura da Placa Acabada

Como parte do seu processo final de seleção de materiais, você vai querer calcular a espessura da sua placa acabada. Esta medição é feita de cobre a cobre e representará sua espessura máxima da placa acabada. Alguns detalhes a ter em mente sobre o cálculo da espessura da placa incluem:

• A espessura da placa determinará como o seu fabricante configura suas máquinas de processamento.
• A espessura da placa afetará as limitações da sua placa durante a fabricação, incluindo as relações de aspecto.
• Os fabricantes normalmente oferecem espessuras de laminação entre 0,0008” a 0,240”, incluindo a máscara de solda.
• Placas com menos de 0,05” de espessura geralmente requerem manuseio e processamento especiais, o que pode resultar em custos mais altos e tempos de processamento mais longos.

Finalizando Suas Seleções de Materiais

Você agora tem o conhecimento necessário para finalizar suas seleções básicas de materiais para o seu próximo design de PCB pronto para fabricação. Para resumir, os materiais base e os valores de propriedades necessários antes de começar seu processo de design incluem:

 

Com esses valores em mãos, você pode então calcular sua espessura máxima da placa, que terá um impacto direto tanto nos custos de fabricação quanto nos requisitos de processamento pelo seu fabricante. A próxima seção cobrirá como estrategiar o layout da sua PCB para fabricação, incluindo posicionamento de vias/furos, camadas de máscara de solda, documentação em silkscreen e mais.

Estrategiando Seu Layout de PCB

Introdução

Com suas seleções de materiais finalizadas, agora é hora de mergulhar nos detalhes específicos do layout da sua PCB. Embora os fluxos de trabalho de engenharia individuais possam variar de um projetista para outro, existem várias considerações de design primárias que precisam de requisitos de DFM precisos para considerar uma placa 100% pronta para a fabricação. Nas seções seguintes, você aprenderá os detalhes de estratégias para o layout da sua PCB, incluindo especificações de SMT e through-hole, documentação de silkscreen, aplicações de máscara de solda e mais.

Decidindo Entre Through-hole ou SMT

Ao projetar uma PCB, é típico escolher entre a tecnologia de montagem em superfície (SMT) ou through-hole para suas aplicações de componentes. Se você acabar usando ambos os métodos de fabricação, então sua placa é considerada uma PCB híbrida. Com base nas tendências atuais da indústria de design de PCB, recomenda-se que a maioria dos seus componentes seja dispositivos de montagem em superfície (SMD), já que essa tecnologia tem dominado o mercado de design de PCB desde os anos 1990 e inclui muitas vantagens, incluindo densidades de placa maiores a um custo menor. Mantenha o seguinte em mente ao decidir entre SMT e through-hole:

• PCBs com dispositivos de furo passante (PTHs) são soldados por onda, enquanto PCBs com dispositivos de montagem em superfície (SMDs) podem ser soldados por onda ou por refusão.
• Misturar essas duas tecnologias resultará em processos separados para fabricar sua placa e aumentará o tempo e o custo de fabricação geral.
• Alguns fabricantes instalarão manualmente componentes de furo passante, o que aumentará o tempo e o custo de fabricação geral.

O método de aplicação de componentes que você escolher terá um impacto direto nos seus custos gerais e no tempo de fabricação. É recomendado aderir à SMT para designs de placas profissionais, pois isso resulta em tempos de produção mais rápidos e maior confiabilidade.

Serigrafia e Identificações de Componentes

Todas as contornos de componentes na sua serigrafia devem ser marcados com um designador de referência e indicadores de polaridade (se aplicável). É importante garantir que esses designadores e indicadores sejam legíveis e visíveis mesmo após a instalação dos componentes para uma verificação fácil após a produção. A Figura 8 inclui diretrizes recomendadas sobre onde as localizações dos designadores de referência e as marcações de polaridade devem ser colocadas na sua serigrafia:

Figura 8 - Posicionamento para Designações de Referência de Componentes

Designadores de Referência de Componentes

A Figura 9 inclui uma lista de designadores de referência padrão da indústria do padrão IPC-2612[3-1] para a geração de símbolos esquemáticos. É recomendado usar esses designadores em todos os seus layouts de placa para ajudar a manter todos os seus projetos consistentes.

Figura 9 - Designadores de Referência de Componentes[3-1]

*Não é uma letra de classe, mas comumente usado para designar pontos de teste para fins de manutenção.

Nota: A lista acima não é exaustiva. Veja a lista padrão de letras de designação de classe em ANSI Y32.2/IEEE Std 315 [3-2], Seção 22 e o Índice.

Máscara de Solda

A máscara de solda é uma camada fina, semelhante a um verniz, aplicada como um revestimento final na sua PCB para proteger várias características, incluindo trilhas de cobre e planos de terra que não devem ser soldados. Alguns dos benefícios da máscara de solda incluem:

• Proteger sua PCB contra danos por oxidação.
• Prevenir o furto e a ponte de solda (curtos) entre condutores e terras.
• Prevenir a descamação durante o processo de montagem se colocada diretamente sobre o cobre nu.

Requisitos Básicos de Folga para Máscara de Solda

Onde quer que seja necessário soldagem ou contato elétrico (ao redor de pads SMD e PTH, furos de ferramentas, áreas de contato de blindagem, fiduciais, etc...) é necessário um afastamento da máscara de solda. Especificar um afastamento da máscara de solda garante que não haja invasão da máscara de solda nos pads durante a fabricação, o que pode resultar em uma menor quantidade de solda ou pads completamente desconectados se os requisitos de afastamento adequados não forem especificados. Consulte a Figura 10 abaixo para os requisitos de afastamento adequados para máscara de solda em pads e trilhas:

 

No exemplo acima, se o espaçamento mínimo entre o pad e a trilha (coluna B) for menor do que o necessário, então a máscara de solda será aplicada ao pad ou ao metal exposto na trilha e poderá resultar em uma falha na placa.

Máscara de Solda entre Pads SMD

Se houver necessidade de máscara de solda entre os pads SMD e não houver espaço suficiente para aplicá-la, então é recomendado ter em mente duas coisas:

• O espaçamento mínimo fornecido entre os pads.
• O tamanho mínimo de máscara de solda que sua fabricação pode reproduzir com sucesso.

Com esses dois requisitos em mente, é recomendado aumentar o espaçamento entre os pads para aplicação da máscara de solda ou consultar seu fabricante para determinar alternativas adicionais.

Vias e Furos

Vias são uma parte crítica de todo projeto de PCB e são responsáveis por transmitir corrente elétrica entre camadas. Elas também podem ser um fardo significativo para os custos de fabricação se diretrizes consistentes de folga e dimensionamento não forem seguidas. As seções abaixo cobrirão os detalhes sobre folgas e dimensionamento de vias e furos, além de aplicações específicas de vias.

Requisitos de Folga para Vias

Vias padrão devem manter folgas mínimas de condutores adjacentes, e a folga dependerá em grande parte se a via está coberta ou exposta. Você frequentemente descobrirá que vias expostas requerem maiores folgas para fechar conexões elétricas expostas quando comparadas com vias mascaradas.

Diretrizes de Tamanho para Vias

Ao projetar furos de vias metalizadas, é recomendado manter uma proporção de 1:1 entre o diâmetro do furo e a espessura do substrato. Essa regra geral garantirá que uma quantidade adequada de metal de cobre se acumule por todo o furo durante o processo de fabricação. Por exemplo, em um substrato de 0.20” de espessura, os furos devem ter pelo menos 0.20” de diâmetro. No entanto, a maioria dos fabricantes possui uma ampla seleção de tamanhos de furos de broca e geralmente atenderá a requisitos fora dessa recomendação geral. Uma coisa a lembrar ao escolher um tamanho de furo é que um furo passante metalizado acabado será mais estreito devido à metalização. A Figura 11 mostra os tamanhos padrão típicos de brocas:Figura 11 - Tamanhos Padrão de Furos para Vias e Orifícios

Anéis Anulares

O anel anular é a diferença entre o diâmetro do pad e o diâmetro correspondente do furo; em outras palavras, a área no pad que circunda a via. A Figura 12 mostra como calcular facilmente a largura de um anel anular:

Largura do Anel Anular = (diâmetro do pad - diâmetro do furo) /2

Figura 12 - Largura Recomendada do Anel Anular

Existem muitas condições que podem fazer com que o furo perfurado não esteja exatamente no centro durante a fabricação. Se for aceitável incluir "tangência" nos pads do seu produto final, então é recomendado verificar com seu fabricante as diretrizes para as larguras mínimas de anel anular.

Para garantir um anel anular mínimo de 0,001” no produto acabado, todos os pads no seu design devem ser 0,0008” (2 x 0,0004”) maiores que o furo perfurado. Isso garantirá que o furo perfurado seja tangente à borda do pad. Se você não banhar os furos passantes do seu design, isso pode resultar em anéis anulares menores, o que poderia resultar no levantamento do anel durante a soldagem ou na quebra durante as operações normais da placa. Isso ocorre devido à falta de suporte de um barril banhado.

Figura 13 - Diâmetros de Furos Perfurados e Banhados

Vias Expostas

As vias expostas são conexões elétricas expostas que não estão cobertas com máscara de solda. As aberturas claras para vias expostas para outras vias ou terras não adjacentes ao pad devem ser de no mínimo 0,15”, sendo 0,20” o preferido.

Vias Cobertas

Cobrir uma via com tenting significa cobrir o furo da via e o anel anular com máscara de solda, e isso deve ser definido como o método padrão no seu fluxo de trabalho de design. Tenha em mente que, geralmente, não são tomadas etapas adicionais pelo seu fabricante para garantir que uma abertura de via permaneça fechada. Se você deseja garantir que sua via esteja fechada e coberta, você deve especificar em sua impressão de fabricação que deseja que essas vias sejam preenchidas com máscara, o que também é chamado de enchimento com máscara. Isso é especialmente importante para designs de BGA onde as vias são encontradas próximas aos pads SMD do BGA.

Veja a Figura 14 para exemplos de aplicações recomendadas de tenting de vias:

Figura 14 - Aplicações Recomendadas de Tenting de Vias em um BGA

Vias-em-pads e Micro Vias

Vias-em-pads permitem a colocação próxima de capacitores de desacoplamento e facilitam o roteamento para qualquer BGA com espaçamento entre bolas, além de ajudar com o gerenciamento térmico e aterramento. Siga as diretrizes abaixo quando seu design requerer vias-em-pads:

• As vias-em-pads devem ser cobertas com cobre. Além disso, o lado oposto das vias deve ser coberto com cobre (se usado como um ponto de teste em circuito (ICT)), ou mascarado para garantir que os produtos químicos de galvanização não fiquem presos dentro da via.
• Se os vias-em-pads não forem tampados, custos adicionais de montagem podem ocorrer para lidar com a mecha de solda (redistribuição da solda para longe da junção pretendida) e a pilhagem de solda (falta de solda suficiente e vazios nas juntas pretendidas).

Vias Cegas e Enterradas

Similar aos furos passantes, as vias cegas e/ou enterradas (BBV) são furos que conectam uma ou mais camadas. Neste processo, uma via cega conecta uma camada externa a uma ou mais camadas internas, mas não a ambas as camadas externas, e uma via enterrada conecta uma ou mais camadas internas, mas não a uma camada externa. Isso é importante, pois esse tipo de vias permite placas mais densas e pode economizar espaço na placa ao não exigir espaço nas camadas de componentes. Veja a Figura 15 para um exemplo de aplicação de uma via cega e enterrada:

Figura 15 - Vias Cegas e Enterradas

Um detalhe particular a que se deve prestar atenção ao usar vias cegas é a profundidade da perfuração (de uma camada externa para uma interna). Por exemplo, se você tem uma placa de 0,062” de espessura com 8 camadas, a profundidade máxima do furo da via cega não pode exceder 0,018” (para uma via de 0,035” com um furo de 0,018”).

Como diretriz geral, mantenha os pads de via das camadas internas cerca de 0,016” acima do tamanho do furo, pois isso proporcionará um bom rendimento para o seu fabricante. É recomendado consultar o seu fabricante para entender melhor as restrições de design de BBV para peso de cobre, tamanho mínimo de furo e requisitos de proporção máxima.

Vias Sob BGAs

Processos de refusão podem causar o deslocamento ou inclinação de componentes em chip, resultando em um lado do componente em chip fazendo curto-circuito com uma via exposta próxima. Por isso, é recomendado que as vias de BGA sejam cobertas como padrão nas suas regras de design. Use as diretrizes abaixo para o espaçamento de folga recomendado para a área de exclusão exposta:

• Se uma via estiver adjacente a um pad SMD, ela deve ter no mínimo 50% da largura de terminação do componente.
• Se uma via estiver na extremidade de um pad SMD, ela deve ter no mínimo 0,15” (preferencialmente 0,20”).

A Figura 16 mostra alguns exemplos de boas práticas de design para vias que são colocadas perto de componentes em chip:

 

Figura 16 - Diretrizes de Colocação de Vias Perto de Componentes em Chip

Pads em Forma de Lágrima

O propósito de adicionar uma almofada em forma de gota é reduzir o estresse mecânico e térmico onde a trilha se junta à almofada, fornecendo suporte adicional de cobre/metal. Isso também ajuda a garantir que boas conexões sejam feitas e mantidas, pois aumenta a tolerância do fabricante da PCB quando uma ordem é perfurada e ocorre um desalinhamento.

O processo de adição de gotas envolve adicionar cobre à junção de uma almofada existente e uma saída de trilha. É importante adicionar essas principalmente a furos passantes, onde você pode ter uma pequena proporção de trilha para almofada. Elas também devem ser adicionadas a percursos de circuito a partir de uma almofada (sólida ou de via), e essa prática se torna mais importante à medida que uma trilha se estreita. Para trilhas maiores que 0,20”, gotas geralmente não são necessárias. Como regra, se seu design não é um dispositivo de RF ou de alta frequência, adicione gotas na etapa final do seu design. A Figura 17 mostra vários exemplos de gotas e seus espaçamentos e requisitos de forma recomendados:

Figura 17 - Formas de Gota Recomendadas

Relação de Aspecto da Platinagem

A razão de aspecto é a relação entre a espessura da placa e o tamanho do furo perfurado (antes da metalização) [3-4]. Essa proporção orientará seu fabricante para que eles não excedam as capacidades mecânicas de seus equipamentos de perfuração. A Figura 18 mostra um exemplo visual de como as razões de aspecto são determinadas em uma PCB:

Figura 18 - Determinando uma Razão de Aspecto para uma PCB

Por exemplo, uma PCB que tem espessura de 0.065″ e consiste em um tamanho de furo de 0.020″ terá uma razão de aspecto igual a 3:1. Essa proporção é importante, pois também se relaciona com o processo de metalização. Tamanhos de furos que são muito pequenos em comparação com a espessura da placa (razões de aspecto mais altas) podem não alcançar uma metalização de cobre aceitável quando as soluções de metalização fluem pelo furo. A Figura 19 fornece um conjunto geral de diretrizes para estabelecer razões de aspecto:

Figura 19 - Matriz de Razão de Aspecto para Espessuras Específicas de Placas[3-5]

Guias de Espaçamento, Colocação e Roteamento de Vias

Com o dimensionamento e os tipos de suas vias estabelecidos, agora é hora de começar a colocá-las e roteá-las no layout de sua placa. Abaixo, você encontrará várias diretrizes de colocação a ter em mente, especialmente para layouts de placas que utilizam componentes through-hole ou pacotes do tipo SIP.

Recomendações para o Posicionamento de Vias em Componentes Through-hole

Quando seu projeto consiste em componentes through-hole, é recomendado manter as vias afastadas desses dispositivos, pois a via pode causar o fluxo de solda para cima e danificar esses componentes. Também é recomendado manter as vias afastadas, cerca de 0,100”, de pacotes SIP, pois esses pacotes podem ser inseridos incorretamente.

Recomendações Gerais para o Posicionamento de Vias

Uma vez que a solda pode fluir através das vias, não é recomendado colocar vias sob componentes em chip, pois isso pode resultar em um componente danificado, em curto ou levantado. Isso também é importante porque, às vezes, componentes em chip precisam ser colados ou epoxiados à placa, e uma via sob ou perto dele pode interferir nessa área (veja a Figura 20 para um exemplo).

Figura 20 - Diretrizes de Limpeza de Vias para Soldagem por Onda

Ao conectar uma borda de via a uma borda de pad de componente, não são recomendadas distâncias menores que 0,010” a menos que você esteja projetando uma placa densa. Se sua placa for densa, então você precisará cobri-las com máscara de solda. É recomendado consultar seu fabricante sobre as distâncias mínimas que eles exigem para placas mais densas. Veja a Figura 21 para um exemplo de conexões recomendadas de vias a pads de componentes:

Figura 21a - Conexões Recomendadas de Vias para Componentes de Pad (Bom Design)

Figura 21b - Conexões Não Recomendadas de Vias para Componentes de Pad (Design Ruim)

Quando não estiver conectando uma via a um pad de componente, recomenda-se um espaçamento mínimo de 0,025” de folga, e essa folga deve ser aumentada para 0,040” se a via estiver no lado da solda da placa.

Veja a Figura 22 e observe a direção da solda por onda:

Figura 22 - Espaçamento de Componente Via para Soldagem por Onda

Finalizando Seus Requisitos de Via

Vias são uma peça crítica de todo design eletrônico e garantir que suas folgas, dimensionamentos, tipos e métodos de roteamento permaneçam consistentes em toda a sua placa contribuirá significativamente para o design de uma placa fabricável e com custo eficiente. A próxima seção focará em estratégias adicionais de layout de placa e outras opções a serem consideradas durante seu processo de design.

Roteamento de Trilha para Terras de Componente

Quando você tem uma terminação de componente que pode gerar calor e está conectada a uma trilha grande, a transferência de calor produzida pode levar a uma junta de solda ruim. Isso pode até resultar em juntas de solda abertas para conexões sem máscara de solda, pois o solda pode migrar para longe da terminação do componente.

Para resolver esse problema, o estreitamento de trilhas pode ajudar com o equilíbrio térmico e evitar que a solda e o calor se afastem do pad.

Estreitando uma Trilha

Uma orientação geral para estreitar uma trilha é mantê-la com no máximo 0,010” de largura onde se conecta ao pad e executá-la por pelo menos 0,010” antes de se conectar à trilha larga. Se você precisar conectar uma trilha larga a um land de componente, elas devem ter a mesma largura, mantendo as dimensões o menor possível. A Figura 23 mostra um exemplo desse processo:

Figura 23a - Conectando Trilhas Largas a Lands de Componentes (Bom Design)

Figura 23b - Conectando Trilhas Largas a Lands de Componentes (Bom Design)

Conectando Trilhas Largas de Terra a Lands de Componentes

Quando você precisa conectar grandes trilhas de terra a terminais de componentes, deve reduzir a largura das trilhas para garantir um bom equilíbrio e para prevenir a transferência de calor que poderia fazer com que a solda se desloque para a grande área do condutor. Você também pode ter múltiplas trilhas conectando padrões de terminais às grandes trilhas e planos de terra. É recomendado manter a largura da trilha (quando reduzindo) a partir do terminal em um máximo de 0,010” e 0,010” como um comprimento mínimo do terminal até um grande plano ou trilha. Veja a Figura 24 para um exemplo dessas recomendações de espaçamento:

Figura 24a - Conectando Terminais de Componentes a Grandes Condutores (Bom Design)

Figura 24b - Conectando Terminais de Componentes a Grandes Condutores (Design Ruim)

Conectando Terminais de Componentes Espaçados Próximos

Ao conectar os terminais de componentes de chip espaçados próximos, é recomendado rotear as trilhas para fora, atravessando e então de volta aos terminais, em vez de ter trilhas roteadas diretamente entre os terminais ou sobre os terminais. Isso ajudará a prevenir curtos-circuitos que serão erroneamente retrabalhados, prevenir tombamento devido a desequilíbrios térmicos ruins, e evitar juntas de solda frias e deslocamento de componentes. Veja a Figura 25 para um exemplo de como conectar corretamente terminais a componentes:

Figura 25a - Conectando Terminais de Componentes Espaçados Próximos (Bom Design)

Figura 25b - Conectando Pads de Componentes Espaçados Próximos (Design Ruim)

Figura 25c - Conectando Pads de Componentes Espaçados Próximos (Design Ruim)

Conectando Pads a Trilhas

Cada pad deve ser conectado à sua própria trilha, e é recomendado ter o roteamento a partir das bordas externas ou internas dos pads, mantendo o roteamento simétrico. Isso é importante e crítico em áreas sem máscara de solda, pois ajuda a prevenir que a solda se mova para longe do pad e impede que os componentes se desloquem. Em geral, a maioria dos fabricantes desejará ver uma quantidade equilibrada de cobre conectando os pads dos componentes. Veja a Figura 26 para exemplos de roteamento de trilhas e métodos preferidos de conectar trilhas a pads de chip.

Roteamento preferido: (setas indicam migração de solda)

 

Roteamento aceitável:

 

Roteamento não preferido: (setas indicam migração de solda)

Figura 26 - Conectando Trilhas a Terras de Componentes ao Usar Máscara de Solda

Ao rotear componentes SMD com terminais, é recomendado rotear a trilha por cima e depois para dentro, formando uma configuração de “U” invertido, em vez de formar um “H” indo diretamente entre as terras. Veja a Figura 27 para um exemplo desta configuração em forma de “U”:

Figura 27 - Configuração "U" para Roteamento de Componentes SMD com Pinos

Planos e Trilhas

É recomendado ter seus planos de alimentação e terra sempre em camadas internas, simétricos e centralizados. Isso ajudará a prevenir que sua placa entorte, além de auxiliar no posicionamento preciso e na colocação de componentes. A maioria dos fabricantes de montagem permite uma curvatura e torção de 0,7%-0,75% tanto para PCBs de dupla camada quanto para PCBs multicamadas com espessura de placa de 0,06”.

O mesmo conjunto de recomendações aplica-se às trilhas. Elas devem ser distribuídas o mais igualmente possível tanto no eixo X quanto no Y e, preferencialmente, em multi-orientação em todas as camadas para ajudar a prevenir a deformação da placa.

Opções de Revestimento

Para placas com furos passantes (PTH), utiliza-se cobre eletrolítico para tornar o caminho do furo condutivo o suficiente para permitir a acumulação adicional de metal de cobre até uma espessura especificada pelo designer, que geralmente é de 0,001”. O processo de cobre eletrolítico também adiciona uma média de 0,0013” de cobre às linhas externas, além do folheado de cobre original (0,5 oz ou 1 oz). A Figura 28 resume os tipos de acabamento mais comuns para toda a circuitaria exposta em uma placa. É recomendado consultar o seu fabricante para orientação sobre a seleção de um acabamento que diminuirá a degradação do material e melhorará a consistência da superfície ao conectar componentes na sua placa.

Figura 28 - Comparação dos Acabamentos de Plating Final[3-6]

Alívio Térmico

O alívio térmico é crucial para a soldagem por onda, processamento SMT e soldagem manual. Isso se torna mais importante em montagens com alto conteúdo de cobre e placas multicamadas, pois o cobre pode se transformar em um dissipador de calor que atrai a maior parte do calor das áreas de soldagem. Isso pode dificultar a manutenção das temperaturas do processo, e a presença de um alívio térmico facilita a soldagem de componentes through-hole ao diminuir a taxa de dissipação de calor através dos furos metalizados. Não ter um alívio térmico pode resultar em preenchimento insuficiente dos furos e juntas de solda frias, além de também impactar as capacidades de retrabalho. Alguns dos benefícios de adicionar um alívio térmico na sua placa incluem:

• Melhor controle sobre o tamanho do furo.
• Mais consistência na espessura da camada de metalização.
• Inspeção de junta de solda mais rápida e fácil.

Como regra geral, é recomendado usar um padrão de alívio térmico para qualquer via ou furo que esteja conectado a um plano de terra ou de alimentação. Também é recomendado evitar o uso de alívio térmico em furos de componentes de encaixe pressionado e considerar a capacidade de corrente térmica em seus cálculos. Veja a Figura 29 para um exemplo de um padrão de alívio térmico típico em um layout de placa:

Figura 29 - Padrão Típico de Alívio Térmico

Preparando o Terreno

Este capítulo estabeleceu as bases para o seu processo de design, permitindo que você estrategiasse os fundamentos do layout da sua placa, incluindo o uso de componentes through-hole ou SMT, documentando claramente sua serigrafia, entendendo a importância da máscara de solda e, finalmente, especificando o dimensionamento e o posicionamento de vias. Estamos agora prontos para mergulhar nas diretrizes específicas para o posicionamento e orientação de componentes no layout da sua placa para ter sua PCB fabricada com sucesso.

Posicionando e Orientando Seus Componentes

Introdução

Com os tipos de componentes preferenciais já estabelecidos, é hora de decidir como posicionar e orientar essas peças de maneira eficiente na sua placa. Esse processo terá um grande efeito em como você utiliza o espaço disponível no layout da sua placa e pode ser um dos passos mais desafiadores no seu processo de design. Abaixo, você encontrará recomendações específicas sobre como otimizar o posicionamento dos seus componentes para que sejam tanto fabricáveis quanto capazes de atender às suas exigências de design específicas.

Diretrizes Gerais de Posicionamento e Espaçamento de Componentes

Antes de entrar nos detalhes do posicionamento e orientação de componentes, há várias diretrizes gerais a ter em mente:

• Para uma soldagem e posicionamento eficientes, é recomendado orientar componentes similares na mesma direção.
• Evite colocar componentes no lado da solda da placa que ficariam atrás de componentes com furos passantes.
• Para minimizar o número de processos necessários para montar uma placa, tente colocar todos os seus componentes SMD no mesmo lado da placa e todos os componentes through-hole (se misturados) no lado superior da placa.
• Quando você tem componentes de tecnologia mista (through-hole no topo e SMT em ambos os lados), os fabricantes podem exigir um processo extra para epoxiar os componentes inferiores, o que aumentará seus custos de fabricação gerais.
• Você deve terminar todas as terras com apenas um traço e definir seus pads com máscara de solda.

Seguindo apenas as diretrizes acima, você estará bem à frente de um projetista de PCB típico na utilização eficiente do layout da sua placa, garantindo também que sua placa seja fabricada sem atrasos. As próximas seções abordarão recomendações específicas de colocação, orientação e terminação de componentes.

Orientações Específicas para Colocação de Componentes e Orientação da Placa

Ter um espaçamento adequado entre seus componentes é crítico para uma soldagem adequada, realização de retrabalho, teste da sua placa e um processo de montagem suave. Um espaçamento ruim nos componentes pode levar à colocação manual devido à incapacidade de uma máquina de pick-and-place de fazer seu trabalho adequadamente.

Às vezes, você não pode evitar a dispersão de componentes em chip na parte inferior da sua placa. Para evitar sombreamento e terminações não soldadas, é recomendado ter um espaçamento de 0,100” entre cada componente, conforme mostrado na Figura 30:

Figura 30 - Espaçamento de Componentes para Evitar Sombreamento e Terminações Não Soldadas

Recomenda-se que o espaçamento entre componentes seja de 1x a altura do componente (ou no mínimo ½ de sua altura). A Figura 31a e b mostra o espaçamento mínimo recomendado para alguns dos tipos de pacotes mais comuns. Para mais detalhes sobre espaçamento de componentes, consulte o IPC-7351[4-1].

Figura 31a - Espaçamento Mínimo Recomendado Entre Componentes SMD Baseado na Densidade SMT

Espaçamento Entre Componentes

Figura 31b - Requisitos de Espaçamento Padrão para Espaçamento de Componentes Baseado no Tipo[4-2]

NOTA: Soquetes (para PLCC e DIP) e conectores devem ficar afastados de componentes BGA e CSP para prevenir rachaduras nas juntas de solda devido ao possível estresse exercido durante a segunda carga/remoção de cartões adicionais ou componentes IC.

(*) Apenas para o lado primário. Para o lado secundário, 0,125” de folga para todos os componentes SMT dos pinos DIP que requerem fixação seletiva de solda por onda. Conectores de encaixe são uma exceção e não requerem essa folga no lado secundário.

(**) Opção Avançada se absolutamente necessário:

Componentes 0402 podem estar a 20 mils de distância.

Componentes 0603 podem estar a 25 mils de distância.

Estes números aplicam-se apenas à Viasystems e requerem uma configuração especial por parte deles.

A Viasystems deve ser notificada antes da construção da placa.

Orientação de Componentes e Placa

É importante dedicar tempo para orientar cuidadosamente seus componentes, pois isso afeta diretamente a fabricabilidade da sua placa e a confiabilidade do processo de montagem. Algumas variáveis determinarão como sua placa será colocada e soldada através do equipamento de montagem do seu fabricante, incluindo os furos de ferramentas, localizações de conectores, componentes de borda e o contorno da PCB. Veja a Figura 32 para uma comparação entre layouts de placas com componentes mal posicionados e aqueles com espaçamento adequado.

Figura 32a - Agrupar Componentes Grandes Requer Refluxo de Alta Temperatura (pode danificar chips)

Esta placa terá que ser refluída em temperatura mais alta, o que poderia causar danos aos componentes em chip. Isso devido à localização de componentes grandes em uma área específica da placa.

Figura 32b - Espalhar Componentes Grandes para Melhor Distribuição Térmica

Para uma melhor distribuição térmica, é melhor espalhar os componentes grandes por toda a placa.

Figura 33: Terminação Afastada do Pad do Componente Devido ao Desequilíbrio Térmico (Tombstoning) 

Se sua placa consistir em componentes grandes com alturas superiores a 0,20”, é recomendado fazer o espaçamento entre componentes igual à altura do maior pacote de componentes. Essa estratégia proporciona amplo espaço para inspeção visual e facilita o retrabalho.

Para alcançar um melhor equilíbrio térmico da sua placa durante o refusão, você deve distribuir os componentes o mais uniformemente possível por toda a sua placa. Isso garantirá que nenhuma área da sua placa fique substancialmente mais quente que outra. Também é recomendado evitar concentrar componentes grandes em uma única área da sua placa para ajudar a minimizar o empenamento e torção, enquanto fornece uma distribuição térmica equilibrada.

Orientação da Placa para Soldagem por Onda

Fabricantes tipicamente preferem que uma placa esteja em seu eixo longo quando passando por uma máquina de soldagem. Isso minimizará a complexidade da configuração e evitará que a placa se curve para baixo durante a soldagem. Veja a Figura 34 para um exemplo mostrando uma orientação de placa não preferida ditada pelo conector de borda do cartão, que interferiria com o conjunto de fixação se rotacionado para o eixo longo preferido.

Figura 34 - Orientação de Placa para Solda Não Preferida

Orientação dos Componentes

A localização geográfica de um componente em uma PCB é importante para a correta fabricação da placa. Recomenda-se orientar seus componentes em relação ao contorno da sua placa e ao processo de soldagem no eixo longo da PCB, onde seus pequenos circuitos integrados de contorno (SOIC) são configurados paralelamente à direção do fluxo de solda, conforme mostrado nas Figuras 35 a e b.

Figura 35a: Placa nesta Orientação (Topo & Fundo) é Soldada no Eixo Longo (Orientação Preferida)

Figura 35b: Orientação dos Componentes do Lado Inferior para Solda de Onda (Não Preferida)

Para componentes em chip, ambas as terminações devem ser paralelas à onda de solda para que possam ser soldadas ao mesmo tempo. Evite sombreamento não colocando componentes em chip perpendicularmente uns aos outros. Isso também ajudará a evitar filés de solda irregulares (e falhas) que geralmente colocam estresse nas juntas de solda. A Figura 36 mostra um exemplo visual da orientação correta de componentes em chip.

Figura 36a: Boa Orientação de Componente em Chip

Figura 36b: Má Orientação de Componente em Chip

Quanto mais sombreamento de componentes menores você tiver em sua placa devido à onda de solda, maior a probabilidade de seu PCB acabar com juntas de solda abertas. Garanta que a direção de soldagem da sua placa esteja posicionada de forma que componentes grandes não façam sombra sobre os componentes menores, como mostrado na Figura 37 abaixo.

Figura 37a: Bom Posicionamento de Componentes

Figura 37b: Posicionamento Ruim de Componentes (Sombreamento)

Orientação BGA

É recomendado colocar BGAs no topo da placa para eliminar a possibilidade de conexões de solda abertas durante a segunda passagem de refluxo. Seu fabricante pode exigir etapas adicionais no processo de montagem se você tiver componentes BGA em ambos os lados da sua placa.

Essas etapas adicionais garantirão um suporte temporário ao outro lado de um BGA durante o processo de refluxo da segunda passagem.

Evite colocar componentes BGA e pacotes quad flat maiores (QFP) no centro da PCB para prevenir empenamento da placa causado por peças mais pesadas. Não seguir esta diretriz pode resultar em conexões de solda abertas, como mostrado na Figura 38, e é uma preocupação para placas padrão de 0,062” quando a área da placa é maior que 25 polegadas quadradas.

Figura 38 - Exemplo do Efeito de Arqueamento e Torção em Dispositivos BGA

Se o seu design possui componentes BGA em ambos os lados da placa, é recomendado deslocar cada BGA para facilitar o retrabalho e facilitar a inspeção da esfera de solda, conforme mostrado na Figura 39.

Figura 39 - Estratégia de Montagem BGA

Colocação de Chip Sob Dispositivo

Quando você especifica um chip sob um dispositivo, isso pode tornar as inspeções, o retrabalho e o teste mais difíceis. Se colocado sob soquetes BGA ou soquetes ZIF, você precisará levar em conta o colapso da esfera BGA, que é tipicamente cerca de 25% do diâmetro da esfera. É recomendado manter as tolerâncias do empilhamento em mente com esses tipos de designs, pois eles tornam impossível inspecionar dispositivos ocultos e tornam desafiador realizar o retrabalho.

Limitações de Colocação de Pacote de Resistores (R-Pack)

Pacotes de resistores com terminação do tipo convexo e juntas de solda externas são preferidos pelos fabricantes de PCB. Esses tipos de pacotes de resistores têm melhor espaçamento e soldagem de terminação mais fácil, o que facilita a verificação visual e a inspeção das juntas de solda.

Colocação de Capacitor

Para manter seu design consistente e auxiliar no processo de montagem, é recomendado posicionar todos os capacitores polarizados de forma que o lado positivo esteja voltado para a direita ou para baixo. Como você viu anteriormente, a polaridade deve ser indicada na serigrafia no contorno do pacote. Os capacitores de desacoplamento devem sempre ser colocados o mais próximo possível do pino de alimentação do CI e orientados perpendicularmente aos componentes SOIC e ao fluxo de solda.

Placas de Dupla Face

O espaçamento entre os pads (de terra para terra) que são perpendiculares e paralelos à direção da solda deve ser de pelo menos 0,025” para evitar a formação de pontes de solda. Também é recomendado manter um espaçamento mínimo de 0,025” de uma pad de furo passante ou borda de via até um pad de montagem superficial ou outra via.

Componentes e Soldagem por Onda

Todos os componentes usados nos lados da montagem com soldagem por onda devem primeiro ser aprovados pelo seu fabricante para imersão em um banho de solda. Para componentes altos (maiores que 0,0100”), como capacitores de tântalo, é recomendado ter pelo menos 0,100” de espaço livre de terra para terra (de todas as direções) para evitar falhas e conexões abertas durante a operação de soldagem por onda.

Alguns tipos de componentes são sensíveis à soldagem por onda em temperaturas mais altas, e não é recomendado colocá-los no lado oposto da sua placa (camada inferior), onde a onda de solda entraria em contato com o componente. Componentes que não são recomendados para colocação no lado oposto de uma placa (camada inferior) incluem:

• Componentes BGA.
• Indutores não encapsulados.
• Componentes QFP.
• Dispositivos com terminais em "J".
• Conectores.
• Qualquer outro dispositivo que não possa ser submerso em solda.

Componentes Through-hole

Ao determinar o tamanho final necessário do PTH, tenha em mente que, se o PTH for muito grande, o componente não ficará no lugar e poderá se desalinhar, aumentando a probabilidade de "levantamento" e criando curtos-circuitos devido à inundação de solda durante a soldagem por onda. Se o PTH for muito pequeno, o componente pode não caber no PTH e pode resultar em preenchimento insuficiente de solda. É fácil desorientar um componente through-hole, portanto, pacotes direcionais são preferidos em vez de bidirecionais. A Figura 40 fornece um conjunto geral de diretrizes para determinar os tamanhos finais do PTH:

Figura 40 - Recomendações de Pino-para-Furo para Componentes Through-hole[4-3]

Com as informações apresentadas neste capítulo, você agora está bem equipado para iniciar o processo de colocação e orientação de componentes para atender aos requisitos fundamentais de fabricação. Antes de começar o processo de colocação de componentes, é recomendado consultar o seu fabricante para discutir quaisquer requisitos específicos de colocação que não foram delineados nas seções acima. Agora que seu design está bem encaminhado para a conclusão, é hora de finalizar o processo de layout da placa configurando os requisitos de pontos de teste no próximo capítulo.

Configurando Seus Requisitos de Pontos de Teste

Definir pontos de teste adequados em um layout de placa durante o seu processo de design é crítico para ter sua PCB testada e verificada pelo seu fabricante. Os pontos de teste que você estabelecer determinarão em última análise a confiabilidade da sua PCB e permitirão que seu fabricante identifique e diagnostique quaisquer problemas potenciais antes que sua placa saia da instalação de processamento. Este capítulo cobrirá os requisitos gerais de teste para sua PCB e, em seguida, entrará nos detalhes da colocação de almofadas de teste e panelização.

Requisitos Gerais de Pontos de Teste

Antes de entrar nos detalhes dos requisitos de pontos e almofadas de teste, há várias diretrizes gerais a ter em mente:

• Cada nó em sua placa deve ter pelo menos um ponto de sonda de teste (preferencialmente dois), incluindo os pinos dos componentes que se conectam a esse nó.
• Não é recomendado usar os terminais dos componentes como pontos de teste, pois esse método pode resultar em juntas de solda faltantes e rachadas.
• Recomenda-se distribuir seus pontos de teste por toda a placa, em vez de concentrá-los em qualquer local específico da placa, pois isso ajudará a evitar vazamentos de ar no processo de selagem a vácuo da sua placa embalada.

Almofadas de Teste

As almofadas de teste podem ser vias/almofadas, uma almofada de componente (PTH) ou um Ponto de Teste (TP) especificado com seu próprio designador de referência.

Veja a Figura 41 para um exemplo de uma via de teste passante.

Figura 41 - Via de Teste Passante

Para sondas de teste, use os diâmetros de almofadas de teste abaixo para garantir resultados de teste adequados durante seu processo de fabricação:

• Para sondas de teste padrão de 0.100”, 0.070” ou 0.050”, o diâmetro das almofadas de teste deve estar entre 0.015” e 0.040” e elas devem ter superfície de solda suficiente para um contato confiável da sonda.
• Se o seu design requer o uso de sondas de 0.030” a 0.015” (por exemplo, dispositivos de passo fino), as almofadas de teste devem ter um espaçamento adequado ao redor delas (não menos que 0.050”).
• As sondas de 0,030” a 0,015” são mais frágeis, mais caras, menos confiáveis e seu uso deve ser minimizado.
• Para placas maiores (mais de 12” de qualquer lado), mantenha o tamanho do pad de teste no mínimo de 0,040”.
• Em geral, os pads de teste não devem residir a pelo menos 0,125” da borda da placa.

Espaçamento dos Pads de Teste e Requisitos de Ferramentas

O espaçamento entre os pads de teste (de centro a centro) deve ser mantido em 0,100”. Isso permitirá o uso de sondas maiores, que são menos caras para configurar e fornecem uma leitura mais confiável.

Quanto menor o espaçamento entre os pads de teste, mais provável será que seu fabricante tenha que usar sondas menores, mais caras e menos confiáveis, conforme mostrado na Figura 42.

Figura 42 - Espaçamento dos Pads de Teste

Pads de Teste para Placas SMT

Componentes em placas SMT que têm 0,35” de altura (ou mais) são difíceis de serem testados com sondas, por isso, recomenda-se manter um espaço livre de 0,100” entre os pads de teste e a borda desses componentes. Isso evitará a necessidade de recortes ou alívios na placa de sondagem se o espaçamento entre o pad e o componente for menor que o mínimo necessário, conforme mostrado na Figura 43.

Figura 43 - Espaçamento entre Pad de Teste e Componente para Componentes com Altura Superior a 0,200”

Para componentes com menos de 0,35” de altura, os pads de teste devem ser colocados a no mínimo 0,040” de distância da borda do componente.

Isso evitará danos tanto à sonda quanto ao componente devido a tolerâncias no posicionamento do componente e na fixação, conforme mostrado na Figura 44.

Figura 44 - Espaçamento entre Pad de Teste e Componente para Componentes com Altura Inferior a 0,200”

Requisitos de Ferramentas de Teste

No mínimo, são necessários dois furos de ferramentas na PCB. Eles devem estar o mais distantes possível um do outro, colocados diagonalmente, e ter um diâmetro de 0,125”. A área livre ao redor dos furos de ferramentas deve ter um raio anular de 0,125″.

Panelização

Panelização, também conhecida como método passo-e-repetição, é o processo de colocar duas ou mais PCBs em um único painel, o que permite que as placas sejam seguradas durante a fabricação, o transporte e a montagem. Como o preço da sua PCB é por painel, o seu custo será diretamente impactado pela quantidade de PCBs que podem ser fabricadas em um painel. A panelização também pode economizar tempo ao processar múltiplas placas de uma vez em massa, conforme mostrado na Figura 45.

Figura 45 - Circuitos Retangulares em um Único Painel com Furos de Ferramenta e Abas de Separação

As imagens das PCBs em um painel podem ser de um único design ou de um agrupamento de vários designs. Uma série de furos é perfurada em várias localizações ao longo da borda do painel, com o contorno da placa não completamente roteado para fazer uma aba. Uma vez no painel, as placas podem então ser facilmente destacadas antes ou depois de serem povoadas com componentes.

É recomendado consultar o seu fabricante para determinar se a panelização é necessária para a fabricação da sua placa. Os fatores que irão determinar quantas PCBs podem ser acomodadas em um painel incluem:

• Tamanho do design individual.
• Peso total dos componentes colocados.
• Tamanho do Painel do Equipamento de Montagem.
• Clearance extra necessário para componentes salientes.

À medida que o número de circuitos dentro de um painel aumenta, sua resistência mecânica se torna mais fraca e pode fazer com que o painel se dobre sob seu próprio peso durante a montagem e o refusão. Embora um painel menor contendo menos placas possa ser mais forte, pode não ser a maneira mais eficiente de utilizar os tamanhos padrão de painéis de fabricação de PCB do fabricante e adicionará custos adicionais durante o processo de montagem.

Orientações Gerais para Painéis

O painel médio tem aproximadamente o tamanho de uma folha de papel A4. As seguintes especificações devem ser incluídas para uma padronização de painel padrão:

• Tiras de quebra devem medir cerca de 0.400”.
• Fiduciais devem estar a pelo menos 0.125” de distância de uma borda do cartão ou borda do quadro do painel.
• Os designs de painel devem ter furos de ferramenta não metalizados de 0.125” localizados a 0.2” dos cantos do quadro (ou conforme as diretrizes do seu fabricante).
• Um desenho de design de painel que inclui:
  • Dimensões de comprimento e largura do painel.
  • Dimensões da trilha de quebra.
  • Dimensões e localizações dos alvos fiduciais.
  • Dimensões e localizações dos furos de ferramenta.

Tiras de Ferramenta

Uma vez que uma PCB precisa ser mantida no lugar pelo equipamento de montagem, geralmente é necessário ter uma área livre de componentes de 0,200” em ambos os lados da placa. Se os componentes estiverem mais próximos do que isso, será necessário um strip de ferramentas, e uma área adicional de desperdício de 0,400” será requerida ao redor das bordas da placa. Se o seu design tiver componentes ultrapassando as bordas da PCB, a largura da moldura de ferramentas deve ser aumentada de acordo. Embora não seja obrigatório, ter um chanfro de 0,100” no canto das barras de ferramentas facilitará o alinhamento do equipamento de montagem com a placa e ajudará a evitar quaisquer riscos de travamento. A Figura 45 mostra um painel padrão com os strips de ferramentas, furos e molduras incluídos.

Os strips de ferramentas são descartados após a montagem estar completa e os circuitos individuais serem removidos. Se o seu design não contém componentes salientes, e o componente mais próximo à borda está a pelo menos 0,100’ de distância, os strips de ferramentas ao longo das bordas superior e inferior serão incluídos conforme mostrado na Figura 47 abaixo:

Figura 47 - Strips de Ferramentas ao Longo das Bordas Superior e Inferior de uma PCB

Furos de Ferramentas

Orifícios de ferramenta são necessários para alinhar e posicionar com precisão a placa de circuito em máquinas e dispositivos para ser processada (por exemplo, dispositivos de roteamento, processo de impressão de pasta de solda, máquinas de perfuração, dispositivos de teste, etc.). A configuração mínima deve incluir pelo menos dois orifícios não metalizados, um em cada canto (opostos um ao outro), com diâmetro de 0,125″ e distância de 0,200” da borda da placa. Um terceiro orifício é desejável, se o espaço permitir, pois melhorará a precisão do alinhamento e pode ser usado para garantir que a placa não será colocada no dispositivo na orientação errada.

Devido à limitação das cabeças de inserção de colocação automática e os contatos de ferramenta, uma zona livre de componentes de cerca de 0,400” a partir do centro do orifício deve ser mantida. Esses requisitos podem variar dependendo da máquina de inserção, por isso é recomendado consultar o fabricante da PCB para garantir a melhor configuração. O posicionamento adequado dos orifícios de ferramenta pode ser visto na Figura 48:

Figura 48 - Posicionamento Adequado de Orifícios de Ferramenta em uma PCB

Processo de Despanelização

Existem vários métodos de despanelização descritos abaixo, todos com seus benefícios para uso dependendo das restrições físicas do formato da sua placa e dos componentes associados. Seus requisitos de design específicos determinarão qual processo de despanelização usar, e é recomendado consultar seu fabricante para selecionar a solução ideal.

Abas Destacáveis

Para suportar as PCBs individuais durante o processo de montagem e poder removê-las uma vez que a montagem esteja completa, várias pequenas abas destacáveis são adicionadas ao redor do perímetro do perfil da PCB. 

Para melhor estabilidade, pelo menos duas abas são necessárias em cada borda da sua placa. Essas abas devem ser furos não metalizados com diâmetro entre 20 mils e 30 mils e espaçados entre 40 mils a 50 mils, conforme mostrado na Figura 49. Este método tem a vantagem de ser fácil de destacar a placa do painel, mas deixará uma borda áspera. Se você tem tolerâncias apertadas para um invólucro mecânico, os furos podem ser deslocados para dentro da PCB para eliminar qualquer material além da borda da PCB.

Figura 49 - Abas Destacáveis

Durante a separação, alguma tensão será aplicada ao laminado e componentes SMT posicionados próximos às abas podem ser danificados. Para minimizar o dano, é recomendado orientar esses componentes a 90° em relação à borda da placa. Em geral, componentes, trilhas, vias e planos de camadas internas não devem residir a menos de 0,100” de furos de separação.

Separador Sólido

O método de separação sólida é mais forte e usa menos material do que abas de separação, e também não requer um desbastador para remover uma placa de um painel. Após a placa ser separada, tende a deixar um pouco de material indesejado em sua borda, o que pode requerer algum preenchimento para nivelar a placa. A Figura 50 mostra uma seção transversal de separação sólida em uma PCB:

Figura 50 - Pip de Separação Sólida

Entalhe em V

O entalhe em V, ou pontuação em V, é outra alternativa para separar placas do painel, e é frequentemente uma boa opção para placas sem componentes salientes. Este método alternativo de despanelização custa menos para implementar e é ideal para produção em volume. Uma seção transversal do método de entalhe em V é mostrada na Figura 5:

Figura 51a - Seção Transversal do Entalhe em V

Separar placas do painel usando o método de ranhura em V criará algum estresse ao longo da área que está sendo destacada, portanto, é recomendado que componentes SMT sejam colocados a não menos de 0,100” da borda da sua placa. A ranhura em V também produzirá uma borda de placa áspera e inacabada depois de ser marcada pelo seu fabricante de PCB. A Figura 51b mostra as linhas de ranhura necessárias em um painel para o método de ranhura em V:

Figura 51b - Linhas de Ranura Necessárias e Detalhes em Painel com Ranura em V

PCBs de Formas Irregulares

Se você está projetando uma PCB com uma forma irregular, então é recomendado utilizar a técnica de panelização durante o processo de montagem para otimizar o processo de produção para sua placa.

Isso proporcionará alguns pedaços de material desperdiçado como mostrado na Figura 52:

Figura 52 - Placa Irregular com Painéis de Preenchimento

Finalizando o Layout da Sua Placa

Ao adicionar pontos de teste adequados em uma placa, você aumentará significativamente a probabilidade de detectar quaisquer erros relacionados à fabricação durante o processo de validação pós-produção. Dado que cada projeto tem suas limitações e restrições físicas únicas, é sempre recomendado consultar o seu fabricante para determinar o posicionamento ideal dos pontos de teste. Com o processo de layout da sua placa totalmente concluído, agora é hora de passar para o processo de documentação pós-design para comunicar claramente a intenção do design ao fabricante escolhido.

Documentando Sua PCB Para Fabricação

Antes de enviar seu design para a fabricação, você precisará garantir que ele esteja devidamente documentado para comunicar claramente sua intenção de design. Embora arquivos eletrônicos como Gerber e ODB++ forneçam informações básicas suficientes para fabricar sua placa, eles não incluem todos os detalhes minuciosos em sua cabeça sobre como você pretende ter sua placa produzida.

A etapa de documentação é a sua chance de documentar precisamente o layout da sua placa e evitar qualquer tipo de mal-entendido sobre a intenção de design que normalmente ocorre quando os objetivos de design não são claramente transmitidos. Este capítulo se concentrará na criação de um modelo padrão de documentação de PCB e delineará todos os detalhes necessários que você vai querer incluir para aumentar o entendimento por parte do seu fabricante. O capítulo seguinte, então, entrará nos detalhes específicos do seu desenho mestre. Este e o capítulo seguinte extraem informações do padrão, IPC-D-325A[6-1].

Tamanhos de Desenho

O primeiro passo para criar um desenho mestre é selecionar uma área de desenho apropriada para conter todos os seus desenhos. As dimensões da sua área de desenho são referidas como o tamanho do desenho e devem estar em conformidade com os tamanhos padrão ANSI-Y 14.1[6-1], conforme mostrado na Figura 53[6-2]. Se possível, os tamanhos de desenho devem ser mantidos consistentes para toda a documentação, enquanto ainda aderem às políticas de documentação da sua empresa.

Figura 53 - Tamanhos de Desenho Padrão para Documentação de PCB

Blocos Primários de um Modelo de PCB para Fabricação e Montagem

Existem vários blocos que precisam ser incluídos no seu desenho de PCB. Um bloco inclui detalhes e especificações adicionais que ajudarão a definir claramente seus requisitos de design para a fabricação e deve ser totalmente detalhado para evitar quaisquer atrasos na produção ou erros. A Figura 54 mostra um espaço de desenho em branco com os blocos destacados.

Figura 54 - Espaço de Desenho de PCB em Branco com Blocos Destacados

Zonamento

O zonamento é usado para fornecer referência a um desenho e é especialmente útil com desenhos de várias folhas. Embora você possa zonar um desenho de várias maneiras, é recomendado escolher um método e usá-lo em todos os seus projetos para garantir consistência. O método apresentado neste guia inclui as seguintes diretrizes (veja a Figura 55):

• As bordas horizontais (superior e inferior) da folha de desenho precisam ser rotuladas começando com “A” na parte mais à esquerda superior do desenho e aumentando alfabeticamente à medida que você se move para a direita.
• Nos lados verticais (esquerdo e direito) comece com “1” no topo e continue descendo enquanto aumenta numericamente à medida que você desce.
• Todas as letras devem ser maiúsculas.

Figura 55 - Exemplo de Método de Zonamento

Bloco de Título

O Bloco de Título é uma parte importante do seu projeto de PCB, pois comunica ao seu fabricante as informações básicas necessárias para a fabricação da sua placa. Ao criar o Bloco de Título para o seu projeto de PCB, existem várias seções diferentes que você precisará fornecer, incluindo:

• Título
• Escala
• Número do desenho
• Código de gaiola
• Bloco de aprovação

As figuras abaixo mostram essas seções em detalhes no bloco de título e fornecem detalhes adicionais sobre o que precisa ser incluído:

Título e Subtítulo

O Título e o Subtítulo fornecem uma descrição breve e precisa do PCB e devem ser escritos em letras maiúsculas.

Figura 56 - Bloco de Título e Subtítulo

Escala

A Escala é a relação do design real com a imagem e deve ser descrita em forma fracionária.

Figura 57 - Bloco de Escala

Número do Desenho (DWG. NO.)

O Número do Desenho é usado para arquivamento e identificação do Projeto de PCB.

Figura 58 - Bloco do Número do Desenho

Código de Gaiola (se aplicável)

O Código de Gaiola é uma sequência de cinco caracteres usada pelo governo federal para identificar um estabelecimento comercial.

Figura 59 - Bloco do Código de Gaiola

Bloco de Aprovação

O Bloco de Aprovação é utilizado para que indivíduos (desenhistas, projetistas, revisores, etc.) possam assinar e aprovar um projeto.

Figura 60 - Bloco de Aprovação

Embora os requisitos possam ser diferentes dependendo dos padrões de CAD estabelecidos pela sua organização, as cinco seções acima são consideradas os requisitos mínimos necessários para um bloco de título. Você deve trabalhar para estabelecer seus próprios padrões de bloco de título para projetos futuros. Os blocos mostrados nas figuras abaixo incluem detalhes opcionais que podem ser relevantes para as especificações do seu projeto.

Bloco de Aplicação

O Bloco de Aplicação é opcional e segmentado em duas partes, sendo a primeira a seção ‘USED ON’ (USADO EM) e a outra a seção ‘NEXT ASSY’ (PRÓXIMA MONTAGEM). A seção ‘NEXT ASSY’ informa ao engenheiro a próxima montagem na qual a peça será utilizada, enquanto ‘USED ON’ refere-se à montagem principal que abriga a próxima montagem.

Figura 61 - Bloco de Aplicação

Bloco de Revisão

O Bloco de Revisão é utilizado para acompanhar a revisão do projeto e pode ser visto na Figura 62 abaixo. Certifique-se de aderir ao esquema de revisão da sua empresa, mas se não houver um esquema em vigor, use o esquema de revisão sugerido abaixo:

• A primeira revisão é mostrada como um “A”
• A segunda revisão é mostrada como um “B” e assim por diante
• Se esgotar as letras, introduza uma segunda letra. “AA” → “AB”

Figura 62 - Bloco de Revisão

Número do Contrato

O Número do Contrato, também conhecido como número do pedido de compra, é usado para vincular e rastrear um projeto.

Figura 63 - Número do Contrato

Chave de Distribuição

A Chave de Distribuição é usada para a distribuição interna para certos departamentos da sua organização e deve ser colocada diretamente acima do Bloco de Título.

Figura 64 - Chave de Distribuição

Bloco de Material

O Bloco de Material contém números correspondentes às notas apropriadas, especificando os materiais sendo usados.

Figura 65 - Bloco de Material

Bloco de Status de Revisão

O Bloco de Status de Revisão contém informações que residem na primeira página do desenho mestre e mostra o status de revisão para cada folha individual do desenho. Este bloco deve ser localizado no canto superior direito do seu template de PCB.

Figura 66 - Bloco de Status de Revisão

Bloco de Folha de Continuação

O Bloco de Continuação é usado para folhas que não sejam a primeira página. Um Bloco de Continuação precisa ser colocado no canto inferior direito da página, conforme mostrado na Figura 67, e deve incluir:

• Bloco de aprovação (se necessário)
• Código Cage
• Número do desenho
• Revisão do desenho (opcional)
• Número da folha
• Escala
• Tamanho

Figura 67 - Folhas de Continuação

Blocos Primários de um Template de PCB para Fabricação e Montagem

Bloco de Título Esquemático

Enquanto um Bloco de Título Esquemático compartilha muitas das mesmas informações que seu correspondente de PCB, incluindo tamanho do desenho, data, título e revisão (veja Figura 67), ele também possui uma série de diferenças conforme descrito abaixo:

Figura 68 - Bloco de Título Esquemático

Bloco de Documentos de Referência

O Bloco de Documentos de Referência lista a documentação de produção do projeto necessária.

Figura 68 - Bloco de Documentos de Referência

Número do Desenho de Montagem

O Número do Desenho de Montagem é o número único atribuído ao Desenho de Montagem. O Desenho de Montagem é uma representação detalhada de toda a estrutura da placa com todos os componentes colocados.

Número do Desenho de Fabricação

O Número do Desenho de Fabricação é o número único atribuído ao Desenho de Fabricação. O Desenho de Fabricação retrata áreas na placa que requerem construção, como a pilha de camadas e a tabela de furação.

Número do Documento da BOM

O Número do Documento da BOM é o número único atribuído ao documento da Lista de Materiais (BOM). A BOM integra todos os aspectos do seu projeto para produzir o produto final. A BOM é discutida em maior detalhe mais adiante neste guia.

Número do Desenho da PCB

O Número do Desenho da PCB é o número único atribuído ao Desenho da PCB.

Projeto

Este bloco é usado para inserir o nome ou número do projeto principal.

 

Nome do Arquivo

O nome do arquivo refere-se ao nome do arquivo salvo, incluindo a extensão.

 

Nome e Endereço da Empresa

Esta área é para o nome da sua empresa e endereço postal.

 

Finalizando Sua Documentação Básica de Fabricação

Comunicar informações básicas sobre seu projeto tanto ao seu fabricante quanto aos interessados minimiza os riscos de má comunicação da intenção de design. É altamente recomendável utilizar os blocos opcionais que melhor se ajustem às necessidades específicas do seu projeto para facilitar a organização da sua documentação de design. Uma documentação organizada facilitará a conexão da intenção de design através da sua documentação. Agora que abordamos a nomeação e organização dos nossos documentos, vamos dar uma olhada no conteúdo do desenho mestre.

Documentando Seu Desenho Mestre

 

O Design para Fabricação (DFM) não é apenas sobre o seu processo de design, é sobre estar ciente do que acontece tanto antes quanto depois de você completar o layout da sua placa, desde o primeiro componente que você coloca digitalmente até a última peça que uma máquina de pick-and-place coloca fisicamente na sua PCB. No seu núcleo, o DFM é tanto uma arte quanto uma ciência, exigindo que os engenheiros estejam cientes não apenas das suas próprias preocupações e cuidados no processo de design, mas também das necessidades de todos os interessados. É responsabilidade do designer entender o processo de fabricação de PCBs para que eles possam implementar com sucesso práticas de DFM em suas PCBs.

Neste guia, fizemos uma análise profunda do DFM para o design de PCBs sob duas perspectivas: fabricação e montagem. Em termos de fabricação, os designers serão limitados pelas capacidades de processamento e devem garantir que o layout físico em seu sistema não viole essas restrições. Em termos de montagem, o designer ainda deve garantir que seu layout físico não interferirá nos aspectos básicos do processo de montagem e levará a altos rendimentos. Para projetar um PCB de sucesso logo na primeira tentativa, você precisa olhar através de uma lente mais ampla e ver o design que você produz no domínio digital como uma pequena peça de um quebra-cabeça maior.

O objetivo deste guia é fornecer aos designers mais novos as ferramentas de que precisam para garantir que não violem as restrições de DFM/DFA dentro do processo de fabricação de PCBs. Oferecemos diretrizes simples, porém importantes, sobre os seguintes tópicos:

• Uma visão geral do processo de fabricação
• Elementos importantes a incluir em footprints de PCB que auxiliarão na fabricação e montagem
• Propriedades materiais importantes que se aplicam na seleção de materiais para a maioria dos PCBs
• Dicas para estratégias de layout de PCB para garantir uma fabricação bem-sucedida
• Documentando seu PCB usando desenhos de fabricação e montagem

Para saber mais sobre outros tópicos importantes de design de PCB, dê uma olhada na nossa página de Guias no hub de recursos da Altium.

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