為什么SMT組件放置很重要

隨著電子產(chǎn)品的不斷縮小，PCB設(shè)計(jì)人員必須更加注意組件的放置位置，以確保密集板上的每個(gè)IC都能“相處”。對(duì)于較小的電路板，熱點(diǎn)和熱故障的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。緊鄰的模擬和數(shù)字電路也必須考慮信號(hào)完整性。當(dāng)沒(méi)有更多的空間來(lái)放置切屑之間的距離時(shí)，爬電和間隙變得更加棘手。最后但并非最不重要的，重要的是要確保設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)者的意圖傳達(dá)給合同制造商（CM），以最大程度地減少制造缺陷。解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵是SMT組件的放置。當(dāng)每個(gè)SMT組件都放置在正確的位置時(shí)，它們肯定會(huì)相處得更好。

放置元件時(shí)的PCB熱學(xué)考慮

高溫是PCB失效的根本原因之一。在具有很多空間的PCB中，熱設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單。當(dāng)涉及到密集的電路板時(shí)，放置SMT組件以應(yīng)對(duì)溫度變得更加重要。

您始終希望避免PCB上出現(xiàn)熱點(diǎn)。在高密度PCB中，相互靠近的耗電IC過(guò)多會(huì)引起這些熱點(diǎn)。即使是被動(dòng)零件，例如電阻會(huì)引起問(wèn)題。如果必須將一堆熱組件緊密連接在一起，請(qǐng)確保您有一個(gè)散熱器或使用另一種方法排熱。SMT組件并不總是問(wèn)題所在。有時(shí)他們的蹤跡是。高電流走線也會(huì)產(chǎn)生熱量，如果將它們?nèi)坎季€在一起，則可能會(huì)冒出熱點(diǎn)的危險(xiǎn)。因此，您應(yīng)該嘗試使高功率芯片和走線保持彼此遠(yuǎn)離。

有時(shí)，大功率芯片可能看起來(lái)不像大功率芯片。請(qǐng)記住，某些IC具有突發(fā)功率模式，在這種模式下，它們可以在較短的時(shí)間內(nèi)吸收更多的電流。突然爆發(fā)的功率可能會(huì)造成一個(gè)臨時(shí)性的熱點(diǎn)，尤其是如果同時(shí)有多個(gè)芯片在工作時(shí)。即使短暫的熱量爆發(fā)也可能會(huì)造成問(wèn)題。當(dāng)溫度在PCB的高溫和低溫之間波動(dòng)時(shí)，它們會(huì)降低構(gòu)成電路板的材料的質(zhì)量。電路板基板和焊料具有不同的CTE，因此當(dāng)它們快速加熱和冷卻時(shí)，它們的膨脹方式會(huì)有所不同。這可能會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)破裂或PCB中的介電材料破裂。確保將SMT組件小心地放置在板上避免熱點(diǎn)和熱循環(huán)。

足夠的間距和信號(hào)完整性注意事項(xiàng)

既然您已經(jīng)重新考慮了散熱問(wèn)題，那么就可以設(shè)計(jì)電路板了，對(duì)吧？不完全的。當(dāng)不小心放置SMT組件時(shí)，甚至可能出現(xiàn)更細(xì)微的信號(hào)完整性問(wèn)題。更不用說(shuō)您必須確保有足夠的空間來(lái)放置IC。

放置組件時(shí)，首先要做的是確保它們都有足夠的空間。通常，這意味著首先放置邊緣連接器，因?yàn)檫@些可能由機(jī)械設(shè)計(jì)決定。接下來(lái)，注意高引腳數(shù)組件，例如BGA。它們看起來(lái)很簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼈兊乃羞B接都位于芯片下方，但請(qǐng)記住，所有這些引腳都必須斷開(kāi)至板的其他部分。

現(xiàn)在，所有內(nèi)容都有喘息的機(jī)會(huì)了，該考慮信號(hào)完整性了。請(qǐng)記住，敏感的模擬電路與嘈雜的數(shù)字組件。數(shù)字走線的作用類似于發(fā)射天線，模擬走線的作用類似于接收天線。跟蹤循環(huán)越大，它發(fā)送或接收的越多，因此小心地走線。電路之間的距離也有助于減少串?dāng)_，因此請(qǐng)嘗試使模擬和數(shù)字芯片彼此遠(yuǎn)離。您可能仍需要在一個(gè)位置連接模擬和數(shù)字零件或平面。單點(diǎn)接地，這又增加了難題。最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，您應(yīng)該意識(shí)到，每個(gè)平面或焊盤(pán)都會(huì)產(chǎn)生寄生電容，并且每條長(zhǎng)走線都有一定的寄生電感。這些可以改變阻抗完美平衡的連接。您可以對(duì)這些寄生阻抗進(jìn)行手工建模，也可以使用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行預(yù)測(cè)。

SMT組件放置技巧，以確?？芍圃煨?/span>

對(duì)于SMT組件放置，您需要考慮的最后一件事是DFM和制造缺陷。請(qǐng)遵循以下提示，并與CM緊密合作以減少組裝過(guò)程中的問(wèn)題。

l布置電路板時(shí) 面板化設(shè)計(jì)，使SMT組件遠(yuǎn)離邊緣。 大邊緣連接器 當(dāng)使用路由器對(duì)電路板進(jìn)行分板時(shí)，這可能會(huì)特別成問(wèn)題，因此請(qǐng)小心放置部件。

l將相似的組件朝向相同的方向是一種好的設(shè)計(jì)實(shí)踐。如果您的電路板還包括通孔組件，這尤其重要，這意味著除了SMT的回流之外，還需要波峰焊。

l包括參考指示器，例如引腳1的位置，以確保組件的方向和連接正確。

l確保焊盤(pán)尺寸與組件包裝匹配。焊盤(pán)失配會(huì)對(duì)操作后的電路板組裝和性能產(chǎn)生不利影響。

l在設(shè)計(jì)中清楚地定義零件，并確保設(shè)計(jì)文件準(zhǔn)確反映您的SMT組件放置布局。

選擇一個(gè)好的居住地可能很困難，但是有時(shí)為SMT組件選擇一個(gè)地點(diǎn)似乎幾乎是不可能的。這些技巧將幫助您放置SMT零件以獲得最佳操作。切記要考慮零件放置和布線的熱影響。另外，您還必須為每個(gè)IC留出空間，并確保芯片不會(huì)發(fā)射或接收過(guò)多的噪聲。最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，請(qǐng)牢記制造建議，并與您的CM聯(lián)系以解決任何問(wèn)題。