PCB元件贴装错误和贴装缺陷检测

PCB元件贴装错误和贴装缺陷检测

如果我们布置的每块印刷电路板都有足够的空间来分布元件并为布线、通孔和文字留出足够的空间，那不是很好吗？ 恐怕我们应该敢于梦想。 事实上，我们设计的大多数电路板都会尝试包含尽可能多的电路和功能。 我们的工作是找到一种方法使其适合电路板，同时遵守所有适用的设计规则和约束。

由于PCB空间非常宝贵，在元件贴装过程中会遗漏一些细微的细节，这可能会导致制造过程中出现问题，这并非闻所未闻。 有时，这些困难可能是由于我们在开始放置组件之前所使用的组件占用空间而引起的。 让我们仔细研究一下所有这些问题。 首先，一些更常见的问题是由不正确的引脚数据或电路板上的元件放置不正确引起的。 然后，我们将研究一些有助于增强PCB布局过程中PCB元件贴装缺陷检测能力的方法。

组件缺陷检测从正确的 CAD 占位模型开始

许多导致PCB制造缓慢甚至停止的问题都是由PCB设计CAD系统中不正确的元件占用模型引起的。 许多年前，由于零件尺寸较大，设计规则不那么严格，设计师可以摆脱占用空间大的问题。 然而，今天，同样缺乏对细节的关注最终会导致许多问题。 以下是组件封装未正确构建时可能出现的一些问题：

间隙不足：如果元件轮廓和焊盘图案创建不正确，可能会无意中导致电路板上相邻元件的间隙问题。 轮廓线太小可能会导致没有足够的空间来放置相邻零件。

• 焊点不良：表面贴装焊盘的位置和尺寸不正确会导致焊接问题。 如果焊盘上没有足够的空间来放置引线，焊脚可能无法正确形成，或者如果空间太大，元件可能会“浮动”。 通孔引脚可能难以插入太小的孔中，或者如果孔太大，则可能难以固定在焊点上。

• 功能问题：如果焊接到板上的焊盘形状编号不正确，则组装到板上的组件将无法工作。 在某些情况下，这甚至可能导致灾难性故障，例如火灾。

• 测试、调试和返工问题：元件或焊盘图形之间没有足够的空间，测试和返工电路板的技术人员将没有足够的空间来完成工作。

在开始布局之前，必须在 CAD 系统中正确构建这些包装模型。 许多 PCB 设计 CAD 工具都有内置的自动工具来帮助创建封装区域，设计人员应尽可能多地使用它们。

一旦确认元件的封装正确，就可以将元件放置在电路板上。 然而，如果元件放置不正确，可能会出现制造问题。

元件放置不正确引起的问题

尽管仍然有一些设计在放置过程中分散了元件，但大多数时候你会尝试找到足够的空间来放置电路板上的所有元件。 同时，还必须遵守电路的电气性能和DFM规则，以保证电路板的可制造性。 如果不遵守这些规则，您的制造商可能会在 PCB 组装过程中遇到以下问题：

• 违反间隙规定：将元件放置得太近可能会导致板上元件的自动拾取和放置困难。 间隙不足也会损害电路板通过自动测试的能力，并且可能给必须调试和重新处理电路板的技术人员带来问题。

• 位置错误：将元件放置在错误的位置和旋转会导致波峰焊设备出现问题。 较高的部件将进入较短部件的波峰，这可能会在较小的部件上投射阴影并阻止它们完全焊接。 组件还必须正确对齐，以便其焊盘图案焊接均匀。 板底部较高的部件也可能难以穿过波浪，需要特殊的固定装置或随后的手动组装。

• 施工问题：如果连接两个焊盘的金属不平衡，穿过焊料回流炉的较小的两个引脚组件可能会受到“墓碑效应”的影响。 金属含量较高的焊盘会散发热量，导致另一个焊盘上的焊料熔化得更快。 这种不平衡的熔化有时会将部件从未熔化的垫子上拉下来，并像墓碑一样竖立起来。

错误放置的组件可能会导致许多其他问题。 这些范围从无法访问到与其他系统对象（例如机架和系统机箱）冲突。 当电路板仍处于布局状态时，您可以使用一些工具来帮助您检测这些问题。 接下来，我们将进行检查。

PCB元件贴装缺陷检测方法

为了避免违反 DFM 规则的组件出现问题，设计人员需要在制造电路板之前检测布局中的这些问题。 防范这些错误的第一道防线是使用 PCB 设计 CAD 工具中内置的设计规则检查系统。 这些检查使用您可以在工具中设置的设计规则和约束，您可以通过设置尽可能多的规则来帮助自己。

在现代 PCB 设计 CAD 工具中，您将能够为以下内容设置规则和约束：

• 元件间距

• 组件类到类的间距

• 领域特定规则

• 丝网印刷、阻焊层和焊膏限制

有了这些规则和约束，您将能够将组件封装放置在电路板上，同时自动管理可制造性的最小间距要求。 此外，大多数工具现在都能够以 3D 方式查看和检查设计。 通过导入主板以及其他系统板和机箱的机械属性，您可以彻底检查设计是否存在错误。 这包括检查距离其他系统功能太近的组件，例如开关或连接器，或确认没有较高的电解电容器无意中穿过系统外壳。

这些PCB元件贴装缺陷检测方法成功的关键是确保它们得到充分利用。

充分利用您的 PCB 设计工具

PCB元件贴装缺陷检测的上半部分是为了确保设计中使用的封装结构正确。 首先，确保使用最新信息并根据其规格认真构建零件。

防止元件贴装缺陷的下一步是使用准确贴装 DRC 所需的所有信息来设置设计规则和约束。

使用 PCB 设计 CAD 工具的规则和约束有助于避免元件放置问题

这些可以针对单个零件或零件类别进行设置，以管理设计和制造所需的贴装间隙，从而帮助您检测 PCB 元件的贴装缺陷。 这些值可以手动输入或从一组保存的规则和约束中导入。

---- 电路板组装和电路板加工制造商解释元件贴装错误和元件贴装缺陷检测方法。