Qual è la differenza tra SMD e NSMD?

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Qual è la differenza tra SMD e NSMD?

SMD e NSMD sono due tipi di semiconduttori. Sebbene le loro piazzole siano di dimensioni simili, i componenti NSMD hanno dimensioni inferiori. Per contro, gli SMD possono essere spostati dal saldatore, mentre un componente a foro passante può essere fissato meccanicamente prima della saldatura.

I pad NSMD sono più piccoli

Esistono diverse differenze tra le piazzole NSMD e le piazzole SMD. In primo luogo, la maschera di saldatura delle piazzole NSMD è molto più piccola. Ciò consente al bordo della piazzola di lasciare un piccolo spazio che non è presente nelle piazzole SMD. La figura seguente mostra una vista dall'alto e in sezione di una piazzola di tipo NSMD.

Le piazzole NSMD sono più piccole di quelle SMD e sono quindi più adatte a layout di schede ad alta densità. Inoltre, consentono di avere più spazio tra i pad adiacenti e di facilitare il routing delle tracce. Di conseguenza, i pad NSMD sono utilizzati nei chip BGA ad alta densità. Tuttavia, i pad NSMD sono più suscettibili alla delaminazione, ma le pratiche di produzione standard dovrebbero prevenire questo problema.

Oltre a essere più piccoli, i cuscinetti NSMD sono più economici da produrre. Ciò è dovuto al fatto che sono realizzati con materiali meno costosi. Tuttavia, ciò non significa che siano di qualità inferiore. La scelta di NSMD o SMD dipende dall'applicazione. Ad esempio, una scheda con piazzole grandi avrà bisogno di una maschera di saldatura con un'apertura maggiore rispetto a una con piazzole piccole.

Quando si tratta di produrre componenti BGA, la progettazione corretta delle piazzole è fondamentale. Le piazzole NSMD sono più piccole perché hanno aperture per la maschera di saldatura più piccole del diametro della piazzola di rame. Le piazzole NSMD presentano inoltre il rischio di urti di saldatura asimmetrici, che inclinano il dispositivo sul PCB.

I pad NSMD sono utilizzati per i diodi

Le piazzole NSMD sono un tipo di piazzole per il confezionamento di diodi che differiscono dalle piazzole SMD per un aspetto importante: viene lasciato uno spazio tra il bordo della piazzola e la maschera di saldatura. L'utilizzo di una piazzola di tipo NSMD consente di migliorare le connessioni di saldatura e di confezionare piazzole con tracce di larghezza maggiore.

Le piazzole di saldatura su un PCB possono essere definite con maschera di saldatura o senza maschera di saldatura. La piazzola definita senza maschera di saldatura è caratterizzata da uno spazio tra la maschera di saldatura e la piazzola di contatto circolare. La saldatura scorre sulla parte superiore e sui lati della piazzola di contatto per creare un giunto di saldatura di alta qualità.

Il diametro di una piazzola NSMD è spesso inferiore a quello di una piazzola BGA. Queste dimensioni ridotte consentono di facilitare il routing delle tracce. Tuttavia, i pad NSMD possono essere più inclini alla delaminazione rispetto ai pad SMD. Di conseguenza, è necessario attenersi alle pratiche di produzione standard per ridurre al minimo la possibilità di delaminazione dei pad.

Quando si saldano i componenti BGA, la progettazione delle piazzole svolge un ruolo cruciale. Una piazzola sbagliata può portare a una scarsa producibilità e a costose ore di analisi dei guasti. Fortunatamente, esistono semplici linee guida per la progettazione delle piazzole. Con un po' di pratica, è possibile realizzare le piazzole NSMD corrette per i componenti BGA.

Le piazzole NSMD sono utilizzate per i transistor.

Quando si utilizzano le piazzole NSMD per i transistor, è necessario ricordare che una piazzola NSMD è più piccola della corrispondente piazzola SMD. Questa differenza è dovuta al fatto che le piazzole NSMD hanno un'apertura maggiore per l'inserimento della maschera di saldatura. Ciò consente di ottenere una maggiore superficie per le giunzioni di saldatura, una maggiore larghezza della traccia e una maggiore flessibilità nei fori passanti. Tuttavia, questa differenza significa anche che un pad NSMD ha maggiori probabilità di cadere durante il processo di saldatura.

Il diametro di una piazzola di rame è un fattore chiave per definire le dimensioni di una piazzola NSMD. Le piazzole NSMD sono circa 20% più piccole di una sfera di saldatura, consentendo un migliore instradamento delle tracce. Questa riduzione è necessaria per i chip BGA ad alta densità. Tuttavia, un pad NSMD è più incline alla delaminazione, ma le pratiche di produzione standard dovrebbero ridurre al minimo questo problema.

Le piazzole NSMD sono una buona opzione per la saldatura dei transistor. Questi tipi di piazzole sono spesso utilizzati in applicazioni in cui i transistor devono essere saldati attraverso un foro in un substrato metallico. In questo modo il processo di saldatura risulta più semplice e meno dispendioso in termini di tempo. Tuttavia, lo svantaggio dell'utilizzo di una piazzola NSMD è che non è possibile ottenere lo stesso livello di controllo sul processo di saldatura di una piazzola SMD.

L'altro grande vantaggio dell'uso dei pad SMD è che possono essere prodotti facilmente. Questo metodo è molto diffuso per la produzione di componenti elettronici, in quanto è il più economico per creare una scheda di alta qualità. Inoltre, l'approccio SMD è anche un buon modo per ridurre al minimo il numero di variabili coinvolte nel progetto.

I difetti più comuni dei PCB e le relative soluzioni

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I difetti più comuni dei PCB e le relative soluzioni

I problemi dei circuiti stampati sono numerosi, ma alcuni sono meno evidenti di altri. Questi problemi sono chiamati guasti di implementazione e richiedono conoscenze specialistiche per essere diagnosticati. Ad esempio, le scariche elettrostatiche, le perdite chimiche, i pad sollevati e lo spostamento dei componenti sono tutte possibili cause di guasto. Per identificare le modalità di guasto, un PCB deve essere sottoposto a stress test fino a quando non si rompe.

Scariche elettrostatiche

Le scariche elettrostatiche (ESD) sono un problema comune nei circuiti elettronici. È il risultato di una manipolazione errata dei componenti elettronici o di un livello di tensione eccessivo. In molti casi, il danno risultante è latente o catastrofico. Questo problema può causare il malfunzionamento parziale o totale di un PCB.

Esistono diversi modi per individuare e riparare le scariche elettrostatiche. Alcuni di essi sono visibili e influiscono sulle prestazioni del prodotto, mentre altri non lo sono. Il primo metodo consiste nell'ispezionare il dispositivo per determinare se un componente è interessato. In alcuni casi, sulla scheda di circuito appare un minuscolo foro.

Perdita di sostanze chimiche

Le perdite chimiche di PCB possono essere un problema per molte industrie. Sebbene gli Stati Uniti abbiano vietato la produzione di PCB nel 1977, essi sono ancora presenti nell'ambiente a livelli molto bassi. Il ciclo ambientale è la fonte principale di PCB nell'ambiente e questi vengono trasportati in tutti gli ecosistemi. Sebbene i livelli di questi contaminanti siano bassi, possono avere effetti gravi sull'uomo e sull'ambiente.

Oltre che nell'elettronica, i PCB sono stati utilizzati anche nella costruzione di edifici scolastici tra gli anni Cinquanta e Settanta. Molte scuole avevano calafatare e lampade fluorescenti contenenti PCB. Il problema di questi prodotti era che fuoriuscivano, causando la contaminazione di altri materiali da costruzione e del suolo. Questo ha causato una contaminazione diffusa, motivo per cui sono stati vietati.

Cuscinetti sollevati

Il sollevamento delle piazzole è dovuto a diverse cause, tra cui l'eccesso di calore e di forza durante la saldatura. Il risultato può essere un giunto di saldatura insoddisfacente. Questi difetti richiedono una nuova saldatura e possono portare a rischi di cortocircuito. Altre cause del sollevamento delle piazzole sono la contaminazione da agenti inquinanti, la scarsa pulizia o l'insufficienza del flussante. I pad sollevati possono compromettere il funzionamento dei circuiti e l'aspetto della scheda.

I rilievi si verificano più frequentemente su strati di rame sottili e su schede prive di placcatura passante. L'identificazione della causa del sollevamento è fondamentale per prevenire ulteriori danni. Nel caso di circuiti stampati su un solo lato, il problema è spesso dovuto a una saldatura a onda impropria. Il sollevamento può essere evitato usando la massima cautela nel maneggiare i circuiti stampati ed evitando di esercitare una forza eccessiva quando si maneggiano i componenti.

Spostamento dei componenti

Lo spostamento dei componenti è uno dei difetti più comuni riscontrati nell'assemblaggio dei PCB. Può essere causato da una serie di fattori, tra cui il posizionamento non corretto dei componenti. Ad esempio, un componente posizionato in modo non correttamente orientato può fluttuare, provocando un riallineamento del componente.

In alcuni casi, la causa dello spostamento dei componenti è dovuta a una mancata corrispondenza tra i pezzi e la geometria della piastra. Questo fa sì che il componente si sposti verso la massa termica più vicina. Altre cause sono la piegatura dei conduttori, il posizionamento non corretto dei componenti o l'ossidazione. Fortunatamente, esistono diverse soluzioni allo spostamento dei componenti. Ad esempio, il rispetto del profilo di rifusione corretto, la riduzione del movimento durante il processo di assemblaggio non rifluito e l'uso di un flusso aggressivo possono contribuire a ridurre al minimo lo spostamento dei componenti.

Difetti della sfera di saldatura

I difetti delle sfere di saldatura sono comuni nel processo di assemblaggio SMT. Si tratta essenzialmente di palline di saldatura che si separano dal corpo principale della saldatura. Per evitarli, è necessario regolare la pressione di montaggio sul chip mounter su un'impostazione precisa. In questo modo si evita che la pasta di saldatura venga schiacciata fuori dalla piazzola e si aumenta la possibilità che la pasta di saldatura venga generata correttamente.

Un buon giunto di saldatura sarà pulito, simmetrico e di forma concava. Al contrario, un cattivo giunto di saldatura può essere grande e con un gambo lungo. Un altro difetto comune è rappresentato dalle giunzioni disturbate, che presentano un aspetto sfaldato, distorto o irregolare.

Termografia

La termografia è uno strumento potente per il controllo della qualità, che accelera le riparazioni di PCB e componenti. Identificando i punti caldi, le immagini termiche possono evidenziare i componenti difettosi o le aree che consumano troppa energia. Queste informazioni possono aiutare i progettisti a ridurre il consumo energetico e a prolungare la durata della batteria. Le immagini termiche possono anche rilevare aree con una gestione termica inadeguata, che richiedono un maggiore raffreddamento, dissipatori di calore più grandi o addirittura una riprogettazione.

La termografia per i difetti dei PCB può anche aiutare i progettisti e gli ingegneri a determinare la causa dei difetti. Quando una scheda di prova non supera i test di controllo qualità, una termocamera può rivelare i problemi. Può anche mostrare le differenze di temperatura tra due aree diverse di una scheda, rivelando le differenze tra le due.

5 fattori che influenzano la qualità della saldatura SMT

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5 fattori che influenzano la qualità della saldatura SMT

Diversi fattori influiscono sulla qualità della saldatura SMT. Tra questi, lo stato delle apparecchiature, la qualità della pasta saldante e la stabilità. La comprensione di questi fattori vi aiuterà a migliorare i vostri processi di saldatura SMT. Il modo migliore per migliorare la qualità della saldatura SMT è implementare miglioramenti in ogni area.

Stabilità

In un processo di produzione in cui i componenti vengono posizionati su un circuito stampato, la stabilità dei giunti di saldatura è importante per le prestazioni del circuito. Tuttavia, in determinate condizioni, il processo di saldatura può essere instabile. In queste condizioni, la pasta saldante SnAgCu senza piombo viene utilizzata per ridurre lo stress termico sul substrato. Questo tipo di pasta saldante presenta un vantaggio rispetto ad altri materiali: può essere utilizzata su diversi substrati e può essere applicata dispensando la pasta sulla superficie del dispositivo.

Una buona pasta saldante è stabile fino a una determinata temperatura. Il modo migliore per verificare la stabilità della pasta saldante è utilizzare un viscosimetro per misurarne la viscosità. Una buona pasta dovrebbe essere compresa tra 160 Pa*S e 200 Pa*S.

Ripetibilità

Durante il processo di saldatura, il flussante è un ingrediente fondamentale per il successo del processo di saldatura. Se il flussante è insufficiente o ci sono troppe impurità, il processo di saldatura può fallire. Il modo migliore per garantire la ripetibilità della saldatura SMTS è preparare accuratamente i componenti e le piazzole del PCB prima della saldatura. È inoltre importante mantenere correttamente la temperatura di rifusione ed evitare qualsiasi movimento dell'assemblaggio durante la rifusione. Infine, la lega deve essere analizzata per individuare eventuali contaminanti.

Sebbene sia consigliabile l'uso di saldature senza piombo, in alcuni casi è possibile utilizzare saldature con piombo. Tuttavia, è importante notare che le saldature al piombo non hanno il flusso necessario per realizzare giunzioni affidabili. Di conseguenza, il processo di saldatura non è ripetibile.

Stato dell'apparecchiatura

Molti fattori influenzano la qualità della saldatura SMT. Questi fattori includono la progettazione delle piazzole del PCB, la qualità della pasta saldante e lo stato delle attrezzature utilizzate per la produzione. Ognuno di questi fattori è fondamentale per assicurare la qualità della saldatura a riflusso. Inoltre, possono anche influenzare i difetti di saldatura. Per migliorare la qualità della saldatura, è essenziale utilizzare un eccellente design delle piazzole per PCB.

Oltre alla scelta dei componenti, la precisione del montaggio è un altro fattore che influisce sulla qualità del giunto di saldatura. L'attrezzatura utilizzata per il montaggio deve avere un'elevata precisione in modo che i componenti rimangano stabili. Inoltre, l'angolo di montaggio deve essere corretto per assicurare che il dispositivo polare sia orientato correttamente. Anche lo spessore del componente dopo il montaggio deve essere adeguato.

Qualità della pasta saldante

I difetti di saldatura possono essere il risultato di una serie di fattori. Spesso questi problemi sono causati da una progettazione non corretta della scheda. Una progettazione errata delle piazzole può causare componenti spostati o a forma di pietra tombale, oltre a difetti di saldatura. Per questo motivo, la progettazione delle piazzole dei circuiti stampati deve essere esaminata attentamente per evitare questi problemi.

La temperatura e l'umidità giocano un ruolo importante nella qualità della pasta saldante. La temperatura ideale per l'applicazione è di circa 20 gradi Celsius e l'umidità giusta è compresa tra il trenta e il cinquanta per cento. Livelli di umidità elevati possono causare la formazione di palline, con conseguenti ripercussioni sul processo di saldatura. Anche la velocità e la qualità della lama di raschiatura sono fattori importanti che influenzano la saldatura. Per ottenere risultati ottimali, la pasta saldante deve essere applicata partendo dal nucleo e spostandosi verso i bordi della scheda.

La velocità, la pressione del raschiatore, la velocità di discesa dello stencil e la modalità di pulizia dello stencil devono essere ottimizzate per ottenere la massima stampa di pasta saldante. Una velocità impropria può causare una stampa non uniforme della pasta saldante e ridurre l'efficienza della produzione. Un altro parametro critico è la frequenza di pulizia della matrice. Una velocità di pulizia della matrice troppo alta o troppo bassa può causare un accumulo di stagno, che può influire sull'efficienza della produzione.

Progettazione di PCB

La progettazione dei circuiti stampati è un aspetto critico della qualità della produzione. Comporta il corretto posizionamento dei componenti sulla scheda per garantire che siano montati correttamente. Deve prevedere uno spazio sufficiente per i fori di fissaggio meccanico. In caso contrario, i componenti delicati possono essere danneggiati. Inoltre, i giunti di saldatura in prossimità delle impronte dei componenti a montaggio superficiale possono causare cortocircuiti. È quindi essenziale che il progetto del PCB consenta di posizionare correttamente sia i componenti tradizionali che quelli a montaggio superficiale.

Oltre al corretto posizionamento dei componenti, anche la corretta progettazione della PCB può contribuire alla saldatura SMT. Secondo le statistiche di HP, circa il 70-80% degli errori di produzione sono causati da difetti nella progettazione del PCB. I fattori che influenzano la progettazione del PCB includono la disposizione dei componenti, la progettazione dei pad termici, i tipi di pacchetti dei componenti e il metodo di assemblaggio. La progettazione del PCB deve anche tenere conto dei punti di compatibilità elettromagnetica (EMC) e delle posizioni dei passaggi.

Come il materiale per PCB ad alta conducibilità termica risolverà il problema della dissipazione del calore

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Come il materiale per PCB ad alta conducibilità termica risolverà il problema della dissipazione del calore

I PCB, noti anche come circuiti stampati, sono strutture stratificate costituite da lamine di rame inserite tra strati di vetro epossidico. Questi strati fungono da supporto meccanico ed elettrico per i componenti. Le lamine di rame ad alta conduttività fungono da circuito conduttivo nel PCB, mentre lo strato di vetro epossidico funge da substrato non conduttivo.

Materiale per circuiti stampati ad alta conducibilità termica

La conduttività termica è la capacità di un materiale di trasferire il calore da un dispositivo. Più bassa è la conduttività termica, meno efficiente è il dispositivo. I materiali ad alta conducibilità termica possono eliminare la necessità di vias e produrre una distribuzione più uniforme della temperatura. Ciò riduce anche il rischio di espansione volumetrica localizzata, che può portare a punti caldi in prossimità di componenti ad alta corrente.

Un tipico circuito stampato di un personal computer potrebbe essere costituito da due piani di rame e due strati di traccia esterni. Il suo spessore è di circa 70 um e la sua conducibilità termica è di 17,4 W/mK. Il risultato è che il tipico PCB non è un efficiente conduttore di calore.

Monete di rame

Le monete di rame sono piccoli pezzi di rame incorporati nel PCB. Vengono posizionate sotto il componente che produce più calore. La loro elevata conducibilità termica consente di trasferire il calore dal componente caldo a un dissipatore di calore. Possono essere realizzati in diverse forme e dimensioni per adattarsi alle aree desiderate e possono essere metallizzati per garantire una connessione perfetta.

Vetro epossidico

Il problema della dissipazione del calore sta diventando sempre più importante nell'elettronica. Un eccesso di calore può portare a prestazioni insufficienti e a guasti precoci. Attualmente, le opzioni di dissipazione del calore sono limitate, soprattutto negli ambienti estremi. Una delle soluzioni a questo problema è l'uso di materiale per PCB epossidico in vetro ad alta temperatura, o HDI-PCB. Questo materiale è in grado di risolvere il problema grazie a una conducibilità termica oltre duecento volte superiore a quella del composito FR4.

La vetro resina epossidica ha un'eccellente resistenza al calore e alla fiamma. Ha un'elevata temperatura di transizione vetrosa e un'alta conduttività termica. Può fungere da strato isolante e da strato di dissipazione del calore. Può essere realizzata per impregnazione o rivestimento. La conducibilità termica del PCB epossidico di vetro migliora le prestazioni e la stabilità dei componenti elettronici.

PCB con anima in metallo

I produttori di PCB con anima in metallo hanno introdotto nuovi substrati per schede in grado di resistere alle alte temperature. Ciò consente di applicare selettivamente strati di rame più spessi che hanno una maggiore conducibilità termica. Questo tipo di PCB consente una migliore dissipazione del calore e può essere utilizzato per la realizzazione di circuiti sottili e per il confezionamento di chip ad alta densità.

Oltre a offrire una maggiore conduttività termica, i PCB metallici sono anche dimensionalmente stabili. I PCB in alluminio con anima in metallo hanno una variazione dimensionale di 2,5-3% quando vengono riscaldati, il che li rende ideali per le applicazioni ad alta potenza. Le loro proprietà di bassa espansione termica li rendono adatti anche a potenze di commutazione elevate. Il metallo più comunemente utilizzato per i circuiti stampati ad anima metallica è l'alluminio, che è economico e riciclabile. La sua elevata conducibilità termica consente un rapido processo di raffreddamento.

Un altro problema associato alla dissipazione del calore è il rischio di calore eccessivo. Il calore generato dai componenti che lo generano deve essere rimosso dalla scheda, altrimenti il PCB non funzionerà al meglio. Fortunatamente, oggi esistono nuove opzioni per risolvere questo problema. I circuiti stampati con anima metallica ad alta conducibilità termica sono un nuovo tipo di soluzione termica in grado di superare questi problemi.

Substrati FR4

I PCB sono strutture stratificate realizzate con lamine di rame e polimeri rinforzati con vetro. Supportano e collegano i componenti elettronici. Il rame crea un circuito conduttivo all'interno del PCB, mentre lo strato di vetro epossidico funge da substrato non conduttivo.

I componenti ad alta potenza sono meglio posizionati al centro del PCB, piuttosto che sui bordi. Questo perché il calore si accumula vicino ai bordi e si disperde. Inoltre, il calore prodotto dai componenti ad alta potenza deve essere collocato lontano dai dispositivi sensibili e deve essere incanalato attraverso il PCB.

Il materiale per PCB ad alta conducibilità termica è la soluzione migliore per la dissipazione del calore, in quanto consente un rapido trasferimento del calore e ne impedisce l'accumulo. I PCB ad alta tecnologia utilizzano come materiale di substrato rame, alluminio o ceramica. Questo risolve i problemi di dissipazione del calore e rende i PCB più durevoli.

2 Note sull'ingegneria inversa dei PCB

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2 Note sull'ingegneria inversa dei PCB

Tomografia computerizzata

La tomografia computerizzata è uno strumento potente per il reverse engineering dei circuiti stampati. Questa tecnica utilizza i raggi X per scattare immagini dell'interno di un circuito stampato. L'immagine risultante può essere utilizzata per ricostruire la struttura della scheda. La tomografia computerizzata ha però diversi limiti. Il suo campo visivo è ridotto, il che la rende meno efficace per i circuiti stampati con ampie aree di fogli di rame.

La tomografia computerizzata non è una buona scelta per tutti i progetti di reverse engineering. Le scansioni TC possono dare risultati imprecisi. È meglio utilizzare un metodo non distruttivo, che offre un maggiore margine di errore. Le scansioni TC sono comunemente utilizzate in questo processo, ma è anche possibile utilizzare la tomografia a raggi X per catturare l'interno di una sostanza. Può anche estrarre informazioni geometriche, che possono essere estremamente utili per la reingegnerizzazione delle schede dei circuiti senza distruggere il dispositivo.

I principali svantaggi della TC sono il fatto che i raggi X possono distorcere l'immagine e causare molti artefatti. Inoltre, i potenti raggi X possono danneggiare i chip IC. Inoltre, la scheda deve essere spopolata prima di iniziare il processo.

Al contrario, il reverse engineering dei circuiti stampati utilizza un metodo di decostruzione per comprendere le cose complesse. Questo metodo non si limita all'ingegneria dell'hardware, ma viene utilizzato nello sviluppo del software e nella mappatura del DNA umano. Questo processo parte dal circuito stampato e procede a ritroso fino agli schemi per analizzarne il funzionamento.

Un altro vantaggio del reverse engineering dei PCB è la capacità di produrre immagini ottiche ad alta risoluzione di una scheda con un massimo di sei strati in poche ore. Inoltre, il costo è basso. I risultati possono essere inviati direttamente a un produttore di circuiti stampati per la replica dei circuiti stampati.

La tomografia computerizzata può essere utilizzata anche per analizzare i PCB multistrato. I risultati possono essere utilizzati anche per generare una distinta base. Si raccomanda di fornire un PCB campione quando si richiede il reverse engineering di un PCB. La scheda campione deve avere una larghezza di almeno 10 mm.

Un altro vantaggio dell'uso della tomografia computerizzata è che consente all'utente di visualizzare i singoli componenti. Inoltre, può anche determinare i controlli GD&T. Un PC-DMIS può esportare le caratteristiche in file di polilinee e di passo. Ciò consente all'utente di visualizzare le connessioni effettuate sul circuito stampato.

Raggi X

La radiografia per il reverse engineering dei circuiti stampati è una tecnica relativamente nuova per identificare i componenti di una scheda a circuito stampato. I metodi tradizionali si basano sul de-layering del PCB, un processo che richiede molto tempo, è soggetto a errori ed è dannoso. I raggi X per il reverse engineering dei circuiti stampati, invece, non richiedono danni fisici al circuito stampato e richiedono molto meno tempo per la valutazione. Questo metodo consente inoltre al ricercatore di estrarre i dati dalla scheda di circuito.

I raggi X per il reverse engineering dei circuiti stampati sono spesso utilizzati per il reverse engineering, ma il costo dell'acquisto di una macchina di ispezione di questo tipo può essere proibitivo per molte persone. Un hacker hardware, John McMaster, ha deciso di costruirsi una radiografia da utilizzare nel proprio laboratorio per risparmiare denaro.

Un'altra considerazione importante è la risoluzione della radiografia. Le scansioni a bassa risoluzione possono rivelare i componenti principali di una scheda, ma per vedere le tracce e le interconnessioni è necessaria una risoluzione submicronica. Gli attuali scanner micro-CT e XRM non hanno la risoluzione necessaria a questo scopo. Inoltre, l'acquisizione di immagini di un PCB di grandi dimensioni con una risoluzione grossolana può richiedere ore. Inoltre, il fascio di raggi X può indurirsi e creare striature e bande.

Il reverse engineering dei PCB è un processo di analisi dei prodotti elettronici esistenti e di ricreazione con caratteristiche superiori e costi inferiori. Durante il processo, i documenti vengono generati e inviati a un produttore di PCB per la fabbricazione di una replica del circuito stampato. Questo metodo può essere utilizzato anche per ridurre i tempi necessari per le riparazioni e le nuove schede elettroniche. Inoltre, può rivelare se un determinato produttore è adatto o meno.

Il processo inizia pulendo la superficie di un PCB. Successivamente, i raggi X possono rivelare informazioni nascoste all'interno del pezzo. Inoltre, può essere utilizzata per risolvere problemi di qualità e di guasto. Può anche essere utilizzata per creare modelli di progettazione computerizzata delle superfici interne e delle connessioni di traccia.

Cose da sapere prima di ordinare un progetto PCB

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Cose da sapere prima di ordinare un progetto PCB

Se state per ordinare un progetto di PCB, ci sono alcune cose di cui dovete essere consapevoli. Ad esempio, è necessario controllare due volte le tracce prima di ordinare. Inoltre, è necessario assicurarsi che la distinta base e il file di foratura corrispondano. Inoltre, è necessario scegliere il materiale giusto.

Doppio controllo delle tracce

Quando si ordinano circuiti stampati da un produttore di circuiti stampati, è fondamentale ricontrollare le tracce e la spaziatura sulla scheda. Lo spessore e la larghezza delle tracce sul progetto determinano la quantità di corrente che può fluire attraverso il circuito. È possibile utilizzare un calcolatore di larghezza delle tracce online per trovare la larghezza ideale delle tracce. In questo modo si ridurranno le possibilità di rottura delle connessioni.

Controllo della distinta base

Il primo passo per ordinare i componenti della PCB è controllare la distinta base. Questo vi aiuterà a evitare numeri di componenti mancanti o errati. L'uso della distinta base è utile anche per l'approvvigionamento dei componenti. La descrizione del componente aiuterà l'acquirente e l'assemblatore a trovare un pezzo di ricambio adatto. Inoltre, aiuterà a confermare che i componenti hanno il giusto MPN.

È importante controllare la distinta base prima di inviare il progetto di PCB a un produttore. Infatti, anche un piccolo errore può causare problemi durante il processo di assemblaggio del PCB. È inoltre necessario tenere traccia di tutte le modifiche apportate alla distinta base ed etichettarle chiaramente. La versione più aggiornata della distinta base è quella da utilizzare.

Una volta ottenuta la distinta base, è necessario scoprire il costo del componente che si sta ordinando. È importante sapere esattamente quanto si pagherà. Il prezzo dei componenti deve corrispondere alla distinta base del progetto PCB. In caso contrario, potreste dover sostituire i componenti o addirittura modificare il progetto.

Controllo del file di perforazione

È possibile controllare facilmente il file di foratura prima di ordinare il progetto di PCB a un'azienda produttrice di PCB. Tuttavia, ci sono alcune cose importanti da ricordare prima di effettuare un ordine. Il primo passo è assicurarsi che il file sia nel formato corretto. È possibile utilizzare un visualizzatore di file gerber per controllare due volte il file.

Il file di foratura è un file secondario che spiega dove devono essere praticati i fori sul PCB. Questo file deve essere inviato insieme ai file Gerber. Se il file di foratura non specifica le posizioni o le dimensioni dei fori, l'ordine del PCB non supererà la verifica.

Il file di foratura deve contenere anche un elenco di utensili. In esso sono elencati gli utensili necessari per ciascun foro del componente. L'elenco degli utensili deve essere incorporato nel file di foratura o inviato come file di testo separato. Se non si fornisce l'elenco degli utensili sul disegno di fabbricazione, si eliminano le verifiche automatiche e si commettono più errori nell'inserimento dei dati.

Scegliere i materiali giusti

La scelta dei materiali giusti per il progetto PCB è essenziale. Le proprietà fisiche dei materiali per PCB possono influenzare in modo significativo le prestazioni della scheda. Ad esempio, una costante dielettrica più bassa implica un dielettrico più sottile e uno spessore minore della scheda, mentre una costante dielettrica più alta comporta perdite maggiori. Queste informazioni vi aiuteranno a restringere la scelta dei materiali per PCB e a trovare quelli che garantiscono le prestazioni richieste.

Successivamente, è necessario determinare il numero di strati di routing sul PCB. Per un progetto di PCB semplice, possono essere sufficienti uno o due strati, mentre un progetto moderatamente complesso può richiedere da quattro a sei strati. I progetti più complicati possono richiedere otto o più strati. Il numero di strati influisce direttamente sul costo del progetto PCB.

Come conoscere la finitura superficiale dal colore del PCB

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Come conoscere la finitura superficiale dal colore del PCB

Se vi state chiedendo come conoscere la finitura superficiale di un PCB, non siete i soli. Il colore di un PCB può rivelare la sua finitura superficiale. Si può anche vedere una designazione di colore chiamata ENIG o oro duro, argento o rosso chiaro. Indipendentemente da ciò che si vede, è bene assicurarsi che il PCB sia placcato per proteggere la superficie.

ENIG

La finitura superficiale ENIG è una delle finiture più diffuse per i PCB. Si ottiene combinando oro e nichel. L'oro aiuta a proteggere lo strato di nichel dall'ossidazione e il nichel agisce come barriera alla diffusione. Lo strato d'oro ha una bassa resistenza di contatto e di solito è uno strato sottile. Lo spessore dello strato d'oro deve essere coerente con i requisiti del circuito stampato. Questa finitura superficiale contribuisce a prolungare la durata del circuito. Inoltre, ha eccellenti prestazioni elettriche e migliora la conduzione elettrica tra i componenti del circuito stampato.

La finitura superficiale ENIG ha un costo più elevato ma un'alta percentuale di successo. È resistente a più cicli termici e presenta una buona saldabilità e un buon incollaggio dei fili. È composta da due strati metallici: uno strato di nichel protegge lo strato di rame di base dalla corrosione e uno strato di oro funge da strato anticorrosione per il nichel. L'ENIG è adatto per i dispositivi che richiedono alti livelli di saldabilità e tolleranze ristrette. L'ENIG è anche privo di piombo.

Oro duro

L'oro duro è una finitura superficiale costosa per i circuiti stampati. Si tratta di una finitura di alta qualità e di lunga durata, spesso riservata ai componenti soggetti a un elevato livello di usura. L'oro duro viene solitamente applicato ai connettori di bordo. Il suo uso principale è quello di fornire una superficie durevole per i componenti che vengono azionati frequentemente, come i contatti della batteria o della tastiera.

L'oro elettrolitico duro è uno strato d'oro placcato su una barriera di nichel. È il più resistente tra i due e viene solitamente applicato alle aree soggette a usura. Tuttavia, questa finitura superficiale è molto costosa e ha un basso fattore di saldabilità.

Argento

A seconda della composizione, il PCB può essere prodotto con colori e finiture diverse. I tre colori più comuni per le superfici dei PCB sono argento, oro e rosso chiaro. I PCB con finitura superficiale dorata sono solitamente i più costosi, mentre quelli con finitura argentata sono più economici. Il circuito sul PCB è costituito principalmente da rame puro. Poiché il rame si ossida facilmente se esposto all'aria, è molto importante proteggere lo strato esterno del PCB con un rivestimento protettivo.

Le finiture superficiali argentate possono essere applicate con due tecniche diverse. La prima tecnica è l'immersione, in cui il pannello viene immerso in una soluzione contenente ioni d'oro. Gli ioni d'oro presenti sul pannello reagiscono con il nichel e formano una pellicola che ricopre la superficie. Lo spessore dello strato d'oro deve essere controllato in modo che il rame e il nichel possano rimanere saldabili e che il rame sia protetto dalle molecole di ossigeno.

Rosso chiaro

La finitura superficiale di un PCB può essere lucida, non lucida o rosso chiaro. Una finitura non lucida tende ad avere un aspetto più poroso, mentre una finitura lucida tende ad essere riflettente e simile a un guscio duro. Il verde è il colore più popolare dei PCB ed è anche uno dei meno costosi. È importante pulire i PCB prima di utilizzarli per evitare l'ossidazione.

Sebbene il colore della maschera di saldatura non sia un riflesso diretto delle prestazioni del PCB, alcuni produttori lo utilizzano come strumento di progettazione. Questo colore è ideale per i PCB che richiedono una visibilità brillante e contrasti netti. I PCB rossi sono anche attraenti se abbinati alle serigrafie.

Palladio elettrolitico

L'utilizzo della finitura superficiale al palladio elettrolitico sui PCB previene la formazione di piazzole nere sulla scheda e offre numerosi vantaggi, tra cui l'eccellente saldabilità e l'incollaggio di fili di alluminio e argento. Questo tipo di finitura ha anche una durata di conservazione estremamente lunga. Tuttavia, è anche più costosa di altre finiture e richiede tempi di consegna più lunghi.

Il processo di finitura superficiale dei PCB ENEPIG prevede diverse fasi, ognuna delle quali richiede un attento monitoraggio. Nella prima fase, il rame viene attivato, seguito dalla deposizione di nichel e palladio elettrolitici. Successivamente, il circuito stampato viene sottoposto a una procedura di pulizia per rimuovere i residui di ossidazione e la polvere dalla superficie.

HASL senza piombo

Se state cercando un nuovo PCB, vi chiederete come distinguere le finiture superficiali HASL senza piombo da quelle a base di piombo. Sebbene l'HASL abbia un aspetto attraente, non è l'ideale per i componenti a montaggio superficiale. Questo tipo di finitura non è piatta e i componenti più grandi, come le resistenze, non possono essere allineati correttamente. L'HASL senza piombo, invece, è piatto e non utilizza saldature a base di piombo. Utilizza invece una saldatura a base di rame conforme alla normativa RoHS.

L'HASL offre una saldabilità di alta qualità e può resistere a più cicli termici. Un tempo era lo standard del settore, ma l'introduzione delle norme RoHS ne ha reso impossibile la conformità. Oggi l'HASL senza piombo è più accettabile in termini di impatto ambientale e di sicurezza e rappresenta una scelta più efficiente per i componenti elettronici. Inoltre, è più conforme alla direttiva RoHS.

Suggerimenti da sapere sui circuiti stampati FR4 semi-flessibili

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Suggerimenti da sapere sui circuiti stampati FR4 semi-flessibili

FR4 is a flame-retardant material

Printed circuit boards made from FR4 are extremely durable. However, the cost of these boards is higher than the ones made from other materials. In addition, these boards tend to delaminate easily, and they emit a bad odor when soldered. This makes them unsuitable for high-end consumer electronics.

FR4 is a composite material that has excellent mechanical, electrical, and flame retardant properties. It is a yellow to light green material that withstands high temperatures. It is made of a fiberglass layer that gives the material its structural stability. The material also features an epoxy resin layer that provides it with its fire retardant properties.

FR4 PCBs can be produced with a varying thickness. The thickness of the material affects the weight of the board and its component compatibility. A thin FR4 material can help make a board lighter, which makes it more appealing to consumers. This material is also easy to ship and has excellent temperature resistance. However, it is not advisable for use in high-temperature environments, such as aerospace.

It has excellent thermal, mechanical, and electrical properties

FR-4 is a common printed circuit board substrate made from glass cloth impregnated with epoxy or hybrid resin. It is widely used in computers and servers and is well known for its excellent thermal, mechanical, and electrical properties. It can withstand high temperatures, which makes it an ideal choice for sensitive electronics.

However, FR4 semi-flex PCBs present some challenges when it comes to depth-controlling milling. In order to achieve good results with this type of material, the board’s remaining thickness must be uniform. The amount of resin and prepreg used must also be considered. The milling tolerance should be set appropriately.

Besides the excellent thermal, mechanical, and electrical properties, FR4 is lightweight and inexpensive. Its thinness is a major advantage over FR1 printed circuit boards. However, it should be noted that this material has a lower glass transition temperature than FR1 or XPC. FR4 PCBs are made from eight layers of glass fiber material. These boards can withstand temperatures between 120 degrees C and 130 degrees C.

It has a high signal loss compared to a high-frequency laminate

While the low cost and relative mechanical and electrical stability of FR4 makes it an attractive choice for many electronic applications, it is not appropriate for all applications. In cases where high-frequency signals are required, a high-frequency laminate is the better choice.

The dielectric constant of the laminate material plays a critical role in determining the best PCB. The higher the dielectric constant, the less signal loss the board will experience. This dielectric constant is a measure of the board’s ability to store electrical energy.

When comparing the signal loss of a printed circuit board with a high-frequency laminate, you can see that the former has a higher dielectric constant. In other words, the Semi-Flex FR4 material has a higher dielectric constant than the latter. A high dielectric constant is desirable for high-speed applications because it prevents signal loss.

FR-4 was not the first PCB material to be used for electronics. It was preceded by the FR-2 board, which was made from pressed phenolic-cotton paper. This material served as a bridge between discrete-wired hand-soldered circuits and FR-4. Some Magnavox advertisements advertised that the televisions were “hand-soldered”. FR-2 boards were often one-sided, but designers could solve the problem by using top-side jumpers and zero-ohm resistors.

It can be manufactured at a low cost

Semi-flex PCBs are flexible, and are ideal for applications where space is a consideration. While these PCBs are more expensive than conventional FR4 boards, the flexibility that they provide makes them ideal for many medical applications. Also, the flexibility that they provide is better suited to handling dynamic stress resulting from bent circuit boards.

Semi-flex PCBs are made with materials that are typically manufactured in rolls. These materials are then cut according to the final size of the product. For example, a roll of copper foil is cut to the desired shape, which then requires mechanical drilling to make the through-holes. Different hole diameters are used, which vary according to the needs of the customer.

However, the bending properties of this material can cause problems. For instance, FR4 is not suitable for bending at very high temperatures, as it tends to warp. To prevent such problems, it is necessary to ensure that the materials are made of a flexible material before they are etched or molded.

Come eseguire il processo di panelizzazione della matrice di schede PCB

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Come eseguire il processo di panelizzazione della matrice di schede PCB

Le matrici di schede integrate possono essere pannellate per ridurre i costi di produzione. Questo articolo illustra le diverse opzioni disponibili, tra cui l'uso di una taglierina laser, di una sega o di una fresa. Il primo passo consiste nel progettare la scheda per conto proprio. Il progetto deve includere la tavola e le dimensioni dell'intero pannello.

Gli array di schede integrate possono essere pannellati per ridurre i costi di produzione

La pannellizzazione delle schede integrate consente di ridurre il numero dei singoli componenti e il costo complessivo di produzione. È possibile affiancare le schede fino a una larghezza di quattro pollici e 7,5 pollici. La pannellatura consente di risparmiare spazio nella produzione e di evitare operazioni di assemblaggio costose e dispendiose in termini di tempo.

La pannellatura aiuta a proteggere l'integrità di un PCB e consente ai produttori cinesi di PCB di produrre più schede contemporaneamente. Tuttavia, la pannellatura dei PCB deve essere eseguita con cura. Il processo può causare una grande quantità di polvere e le schede assemblate possono richiedere un'ulteriore pulizia prima della spedizione. Inoltre, i componenti sporgenti possono cadere nelle parti adiacenti. Se le sporgenze sono sufficientemente piccole, è possibile utilizzare dei "fori di distacco" su ogni scheda per evitare questo problema.

Per costruire un pannello utilizzando più PCB, è necessario prima costruire un pannello con stack di livelli di PCB compatibili. A tale scopo, è possibile selezionare i PCB che condividono lo stesso file di progettazione e creare un pannello con più PCB. Quindi, è possibile utilizzare i comandi di panelizzazione per creare un pannello composto da uno o più PCB.

Utilizzo di una fresa laser

L'utilizzo di un laser-cutter per depanelizzare un array di schede PCB elimina la necessità di una fresa per PCB. A differenza di altri metodi di taglio, la fresatura laser non richiede una matrice meccanica ed è adatta a PCB con tolleranze strette. Può anche tagliare substrati di circuiti flessibili e fibre di vetro.

A differenza di una sega, un laser-cutter può pannellare un array di schede PCB in modo efficiente e veloce. I laser sono più adatti per le schede sottili e lo spessore ottimale per un array di schede PCB è di un mm. Tuttavia, se la scheda presenta componenti sporgenti, il laser può danneggiarli. Inoltre, l'utilizzo di un laser-cutter per pannellare un array di schede PCB può lasciare un bordo ruvido, che può richiedere un ulteriore lavoro.

Le dimensioni del pannello sono un altro fattore da considerare. Se il PCB è più largo della lunghezza dell'array, è più efficiente impilare le schede. Tuttavia, questa strategia ha uno svantaggio: si verifica un eccessivo abbassamento durante la saldatura a macchina dei fori passanti.

Utilizzo di una sega

Il processo di pannellizzazione prevede la rimozione dei singoli PCB da un pannello di schede PCB. Questa operazione può essere eseguita manualmente o con una sega. In entrambi i casi, il materiale laminato nella parte superiore e inferiore del PCB viene rimosso. Il centro del PCB viene lasciato intatto per mantenere il formato del pannello.

Il modo più comune ed economico per pannellare una serie di schede PCB è l'utilizzo di una sega. Una sega consente di separare le singole schede utilizzando scanalature a V. Questo metodo consente di separare le schede in modo facile e veloce. È un metodo relativamente semplice e la sega consente di tagliare le schede con precisione.

Un'altra tecnica per pannellare un array di schede PCB è il tab routing. Questo processo fresa il circuito stampato lungo i contorni. Questa tecnica preserva i ponti di materiale che tengono la scheda in posizione durante il processo di produzione. Tuttavia, non è adatta per trasformatori di grandi dimensioni o altri componenti pesanti. Tuttavia, riduce il carico sul circuito stampato e può ridurre il rischio di scheggiature.

Utilizzo di un router

Se si utilizza una fresatrice per eseguire il processo di pannellatura delle schede PCB, è bene essere consapevoli dei rischi connessi. La prima cosa da sapere è che le frese generano polvere e vibrazioni. Se i pannelli sono molto spessi, è preferibile utilizzare una macchina per affettare al laser. In alternativa, è possibile utilizzare uno strumento a lama uncinata. Questo metodo è meno efficiente, ma molto più economico.

Un altro metodo di pannelizzazione è il routing con scanalature a V, che utilizza linguette perforate per tenere in posizione i PCB. Queste linguette possono avere da tre a cinque fori. I vantaggi di questo metodo sono la flessibilità e la facilità di depanelizzazione. Tuttavia, questo metodo non è consigliato per i PCB di forma irregolare o con fori piccoli.

Utilizzo di un utensile a lama a forma di gancio

Quando si esegue la pannellatura di una serie di schede PCB, è importante seguire la procedura corretta. L'uso di uno strumento sbagliato può causare la rottura della scheda. Per evitare questo problema, è importante misurare attentamente la scheda PCB e tagliare ogni pannello alla profondità corretta. Inoltre, assicurarsi di lasciare uno spazio minimo di 0,05 pollici sul bordo di ogni pannello.

Esistono diversi metodi di pannelizzazione. Alcuni metodi sono più efficaci di altri. Alcuni metodi richiedono l'uso di un utensile a lama uncinata, che è costoso e inefficace quando si lavora con tavole più spesse. Altri metodi richiedono l'uso di una fresa per depaneling, che può causare polvere e altri problemi.