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工程师在PCB布局中对传感器犯的两个常见错误刘畊宏


2022年07月21日

工程师在PCB布局中对传感器犯的两个常见错误

熟悉此过程的工程师对此非常了解,即使涉及到部署在印刷电路板上的传感器,即使是出色的设计也可能脱离轨道。

以Duane Benson为例,他已经设计了15年的制造嵌入式系统。虽然他的正式头衔是密尔沃基电子公司的市场总监,但他在Screaming Circuits的制造车间度过了很多时间,该公司的在线原型和按需制造部门在这里,他几乎看到了一切。

他在接受采访时说:“每天都有数十种工作在车间进行。” “我们看到了做对了和做错了的一切,而且我在沿途学到了很多东西,可以避免那些容易陷入的小陷阱。”

他也愿意分享所有来之不易的知识。他的一些技巧是为公司博客提供饲料,该博客已与整个行业共享: blog.screamsingcircuits.com

他还将在 2020年6月22日至24日在圣何塞举行的Sensors Expo and Conference上介绍几个最常见的错误。

这种开放共享的哲学在高科技公司并不总是很流行,但是今天它已成为“尖叫电路”的标志。本森解释说:“我们的理念是,如果每个人都知道陷阱,我们会变得更好。”

他的基本前提是,在PCB布局中容易出错很容易。而且,尽管在很多情况下,误差很小,并且通常在开始时就不会被发现,但它们可能会对设备的可制造性和可靠性产生巨大影响。他强调说:“传感器是一些最关键的组件,对印刷电路板错误可能非常敏感。”

问题的很大一部分是,当今许多设计工程师虽然精通其工作原理,但并不总是精通PCB布局的最后一步。他说:“这些工程师可以拼凑出令人难以置信的设计,但在电路板布局方面却不那么熟练。” “经过数学,电路设计的复杂性和细节方面的培训的工程师可能对CAM软件有所了解,但从未真正使用它来制造印刷电路板。”

另一个问题是精通PCB布局工作的专家逐渐受到侵蚀。在当今的多学科,资源受限的环境中,即使没有经过充分的培训来完成电路设计,设计电路的同一个人通常还是同一人进行PCB布局。

几个常见的错误

工程师在PCB布局中对传感器犯下的最常见错误之一与通孔的位置有关。他说:“当空间有限时,将通孔放置在元件焊盘的中间非常诱人。” 但是,在焊接时,结果可能是板的一侧焊点不良,而另一侧则有焊锡池。通孔的毛细作用会将焊料从所需的焊盘吸到不需要的焊盘的另一侧。”

幸运的是,在小批量生产中,有解决此问题的方法。他说:“我们可以在背面贴上耐热胶带,并在通孔中填充焊料。”

另一种解决方案是在焊盘上放置额外的焊料。另一个解决方法是用高温焊料填充通孔。但是,所有这些修复程序都需要花费时间,花费金钱,并使可靠性面临风险。这些解决方案都无法与球栅阵列封装零件等小型组件一起使用,也无法大规模生产。尝试将通孔放入微小的BGA焊盘中,古老的工程格言开始发挥作用:“如有疑问,将其丢弃并重新开始,” Benson说。

在此示例中,Benson说,设计师可能一开始就不会将其识别为错误,即使通过错误检查软件也不会将其视为一个错误。他说:“您可以用肉眼看到这个错误,一旦它出现在像我们这样的组装厂中,它就会被制止。” 当发现错误时,工程师必须找出如何使它起作用的方法,这可能会耗费关键时间并破坏生产时间表。

Benson说,PCB布局中的传感器的另一个常见错误与元件的占位面积有关。占位面积描述了将元件焊接到板上的铜图案。它还定义了阻焊膜,丝网印刷和将沉积焊膏的区域。每年发布如此多的新组件,以至于CAD软件无法跟上潮流,并且可能在其组件库中没有确切的占用空间。

精密传感器往往具有严格的布局要求,而新的或不太受欢迎的组件通常不在CAD库中表示。吸引人的脚印很吸引人,但并不精确。本森说:“但是在许多情况下,'接近'还不够紧密。” “如果做错了,该组件将无法正确焊接,或者将无法正常工作。”

在传感器博览会上,Benson将分享他对其他常见错误的见解,包括可能引起电路噪声或改变设计电气特性的布局问题。“许多传感器都有非常关键的布局要求,” Benson指出。“对于高频设备,保持噪声至关重要,制造在其中发挥了很大的作用。”

Benson过去所做的类似演示吸引了仅站在客厅的观众。他说:“当我第一次开始这些谈话时,我很惊讶这个话题如此受欢迎。” “我们看到越来越多的公共共享,而开源硬件社区正是关于共享。有数百万个组件和设计,并且有很大的机会进行更多此类共享。当我们设计更好的电路板时,我们的处境都会变得更好。”

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